Система отопления закрытого типа

В наше время наиболее часто используются водяные отопительные системы закрытого типа. Применяются они как при централизованном теплоснабжении жилых домов, так и при автономном отоплении. Функцию теплоносителя может выполнять не только вода. Используются и другие жидкости или газы, если они обладают необходимыми физическими и техническими свойствами.

Однако традиционно в системах отопления закрытого и открытого типа используется вода, поэтому они и называются водяными.

Принцип работы системы водяного отопления

Жидкий теплоноситель такой системы, нагретый до заданной температуры, проходя по трубопроводам и радиаторам, передает тепло воздуху отапливаемого помещения. Теплоотдача, а как следствие, и комфорт в доме, напрямую зависит от объема и температуры теплоносителя. Также необходимо создать требуемое давление в системе отопления. Благодаря этому фактору обеспечивается циркуляция воды. Он наиболее важен для эффективной работы системы. Давление теплоносителя определяется сопротивлением, возникающим при трении.

Его сила напрямую зависит от длины и толщины труб, количества отводов, тройников и кранов.

Давление в системе может быть создано посредством гравитационной силы. Она образуется при нагреве воды. Как следствие появляется разность плотности в подающей и подводящей трубе. Часть нагретого теплоносителя имеет меньшую плотность и вес. Поэтому он поднимается, вытесняемый охлажденной частью. Так работает отопительная система открытого типа. Существует и другой способ создания давления, и применяется он в закрытых системах с искусственной циркуляцией. Для этого в схеме предусматривается монтаж специального насоса. Данный агрегат создает давление и обеспечивает движение воды по замкнутому кругу. Подключается насос в обратную магистраль, так как в ней температура ниже и это позволяет продлить срок службы деталей насоса, соприкасающихся с теплоносителем. Система с искусственной циркуляцией обладает существенным недостатком. Она зависит от напряжения в сети. Однако имеет ряд достоинств:

1. Можно значительно увеличить длину труб. Это особенно актуально при необходимости отопления больших домов в несколько этажей.
2. Есть возможность применения новых схем и способов отопления.
3. Она имеет лучшую теплоотдачу в сравнении с системой открытого типа с естественной циркуляцией.
4. В процессе эксплуатации нет потерь теплоносителя в виде испарений.
5. Допускается установка труб малого диаметра. Это позволяет экономить средства при покупке материала и монтаже системы.
6. Нет необходимости создания большого перепада температур, что продлевает срок эксплуатации как котла, так и всей системы в целом.
7. Появляется возможность регулировки интенсивности теплоотдачи во время работы системы.

Оцениваем плюсы и минусы водяной системы отопления

Достоинства следующие:

1. Отличные качества теплоносителя по концентрации и передаче тепловой энергии.
2. Дешевизна материалов, используемых при монтаже системы, и их рачительный расход.
3. Возможность создания и непрерывного поддержания комфортных условий в отапливаемом помещении.

Недостатки, о которых надо помнить:

1. Системы закрытого типа трудоемки при монтаже.
2. Требуется постоянная работа теплового генератора.

В холодное время года, при длительном перерыве в эксплуатации, если функции теплоносителя выполняет вода, ее необходимо сливать, чтобы предотвратить размораживание системы.

Схемы монтажа систем отопления

Конструкционные отличия состоят в следующем:

1. Различный способ монтажа магистрали подающего трубопровода. Это отопительные системы верхней и нижней разводки. В первом случае (рис. 1а) вода поступает сначала в чердачное помещение, а потом распределяется по стоякам в радиаторы. Во втором случае (рис. 1б) теплоноситель направляется из подвального помещения, где расположен котел, сразу в подающие стояки, а затем в батареи. Если система открытого типа, то место расширительного бачка всегда будет в верхней точке. В закрытой системе схема с верхней и нижней разводкой будет выглядеть так, как показано на рис. 1в и рис. 1г. В этом случае допускается расположение расширительного бачка в любом месте.


2. Схема монтажа может быть двухтрубной и однотрубной. Различаются они способом подключения радиаторов к подающей и отводящей магистралям. Если имеется отдельный стояк для отвода остывшего теплоносителя прямо в котел, то такая система будет именоваться двухтрубной. Смонтировать ее можно двумя способами:
3.  «Звезда» — это такой вид разводки, когда подводящая и отводящие трубы разветвляются и подходят к каждому радиатору персонально (рис. 1д).
4.  «Шлейф» — это разновидность устройства системы, при котором прямая и обратная магистрали обходят каждый отопительный прибор последовательно (рис. 1д).

