Esquemas de conexão da bomba de aquecimento: opções de instalação e instruções passo a passo

A distribuição uniforme de calor em uma casa com sistema de aquecimento autônomo é determinada pelo modelo de bomba utilizado. Graças a este equipamento, garante-se o movimento forçado do meio aquecido através dos tubos e radiadores.

Para determinar qual diagrama de conexão da bomba de aquecimento será o ideal para implementação por conta própria, é necessário considerar muitos detalhes. Neste artigo, examinaremos detalhadamente os possíveis diagramas de conexão e analisaremos minuciosamente as regras de conexão.

E também daremos atenção aos detalhes da escolha do local de instalação, complementando o material com fotos temáticas e diagramas.

Vantagens e desvantagens do uso da bomba de aquecimento

Algumas décadas atrás, as casas no setor privado eram equipadas com aquecimento por gravidade. Como fonte de calor, usava-se um fogão a lenha ou uma caldeira a gás. Para grandes dispositivos de circulação, restava apenas uma área de aplicação: as redes de aquecimento centralizado.

Hoje, os fabricantes de equipamentos de aquecimento oferecem unidades menores, que possuem as seguintes vantagens:

1. A velocidade de movimento do meio de aquecimento aumentou. O calor gerado pela caldeira chega rapidamente aos radiadores. Com isso, o processo de aquecimento dos ambientes foi significativamente acelerado.
2. Quanto maior a velocidade de movimento, maior a capacidade de fluxo dos tubos. Isso significa que um volume idêntico de calor pode ser entregue aos cômodos por meio de uma tubulação de menor diâmetro.
3. Os diagramas de aquecimento a água sofreram mudanças significativas. A tubulação pode ser instalada com a inclinação mais mínima. Além disso, a complexidade e o comprimento da linha podem ser quaisquer. A regra principal é a escolha racional da bomba de aquecimento com base na potência necessária.
4. Com o auxílio de um dispositivo de circulação doméstico, tornou-se possível organizar pisos aquecidos na casa, bem como um sistema de aquecimento eficiente do tipo fechado.
5. Surgiu a possibilidade de ocultar toda a linha de comunicação de aquecimento que passa pelos cômodos, o que nem sempre combina bem com o design do ambiente. São bastante comuns as opções de colocação de tubos atrás de tetos tensionados, nas paredes ou sob o revestimento do piso.

As desvantagens dos sistemas com bomba incluem a dependência do funcionamento do fornecimento de eletricidade e seu consumo pelo dispositivo de bombeamento durante a estação de aquecimento.

A empresa líder Grundfos, especializada no desenvolvimento de equipamentos de aquecimento, lançou modelos inovadores de bombas de circulação Alpha2, capazes de ajustar o desempenho de acordo com as necessidades do sistema de aquecimento, permitindo economizar no consumo de eletricidade.

Portanto, se o local frequentemente sofre interrupções no fornecimento de energia, é aconselhável instalar um dispositivo para garantir energia elétrica ininterrupta. A segunda desvantagem não é crítica e pode ser resolvida com a escolha correta da potência e do modelo da bomba de circulação.

Escolha do local de inserção do dispositivo no sistema

A instalação da bomba de circulação é prevista em um ponto logo após o gerador de calor, antes de chegar à primeira linha de ramificação. Não importa qual tubulação seja escolhida – pode ser tanto a linha de alimentação quanto a de retorno.

Onde colocar a bomba?

Os modelos modernos de unidades domésticas de aquecimento, feitos de materiais de alta qualidade, suportam temperaturas de até 100 °C. No entanto, a maioria dos sistemas não foi projetada para um aquecimento mais elevado do fluido de transferência de calor.

A temperatura do fluido de transferência de calor em uma rede de aquecimento residencial raramente chega a 70 °C. A caldeira também não aquece a água acima de 90 graus.

Seu funcionamento será igualmente eficiente tanto na linha de alimentação quanto na de retorno.

E aqui está o porquê:

1. A densidade da água aquecida a 50 °C é de 987 kg/m³, e a 70 graus é de 977,9 kg/m³;
2. A unidade de aquecimento é capaz de gerar uma pressão hidrostática de 4-6 m de coluna de água e bombear quase 1 tonelada de fluido de transferência de calor por hora.

A partir disso, pode-se concluir: a pequena diferença de 9 kg/m³ entre a pressão estática do fluido de transferência de calor em movimento e o retorno não afeta a qualidade do aquecimento dos ambientes.

Existem exceções às regras?

Como exceção, podem servir as caldeiras a combustível sólido baratas – de combustão direta. Seu design não inclui automação, portanto, no momento do superaquecimento, o fluido de transferência de calor começa a ferver.

