Hvordan opvarmningssystemer med pumpecirkulation fungerer: organisationsskemaer

Selv erfarne installatører kan ikke altid sikre naturlig bevægelse af varmebæreren i varmekredsen. Det sker, at vandet bevæger sig gennem systemet, men der kommer ikke nok varme ind i huset.

Flere og flere privatboligejere foretrækker at installere varmesystemer med pumpecirkulation, som er ret varierede og bekvemme. I denne artikel har vi gennemgået de grundlæggende skemaer for tvungen varme, suppleret med illustrative illustrationer og fotos.

Vi har også udvalgt nyttige videoer med anbefalinger fra eksperter om installation af pumpeudstyr til varmesystemet. Dette giver dig mulighed for at sætte dig grundigt ind i spørgsmålet om pumpemontering.

Funktionsprincippet for et system med tvungen cirkulation

Cirkulationspumpen – er en lille elektrisk enhed, som er ekstremt enkel konstrueret. Inde i huset er der et pumpehjul, der roterer og giver varmebæreren, der cirkulerer i systemet, den nødvendige acceleration. Elmotoen, der sørger for rotationen, bruger kun lidt strøm, kun 60-100 W.

Tilstedeværelsen af en sådan enhed i systemet forenkler i høj grad design og installation. Tvungen cirkulation af varmebæreren gør det muligt at bruge varmeledninger med lille diameter og udvider mulighederne ved valg af varmekedel og radiatorer.

Meget ofte fungerer et system, der oprindeligt er designet til naturlig cirkulation, utilfredsstillende på grund af den lave hastighed af varmebæreren i rørene, dvs. lavt cirkulationstryk. I dette tilfælde kan installation af en pumpe løse problemet.

Man bør dog ikke overdrive vandhastigheden i rørene, da den ikke må være for høj. Ellers kan konstruktionen med tiden simpelthen ikke modstå det ekstra tryk, som den ikke er dimensioneret til.

Hvis man i systemer med naturlig cirkulation af varmebæreren kan bruge en åben ekspansionsbeholder, bør man i tvungne kredsløb foretrække en lukket, forseglet beholder.

For beboelsesrum anbefales følgende grænseværdier for varmebærerens hastighed:

• ved nominel borediameter på 10 mm – op til 1,5 m/s;
• ved nominel borediameter på 15 mm – op til 1,2 m/s;
• ved nominel borediameter på 20 mm eller mere – op til 1,0 m/s;
• for hjælperum i boliger – op til 1,5 m/s;
• for bygninger af sekundær betydning – op til 2,0 m/s.

I systemer med naturlig cirkulation placeres ekspansionsbeholderen normalt på fremløbet. Men hvis konstruktionen suppleres med en cirkulationspumpe, anbefales det normalt at flytte beholderen til returløbet.

Cirkulationspumpens konstruktion er meget enkel; denne enheds opgave er at give varmebæreren tilstrækkelig acceleration til at overvinde systemets hydrostatiske modstand.

Desuden bør man i stedet for en åben beholder installere en lukket. Kun i en lille lejlighed, hvor varmesystemet har en kort længde og en simpel opbygning, kan man undvære en sådan omstilling og bruge den gamle ekspansionsbeholder.

Beregninger for tvungne varmesystemer

Et korrekt organiseret system med tvungen cirkulation kræver komplekse ingeniørberegninger. Men nogle formler gør det muligt at vurdere systemets tilstand og få et mere præcist billede af de nødvendige ændringer, især hvis det drejer sig om et lille hus eller en lejlighed. Varmeudstyrets effekt vælges normalt ud fra størrelsen af de rum, der skal opvarmes.

Normalt anbefaler producenterne: at varmebærertilførslen, målt i liter pr. minut, svarer til antallet af kilowatt kedeleffekt. Det betyder, at for en kedel på 40 W vil den mest passende varmebærertilførsel være 40 l/min.

På samme måde beregner man vandforbruget for et enkelt rum eller en gruppe af rum. I dette tilfælde tager man udgangspunkt i den samlede effekt af radiatorerne installeret på området.

