Esquemas de conexión de la bomba de calefacción: opciones de instalación e instrucciones paso a paso

La distribución uniforme del calor en una casa con sistema de calefacción autónomo está determinada por el modelo de dispositivo de bombeo utilizado. Gracias a este equipo, se garantiza el movimiento forzado del medio caliente a través de las tuberías y radiadores.

Para determinar qué esquema de conexión de la bomba de calefacción será óptimo para su implementación independiente, es necesario considerar muchos detalles. En este artículo, analizaremos en detalle los posibles esquemas de conexión y las reglas de conexión.

También prestaremos atención a los detalles de la elección del lugar de instalación, complementando el material con fotos y diagramas temáticos.

Ventajas y desventajas del uso de la bomba de calefacción

Hace unas pocas décadas, en el sector privado, las casas se equipaban con calefacción por gravedad. Como fuente de calor se utilizaba una estufa de leña o una caldera de gas. Para los aparatos de circulación de gran tamaño solo quedaba un ámbito de aplicación: las redes de calefacción centralizada.

Hoy en día, los fabricantes de equipos de calefacción ofrecen unidades más compactas que tienen las siguientes ventajas:

1. Aumentó la velocidad de movimiento del medio portador de calor. El calor generado por la caldera llega rápidamente a los radiadores. Gracias a esto, el proceso de calentamiento de las habitaciones se aceleró significativamente.
2. Cuanto mayor sea la velocidad de movimiento, mayor será la capacidad de las tuberías. Esto significa que el mismo volumen de calor puede transportarse a las habitaciones mediante una tubería de menor diámetro.
3. Los esquemas de calefacción por agua han sufrido cambios significativos. La tubería puede instalarse con la pendiente más mínima. Además, la complejidad y la longitud de la línea pueden ser cualquier cosa. La regla principal es la elección racional de la bomba de calefacción en función de la potencia requerida.
4. Con la ayuda de un dispositivo de circulación doméstico, se hizo posible la organización de suelos radiantes en la casa, así como un sistema de calefacción eficiente de tipo cerrado.
5. Apareció la posibilidad de ocultar toda la línea de comunicaciones de calefacción que pasa por las habitaciones, lo que no siempre armoniza bien con el diseño de la habitación. Son bastante comunes las opciones de colocar tuberías detrás de techos tensados, en las paredes o bajo el revestimiento del suelo.

Entre las desventajas de los sistemas de bombeo se incluye la dependencia del funcionamiento del suministro eléctrico y su consumo por el aparato de bombeo durante la temporada de calefacción.

La empresa líder Grundfos, dedicada al desarrollo de equipos de calefacción, ha lanzado modelos innovadores de bombas de circulación Alpfa2, capaces de cambiar su rendimiento según las necesidades del sistema de calefacción, lo que permite ahorrar en el consumo de electricidad.

Por lo tanto, si la zona se queda frecuentemente sin suministro eléctrico, será conveniente instalar un dispositivo para garantizar la electricidad de forma ininterrumpida. El segundo inconveniente no es crítico y puede solucionarse seleccionando correctamente la potencia y el modelo de la bomba de circulación.

Elección del lugar de inserción del dispositivo en el sistema

La instalación de la bomba de circulación está prevista en el tramo justo después del generador de calor, antes de la primera línea de derivación. No importa la tubería elegida: puede ser tanto la tubería de ida como la de retorno.

¿Dónde se puede colocar la bomba?

Los modelos modernos de unidades domésticas de calefacción, fabricados con materiales de alta calidad, soportan una temperatura máxima de 100 °C. Sin embargo, la mayoría de los sistemas no están diseñados para un calentamiento más alto del refrigerante.

El indicador de temperatura del refrigerante en la red de calefacción personal rara vez alcanza incluso los 70 °C. La caldera tampoco calienta el agua por encima de 90 grados.

Su rendimiento será igualmente eficaz tanto en la rama de ida como en la de retorno.

Y he aquí por qué:

1. La densidad del agua al calentarse a 50 °C es de 987 kg/m³, y a 70 grados, 977,9 kg/m³;
2. La unidad de calefacción puede generar una presión hidrostática de 4-6 m de columna de agua y bombear casi 1 tonelada de refrigerante por hora.

De esto se puede concluir: la diferencia insignificante de 9 kg/m³ entre la presión estática del refrigerante en movimiento y el retorno no afecta la calidad de la calefacción de las habitaciones.

¿Existen excepciones a las reglas?

Como excepción pueden servir las calderas económicas de combustible sólido con tipo de combustión directa –. En su diseño no se incluye automatización, por lo que en el momento de sobrecalentamiento el refrigerante comienza a hervir.

La instalación de distribución por colectores en el sistema de calefacción que utiliza una caldera de combustible sólido se considera la más eficaz. Sin embargo, este tipo de calefacción de una casa particular es de las más complejas de ejecutar.