A instalação de um sistema de distribuição por coletor em um sistema de aquecimento que utiliza uma caldeira a combustível sólido é considerada a mais eficiente. No entanto, esse tipo de aquecimento residencial é um dos mais complexos de implementar.

Os problemas começam a surgir quando a bomba elétrica instalada na linha de alimentação começa a se encher de água quente e vapor.

O fluido térmico penetra através do corpo com o rotor e ocorre o seguinte:

1. Devido à ação dos gases sobre o impulsor do dispositivo de bombeamento, ocorre uma redução na eficiência do conjunto. Como resultado, o coeficiente de velocidade de circulação do fluido térmico diminui significativamente.
2. No tanque de expansão, localizado próximo ao tubo de aspiração, entra uma quantidade insuficiente de líquido frio. O superaquecimento do mecanismo aumenta e forma-se ainda mais vapor.
3. Uma grande quantidade de vapor, ao entrar no impulsor, interrompe completamente o movimento da água quente na tubulação. Devido ao aumento da pressão, ocorre o acionamento da válvula de segurança. A liberação de vapor é feita diretamente na sala da caldeira. Cria-se uma situação de emergência.
4. Se neste momento não apagar a lenha, a válvula não conseguirá suportar a carga e ocorrerá uma explosão.

Na prática, desde o início do superaquecimento até o acionamento da válvula de segurança, não passam mais de 5 minutos. Se, no entanto, o mecanismo de circulação for instalado no ramal de retorno, o período de tempo para o vapor chegar ao dispositivo aumenta para 30 minutos. Esse intervalo será suficiente para interromper o fornecimento de calor.

Em geradores de calor baratos, fabricados com metal de baixa qualidade, a pressão de acionamento da válvula de segurança corresponde a 2 Bar. Em caldeiras de combustível sólido de qualidade, esse valor é de 3 Bar.

A partir disso, pode-se concluir que é inadequado e até perigoso instalar o dispositivo de circulação na tubulação de alimentação. As bombas para geradores de calor de combustível sólido devem ser instaladas no tubo de retorno. No entanto, essa exigência não se aplica a sistemas automatizados.

Aquecimento com grupo de tubulações individuais

Se o sistema de aquecimento for dividido em duas linhas separadas, aquecendo os lados direito e esquerdo da casa ou vários andares – será mais prático instalar uma bomba individual para cada ramal.

Ao instalar um dispositivo separado para a linha de aquecimento do segundo andar, surge a possibilidade de economizar, regulando o modo de operação necessário. Devido ao fato de o calor ter a propriedade de subir, o segundo andar sempre será mais quente. Isso permitirá reduzir a velocidade de circulação do fluido térmico.

A instalação da bomba é feita de forma semelhante – no trecho imediatamente após o gerador de calor até a primeira ramificação neste circuito de aquecimento. Normalmente, ao instalar duas unidades em uma casa de dois andares, o consumo de combustível para o andar superior será significativamente menor.

Diagramas para diferentes tipos de sistemas

Inicialmente, é necessário definir a zona de instalação do dispositivo de circulação. Com ele, realiza-se o processo de movimento ativo do líquido – o fluxo passa pela caldeira e é direcionado forçosamente para os radiadores de aquecimento.

Para localizar a bomba doméstica, é necessário determinar a área mais conveniente para que possa ser facilmente mantida. Na alimentação, ela é instalada após o bloco de segurança e a válvula de corte da caldeira.

Para realizar a manutenção técnica e o controle do funcionamento do equipamento, é necessário instalar válvulas de corte. Dessa forma, qualquer elemento do sistema de aquecimento pode ser removido sem desmontar toda a tubulação.

Na tubulação de retorno, a bomba é colocada após o vaso de expansão, antes do gerador térmico.

Devido à presença de várias impurezas mecânicas na água, como areia, podem surgir problemas no funcionamento do mecanismo de bombeamento. As partículas podem travar o impulsor e, no pior caso, parar o motor. Portanto, diretamente antes do conjunto, será necessário instalar um filtro de malha (separador de sujeira).

O esquema de conexão de uma caldeira de combustível sólido baseia-se em dois elementos importantes que permitem seu funcionamento eficiente no sistema de aquecimento de uma casa particular. Estes incluem: o grupo de segurança e a unidade de mistura baseada em uma válvula de mistura de três vias.

Separadamente, vale a pena abordar a questão do sistema de aquecimento de tipo aberto. Ele pode funcionar em dois modos – com circulação forçada e por gravidade do fluido térmico.

A segunda opção é mais adequada para áreas com quedas frequentes de energia. Isso é muito mais econômico do que comprar um nobreak ou gerador. Nesse caso, o conjunto com válvula de corte deve ser instalado no bypass, e deve ser feita a inserção de uma torneira na tubulação direta.