Varmebærerens hastighed i varmesystemets kredsløb afhænger i høj grad af, hvor korrekt rørdiameteren er valgt

Diameteren på varmeledningen bestemmes i overensstemmelse med den fastsatte varmebærertilførsel:

• ved en tilførsel på 5,7 l/min kræves halv tomme rør;
• ved en tilførsel på 15 l/min kræves tre kvart tomme rør;
• ved en tilførsel på 30 l/min kræves tomme rør;
• ved en tilførsel på 53 l/min kræves 1 1/4 tomme rør;
• ved en tilførsel på 83 l/min kræves halvanden tomme rør;
• ved en tilførsel på 170 l/min kræves to tomme rør;
• ved en tilførsel på 320 l/min kræves 2 1/2 tomme rør osv.

For at bestemme parametrene for en passende cirkulationspumpe skal man måle længden af hele varmekredsen, som den skal tilsluttes. For ti meter system har man brug for en pumpe med løftehøjde på 0,6 m. Gennem enkle beregninger får vi, at for et system på 60 meter længde vil der være brug for en pumpe på 3,6 m.

Disse parametre gælder dog kun for et system, hvor rørdiameteren er korrekt valgt, som tidligere nævnt. Hvis der er brugt for smalle rør, vil man have brug for en kraftigere pumpe for at overvinde det overskydende hydrauliske tryk, der opstår i systemet på grund af forkert rørvalg.

Detaljerede anbefalinger til valg af cirkulationspumpe har vi givet i denne artikel.

En automatisk udlufter eller en mekanisk anordning til udledning af overskydende luft, Maevskys ventil, er nødvendig for at udlede luft fra et lukket system. Disse enheder er nødvendige i varmekredse, da de forhindrer problemer med luftlommer. Sådanne enheder installeres på radiatorer, på forsyningsstigrør samt på problematiske steder i komplekse varmesystemer.

Denne regel gælder også i omvendt retning: Hvis rørene er bredere end nødvendigt ifølge standarden, bør den beregnede effekt af cirkulationspumpen reduceres.

En vigtig komponent i tvungne varmesystemer er sikkerhedsgruppen:

Eksperter anbefaler at købe ikke én, men to sådanne enheder på én gang. Den ene – primær, og den anden – som reserve. Den kan installeres på bypass eller opbevares i skabet.

Cirkulationspumpen er normalt modstandsdygtig over for fejl, men følsom over for vandkvaliteten i varmekredsen. For at forlænge levetiden for varmeudstyret, giver det mening at sørge for filtrering af varmemediet og rettidige foranstaltninger til systemskylning.

Skemaer for systemer med pumpecirkulation

Varmesystemer med tvungen cirkulation adskiller sig på følgende måde:

• som én- eller torørs (tilslutningsvariant af rør til radiatorer);
• med vertikale stigrør eller horisontale hovedledninger;
• blindgange eller med medstrøms bevægelse af varmemediet
• med øvre eller nedre fordeling.

Enrørssystemer bliver sjældnere, fordi deres ulemper langt overstiger fordelene. Det er en meget enkel løsning, hvor radiatorerne forbindes i serie. Varmemediet passerer skiftevis gennem hver varmeenhed og afkøles gradvist.

Det er klart, at med dette layout vil de første radiatorer opvarme rummet bedre end dem, der er placeret i slutningen af systemet. Man er nødt til at installere flere radiatorer i den sidste del af hovedledningen end i begyndelsen for at udjævne temperaturforskellen.

Enrørssystemer til opvarmning er enkle at implementere og billige, men problemet med ujævn opvarmning og afhængighed af svigt af én radiator har gjort dem næsten uønskede i moderne forhold.

En sådan opsætning er meget ubelejlig, da man ikke kan slukke for kun én radiator i tilfælde af fejl; man er nødt til at tømme varmemediet fra hele kredsen. Et torørsskema indebærer, at hver radiator tilsluttes parallelt med to rør til en fælles hovedledning.

Selvfølgelig kræver dette brug af flere materialer, og de samlede omkostninger og tid til installation vil være højere end ved brug af enrørsvarianten.

Torørs varmesystemer gør det muligt at opvarme hvert rum jævnt, samtidig med at svigt af én radiator ikke vil være årsag til at afbryde hele kredsen.

Ved torørstilslutning monteres der afspærringsventiler på hver radiator. Dette gør det muligt om nødvendigt at afmontere eller slukke for kun én radiator, mens de andre elementer i systemet fortsætter med at fungere normalt.

