Как работает закрытая система отопления. Особенность закрытой системы. Схемы закрытых систем
То это схема определенного соединения различных приборов и оборудования. Выполняется оно в строгом порядке. Теплоноситель тоже движется только в одном направлении, и смена его невозможна. Ведь действуют законы физики, когда нагретая вода поднимается вверх, а охлажденная опускается. Только есть одно НО. Существуют две , которые отличаются друг от друга закрытостью и герметичностью. Многие специалисты считают, что закрытая система отопления более эффективна. Так ли это? Попробуем разобраться.
Особенность закрытой системы
Чтобы понять, чем закрытая система отличается от открытой, сначала разберемся с расширительными баками.
Это емкость из металла или пластмассы. Устанавливают ее в верхней части системы, как можно выше. Выполняет она двойную функцию:
- Во-первых, создает небольшое давление внутри трубопроводов.
- А, во-вторых, собирает излишки теплоносителя, после того как он нагреется. Ведь жидкости с повышением температуры расширяются, и это закон физики.
Открытая система от закрытой отличается тем, что теплоноситель в расширительном баке соприкасается с воздухом. Во второй системе все герметично, и никакого соприкосновения нет.
К чему такие сложности? Есть в этом деле один положительный аспект. Во многие отопительные сети частных домов устанавливаются циркуляционные насосы, которые повышают эффективность работы системы за счет равномерного распределения теплоносителя по радиаторам отопления. Это дает экономию топлива, а значит, и денежных средств из семейного бюджета. А циркуляционный насос может работать только в закрытой системе.
Небольшое отступление. Установка теплого пола в частных домах возможна с устройством насоса - без него эта система работать будет, но не так эффективно, как хотелось бы. А значит, если вы решили установить в своем доме «теплый пол», вы просто обязаны принять .
Однако установка циркуляционного насоса ставит отопление в зависимость от энергоснабжения. Все правильно - небольшие затраты будут, но они перекроются экономией основного топлива, причем в несколько раз.
Внимание! Устанавливать насос необходимо на магистраль обратного движения теплоносителя. Это делается с единственной целью - защитить от высоких температур резиновые детали насоса (манжеты, уплотнительные кольца и сальники). Тут же около насоса необходимо расположить стояки, который соединяют магистраль с расширительным бачком.
Преимущества закрытой системы отопления
Установка подключения
Конечно, затраты на приобретение и монтаж циркуляционного насоса существенны, но от этого прибора система только выигрывает. Какими же преимуществами отличается этот вариант?
- Упрощается монтаж за счет того, что отпадает необходимость выставлять углы наклона магистралей, и не нужна теплоизоляция трубопроводов.
- Снижается стоимость монтажа за счет использования труб меньшего диаметра. Ведь в открытой схеме чем больше объем воды внутри, тем лучше. В закрытой системе такой зависимости нет.
- Теплоноситель не испаряется, что позволяет не контролировать его уровень и не требует периодического пополнения. Кроме того, в закрытой системе нагрев теплоносителя происходит гораздо быстрее. А горячая вода равномерно распределяется по всем радиаторам независимо от схемы разводки.
- Увеличивается срок службы нагревательного котла за счет снижения разницы теплоносителя в магистралях подачи и обратки. А также уменьшаются процессы коррозии за счет высокой герметичности.
- Появляется возможность использовать в качестве теплоносителя не воду, а антифриз.
- Повышается процесс теплоотдачи.
Есть ли у системы недостатки? Есть, но их не так много. Первое - это энергозависимость, поскольку насос подключен к сети подачи электроэнергии. Второе - объем расширительного бака должен быть больше, чем в открытом контуре. Специалисты рекомендуют брать бак объемом, равным 10% от объема теплоносителя. Поэтому стоимость такого резервуара может быть достаточно высокой.
Элементы отопительной схемы
Составляющие систему
Давайте перечислим, из каких узлов состоит закрытая отопительная система частного дома. От открытой ее отличают только несколько дополнительных приборов и измененная конструкция расширительного бачка.
Как обычно:
- это котел;
- трубы;
- фитинги;
- запорная арматура;
- отопительные батареи;
- иногда распределительный коллектор;
- мембранный расширительный бак;
- циркуляционный насос.
При этом можно сэкономить на диаметре труб, фитингов и запорной арматуре, хотя добавляется циркуляционный насос. Мембранный расширительный бак можно приобрести только в готовом виде, а вот в открытой системе можно использовать баки, изготовленные своими руками. То есть плюсы и минусы друг друга перекрывают.