Nas lojas, você pode encontrar conjuntos prontos com bypass. No lugar da torneira de passagem, há uma válvula de retenção com mola. Esta solução não é recomendada — a válvula produz uma força de resistência de 0,1 Bar, o que é considerado um valor alto para um sistema de circulação por gravidade.

É melhor usar uma válvula de palheta em vez dela. No entanto, sua instalação deve ser feita estritamente na horizontal.

Bomba e caldeira a combustível sólido

A conexão da bomba ao sistema com uma caldeira de combustível sólido é feita na linha de retorno. Neste caso, utiliza-se a conexão do dispositivo de bombeamento ao circuito da caldeira com bypass e válvula de mistura de três vias. Além disso, esta última pode ser equipada com servomotor e sensor de temperatura de superfície.

O esquema de conexão de uma caldeira de combustível sólido baseia-se em dois elementos importantes que permitem seu funcionamento eficiente no sistema de aquecimento de uma casa particular. Estes incluem: o grupo de segurança e a unidade de mistura baseada em uma válvula de mistura de três vias.

Devido ao fato de que a capacidade máxima do equipamento de aquecimento é utilizada plenamente apenas no período frio, é possível instalar um acumulador de calor (TA). Ele é capaz de absorver o excesso de calor e, em seguida, sob demanda, liberá-lo para o circuito de aquecimento.

Este acumulador tem a forma de um tanque e é revestido com material de isolamento térmico. Em um lado do dispositivo há duas conexões destinadas à sua instalação, e do outro lado, duas para conexão à linha dos radiadores.

O acumulador de calor possui dois circuitos: o pequeno e o grande. O primeiro recebe energia da caldeira, o segundo fornece o fluido térmico ao sistema de aquecimento conforme necessário.

Durante a passagem do fluido pela caldeira, que está operando no máximo, o fluido térmico no acumulador de calor se aquece gradualmente até 90-110 graus. No circuito grande, é necessária a instalação de mais um dispositivo de circulação.

Dependendo do grau de resfriamento do fluido no sistema de aquecimento, através da válvula entrará aqui a quantidade necessária de calor do dispositivo acumulador.

Diagrama de montagem da bomba

Para desempenhar suas funções, o equipamento de circulação doméstico, independentemente da marca, deve ser instalado corretamente no tubo ou na válvula de fechamento e controle.

A fixação é feita por meio de porcas de capa. Tal opção de fixação permite removê-lo, se necessário, por exemplo, para inspeção ou reparo.

Ao selecionar um modelo de bomba de circulação, é necessário prestar atenção à sua capacidade de funcionar em diferentes posições. A colocação vertical do dispositivo reduz sua potência em até 30%.

A instalação corretamente executada de todos os elementos do sistema de aquecimento garante um aquecimento uniforme de toda a linha.

Durante a instalação da bomba de circulação, é necessário seguir as seguintes regras:

1. É permitido instalar o dispositivo em qualquer parte do tubo. A tubulação pode estar posicionada horizontalmente, verticalmente ou inclinada. No entanto, o eixo do rotor deve estar na posição horizontal. Portanto, a instalação 'de cabeça para baixo' ou, ao contrário, para cima, é impossível.
2. É importante prestar atenção à localização da caixa plástica onde estão os contatos de alimentação elétrica – eles devem estar acima do corpo. Caso contrário, eles podem ser inundados por água em uma situação de emergência. Para isso, será necessário desapertar os parafusos de fixação na carcaça e girá-la na direção necessária.
3. Respeitar a direção do fluxo. Ela é indicada por uma seta no corpo do aparelho.

Com todo o seu peso, a bomba pressiona o corpo das válvulas esfera próximas. Isso deve ser levado em consideração ao escolher os acessórios. Componentes de alta qualidade são equipados com um corpo robusto, que não sofrerá fissuras devido às cargas diárias durante a operação.

Instalação de equipamentos adicionais

Independentemente do tipo de circuito de aquecimento utilizado, onde uma única caldeira é a fonte de calor, será suficiente instalar um único equipamento de bombeamento.

Se o sistema for estruturalmente mais complexo, é possível utilizar dispositivos adicionais que garantam a circulação forçada do fluido.

Exemplo de um esquema conjunto de conexão de uma caldeira a combustível sólido em conjunto com uma elétrica. Neste sistema de aquecimento, foram instalados dois equipamentos de bombeamento.

A necessidade disso surge nos seguintes casos:

• quando mais de uma caldeira participa do aquecimento da casa;
• se houver um tanque de inércia no esquema de conexão;
• o sistema de aquecimento se ramifica em várias linhas, por exemplo, atendimento de um boiler indireto, vários andares, etc.;
• ao utilizar um separador hidráulico;
• quando o comprimento da tubulação excede 80 metros;
• ao organizar o movimento da água nos circuitos de piso aquecido.

