Hoe verwarmingssystemen met pompcirculatie zijn opgebouwd: schema's van de inrichting

Het lukt zelfs ervaren vaklui niet altijd om een natuurlijke verplaatsing van het verwarmingsmedium door het verwarmingscircuit te garanderen. Het komt voor dat het water door het systeem stroomt, maar er komt niet voldoende warmte in huis.

Steeds vaker geven eigenaren van particuliere woningen de voorkeur aan verwarmingssystemen met pompcirculatie, die behoorlijk divers en handig zijn. In dit artikel hebben we de belangrijkste schema's voor het organiseren van geforceerde verwarming besproken, aangevuld met duidelijke illustraties en foto's.

Ook hebben we nuttige video's geselecteerd met aanbevelingen van specialisten voor de installatie van pompondersteuning in het verwarmingssysteem. Dit maakt het mogelijk om het installatieproces van de pomp tot in detail te begrijpen.

Werkingsprincipe van een systeem met geforceerde circulatie

De circulatiepomp – is een klein elektrisch apparaat dat uiterst eenvoudig is opgebouwd. In de behuizing bevindt zich een waaier, die draait en de noodzakelijke versnelling geeft aan het verwarmingsmedium dat door het systeem circuleert. De elektromotor die de rotatie verzorgt, verbruikt slechts weinig elektrische energie, slechts 60-100 W.

De aanwezigheid van een dergelijk apparaat in het systeem vereenvoudigt het ontwerp en de installatie aanzienlijk. Geforceerde circulatie van het verwarmingsmedium maakt het mogelijk om verwarmingsleidingen met een kleine diameter te gebruiken en vergroot de mogelijkheden bij het kiezen van een verwarmingsketel en radiatoren.

Zeer vaak werkt een systeem dat oorspronkelijk is ontworpen voor natuurlijke circulatie onvoldoende vanwege de lage snelheid van het koelmiddel in de leidingen, d.w.z. een lage circulatiedruk. In dat geval kan het plaatsen van een pomp het probleem oplossen.

U moet echter niet te veel nadruk leggen op de snelheid van het water in de leidingen, aangezien deze niet overdreven hoog mag zijn. Anders kan de constructie na verloop van tijd de extra druk, waarvoor deze niet is ontworpen, eenvoudigweg niet weerstaan.

In systemen met natuurlijke circulatie kan een open expansievat worden gebruikt, maar bij geforceerde circulatie moet de voorkeur worden gegeven aan een gesloten, afgedichte tank.

Voor woonruimtes worden de volgende maximale snelheidsnormen voor het koelmiddel aanbevolen:

• bij een nominale diameter van 10 mm – tot 1,5 m/s;
• bij een nominale diameter van 15 mm – tot 1,2 m/s;
• bij een nominale diameter van 20 mm of meer – tot 1,0 m/s;
• voor bijkeukens van woningen – tot 1,5 m/s;
• voor gebouwen met een ondersteunende functie – tot 2,0 m/s.

In systemen met natuurlijke circulatie wordt het expansievat meestal op de aanvoer geplaatst. Maar als de constructie wordt aangevuld met een circulatiepomp, wordt meestal aanbevolen om het vat naar de retour te verplaatsen.

De constructie van een circulatiepomp is heel eenvoudig; de taak van dit apparaat is om het koelmiddel voldoende versnelling te geven om de hydrostatische weerstand van het systeem te overwinnen.

Bovendien moet in plaats van een open vat een gesloten vat worden geplaatst. Alleen in een klein appartement, waar het verwarmingssysteem een korte lengte en een eenvoudige opbouw heeft, kan men zonder dergelijke aanpassingen volstaan en het oude expansievat blijven gebruiken.

Berekeningen voor geforceerde verwarmingssystemen

Een goed georganiseerd systeem met geforceerde circulatie vereist complexe technische berekeningen. Maar sommige formules maken het mogelijk om de toestand van het systeem te beoordelen en een nauwkeuriger beeld te krijgen van de benodigde aanpassingen, vooral als het gaat om een klein huis of appartement. Het vermogen van de verwarmingsapparatuur wordt meestal gekozen op basis van de grootte van de te verwarmen ruimtes.