Как работает закрытая схема отопления
Все достаточно просто и традиционно. Теплоноситель нагревается в системе, расширяется, а его излишки перемещаются в расширительный бачок. Он представляет собой герметичную капсулу, разделенную на две части. Нижняя - это гидравлическая камера, куда поступает теплоноситель. Верхняя - это газовая камера, которая в заводских условиях заполняется азотом с определенным давлением.
Встраивание дополнительного насоса
До запуска котла и нагрева воды давление в расширительном бачке равно давлению теплоносителя в контуре. Как только начинается нагрев, теплоноситель заполняет нижнюю камеру, выдавливая азот через мембрану к верхней плоскости бака. Азот сжимается, а его давление повышается. При этом выравнивается давление в контуре и расширительном баке, и оно становится равным давлению азота.
Все остальное происходит по старой схеме. Теплоноситель проходит по всем магистралям отопления и возвращается в отопительный котел. И все это благодаря тому, что работает циркуляционный насос.
Конструктивные особенности
- Во-первых, все конструктивные элементы отопления можно разместить в одном помещении. Это и котел, и насос, и расширительный бачок. В таком случае нет необходимости поднимать бак на большую высоту. Ведь два элемента создают давление в контуре - это насос и азот внутри бачка. Все это дает несколько преимуществ - уменьшение диаметра трубопроводов, несоблюдение углов наклона, и отсутствие испарения теплоносителя.
- Во-вторых, появляется возможность использовать такую схему в домах с большой площадью и объемом. С открытой системой добиться эффективной работы отопления в большом доме будет очень сложно.
Котел и разделитель
Есть вопрос, который сегодня волнует определенную часть застройщиков частных домов. Он касается переделки открытой схемы в закрытую. В этом плане никаких проблем нет. Не нужно менять трубы и другие элементы, нужно лишь врезать в обратный контур циркуляционный насос и поменять расширительный бак, установив мембранную модель.
Но не будут ли образовываться воздушные карманы в местах наклона трубопроводов? Такая вероятность есть здесь важно подобрать мощность насоса и размеры расширительного бачка. Если все будет в норме, то воздух будет проталкиваться под давлением теплоносителя.
Монтаж отопительной закрытой системы
Сразу же оговоримся, что никакой разницы нет - проводите вы сборку открытой или закрытой схемы. Вам придется столкнуться со всеми сложностями подобной работы. И если вы в чем-то сомневаетесь, то доверьте монтаж специалистам. Самое важное здесь - правильно подобрать узлы и приборы, чтобы они соответствовали нужным показателям и параметрам. Особенно это касается нагревательного котла, радиаторов, насоса и расширительного бака. Не будем забывать и трубы - в закрытом контуре их внутренний диаметр может быть равен 20 миллиметрам.
Оптимальный вариант - это организовать отдельную котельную, если дело касается обогрева большого дома, и без напольного котла не обойтись. Если домик небольшой, то настенный агрегат справится с задачей обогрева, а в его конструкции уже есть и расширительный бак, и циркуляционный насос. К тому же не придется монтировать его в отдельном помещении - для этого подойдет и кухня.
Заполнение отопления теплоносителем
Котельная в подвале
Итак, монтаж закончен, и теперь необходимо систему проверить и запустить. Для этого потребуется заполнить ее водой. Вариантов здесь два. Первый - подключить к водопроводу, установив запорное устройство в виде крана, вентиля или задвижки. Этот способ актуален, если выбрана однотрубная схема разводки. Но если давление воды в водопроводе достаточное, то можно его использовать и в двухтрубной схеме.
Второй - с помощью ведра и собственных рук. Для этого придется выше всех элементов вывести стояк, оборудованный воронкой и герметичной заглушкой. Снимаете заглушку, устанавливаете воронку, заливаете воду в систему, после заполнения снимаете воронку и на место устанавливаете заглушку. Заглушка - это изготовленный в виде колпака элемент с резьбовым соединением и резиновой прокладкой в глубине колпака. Соответственно, стояк должен быть оборудован сгоном с внешней резьбой. Правда, заливка теплоносителя ручным способом требует и времени, и сил.
Итак, система заполнена. Теперь необходимо пройтись по всему контуру и осмотреть все без исключения стыки и соединения на предмет утечек. Если таковых нет, то можно включать насос и снова проверять, нет ли протечек. Если опять все нормально, можно зажигать котел. Но на этом проверка не прекращается. Когда теплоноситель наберет необходимую температуру, еще раз проверяем магистрали.
Рекомендация! Перед запуском отопления необходимо провести опрессовку с давлением в полтора раза большим, чем создает насос. Это особенно понадобится, если к системе отопления подключен «теплый пол». Он будет замурован, поэтому ремонт после отделки провести очень сложно.