Как видно, двухтрубная схема отопления сложна в монтаже, требует дополнительных трубопроводов и визуально более громоздка. Поэтому, несмотря на наличие перечисленных ниже недостатков, наиболее популярна в применении однотрубная система отопления:

1.  Охлажденная в радиаторе вода поступает обратно в подающий стояк и направляется в следующую батарею. Таким образом, в ней протекает уже смесь горячего и охлажденного теплоносителя, поэтому для создания комфортной температуры может потребоваться увеличение теплообменной поверхности радиатора.
2.  Применяется только в домах, имеющих чердак.
3.  Невозможен поэтапный запуск системы.

Схема однотрубной системы бывает проточного типа (рис. 2а). В ней теплоноситель поступает последовательно в каждый радиатор. Здесь нет возможности корректировки силы теплоотдачи каждого радиатора. А значит, и не получится регулировать температуру в отапливаемой комнате. Более практична в применении однотрубная система с замыкающими участками (рис. 2б). В ней перед входом в каждый радиатор установлен кран. С его помощью можно регулировать объем проходящей через батарею воды и тем самым задавать необходимую температуру в помещении.

1. Закрытые системы отопления подразделяются по способу монтажа подающих магистралей. Стояки бывают как с горизонтальным расположением, так и установленные вертикально. Если дом имеет несколько этажей, то наиболее эффективно радиаторы разных уровней подключить к одному стояку (рис. 2а и 2б). Это будет система с вертикальным расположением стояков. В одноэтажном доме нагревательные приборы монтируют на одном уровне и подключаются к подводящей тубе, проложенной горизонтально. Для этих целей используют металлополимерные трубопроводы, которые прокладывают внутри конструкции стен или полов. Это схема отопления с горизонтально расположенными стояками. При монтаже такой системы наиболее экономично расходуются материалы и другие средства, но при эксплуатации могут возникнуть трудности, в связи с риском образования воздушных пробок.
2. Системы отопления классифицируются по виду движения воды. Тупиковая схема предполагает несколько кругов отопления. Они будут различаться по количеству входящих в них радиаторов и длиной труб. Если круги совершенно идентичны и создаваемое в них сопротивление для движения теплоносителя одинаково, то это схема отопления с попутным движением воды.

Коллекторный вид системы

Этот способ разводки в последнее время получил большое распространение. Он используется и в загородных домах, и в городе. Может монтироваться как в сочетании с однотрубной или двухтрубной системами, так и в чистом виде. Одним из ее основных элементов является коллектор (рис. 4). Это устройство, позволяющее распределять нагретый теплоноситель от подающей трубы, а потом, наоборот, объединять охлажденные в радиаторах потоки в одну магистраль.

Монтируются они в нише стены или специально оборудованном шкафу. Обеспечивают параллельное подключение отопительных приборов и тем самым облегчают балансировку водяных потоков. Необходимо только выбрать такое место, чтобы от этого шкафа до всех обслуживаемых радиаторов на этаже было одинаковое расстояние. Коллекторы позволяют сделать систему компактной и подключать к ней вспомогательные приборы. Сейчас они поставляются совместно с регуляторами температуры и термометрами. Обеспечивают возможность монтирования отопительной системы прямо в пол. Однако для такого вида отопления необходимо подобрать соответствующий коллектор. Он должен снабжать теплоносителем все радиаторы и отопительные петли равномерно и иметь функцию регулировки и настройки водяных потоков.

Для монтажа системы коллекторного типа на каждом этаже производится установка подающего и обратного коллектора. Они соединяются с общими стояками. А уже от самих «гребенок» осуществляется разводка теплоносителя к каждому отопительному прибору. Для облегчения балансировки потоков необходимо, чтобы длины петель были одинаковы (рис. 5). Применяются трубы из металлопластика или армированного полипропилена. Наиболее предпочтительна нижняя разводка. В связи с этим на каждом радиаторе необходима установка кранов для отвода воздуха. Их можно заменить автоматическими воздухоотводчиками.

Наиболее рациональное место размещения расширительного бачка в домах, имеющих небольшую площадь, возле котла. Коллекторная система отопления требует для монтажа большое количество труб. Это ее недостаток, но есть и положительные стороны:

1. Ее можно спрятать из виду.
2. Каждое кольцо работает автономно и может быть отключено.
3. При грамотном расчете можно обойтись без применения радиаторов.
4. Монтируя такую систему, можно обойтись минимальным количеством соединений.
5. При необходимости на петле отопления может устанавливаться свой насос.