Gewoonlijk adviseren fabrikanten dat het debiet van de warmtedrager, uitgedrukt in liters per minuut, overeenkomt met het aantal kilowatts van het ketelvermogen. Dit betekent dat voor een ketel van 40 W het meest geschikte debiet van de warmtedrager 40 l/min is.

Op dezelfde manier wordt het waterdebiet berekend voor een afzonderlijke kamer of een groep ruimtes. In dat geval wordt uitgegaan van het totale vermogen van de op die plaats geïnstalleerde radiatoren.

De snelheid van de warmtedrager in het circuit van het verwarmingssysteem hangt grotendeels af van hoe correct de diameter van de leidingen is gekozen.

De diameter van de verwarmingsleidingen wordt bepaald op basis van het vastgestelde debiet van de warmtedrager:

• bij een debiet van 5,7 l/min zijn halve-inch leidingen nodig;
• bij een debiet van 15 l/min zijn driekwart-inch leidingen nodig;
• bij een debiet van 30 l/min zijn inch-leidingen nodig;
• bij een debiet van 53 l/min zijn leidingen van 1,25 inch nodig;
• bij een debiet van 83 l/min zijn leidingen van 1,5 inch nodig;
• bij een debiet van 170 l/min zijn leidingen van 2 inch nodig;
• bij een debiet van 320 l/min zijn leidingen van 2,5 inch nodig, enzovoort.

Om de parameters van een geschikte circulatiepomp te bepalen, moet u de lengte van het volledige verwarmingscircuit meten waarop deze wordt aangesloten. Voor tien meter systeem is een pompopvoerhoogte van 0,6 m nodig. Door eenvoudige berekeningen verkrijgt u dat voor een systeem van 60 meter een pomp van 3,6 m nodig is.

Deze parameters zijn echter alleen geldig voor een systeem waarin de diameter van de leidingen correct is gekozen, zoals hierboven vermeld. Als er te nauwe leidingen zijn gebruikt, moet u een krachtigere pomp nemen om de overmatige hydraulische druk te overwinnen die ontstaat door een onjuiste keuze van leidingen.

Wij hebben uitgebreide aanbevelingen voor het kiezen van een circulatiepomp gegeven in dit artikel.

Een automatische ontluchter of een mechanisch apparaat voor het afvoeren van overtollige lucht, de Majewski-kraan, is nodig om lucht uit een gesloten systeem af te voeren. Deze apparaten zijn noodzakelijk in verwarmingscircuits; ze voorkomen het probleem van luchtinsluiting. Dergelijke apparaten worden geplaatst op radiatoren, op aanvoerstijgbuizen, en ook op probleemplaatsen van complexe verwarmingsschema's.

Deze regel werkt ook in de tegenovergestelde richting: als de leidingen breder zijn dan vereist volgens de norm, moet u het berekende vermogen van de circulatiepomp verlagen.

Een belangrijk onderdeel van geforceerde verwarmingssystemen is de veiligheidsgroep:

Deskundigen raden u aan om niet één, maar meteen twee van dergelijke apparaten aan te schaffen. Eén – als hoofdexemplaar, en de tweede – als reserve. U kunt het op de bypass installeren of in de berging bewaren.

Een circulatiepomp is meestal bestand tegen defecten, maar gevoelig voor de waterkwaliteit in het verwarmingscircuit. Om de werking van de verwarmingsapparatuur te verlengen, is het zinvol om filtratie van het verwarmingsmedium en tijdige maatregelen voor het schoonspoelen van het systeem te voorzien.

Schema's van systemen met pompcirculatie

Verwarmingssystemen met geforceerde circulatie verschillen op de volgende manier:

• als een- of tweepijpssystemen (manier van aansluiten van leidingen op radiatoren);
• met verticale stijgbuizen of horizontale hoofdleidingen;
• doodlopende systemen of met meelopende stroming van het verwarmingsmedium
• met boven- of onderaansluiting.