Заполнение теплоносителем
Как правильно выполнять опрессовку? Для этого понадобится специальный насос -электрический или ручной. Подключаете его через вентиль, повышаете давление внутри схемы и перекрываете вентиль. В таком состоянии система должна находиться некоторое время - оно точно покажет, есть утечки или нет. После этого открываете вентиль и понижаете давление, спустив часть теплоносителя.
Заключение по теме
Устраивая закрытую систему отопления, необходимо принять во внимание все аспекты, о которых шел разговор выше. Конечно, эта система лучше, но если вы являетесь счастливым обладателем небольшого домика, то нет необходимости все это городить. Используйте схемы проще и с небольшим количеством различных элементов. Это не только упростит процесс монтажа, но и сократит значительную часть расходов, связанных со строительством дома в целом.
В такой сети давление поддерживается на одном и том же или близком уровне, отсутствует необходимость постоянного контроля количества теплоносителя. Правильно разработанная схема позволяет обогревать дом любой площади, а при выборе двухконтурного котла, обеспечивать его горячей водой.
Что происходит внутри?
В закрытой системе используется замкнутый цикл движения теплоносителя. Стоит лишь однажды заполнить трубы водой, чтобы потом не волноваться о ее количестве. В качестве оборудования применяются: отопительный котел, трубопроводы и источники обогрева.
Нагревшись в котле до требуемого уровня, теплоноситель начинает заполнять трубопроводную магистраль. По мере прохождения нагретой воды по трубам и радиаторам происходит нагрев последних. Остывая, они отдают свое тепло воздуху. Остывшая вода возвращается обратно в котел. Цикл повторяется: в отопительной системе закрытого типа жидкость постоянно циркулирует по трубам.
Из чего состоит?
Закрытая система теплоснабжения состоит из следующих составляющих:
- котла отопления;
- мембранного расширительного герметичного бака;
- циркуляционного насоса;
- радиаторов и батарей отопления;
- труб, используемых для монтажа магистралей, стояков, перемычек и подводки;
- фитингов;
- кранов (пробковых и шаровых) и клапанов Маевского;
- фильтров, позволяющих удалить из циркулирующего теплоносителя различные загрязнения, а также предотвратить образование засоров;
- крепежных элементов (хомутов и пр.).
Принцип работы
Нагрев теплоносителя (воды или антифриза) производится в отопительном котле. По мере повышения температуры происходит увеличение объема жидкости. Появившийся излишек теплоносителя через специальный клапан поступает в расширительный бак, состоящий из двух отделений: гидравлической и газовой камеры. Первая предназначена для приема избытка нагретой жидкости. Во второй находится азот под давлением, равным давлению гидростатического контура.
По мере поступления теплоносителя объем газовой камеры начинает уменьшается, что соответственно приводит к увеличению давления газа. Как только температура теплоносителя начинает уменьшаться, он возвращается обратно с помощью специального насоса. В итоге удается удерживать давление в строго заданном диапазоне.
При использовании безнапорного бака допустимо его 100% заполнение теплоносителем. Такая система по сравнению с вариантом с мембранным баком отличается более компактными размерами.
Открытая или закрытая?
В отличие от открытой в закрытой системе все элементы герметичны. Как следствие, отсутствует испарение жидкости и повышается теплоотдача, приходится меньше тратить средств на обслуживание отопления. В открытой приходится постоянно контролировать уровень воды. Антифриз в таких системах не используется.
Благодаря принудительной циркуляции удается увеличить скорость прохождения теплоносителя по трубам.
Это уменьшает разницу между температурой на входе и выходе отопительного котла, что в свою очередь, ведет к повышению срока службы последнего. При этом сокращается время, затрачиваемое на обогрев всех комнат: заполнение системы горячим теплоносителем происходит быстрее. В открытой системе трубы и радиаторы прогреваются медленней.
Отсутствие контакта между теплоносителем и окружающей средой способствует снижению концентрации кислорода в жидкости. Давление в закрытой системе колеблется в узком диапазоне, способствуя деаэрации теплоносителя. Как следствие, за счет герметичности значительно замедляются коррозионные процессы внутри отопительных приборов.
Между тем закрытая система с принудительной циркуляцией является энергозависимой, что не всегда удобно в случае расположения частного дома в районе с частыми перебоями в подаче электроэнергии. Кроме того, ее монтаж обходится значительно дороже, так как приходится приобретать расширительный бак большего объема, чем для открытой системы.
При выборе подходящего типа стоит учесть, что открытая система идеальна для небольших помещений. Ее часто монтируют на дачах. Для частного дома большой площади лучше выбрать более современный закрытый тип отопления.
Монтаж
Монтажные работы включают несколько этапов. Последовательность следует соблюдать для обеспечения надлежащего качества.
Готовим площадку
Монтажные работы начинаются с подготовки места или отдельного помещения, предназначенного для установки отопительного котла.