Opvarmningen ved denne ordning sker jævnt, da varmebæreren tilføres hver radiator via en separat ledning og derefter returnerer til kedlen for opvarmning i stedet for at bevæge sig gennem de andre radiatorer.

Vertikale stigrør bruges i etagebygninger, og det er praktisk at tilslutte radiatorer placeret på forskellige etager til dem. Den vertikale konstruktion letter hurtig udledning af luft, der kommer ind i systemet, hvilket markant reducerer sandsynligheden for luftlommer.

At oprette et vertikalt varmesystem er ikke billigt, men det er et effektivt system, der er modstandsdygtigt over for luftlommer, og det er velegnet til montering i etagebygninger.

I horisontale ordninger er hovedledningen, som radiatorerne parallelkobles til, placeret i et vandret plan, som navnet antyder. Denne type system er egnet til opvarmning af en-etagers bygninger med stor grund.

En relativ billig løsning er ikke sikret mod dannelse af luftlommer. For at forhindre denne type problem bruger man automatiske luftudskillere. Reglerne for fjernelse af en luftlomme fra varmesystemet har vi behandlet i detaljer her.

Horisontale varmesystemer er relativt billige, og de bruges typisk ved projektering af bygninger med stor grund i en eller to etager.

Ujævn opvarmning er karakteristisk ikke kun for enkeltrørssystemer, men også for blindvejsvarianten af opvarmning, som er ret udbredt.

I en sådan ordning sker tilførslen af varmebæreren i den modsatte retning af returstrømmen. Som følge heraf opstår der radiatorer i systemet, som modtager en allerede noget afkølet varmebærer, der efter dem går ind i returledningen.

I blindvejssystemer modtager radiatorer, der er langt fra det fremførende stigrør, mindre varme end dem, der er tæt på det. I medstrømssystemer fungerer alle systemelementer i en tilsvarende tilstand.

Som følge heraf modtager radiatorerne nærmest stigrøret mere varme, og dem længere væk – mindre. På små arealer kan dette være mindre mærkbart, men i rummelige huse vil det være mærkbart. I denne situation anbefales det at lave flere korte hovedledninger frem for en lang, så hele varmebæreren cirkulerer i grenene med nogenlunde ens temperatur.

Parallelkredsløbet er baseret på samme længde af cirkulationssløjfer i hele huset, hvilket gør det muligt at opnå en ekstremt præcis ensartet opvarmning. Men det er ikke let at implementere denne ledningsføring, da det kræver at føre et stort antal rør.

Øvre fordeling i varmesystemer anvendes, når der er et loft, hvor en ekspansionsbeholder kan installeres. Hvis det ikke er muligt, kan nedre fordeling af opvarmning implementeres med succes.

Øvre og nedre fordeling har fået deres navn efter placeringen af fremløbsrøret. I det første tilfælde kommer varmebæreren ind i systemet fra oven, og i det andet – fra neden.

Ved øvre fordeling installeres ekspansionsbeholderen på systemets højeste punkt, varmebæreren spredes i systemet ved tyngdekraftens påvirkning. Returledningen vil her være placeret under radiatorerne. For at implementere et sådant projekt i et privat hus kræves der et loft, hvor beholderen installeres.

Hvis betingelserne for øvre fordeling ikke er til stede, anvendes den anden mulighed, hvor varmebæreren tilføres fra neden, og returledningen er placeret over radiatorerne. Opgaven med at flytte varmebæreren med tilstrækkelig høj hastighed overlades hovedsageligt til cirkulationspumpen.

Et sådant diagram monteres gradvist, fra nederste etage til øverste, mens fremløbsledningen laves med en lille hældning for at forhindre dannelse af luftlommer.

For at fjerne luftlommer udstyres varmekommunikation med automatiske luftudskillere:

Hvor skal cirkulationspumpen placeres?

Oftest installeres cirkulationspumpen på returledningen, ikke på fremløbet. Det menes, at risikoen for hurtig slitage og nedbrud af enheden er lavere her, da varmebæreren allerede er afkølet. Men for moderne pumper er dette ikke nødvendigt, da de er udstyret med lejer med såkaldt vandsmøring. De er allerede designet specifikt til sådanne driftsforhold.