Eénpijpssystemen komen steeds minder voor, omdat hun nadelen de voordelen aanzienlijk overtreffen. Dit is een zeer eenvoudige variant, waarbij de radiatoren in serie worden aangesloten. Het verwarmingsmedium passeert beurtelings elk verwarmingstoestel, waarbij het geleidelijk afkoelt.

Het is duidelijk dat bij dit schema de eerste radiatoren de kamer beter zullen verwarmen dan degenen die aan het einde van het systeem zijn geplaatst. U moet aan het laatste deel van de leiding meer radiatoren installeren dan aan het begin om het temperatuurverschil te compenseren.

Eénpijpsverwarmingssystemen zijn eenvoudig te realiseren en zullen niet duur zijn, maar het probleem van ongelijkmatige verwarming en afhankelijkheid van het defect raken van één radiator heeft ze in de moderne omstandigheden vrijwel onbruikbaar gemaakt.

Een dergelijke opstelling is zeer onhandig, omdat u niet slechts één radiator kunt uitschakelen bij een defect; u zult het verwarmingsmedium uit het hele circuit moeten laten leeglopen. Een tweepijpsschema houdt in dat elke radiator parallel wordt aangesloten met behulp van twee leidingen op de gemeenschappelijke hoofdleiding.

Uiteraard zult u hiervoor meer materialen moeten gebruiken; de totale kosten en montagetijd zullen hoger zijn dan bij het gebruik van de éénpijpsvariant.

Tweepijpsverwarmingssystemen maken het mogelijk om elke ruimte gelijkmatig te verwarmen, waarbij het defect raken van één radiator geen reden is om het hele circuit uit te schakelen.

Bij een tweepijpsaansluiting worden op elke radiator afsluitkranen geïnstalleerd. Dit geeft de mogelijkheid om indien nodig slechts één radiator te verwijderen of uit te schakelen, terwijl de overige elementen van het systeem normaal blijven functioneren.

Bij dit schema wordt de verwarming gelijkmatig uitgevoerd, omdat de warmtedrager via een aparte leiding naar elke radiator stroomt en vervolgens terugkeert naar de ketel om opnieuw te worden verwarmd, in plaats van door de andere radiatoren te gaan.

Verticale stijgbuizen worden gebruikt in gebouwen met meerdere verdiepingen; het is gemakkelijk om radiatoren op verschillende verdiepingen aan te sluiten. De verticale constructie bevordert het snel afvoeren van lucht die in het systeem is gekomen, wat de kans op luchtbellen aanzienlijk verkleint.

Het aanleggen van een verticaal verwarmingssysteem is niet goedkoop, maar het is een effectief schema dat bestand is tegen luchtvorming; het is zeer geschikt voor installatie in gebouwen met meerdere verdiepingen.

In horizontale schema's bevindt de hoofdleiding, waar de radiatoren parallel op worden aangesloten, zoals de naam al aangeeft, zich in een horizontaal vlak. Dit type systeem is geschikt voor het verwarmen van grote gebouwen met één verdieping.

Een relatief goedkope optie is niet immuun voor de vorming van luchtbellen. Om dit soort problemen te voorkomen, worden automatische ontluchters gebruikt. De regels voor het verwijderen van een luchtbel uit het verwarmingssysteem hebben we in detail hier besproken.

Horizontale verwarmingssystemen zijn relatief goedkoop en worden meestal gebruikt bij het ontwerpen van grote gebouwen met één of twee verdiepingen.

Ongelijkmatige verwarming is niet alleen kenmerkend voor eenpijpsystemen, maar ook voor het doodlopende verwarmingsalternatief, dat vrij wijdverbreid is.

In dit schema vindt de toevoer van warmtedrager plaats in de tegenovergestelde richting van de retourstroom. Als gevolg hiervan zijn er radiatoren in het systeem die al enigszins afgekoelde warmtedrager ontvangen, die na hen naar de retourleiding stroomt.