Para realizar a conexão correta de várias caldeiras que funcionam com combustíveis diferentes, há a necessidade de instalar bombas de reserva.

Para o esquema com acumulador térmico, também é necessária a instalação de uma bomba de circulação adicional. Neste caso, a tubulação consiste em dois circuitos – o de aquecimento e o da caldeira.

O tanque de inércia divide o sistema em dois circuitos, embora na prática possam ser mais

Um esquema de aquecimento mais complexo é implementado em casas grandes de 2 a 3 andares. Devido à ramificação do sistema em várias tubulações, são utilizadas de 2 ou mais bombas para circulação do fluido térmico.

Elas são responsáveis por fornecer o fluido térmico para cada andar, para os diversos dispositivos de aquecimento.

Independentemente do número de dispositivos de bombeamento, eles são instalados em um by-pass. Na meia-estação, o sistema de aquecimento pode funcionar sem a bomba, que é bloqueada por meio de válvulas esfera.

Se na casa for planejado instalar piso aquecido, é aconselhável instalar duas bombas de circulação.

Em conjunto, a unidade de mistura da bomba é responsável pela preparação do fluido térmico, ou seja, manter a temperatura entre 30-40 °C.

Para que a potência do dispositivo de bombeamento principal seja suficiente para superar a resistência hidráulica local dos circuitos do piso, o comprimento da linha não deve exceder 50 m. Caso contrário, o aquecimento do piso se tornará desigual, e consequentemente o do ambiente.

Em alguns casos, a instalação de bombas não é necessária. Muitos modelos de geradores elétricos e a gás de parede já possuem dispositivos de circulação integrados.

Regras de conexão à alimentação elétrica

A bomba de circulação funciona com alimentação elétrica. A conexão é feita de forma padrão. Recomenda-se instalar uma linha elétrica separada com um disjuntor de proteção contra picos de tensão.

Para a conexão, é necessário preparar 3 fios – fase, neutro e terra.

Você pode escolher qualquer um dos métodos de conexão:

• através de um dispositivo disjuntor diferencial;
• conexão à rede juntamente com um no-break;
• alimentação da bomba pelo sistema de automação da caldeira;
• com ajuste pelo termostato.

Muitos se perguntam por que complicar, já que a conexão da bomba pode ser feita conectando um plugue ao fio. É assim que o dispositivo de bombeamento é ligado a uma tomada comum.

No entanto, os especialistas não recomendam usar esse método devido ao risco de situações imprevistas: aqui não há aterramento e disjuntor de segurança.

O esquema com disjuntor diferencial é usado para os chamados grupos úmidos. O sistema de aquecimento construído dessa forma oferece um alto grau de segurança para a fiação, o equipamento e a pessoa.

A primeira opção não é difícil de montar por conta própria. É necessário instalar um disjuntor diferencial de 8 A. A seção transversal do fio é selecionada com base na classificação do dispositivo.

No esquema padrão, a alimentação é conectada aos terminais superiores – eles são marcados com números ímpares, a carga – aos inferiores (números pares). Tanto a fase quanto o neutro serão conectados ao disjuntor, portanto os conectores para este último são indicados pela letra N.

Para automatizar o processo de parada da circulação do fluido térmico quando ele esfria até uma determinada temperatura, é utilizado um esquema elétrico de conexão da bomba e do termostato. Este último é instalado na linha de alimentação.

No momento em que a temperatura da água diminui até o valor indicado, o dispositivo interrompe o circuito de alimentação elétrica.

Para que o termostato desligue o processo de circulação no momento adequado, ele é instalado em uma seção metálica da linha de tubulação. Devido à má condução de calor pelos polímeros, a instalação em um tubo de plástico resultará em funcionamento incorreto do dispositivo.

Não há dificuldades em fornecer eletricidade através de um no-break, para isso ele possui conectores especiais. Neles também é conectado o gerador térmico, quando há necessidade de fornecer eletricidade.

Se optar pelo método de conectar a bomba ao painel de controle da caldeira ou à automação, serão necessários bons conhecimentos no sistema de fornecimento de energia ou a ajuda de um profissional.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Regras para instalação de equipamentos de aquecimento no vídeo:

O vídeo explica as características do sistema de aquecimento de dois tubos e demonstra diferentes esquemas de instalação de aparelhos:

Características da conexão do acumulador de calor ao sistema de aquecimento no vídeo:

Conhecendo todas as regras de conexão, não haverá dificuldades na instalação da bomba de circulação, bem como na sua conexão à alimentação elétrica da casa.

A tarefa mais difícil é a inserção do dispositivo de bombeamento em uma tubulação de aço. No entanto, utilizando um conjunto de tarraxas para criar roscas nos tubos, é possível realizar a instalação do conjunto da bomba por conta própria.

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