Los problemas comienzan a aparecer cuando la bomba eléctrica instalada en la tubería de suministro comienza a llenarse de agua caliente con vapor.

El portador térmico penetra a través de la carcasa con el impulsor y ocurre lo siguiente:

1. Debido a la acción de los gases sobre el impulsor del dispositivo de bombeo, se reduce la eficiencia del equipo. Como resultado, el coeficiente de velocidad de circulación del portador térmico disminuye significativamente.
2. Al tanque de expansión, ubicado cerca de la tubería de succión, ingresa una cantidad insuficiente de líquido frío. El sobrecalentamiento del mecanismo aumenta y se genera aún más vapor.
3. Una gran cantidad de vapor al entrar en el impulsor detiene por completo el movimiento del agua caliente por la tubería. Debido al aumento de presión, se activa la válvula de seguridad. La expulsión de vapor se realiza directamente en la sala de calderas. Se crea una situación de emergencia.
4. Si en ese momento no se apaga la leña, la válvula no podrá soportar la carga y se producirá una explosión.

En la práctica, desde el momento inicial del sobrecalentamiento hasta la activación de la válvula de seguridad pasan no más de 5 minutos. Si se monta el mecanismo de circulación en la rama de retorno, entonces el intervalo de tiempo en el que el vapor ingresará al dispositivo aumenta hasta 30 minutos. Este lapso será suficiente para eliminar el suministro de calor.

En los generadores de calor baratos, fabricados con metal de baja calidad, la presión de activación de la válvula de seguridad corresponde a 2 bares. En las calderas de combustible sólido de calidad, este valor es de 3 bares.

De esto se puede concluir que no es recomendable e incluso peligroso instalar el dispositivo de circulación en la tubería de suministro. Las bombas para generadores de calor de combustible sólido es mejor montarlas en la tubería de retorno. Sin embargo, esta exigencia no se aplica a los sistemas automatizados.

Calefacción con un grupo de tuberías separadas

Si el sistema de calefacción está dividido en dos líneas separadas que calientan los lados derecho e izquierdo de la casa o varios pisos, será más práctico instalar una bomba individual para cada ramal.

Al instalar un dispositivo separado para la línea térmica del segundo piso, surge la posibilidad de ahorrar ajustando el modo de funcionamiento necesario. Debido a que el calor tiene la propiedad de ascender, en el segundo piso siempre hará más calor. Esto permitirá reducir la velocidad de circulación del refrigerante.

La inserción de la bomba se realiza de manera similar: en la sección que se encuentra inmediatamente después del generador de calor hasta la primera derivación en este circuito de calefacción. Por lo general, al instalar dos unidades en una casa de dos pisos, el consumo de combustible para el mantenimiento del piso superior será significativamente menor.

Esquemas para diferentes tipos de sistemas

Inicialmente es necesario determinar la zona de inserción del dispositivo de circulación. Con su ayuda se realiza el proceso de movimiento activo del líquido: el flujo pasa a través de la caldera y se dirige forzosamente hacia los radiadores de calefacción.

Para la ubicación de la bomba doméstica, es necesario determinar la zona más conveniente para que se pueda mantener fácilmente. En la impulsión se instala después del bloque de seguridad y de las válvulas de cierre de la caldera.

Para realizar el mantenimiento técnico y controlar el funcionamiento del equipo, es necesario instalar válvulas de cierre. De esta manera, cualquier elemento del sistema de calefacción puede ser desmontado sin tener que desmontar completamente la tubería principal.

En la tubería de retorno, la bomba se instala después del vaso de expansión y antes del generador de calor.

Debido a la presencia de diversas impurezas mecánicas en el agua, como la arena, pueden surgir problemas en el funcionamiento del mecanismo de bombeo. Las partículas pueden provocar el bloqueo del rodete y, en el peor de los casos, la parada del motor. Por lo tanto, justo antes del equipo, será necesario instalar un filtro colector de impurezas de malla.

El esquema de conexión de una caldera de combustible sólido se basa en dos elementos importantes que le permiten funcionar eficazmente en el sistema de calefacción de una casa particular. Estos son: el grupo de seguridad y el conjunto mezclador basado en una válvula mezcladora de tres vías.

Por separado, vale la pena abordar el tema del sistema de calefacción de tipo abierto. Puede funcionar en dos modos: con circulación forzada y por gravedad del refrigerante.

La segunda opción es más adecuada para zonas con cortes de energía frecuentes. Esto es mucho más económico que adquirir un sistema de alimentación ininterrumpida o un generador. En este caso, el equipo con válvulas de cierre debe instalarse en un bypass, y en la tubería directa se debe realizar la inserción de una válvula.