In doodlopende systemen krijgen radiatoren die verder van de toevoerleiding zijn verwijderd minder warmte dan radiatoren die er dichtbij zijn. In systemen met meegaande stroming functioneren alle elementen van het systeem in een gelijkwaardige modus.

Als gevolg hiervan krijgen de radiatoren die het dichtst bij de stijgleiding staan meer warmte, en de verder weg gelegen radiatoren minder. In kleine ruimtes kan dit niet zo opvallen, maar in ruime huizen zal het merkbaar zijn. In deze situatie wordt aanbevolen om meerdere korte leidingen te maken in plaats van één lange, zodat de warmtedrager in alle takken met ongeveer dezelfde temperatuur circuleert.

Het parallelle leidingstelsel is gebaseerd op de gelijke lengte van de circulatieringen in het hele huis, wat een uiterst nauwkeurige gelijkmatige verwarming mogelijk maakt. Het uitvoeren van deze leidingvariant is echter niet eenvoudig, omdat er een groot aantal leidingen moet worden aangelegd.

De bovenleiding in verwarmingssystemen wordt toegepast wanneer er een zolder is waar een expansievat kan worden geïnstalleerd. Als deze mogelijkheid er niet is, kan de onderleiding van de verwarming met succes worden uitgevoerd.

Boven- en onderleiding danken hun naam aan de locatie van de aanvoerleiding. In het eerste geval komt het verwarmingsmedium van bovenaf in het systeem, en in het tweede geval – van onderaf.

Bij een bovenleiding wordt het expansievat op het hoogste punt van het systeem geplaatst. Het verwarmingsmedium verspreidt zich door het systeem onder invloed van de zwaartekracht. De retourleiding staat hier lager dan de radiatoren. Om een dergelijk project in een eengezinswoning te realiseren is een zolder nodig, waar het vat wordt geïnstalleerd.

Als de omstandigheden voor een bovenleiding niet aanwezig zijn, wordt de tweede variant gebruikt, waarbij de aanvoer van het verwarmingsmedium van onderaf plaatsvindt en de retourleiding boven de radiatoren is geïnstalleerd. De taak om het verwarmingsmedium met voldoende hoge snelheid te verplaatsen, wordt hoofdzakelijk aan de circulatiepomp toevertrouwd.

Een dergelijk schema wordt geleidelijk gemonteerd, van de onderste naar de bovenste verdieping, waarbij de aanvoerleiding met een lichte helling wordt aangelegd om het ontstaan van luchtbellen te voorkomen.

Om luchtbellen te verwijderen worden de verwarmingsleidingen voorzien van automatische ontluchters:

Waar plaats ik de circulatiepomp?

Meestal wordt de circulatiepomp op de retourleiding geïnstalleerd, niet op de aanvoerleiding. Men denkt dat hier het risico op snelle slijtage en defecten lager is, omdat het verwarmingsmedium al is afgekoeld. Maar voor moderne pompen is dit niet noodzakelijk, omdat ze zijn uitgerust met lagers met zogenaamde watersmering. Deze zijn al ontworpen voor dergelijke bedrijfsomstandigheden.

Dit betekent dat u de circulatiepomp ook op de aanvoer kunt installeren, temeer omdat de hydrostatische druk van het systeem hier lager is. De installatieplaats van het apparaat verdeelt het systeem in twee delen: het persgebied en het zuiggebied. Een pomp die op de aanvoer is geïnstalleerd, direct na het expansievat, zal water uit de opslag zuigen en in het systeem persen.

De circulatiepomp in het verwarmingssysteem verdeelt het circuit in twee delen: het persgebied, waar de warmtedrager binnenkomt, en het onderdrukgebied, van waaruit deze wordt weggezogen.

Als de pomp echter op de retour voor het expansievat wordt geïnstalleerd, zal deze water in het vat persen door het uit het systeem te zuigen. Inzicht in dit punt helpt om rekening te houden met de eigenschappen van de hydraulische druk op verschillende punten in het systeem. Wanneer de pomp werkt, blijft de dynamische druk in het systeem met een constante hoeveelheid warmtedrager constant.