Det betyder, at man kan installere en cirkulationspumpe på fremløbet, især da det hydrostatiske tryk her er lavere. Pumpens placering deler systemet i to dele: trykområde og sugeområde. En pumpe installeret på fremløbet, lige efter ekspansionsbeholderen, vil trække vand fra beholderen og pumpe det ind i systemet.

Cirkulationspumpen i varmesystemet deler kredsløbet i to dele: trykområde, hvor varmebæreren kommer ind, og vakuumområde, hvor den trækkes ud

Hvis pumpen installeres på returledningen før ekspansionsbeholderen, vil den pumpe vand ind i beholderen og trække det fra systemet. At forstå dette punkt hjælper med at tage højde for de hydrauliske trykforhold på forskellige punkter i systemet. Når pumpen kører, forbliver det dynamiske tryk i systemet med en konstant mængde varmebærer uændret.

Det er vigtigt ikke kun at vælge det optimale sted til montering af pumpeudstyr, men også at installere det korrekt. Vi anbefaler, at du sætter dig ind i nuancerne ved installation af cirkulationspumpen.

Ekspansionsbeholderen skaber et såkaldt statisk tryk. I forhold til denne værdi skabes der et forhøjet hydraulisk tryk i trykområdet i varmesystemet, og i vakuumområdet – et lavere tryk.

Vakuum kan blive så stærkt, at det når atmosfærisk tryk eller endda lavere, hvilket skaber betingelser for, at luft fra omgivelserne trænger ind i systemet.

I trykområdet kan luft tværtimod blive presset ud af systemet, og nogle gange observeres kogning af varmebæreren. Alt dette kan føre til fejlfunktion af varmeudstyret. For at undgå sådanne problemer bør man sikre overtryk i sugeområdet.

Til dette kan man bruge en af følgende løsninger:

• hæve ekspansionsbeholderen til en højde på mindst 80 cm over niveauet for varmeledningerne;
• Placer ekspansionsbeholderen på systemets højeste punkt;
• Afbryd beholderens studs fra fremløbet og før det til returløbet efter pumpen;
• Monter pumpen på fremløbet i stedet for på returløbet.

Det er ikke altid muligt at hæve ekspansionsbeholderen til en tilstrækkelig højde. Den placeres normalt på loftet, hvis der er den nødvendige plads. Det er vigtigt at følge monteringsreglerne for beholderen for at sikre problemfri drift.

Detaljerede anbefalinger til installation og tilslutning af ekspansionsbeholderen har vi givet i en anden af vores artikler.

Hvis loftet ikke er opvarmet, skal beholderen isoleres. Det er ret vanskeligt at flytte beholderen til systemets højeste punkt med tvungen cirkulation, hvis det tidligere var designet som et naturligt system.

En del af rørsystemet skal ændres, så rørenes hældning er rettet mod kedlen. I naturlige systemer laves hældningen normalt mod kedlen.

En ekspansionsbeholder installeret indendørs har ikke brug for yderligere beskyttelse, men hvis den installeres på et uopvarmet loft, bør man sørge for varmeisolering af enheden.

At skifte beholderens studs fra fremløb til returløb er normalt ikke svært at udføre. Og lige så enkelt er det at implementere den sidste mulighed: at indsætte cirkulationspumpen i fremløbsledningen efter ekspansionsbeholderen.

I en sådan situation anbefales det at vælge den mest pålidelige pumpemodel, der i lang tid kan tåle kontakt med den varme varmebærer.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Interessant information om tvungne varmesystemer kan du se i denne video:

Mere detaljeret information om beregningerne, der er nødvendige ved valg af cirkulationspumpe, findes her:

I denne video beskrives cirkulationspumpens opbygning og montering i detaljer:

Tvungne varmesystemer er ikke så komplicerede, som de kan synes ved første øjekast. Men for at realisere en sådan opgave skal beregningerne udføres korrekt, og der skal laves et kompetent projekt. Hvis disse betingelser overholdes, kan man sikre sit hjem en pålidelig og effektiv opvarmning.

Vælger du den optimale løsning til at indrette et varmesystem med tvungen cirkulation i dit hus? Har du måske spørgsmål, som vi ikke har behandlet i denne artikel? Stil dem til vores ekspert i kommentarfeltet.

Eller ønsker du at supplere materialet med praktiske råd om montering af pumpeudstyr? Skriv til os – dine bemærkninger vil hjælpe mange nybegyndere.