Предпочтительно, чтобы данную работу выполнили представители сервисного центра. Делая все собственными силами, необходимо обеспечить правильное пространственное расположение оборудования.
Монтируем трубы
От места установки котла проводится укладка трубопровода к местам, где запланировано размещение радиаторов. При выполнении монтажа обязательно учитывается утвержденная схема. Если предстоит прокладка труб через стены, просверливается отверстие достаточного диаметра. После завершения работ отверстие замазывается раствором цемента.
При соединении труб следует учитывать состав материала, из которого они изготовлены. Медные необходимо спаивать, стальные – сваривать. Для соединения металлопластиковых труб используются специальные фитинги. Полипропиленовые изделия соединяются на установке, предназначенной для их сварки.
Автономная система отопления, в которой теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом, называется закрытой или системой отопления закрытого типа. Ее характерной особенностью является абсолютная герметичность и отсутствие контакта теплоносителя с окружающей средой.
Расширительный бак в ней также закрытый, мембранного типа, исключающий контакт теплоносителя с атмосферным воздухом. Бак получил свое название благодаря наличию мембраны, разделяющей его на две части, одна из которых предназначена для теплоносителя, а вторая наполнена азотом, давление которого выравнивает давление отопительной системы.
Основные принципы работы
Отопительная система закрытого типа состоит из следующих элементов:
- Котла отопления
- Расширительного бака мембранного типа
- Циркуляционного насоса
- Группы безопасности
- Манометра
- Сбросного клапана
- Отопительных приборов
При запуске системы отопления в расширительном баке устанавливается давление, равное статическому давлению всей отопительной системы. При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме и создает избыточное давление в системе, открывающее клапан в расширительном баке и выталкивающее в него часть жидкости, что приводит к выравниванию уровня давления в системе в целом и в расширительном баке в частности. Обратно жидкость уходит благодаря циркуляционному насосу.
Следует отметить, что в отопительной системе закрытого типа нет возможности для сброса «лишней» жидкости в атмосферу, как это происходит в открытых самотечных системах. В случае перегрева или чрезмерного увеличения объема теплоносителя давление в системе может превысить критическое значение (обычно 2-2,5 атм), что может стать причиной разгерметизации системы и выхода ее из строя.
Для исключения аварийных ситуаций закрытые системы отопления в обязательном порядке комплектуются группами безопасности и манометрами, а объем расширительных баков подбирается из расчета не менее 60% общего объема отопительной системы, что не совсем удобно при обогреве объектов большой площади
Преимущества закрытой отопительной системы
Закрытые системы отопления по сравнению с открытыми системами имеют ряд неоспоримых преимуществ:
- Скорость движения теплоносителя намного выше, чем в открытой отопительной системе, благодаря чему выше теплоотдача отопительных приборов и ниже разница температур теплоносителя в обратном и подающем трубопроводе (теплоноситель просто не успевает остыть). В закрытых системах она составляет 18-22 градуса, что более приемлемо для котла. В результате теплотехническое оборудование, эксплуатируемое в более щадящем режиме, работает дольше.
- Скорость движения теплоносителя обусловлена лишь техническими характеристиками циркуляционного насоса и уровнем гидравлического сопротивления системы, что позволяет использовать при монтаже трубы меньшего диаметра и устанавливать отопительные приборы меньшего внутреннего объема. Это значит, что закрытая система имеет меньшую инерцию и позволяет регулировать уровень температуры в помещении
- Могут работать на любом теплоносителе: воде или антифризе , что особенно важно для дач и загородных домов, где высок риск перебоев в работе котла или отопительные системы работают периодически. При этом следует помнить, что антифриз обладает большей текучестью и способен «уйти» из системы там, где вода течи не образует. Его выбор возможен только в том случае, если обеспечена качественная герметизация системы.
- Закрытые отопительные системы монтируются без углов наклона и работают даже при наличии небольших «погрешностей» в системе, что делает доступной их самостоятельную установку.
- Закрытые системы исключают контакт теплоносителя с воздухом , благодаря чему внутри системы нет кислорода, а, значит, нет и коррозии. Правда, полностью исключить кислород из теплоносителя не удается и процессы окисления оборудования и труб изнутри все же идут, но они незначительны и несопоставимы с процессами коррозии в открытых отопительных системах.
- В закрытых отопительных системах нет воздушных пробок
- В них нет необходимости выносить расширительный бак за пределы отапливаемого помещения и устанавливать его на чердаке. Бак может быть смонтирован практически в любом месте, но обычно его устанавливают на обратке вместе с циркуляционным насосом. Ранее выбор места для монтажа был продиктован ограничением уровня температуры жидкости, перекачиваемой насосом. Нагретая вода для этого была слишком горячей. Современные циркуляционные насосы не столь чувствительны к температуре теплоносителя и могут устанавливаться непосредственно на подающем трубопроводе. Это значит, что монтаж расширительного бака и циркуляционного насоса на обратка всего лишь дань традиции, а не необходимость.