Het is niet alleen belangrijk om de optimale locatie voor de montage van de pompapparatuur te kiezen, maar ook om deze correct te installeren. Wij raden u aan de nuances van de installatie van de circulatiepomp te bekijken.

Het expansievat creëert de zogenaamde statische druk. Ten opzichte van deze waarde wordt in het persgebied van het verwarmingssysteem een verhoogde hydraulische druk gecreëerd, en in het onderdrukgebied – een verlaagde druk.

De onderdruk kan zo sterk zijn dat deze het niveau van de atmosferische druk bereikt of zelfs lager wordt, en dit schept omstandigheden voor het binnendringen van lucht uit de omgeving in het systeem.

In het gebied van drukverhoging kan lucht daarentegen uit het systeem worden geduwd, soms wordt koken van de warmtedrager waargenomen. Dit alles kan leiden tot een onjuiste werking van de verwarmingsapparatuur. Om dergelijke problemen te voorkomen, moet overdruk in het zuiggebied worden gegarandeerd.

Hiervoor kunt u een van de volgende oplossingen gebruiken:

• het expansievat op een hoogte van minimaal 80 cm boven het niveau van de verwarmingsbuizen plaatsen;
• plaats het expansievat op het hoogste punt van het systeem;
• koppel de leiding van het expansievat los van de aanvoer en breng deze over naar de retour na de pomp;
• installeer de pomp niet op de retour maar op de aanvoer.

Het lukt lang niet altijd om het expansievat voldoende hoog te plaatsen. Meestal wordt het op zolder gezet als daar voldoende ruimte is. Hierbij is het belangrijk om de montagevoorschriften van het expansievat te volgen om een probleemloze werking te garanderen.

Gedetailleerde aanbevelingen voor de installatie en aansluiting van het expansievat hebben we gegeven in een ander artikel van ons.

Als de zolder niet verwarmd wordt, moet het expansievat absoluut geïsoleerd worden. Het is vrij moeilijk om het vat naar het hoogste punt van het systeem met geforceerde circulatie te verplaatsen als het eerder als natuurlijk systeem was aangelegd.

U zult een deel van de leiding moeten aanpassen zodat de helling van de leidingen naar de ketel is gericht. In natuurlijke systemen wordt de helling meestal naar de ketel gemaakt.

Een expansievat dat in een ruimte is geplaatst, heeft geen extra bescherming nodig, maar als het op een onverwarmde zolder wordt geplaatst, moet er voor de thermische isolatie van dit apparaat worden gezorgd.

Het verplaatsen van de aansluiting van het vat van aanvoer naar retour is meestal niet moeilijk uit te voeren. En even eenvoudig is de laatste optie: het inbouwen van een circulatiepomp in het systeem op de aanvoerleiding achter het expansievat.

In een dergelijke situatie wordt aanbevolen om het meest betrouwbare model pomp te kiezen dat langdurig contact met hete warmtedrager kan weerstaan.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

U kunt interessante informatie over geforceerde verwarmingssystemen vinden in deze video:

Meer gedetailleerde informatie over de berekeningen die nodig zijn bij het kiezen van een circulatiepomp vindt u hier:

In deze video wordt de constructie en montageprocedure van de circulatiepomp in detail beschreven:

Geforceerde verwarmingssystemen zijn niet zo ingewikkeld als ze op het eerste gezicht lijken. Maar om een dergelijke taak uit te voeren, moet u de berekeningen correct uitvoeren en een competent project opstellen. Als aan deze voorwaarden wordt voldaan, kunt u uw huis voorzien van een betrouwbare en efficiënte verwarming.

Bent u de optimale schema aan het kiezen voor het inrichten van een geforceerd verwarmingssysteem in uw huis? Hebt u misschien vragen die we in dit artikel niet hebben behandeld? Stel ze aan onze expert in het opmerkingenblok.

Of wilt u het materiaal aanvullen met praktische tips voor het installeren van pompapparatuur? Schrijf ons – uw opmerkingen zullen veel beginners helpen.