Основные элементы отопительной системы

Во время монтажа потребуется установка котла, насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя. Обязательно наличие расширительного бачка. Также понадобятся трубы, соединительная арматура, краны, радиаторы, терморегуляторы.

От того какой источник энергии вы выберете, будет зависеть выбор типа котла. Но можно обойтись и без него, если пожелаете обогревать свой дом с помощью геотермальной или солнечной энергии. Однако для отопления традиционно используют газ, уголь, электричество, древесину, керосин. Из всех видов самый распространенный, дешевый и удобный в эксплуатации — это газ.

Установка расширительного бачка необходима для предотвращения разрыва труб и обеспечения нормального функционирования всего оборудования. При выборе расширительного бачка для системы закрытого типа нужно обратить внимание, чтобы материал мембраны выдерживал высокую температуру, был долговечным и отвечал санитарно-гигиеническим нормам. Продлить срок службы расширительного бачка можно, следя за тем, чтобы не было резких скачков давления. Чаще они возникают в момент запуска системы.

Циркуляционный насос, оборудованный блоком электронной регулировки скорости вращения, позволяет снижать потребление электрической энергии до 40%. Он не создает шума в трубах и имеет больший срок службы. При выборе насоса прежде всего обратите внимание на количество потребляемой энергии, гарантийный срок службы и время работы без технического обслуживания. Мощность насоса определяется размерами водяной системы. Так, для того чтобы отопить дом площадью до 250 м², достаточно создать напор 0,4 атм.

ксимальная производительность насоса должна быть 3,5м³/ч. Если жилое помещение имеет площадь от 250 м² до 350 м², рекомендуется установить циркуляционный прибор с производительностью 4,5 м³/ч. Он должен создавать напор 0,6 атм. При обогреве жилплощади свыше 350 м², но не более 800 м², потребуется насос, имеющий производительность 11 м³/ч. Величина напора должна быть не ниже 0,8 атм. Для более верного расчета требуемой мощности насоса необходимо учесть:

• диаметр труб системы;
• материал, из которого изготовлены магистрали;
• общую длину трубопроводов;
• наличие и вид автоматики управления работой отопительной системы;
• тип котлов и их количество;
• разновидность используемой арматуры.

Для создания систем отопления закрытого типа используются стальные, металлопластиковые, армированные полипропиленовые трубы. При выборе прежде всего нужно обратить внимание на температурные характеристики будущей отопительной системы. Наиболее прочны металлические трубы. Они выдерживают давление в 10 атм. Допускается подача теплоносителя выше 100°. Однако они подвержены коррозии. Полипропиленовые армированные трубы выдерживают температуру воды до 95°.

Для монтажа системы из таких труб потребуется специальный паяльник. Но его приобретение окупится дешевизной арматурных соединений. Металлопластиковые трубы допускают пропуск теплоносителя с температурой до 90°. Их применение в системах центрального отопления не допускается нормативными документами. Однако они просты в монтаже, не требуют применения сложных инструментов. Единственный серьезный недостаток — высокая стоимость фитинговых соединений.

При выборе этого элемента системы необходимо учесть, в каких условиях он будет эксплуатироваться. Например, в городской системе температура воды может достигать 120°. Давление при этом может быть 10 атм. Учтите, что чистота теплоносителя оставляет желать лучшего. Поэтому в городской квартире часто устанавливают чугунные батареи. Если вы оборудуете систему отопления в частном доме, где условия эксплуатации не такие жесткие, то можно монтировать радиаторы, которые обладают лучшим дизайном.

Важные моменты при устройстве и эксплуатации водяной системы

1. Не заполненная водой система быстрее подвергается коррозии.
2. Двухтрубная система наиболее стабильна в гидравлическом плане, поэтому она чаще всего используется в домах частного сектора.
3. Для одноэтажного дома с мансардой или отапливаемым чердаком лучше подойдет двухтрубная система с вертикальным расположением стояков и естественной циркуляцией воды.
4. В одноэтажном доме с плоской крышей хорошо будет смонтировать горизонтальную двухтрубную систему.
5. Если дом состоит из нескольких этажей и подвала, то монтируйте двухтрубную систему с вертикальными стояками.

Таким образом, водяная система отопления наиболее эффективная и удобная в эксплуатации. Поэтому она наиболее популярна при планировке и строительстве современных жилых объектов.Применение новых технологий, современных приборов и материалов позволяет воплощать в жизнь многие необычные идеи.