- Отопительные системы закрытого типа подходят для объектов любой площади и этажности
Недостатки закрытой системы отопления
- Система зависит от электрической энергии и в случае его аварийного отключения также выходит из строя. В этом случае необходимо предусматривать наличие резервного источника электроэнергии
- Система должна иметь правильно смонтированную группу безопасности
- Расширительный бак должен иметь достаточный объем для вмещения не менее 30% теплоносителя, а лучше 60% теплоносителя.
Монтаж закрытой системы отопления выполняется так, чтобы имелась возможность отключения любого ее элемента без остановки работы оставшейся части системы и слива воды из нее. Для этого используются отсекающие краны, лучше шаровые. Они устанавливаются на входе и выходе в приборы отопления. При этом предусматривается запасная (байпасная) линия. С помощью кранов можно регулировать уровень температуры в помещении и отсекать радиаторы в случае их течи или при необходимости замены.
Запорная арматура также устанавливается до и после циркуляционного насоса и расширительного бака.
- группа безопасности
- отопительный котел
- запорная арматура
- приборы отопления
- циркуляционный насос
- расширительный бак
- обратка
- подача
Еще одной особенностью монтажа закрытой системы отопления является установка группы безопасности, монтировать которую необходимо на выходе из котла. Основной задачей группы безопасности является сброс давления в случае его чрезмерного повышения.
Группа безопасности состоит из следующих элементов:
- манометра, предназначенного для контроля над уровнем давления в системе
- предохранительного клапана, сбрасывающего давление при достижении его максимального значения
- воздухоотводчика, предназначенного для сбрасывания воздуха при завоздушивании системы отопления
Между котлом и группой безопасности запорная арматура никогда не устанавливается!
Любая система отопления представляет собой котёл, в котором прогревается теплоноситель, и радиаторы, соединённые с котлом трубами. В зависимости от того, соединяется ли теплоноситель с атмосферным воздухом через расширительный бак или нет, системы принято делить на открытую и закрытую.
Второй вариант сейчас становится всё более распространённым благодаря целому ряду выгодных преимуществ. Как обустраивается закрытая система отопления, и в чём её преимущества?
Главные плюсы закрытой системы отопления
Система отопления закрытого типа предполагает принудительную циркуляцию теплоносителя с помощью установки циркуляционного насоса. Он помогает повысить общую энергоэффективность: вода циркулирует быстрее, поэтому разница между температурой теплоносителя, попадающего в котёл и выходящего из него, будет не слишком большой. Это позволит уменьшить потери энергии на обогрев и увеличит срок использования котла.
Закрытая система отопления дома имеет и ещё несколько преимуществ перед открытой, что сделало её максимально распространённой:
Ещё одно преимущество – возможность поставить трубы меньшего диаметра, что позволит реализовать различные дизайнерские решения.
Однако у неё есть и несколько минусов. Прежде всего, это зависимость от наличия электричества в доме. При его отключении циркуляционный насос выключится, и движение теплоносителя в системе остановится, что полностью парализует работу отопления.
Чтобы избежать этого, в загородных домах часто монтируют параллельные варианты: насос устанавливается так, чтобы его при необходимости можно было обойти и запустить естественную циркуляцию воды в системе за счёт разницы давления. Кроме того, оборудование для установки закрытой системы будет стоить несколько дороже.
Схема устройства закрытой системы отопления
Закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией состоят из следующих элементов:
Схема закрытой системы отопления может быть расширена дополнительными элементами: вместо радиаторов отопления или в дополнение к ним в некоторых комнатах может быть установлен тёплый пол, котельная может дополнительно оборудоваться бойлером горячего водоснабжения, иногда в домашнюю схему приходится включать оборудование для теплиц и прочее. Итоговая конструкция зависит от конкретного проекта дома и особенностей расположения комнат и дополнительных помещений, при этом важно, чтобы мощности оборудования был достаточно для полноценного обогрева.
Принцип работы закрытой отопительной системы
В процессе теплообмена вода не контактирует с окружающим воздухом и не испаряется, поэтому систему и называют закрытой. Как заполнять закрытую систему отопления?
Вода в неё подается через сливной патрубок: для этого используется насос и водопроводные трубы, подающие воду из скважины или централизованной системы. Во время заполнения отопительной системы теплоносителем необходимо полностью открыть все краны, чтобы максимально выпустить наружу воздух и не допустить превышения допустимого уровня давления.