En las tiendas se pueden encontrar unidades prefabricadas con bypass. En lugar de la válvula de paso, tienen una válvula de retención de resorte. No se recomienda aplicar esta solución: la válvula produce una fuerza de resistencia de 0,1 bar, lo que se considera un valor alto para un sistema de circulación por gravedad.

Es mejor utilizar en su lugar una válvula de clapeta. Sin embargo, su instalación se realiza estrictamente en horizontal.

Bomba y caldera de combustible sólido

La conexión de la bomba al sistema con una caldera de combustible sólido se realiza en la línea de retorno. En este caso, se utiliza la conexión del dispositivo de bombeo al circuito de la caldera con un bypass y una válvula mezcladora de tres vías. Además, esta última puede estar equipada con un servomotor y un sensor de temperatura de contacto.

El esquema de conexión de una caldera de combustible sólido se basa en dos elementos importantes que le permiten funcionar eficazmente en el sistema de calefacción de una casa particular. Estos son: el grupo de seguridad y el conjunto mezclador basado en una válvula mezcladora de tres vías.

Debido a que la máxima eficiencia del equipo de calefacción se utiliza en su totalidad solo durante el período frío, es posible instalar un acumulador térmico (TA). Este es capaz de absorber el exceso de calor y luego, según sea necesario, cederlo al circuito de calefacción.

Este acumulador tiene forma de tanque y está recubierto con material de aislamiento térmico. En un lado del dispositivo hay dos tuberías destinadas a su conexión, y dos en el otro lado para la conexión a la línea de radiadores.

El acumulador térmico tiene dos circuitos: pequeño y grande. El primero recibe energía de la caldera, el segundo cede el refrigerante al sistema de calefacción según sea necesario.

Durante el paso del líquido a través de la caldera, que funciona al máximo, el refrigerante en el acumulador térmico se calienta gradualmente hasta 90-110 grados. En el circuito grande se requiere la inserción de otro dispositivo de circulación.

Dependiendo del grado de enfriamiento del líquido en el sistema de calefacción, a través de la válvula ingresará aquí la cantidad necesaria de calor del dispositivo acumulador.

Esquema de instalación de la bomba

Para cumplir con sus funciones, el equipo de circulación doméstico, independientemente del fabricante, debe estar correctamente instalado en la tubería o en la válvula de cierre y regulación.

La fijación se realiza mediante tuercas de unión. Este tipo de fijación permitirá retirarlo si es necesario, por ejemplo, para inspección o reparación.

Al seleccionar un modelo de bomba de circulación, es necesario prestar atención a su capacidad para funcionar en diferentes posiciones. La colocación vertical del dispositivo reduce su potencia hasta un 30%.

La instalación correctamente realizada de todos los elementos del sistema de calefacción garantiza un calentamiento uniforme de toda la línea.

Durante la instalación de la bomba de circulación, se deben observar las siguientes reglas:

1. Se permite instalar el dispositivo en cualquier sección de la tubería. La tubería puede estar dispuesta horizontal, vertical o inclinada. Sin embargo, el eje del rotor debe estar en posición horizontal. Por lo tanto, la instalación «con la cabeza hacia abajo» o, por el contrario, hacia arriba, no es posible.
2. Se debe prestar atención a la ubicación de la caja de plástico donde se encuentran los contactos de alimentación; estos quedarán sobre la carcasa. De lo contrario, podrían inundarse con agua en una situación de emergencia. Para ello, será necesario desatornillar los tornillos de fijación en la cubierta y girarla hacia el lado necesario.
3. Respete la dirección del flujo. Esta se indica con una flecha en el cuerpo del aparato.

Con todo su peso, la bomba presiona sobre el cuerpo de las válvulas de bola cercanas. Esto debe tenerse en cuenta al elegir los accesorios. Los componentes de alta calidad cuentan con un cuerpo robusto que no se agrietará durante el uso debido a las cargas diarias.

Instalación de equipos adicionales

Independientemente del tipo de circuito de calefacción utilizado, donde el generador de calor sea una sola caldera, será suficiente instalar un único dispositivo de bombeo.

Si el sistema es estructuralmente más complejo, es posible utilizar dispositivos adicionales que aseguren la circulación forzada del líquido.

Ejemplo de un esquema conjunto de conexión de una caldera de combustible sólido junto con una eléctrica. En este sistema de calefacción se han instalado dos dispositivos de bombeo.

La necesidad de esto surge en los siguientes casos:

• cuando en la calefacción de la casa participa más de una unidad de caldera;
• si en el esquema de conexión hay un depósito de inercia;
• el sistema de calefacción se divide en varios circuitos, por ejemplo, para atender un calentador indirecto, varias plantas, etc.;
• al utilizar un separador hidráulico;
• cuando la longitud de la tubería es superior a 80 metros;
• al organizar el movimiento del agua en los circuitos de calefacción por suelo radiante.