1poteply.ru

Особенности и преимущества

Отопительные системы различаются по конфигурации расширительного бака — специальное емкости, компенсирующей тепловое расширение теплоносителя. Открытый бак устанавливается в гравитационной системе — жидкость по трубам движется без установки циркуляционного насоса на отопление. Перемещение теплоносителя происходит за счет естественной циркуляции среды, меняющей плотность при нагреве и под воздействием силы тяжести.

Особенность закрытой системы — использование расширительного бака закрытого типа, который представляет собой герметичную емкость, оснащенную эластичной мембраной внутри. За счет этого обеспечивается эффективная работа под давлением и исключается контакт жидкости с воздухом.

С принудительной циркуляцией

Система отопления закрытого типа в частном доме может иметь в составе циркуляционный насос, заставляющий теплоноситель активно перемещаться, максимально прогревая все приборы отопления или контур теплого пола.

Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд преимуществ:

• нагрев жидкости, находящейся под давлением, происходит быстрее;
• снижается риск завоздушивания трубопровода и радиаторов;
• предотвращается испарение теплоносителя (что особенно важно при использовании антифриза), проникновения в жидкость кислорода, провоцирующего коррозию металлических элементов системы;
• за счет монтажа мембранного бака внизу рядом с котлом, а не в верхней точке контура, как в открытых системах, упрощается монтаж и обслуживание;
• движение жидкости под небольшим давлением упрощает расчет и монтаж трубопровода — в отличие от гравитационной системы, в данном варианте нет жестких требований к углу наклона труб и можно использовать трубы меньшего диаметра;
• отсутствует необходимость использовать трубы большого диаметра и монтировать их открытым способом, чтобы иметь доступ к любому участку системы для ликвидации воздушных пробок.

Система отопления частного дома с циркуляционным насосом и мембранным расширительным баком обеспечивает более качественный обогрев помещений по сравнению с гравитационной. Но при этом имеет один существенный недостаток — энергозависимость. Работа насоса требует электричества, поэтому данный вариант не подходит для построек в удаленной местности с недостаточно качественным электроснабжением или полным его отсутствием.

С естественной циркуляцией

Гравитационная система отопления энергонезависима, и в этом ее преимущество. Обычно это система отопления с твердотопливным котлом или печью, реже используются жидкотопливные агрегаты.

Отопление без насоса подходит для жилища относительно небольшой площади, при этом важно правильно рассчитать диаметр труб для каждой части системы и спроектировать схему их монтажа, соблюдая оптимальный угол наклона звеньев трубопровода. Необходимо снизить риск завоздушивания и обеспечить эффективное продвижение теплоносителя.

В закрытую систему отопления с естественной циркуляцией можно в любой момент добавить циркуляционный насос, повысив ее эффективность. Это оптимальный вариант для местности, где есть проблемы с электроснабжением. В этом случае при временном отсутствии электричества дом не останется без тепла — система закрытого типа в частном доме будет работать как гравитационная.

Обратите внимание! Использование мембранного бака в самотечной системе негативно сказывается на ее функционировании, поскольку жидкости в замкнутой системе отопления требуется преодолевать сопротивление мембраны в герметичной емкости. Для гравитационных систем предпочтителен открытый бак, а в контур с мембранным расширительным баком обычно добавляют циркуляционный насос.

Схема

Схема закрытой системы отопления бывает однотрубной и двухтрубной. Выбор зависит от условий использования и требований к эффективности.

Однотрубная схема замкнутой отопительной системы подходит для построек небольших размеров. Допускается ее монтаж в двухэтажном доме, причем на каждый этаж должно приходиться не более 5 радиаторов. Однотрубная схема (ленинградка) имеет существенный недостаток — радиаторы подключены последовательно, и чем дальше от котла расположен прибор отопления, тем ниже температура теплоносителя, который проходит через него. Замыкающими цепочку радиаторами должны служить приборы отопления с увеличенной площадью теплоотдачи по сравнению с первыми.

Двухтрубная схема закрытой системы отопления более эффективна, поскольку позволяет доставлять во все радиаторы теплоноситель одной температуры. Данный вариант подходит для домов большой площади, в том числе в несколько этажей.

Особенности монтажа

Твердотопливные агрегаты, двухконтурные и одноконтурные, склонны к образованию конденсата в топочной камере, что вызывает коррозию и повреждает металл. С целью избежать этого эффекта в схему обвязки добавляется смесительный узел, в состав которого входит трехходовой клапан и байпас. Благодаря клапану теплоноситель циркулирует по малому контуру, пока не нагреется до требуемой температуры, после чего открывается доступ в котел для теплоносителя из отопительного контура. Твердотопливные котлы с обвязкой данного типа безопасны в эксплуатации и служат максимально длительный срок.