Важные условия монтажа
Монтаж отопительной системы закрытого типа требует точного расчёта количества теплоносителя, размеров расширительного бака, мощности насоса и многих других параметров. При разработке проекта нужно учитывать, что количество теплоносителя зависит от мощности котла. Обычно на 1 кВт энергии требуется 14 литров воды, соответственно можно рассчитать её количество для любого дома.
Объём расширительного бака должен составить не меньше 1/10 от общего количества теплоносителя, причём лучше выбирать бачок с запасом. Вода имеет относительно небольшое температурное расширение, а если в качестве теплоносителя используется антифриз, для него потребуется больший по размеру бак.
Его устанавливают на обратной трубе, как и циркуляционный насос. При этом высота размещения, в отличие от открытой системы, значения не имеет: воздушные пробки из закрытой системы удаляются не через бак, а через клапаны.
Перед циркуляционным насосом рекомендуется установить фильтр грубой очистки воды. Распространённая неисправность – засорение крыльчатки солями жёсткости, ржавчиной и другими примесями, которые можно убрать, установив качественные фильтры.
Перед насосом и после него устанавливаются шаровые краны, дающие возможность остановить подачу воды в насос для его очистки или ремонта. И насос, и расширительный бак, и манометр нужно устанавливать в тех местах, где к ним легко может быть обеспечен доступ.
Если отопительная система имеет сложное устройство с несколькими контурами или обогревом теплого пола, потребуется установка нескольких коллекторов и циркуляционных насосов. Чем сложнее конструкция, тем более затратным окажется приобретение материалов для её монтажа.
Правильно смонтировать отопительную систему не так сложно, как может показаться. Важно не ошибиться в проектировочных работах, поэтому готовый проект отопления лучше согласовать со специалистами. Ошибки в монтаже в дальнейшем стоят дорого, поэтому лучше не пожалеть денег на консультацию профессионала.
Требуется включить JavaScript или обновить плеер!
На сегодняшний день закрытая система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя успешно применяется для обогрева подавляющего большинства загородных домов. Ее отличие от открытой схемы – в движении воды, находящейся под давлением, по замкнутой сети трубопроводов в полной изоляции от внешней среды. Если вы еще не решили, какой вид отопительной разводки выбрать для своего жилища, рекомендуем ознакомиться с данной статьей, где изложена вся необходимая информация о системах закрытого типа.
Состав и принцип работы
Независимо от выбранной схемы (их разновидности мы рассмотрим далее) в ее состав всегда входят следующие основные элементы:
- источник тепла – газовый, дизельный, электрический либо твердотопливный котел;
- потребители – радиаторная сеть и (или) водяные теплые полы;
- циркуляционный насос;
- герметичный расширительный бак мембранного типа;
- группа безопасности, включающая в себя устройство для сброса воздуха (воздухоотводчик), предохранительный клапан и манометр;
- сетчатый фильтр – грязевик;
- трубопроводная арматура для балансировки, опорожнения и регулировки;
- магистральные и подводящие трубы.
Примечание. Система отопления может дополняться другими элементами и оборудованием, предусмотренным в проекте, например, распределительным коллектором, буферной емкостью и различными средствами автоматизации. Типовая двухтрубная схема, наиболее распространенная в частных домах, показана выше на рисунке.
Принцип работы современной закрытой системы заключается в перемещении тепловой энергии от котла к радиаторам с помощью жидкости, находящейся под избыточным давлением (от 1 до 2 Бар). Расширение ее объема от нагрева компенсируется за счет растяжения резиновой мембраны внутри бачка, полностью изолированного от атмосферы.
Устройство герметичной расширительной емкости
Завоздушиванию отопительной сети препятствует автоматический воздухоотводчик, установленный в группе безопасности. Расположенный там же подрывной клапан срабатывает в случае критического повышения давления в трубопроводах, обычно он настроен на 3 Бар. Грязевик ставится на обратной магистрали перед входом в теплогенератор и собирает шлам, поступающий из отопительной сети.
Важный момент. Циркуляционный насос, принудительно перекачивающий теплоноситель, можно встраивать как в обратный, так и в подающий трубопровод рядом с котлом. Оба способа – правильные.
Позитивные стороны и недостатки
Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:
- нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
- для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
- здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
- отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
- вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
- система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.
Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.
Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен
Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.
Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.
Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты - закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.
Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.
Схемы закрытых систем
Для обогрева загородных и дачных домов применяются следующие типы разводок:
- Однотрубная. Все радиаторы присоединяются к единственной магистрали, проходящей по периметру помещения или здания. Поскольку горячий и охлажденный теплоноситель движутся по одной трубе, каждая последующая батарея получает меньше тепла, нежели предыдущая.