Para realizar una conexión correcta de varias calderas que funcionan con diferentes combustibles, es necesario instalar bombas de reserva.

Para el esquema con acumulador de calor también es necesario instalar una bomba de circulación adicional. En este caso, la tubería consta de dos circuitos: el de calefacción y el de la caldera.

El depósito de inercia divide el sistema en dos circuitos, aunque en la práctica puede haber más.

En casas grandes de 2 a 3 plantas se implementa un esquema de calefacción más complejo. Debido a la ramificación del sistema en varias tuberías principales, se utilizan desde 2 bombas o más para el bombeo del refrigerante.

Se encargan de suministrar el refrigerante a cada una de las plantas y a los distintos aparatos de calefacción.

Independientemente de la cantidad de dispositivos de bombeo, estos se instalan en un bypass. Fuera de temporada, el sistema de calefacción puede funcionar sin la bomba, la cual se cierra mediante válvulas de bola.

Si en la casa se planea instalar calefacción por suelo radiante, entonces es recomendable montar dos bombas de circulación.

En conjunto, la unidad de mezcla y bombeo se encarga de preparar el refrigerante, es decir, mantener la temperatura entre 30 y 40 °C.

Para que la potencia del dispositivo de bombeo principal sea suficiente para superar la resistencia hidráulica local de los circuitos del suelo, la longitud de la línea no debe superar los 50 m. De lo contrario, el calentamiento de los suelos será desigual, y por ende el de la habitación.

En algunos casos, no se requiere en absoluto la instalación de unidades de bombeo. Muchos modelos de generadores eléctricos y de gas de tipo mural ya tienen dispositivos de circulación integrados.

Reglas de conexión a la alimentación eléctrica

La bomba de circulación funciona con alimentación eléctrica. La conexión se realiza de forma estándar. Se recomienda tender una línea de suministro eléctrico independiente con un interruptor automático de protección contra sobretensiones.

Para la conexión, es necesario preparar 3 cables: fase, neutro y de tierra.

Se puede elegir cualquiera de los métodos de conexión:

• a través del dispositivo interruptor diferencial;
• conexión a la red junto con un SAI;
• alimentación de la bomba desde el sistema de automatización de la caldera;
• con regulación desde el termostato.

Muchos se preguntan por qué complicarlo, si la conexión de la bomba se puede realizar conectando un enchufe al cable. Así es como el dispositivo de bombeo se enchufa a un tomacorriente común.

Sin embargo, los especialistas no recomiendan usar este método debido al riesgo de situaciones imprevistas: no hay conexión a tierra ni interruptor de protección.

El esquema con interruptor diferencial se utiliza para los llamados grupos húmedos. El sistema de calefacción construido de esta manera garantiza un alto nivel de seguridad para el cableado, el equipo y las personas.

La primera opción no es complicada de montar por uno mismo. Es necesario instalar un interruptor diferencial de 8 A. La sección del cable se selecciona según el valor nominal del dispositivo.

En el esquema estándar, la alimentación se conecta a los bornes superiores, que están marcados con números impares, y la carga a los inferiores (números pares). Al interruptor se conectarán tanto la fase como el neutro, por lo que los conectores para este último se indican con la letra N.

Para automatizar el proceso de detención de la circulación del portador de calor cuando se enfría a una temperatura determinada, se utiliza un esquema eléctrico de conexión de la bomba y el termostato. El segundo se instala en la tubería de impulsión.

En el momento en que la temperatura del agua desciende al valor indicado, el dispositivo desconecta el circuito de alimentación eléctrica.

Para que el termostato desconecte el proceso de circulación en el momento adecuado, se instala en un tramo metálico de la línea de tubería. Debido a la mala conductividad térmica de los polímeros, la instalación en una tubería de plástico provocará un funcionamiento incorrecto del dispositivo.

No hay dificultades en el suministro de electricidad a través del SAI, para ello tiene conectores especiales. En ellos también se conecta el generador térmico cuando se necesita asegurar el suministro eléctrico.

Si se opta por el método de conectar la bomba al cuadro de control de la caldera o a la automatización, se requerirán buenos conocimientos en el sistema de suministro eléctrico o la ayuda de un profesional.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Normas de instalación del equipo de calefacción en el vídeo:

El vídeo explica las particularidades del sistema de calefacción bitubular y muestra diferentes esquemas de instalación de los aparatos:

Particularidades de la conexión del acumulador térmico al sistema de calefacción en el vídeo:

Conociendo todas las normas de conexión, no surgirán dificultades con el montaje de la bomba de circulación, ni tampoco al conectarla a la alimentación eléctrica de la casa.

La tarea más difícil es la inserción del dispositivo de bombeo en una tubería de acero. Sin embargo, utilizando un juego de terrajas para crear roscas en las tuberías, se puede realizar la instalación del conjunto de la bomba por sí mismo.

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