- Двухтрубная. Здесь нагретая вода поступает в отопительные приборы по одной магистрали, а уходит по второй. Самый распространенный и надежный вариант для любых жилых зданий.
- Попутная (петля Тихельмана). То же, что и двухтрубная, только охлажденная вода течет в одинаковом направлении с горячей, а не возвращается в противоположном (показано ниже на схеме).
- Коллекторная или лучевая. Каждая батарея получает теплоноситель по отдельному трубопроводу, подключенному к общей гребенке.
Однотрубная горизонтальная разводка (ленинградка)
Справка. Однотрубные системы бывают горизонтальными (так называемая ленинградка) и вертикальными. Последние, где вода раздается приборам отопления от стояков, нередко используются в двухэтажных домах.
Однотрубная горизонтальная схема оправдывает себя в одноэтажных домиках небольшой площади (до 100 м²), где обогрев обеспечивают 4-5 радиаторов. Больше подключать к одной ветви не стоит, последние батареи будут слишком холодными. Вариант с вертикальными стояками годится для здания в 2-3 этажа, но в процессе реализации придется проходить перекрытия трубами чуть ли не каждой комнате.
Однотрубная схема с верхней разводкой и вертикальными стояками
Совет. Если ваш выбор пал на однотрубную закрытую схему, лучше доверить ее проектирование и наладку специалистам. Они должны сделать расчет и подобрать диаметр основной магистрали, чтобы тепла хватило всем потребителям. Узнать больше практической информации вам поможет видео от эксперта:
Двухтрубная схема с тупиковыми ветвями (показана в начале статьи) довольно проста, надежна и однозначно рекомендована к применению. Если вы владелец коттеджа площадью до 200 м² высотой 2 этажа, то разводку магистралей делайте трубами с проходным сечением DN 15 и 20 (внешний диаметр – 20 и 25 мм), а для подсоединения радиаторов возьмите DN 10 (снаружи – 16 мм).
Попутная схема движения воды (петля Тихельмана)
Петля Тихельмана наиболее уравновешена гидравлически, но сложнее в монтаже. Трубопроводы придется класть по периметру комнат либо всего дома и проходить под дверями. По факту «попутка» обойдется дороже двухтрубной, а результат выйдет примерно одинаковым.
Лучевая система тоже проста и надежна, вдобавок вся разводка успешно прячется в полу. Подсоединение ближних батарей к гребенке выполняется трубами 16 мм, отдаленных – 20 мм. Диаметр магистрали от котла – 25 мм (DN 20). Недостаток данного варианта – цена коллекторного узла и трудоемкость монтажа с прокладкой магистралей, когда напольное покрытие уже сделано.
Схема с индивидуальным подключением батарей к коллектору
Как подобрать оборудование
Один из важных моментов – подбор источника тепла по мощности и виду используемого энергоносителя:
- на природном либо сжиженном газе;
- на твердом топливе - дровах, угле, пеллетах;
- на электричестве;
- на жидком топливе – солярке, отработанном масле.
Справка. При необходимости можно подобрать комбинированную многотопливную установку, например, на древесине и электроэнергии либо газ + солярка.
Мощность котельной установки рассчитывается стандартным образом: отапливаемая площадь жилища умножается на 0,1 для перевода в киловатты и на коэффициент запаса 1,3. То есть, для дома 100 м² нужен источник тепла мощностью 100 х 0,1 х 1,3 = 13 кВт.
Для закрытой системы отопления не принципиально, какой теплогенератор вы купите, поэтому подробно рассматривать данный вопрос мы не будем. Но вы сильно облегчите себе задачу, если приобретете настенный газовый котел, оборудованный собственным циркуляционным насосом и расширительным баком, что показан на фото. Для небольшого дома останется лишь подобрать трубы и отопительные приборы, о чем и пойдет речь далее.
Разновидности труб
Отопительную сеть частного дома можно смонтировать из таких труб:
- ППР (полипропилен);
- сшитый полиэтилен – PEX, PE-RT;
- металлопластик;
- варианты из металла: медь, сталь и гофрированная нержавейка.
Под выполнение самостоятельного монтажа с невысокими финансовыми затратами лучше брать полимерные трубы. Для сборки обжимных соединений из металлопластика и полиэтилена не потребуется специальных инструментов, а полипропилен придется паять (сварочный аппарат берется в аренду). Конечно, по стоимости материалу ППР нет равных, но из соображений надежности и долговечности мы рекомендуем использовать трубопроводы PEX из сшитого полиэтилена.
Медь и гофрированную нержавейку можно тоже монтировать на обжимных фитингах, но первая отличается высокой ценой, а вторая – значительным гидравлическим сопротивлением. Что касается черного металла, то он неудобен во всех отношениях – монтаж на сварке и подверженность коррозии отодвигают его на последнее место. Подробнее о выборе труб рассказывается в очередном видеоматериале:
Какие радиаторы лучше
Сейчас в торговой сети предлагаются отопительные приборы таких видов:
- стальные панельные;
- сделанные из сплава алюминия с кремнием (силумина);
- то же, но с каркасом из стальных труб, название – биметаллические;
- чугунные батареи – аналоги советских «гармошек» МС 140 и модели в стиле ретро.
Примечание. Последние 3 разновидности радиаторов набираются из нужного количества секций по теплоотдаче.
Стальной панельный радиатор
С точки зрения экономии выгоднее покупать стальные батареи, отличающиеся демократичной ценой. Алюминиевые приборы дороже, но интенсивнее отдают тепло. Эти 2 разновидности наиболее востребованы для закрытых систем отопления частных домов.
Нагревательный прибор из алюминия
Биметаллические радиаторы предназначены для отопительных сетей с низкокачественным теплоносителем, поступающим с перепадами давления, что характерно для централизованного теплоснабжения многоквартирных домов. Покупать эти дорогостоящие изделия в загородный дом с автономным отоплением бессмысленно.
Чугунные «гармошки» сильно проигрывают другим батареям по внешнему виду и весу. Но благодаря низкой цене находят применение в промышленных зданиях и хозпостройках. В то же время винтажные радиаторы из чугуна отличаются безупречным дизайном, но слишком дороги по цене.
Чтобы подобрать отопительный прибор по мощности, сделайте простой расчет: указанную в паспорте теплоотдачу разделите на 1,5. Так вы узнаете реальную мощность радиатора, ведь в документации отражены характеристики для определенных условий эксплуатации, не совпадающих с действительностью.
Совет. Не забудьте приобрести радиаторную арматуру – шаровой кран для подачи и балансировочный вентиль на обратку. Если вы решили поставить на батареи энергосберегающие терморегуляторы с преднастройкой, то на выходе из прибора должен устанавливаться обычный отсекающий кран.
Насос и расширительный бак
В закрытых отопительных системах частных жилищ обычно применяется 3 типа бытовых циркуляционных насосов, развивающих напор 4, 6 и 8 м водяного столба (это давление 0,4, 0,6 и 0,8 Бар соответственно). Мы предлагаем не углубляться в сложные гидравлические расчеты, а подобрать насосный агрегат по следующим признакам:
- Для одно - и двухэтажного здания площадью до 200 м² достаточно напора 4 м.
- В коттедж площадью 200-300 м² понадобится насос давлением 0,6 Бар (6 м).
- Циркуляцию в сети трехэтажного особняка на 400-500 м² обеспечит агрегат с напором 8 м водного столба.
Справка. О мощности насоса нужно судить по его маркировке. Например, изделие бренда Grundfos 25-40 имеет диаметр подключения 25 мм и развивает давление 0,4 Бар.
Чтобы подобрать размер расширительного бака, вам следует вычислить объем воды во всей закрытой системе отопления вместе с котловым баком. Учитывая тот факт, что при нагреве с 10 до 90 °С вода расширяется примерно на 5%, вместительность бачка должна составлять 1/10 часть от общего количества теплоносителя.
Как заполнить трубопроводы отопления
Мы решили осветить данный вопрос, поскольку заливка закрытой системы должна производиться по определенному алгоритму, чтобы не осталось воздушных пробок:
- Вначале все отопительные приборы должны быть отсечены от магистралей с помощью кранов. Остальную арматуру полностью откройте и включите подпитку из водопровода. Наполняйте трубы медленно, чтобы воздух успевал уходить через клапан на группе безопасности.
- Когда давление достигнет 1 Бар (следите за манометром), остановите наполнение и включите на несколько минут циркуляционный насос, дабы выдавить остатки воздуха.
- Оставьте помощника поддерживать давление на уровне 1 Бар, а сами поочередно открывайте радиаторные вентили и спускайте воздух кранами Маевского.
- По окончании запустите котел и насос, прогрейте теплоноситель и стравите воздух из батарей еще раз.
Убедившись, что все трубопроводы и отопительные приборы полностью прогрелись, поднимите давление в сети до 1,5-2 Бар при температуре на котле 80 °С.
Заключение
Невзирая на всю популярность водяных систем закрытого типа, они вовсе не являются панацеей. Во многих населенных пунктах с нестабильным электроснабжением монтировать такие схемы нет смысла, ведь придется нести затраты на покупку ИБП или генератора, а это нецелесообразно. При подобном раскладе нет альтернативы самотечным системам с естественной циркуляцией.