Система отопления закрытого типа рассчитана на работу в автономном режиме и использование температурных датчиков для поддержания комфортного микроклимата. Это учитывается при выборе разновидности котла — рекомендуется использовать автоматизированный агрегат. Газовые и электрические котлы снабжены автоматикой, если в систему отопления подключается твердотопливный котел, лучше выбрать агрегат длительного горения, пиролизный или пеллетный.

Группа безопасности

Подающий теплоноситель трубопровод на выходе из котла оснащается группой безопасности, которая отвечает за контроль работы теплогенератора. В ее состав входит манометр (измеряет давление), автоматический воздухоотводчик (для стравливания газов), предохранительный клапан (сбрасывает излишки теплоносителя при повышенном давлении). Группу безопасности (ГБ) можно приобрести в готовом виде либо установить на коллектор соответствующие устройства, купленные по отдельности.

Внимание! Между группой безопасности и патрубком котла запрещается монтировать отсечную арматуру.

Расширительный бак

Отопление закрытого типа предусматривает установку устройства для компенсации увеличения объема нагревающегося теплоносителя. Мембранный расширительный бак — это герметичная емкость с эластичной внутренней перегородкой грушевидной или тарельчатой формы. Нагретый теплоноситель, увеличившись в объеме, растягивает мембрану и заполняет часть резервуара. По мере остывания объем жидкости уменьшается, и мембрана стремится принять прежнюю форму, вытесняя теплоноситель из емкости. За счет этого в системе поддерживается определенный уровень давления.

Объем мембранного бака рассчитывается конкретно для каждой системы. Он должен составлять не менее 10% от общего объема теплоносителя в контуре (емкость котла, всех приборов отопления и труб), если речь идет о воде, либо от 15%, если в качестве теплоносителя выбран антифриз.

Циркуляционный насос

Циркуляция воды обеспечивается специальным насосом, при выборе которого учитывается тепловая мощность, отапливаемая площадь, протяженность трубопровода, схема автономной системы, диаметр труб и ряд других факторов.

Рекомендуется выбрать циркуляционный насос мокрого типа, где теплоноситель проходит через ротор — с таким устройством отопительная система значительно меньше шумит во время работы. Монтаж системы предусматривает установку насоса на обратном трубопроводе.

Если система рассчитана на эксплуатацию с естественной и принудительной циркуляцией в зависимости от наличия электроснабжения, требуется предусмотреть байпас, по которому теплоноситель будет проходить в обход насоса.

Заливка системы

Домашним мастерам, обустраивающим автономное отопление своими руками, важно заранее разобраться, как правильно заполнить систему отопления в частном доме, чтобы не допустить образования воздушных пробок.

Для первого запуска отопления в частном доме желательно пригласить специалиста, который проверит правильность схемы и качество монтажа элементов, проконтролирует работу котла. Но в дальнейшем, после профилактических работ, вновь потребуется заполнение системы отопления теплоносителем, поэтому необходимо знать, как это сделать без ошибок.

Обратите внимание! Заполнение системы отопления закрытого типа рекомендуется выполнять с помощником. Один человек будет заполнять водой или антифризом контур, а второй — отслеживать спуск воздуха из труб.

Заполнение водой

В верхней точке правильно смонтированной отопительной системы располагается автоматический воздухоотводчик. Перед тем, как заполнить водой контур, клапан требуется полностью открыть, чтобы через него выходил вытесняемый воздух.

Обратный трубопровод монтируется под уклоном и в нижней точке устанавливается сливной кран, который позволяет удалять теплоноситель из системы. Рядом, чуть ниже котельного агрегата, должен иметься патрубок с обратным клапаном, который служит для заполнения системы отопления.

К патрубку может быть подключена труба водопровода, в этом случае, чтобы заполнить систему отопления водой, достаточно повернуть вентиль. При отсутствии стационарной трубы патрубок соединяют с водопроводом при помощи гибкого шланга. Заполнение водой закрытой системы отопления требует, чтобы вода подавалась под давлением, немного превышающим расчетное рабочее давление.

Подача воды в систему завершается, когда все приборы отопления и трубы заполнились – из верхнего воздушного клапана начинает стекать теплоноситель. На завершающем этапе заливки закрывают верхний воздушный клапан и открывают краны Маевского на всех батареях поочередно, чтобы ликвидировать воздушные пузыри. Закачка воды прекращается, когда устранен весь воздух из системы и манометр на группе безопасности показывает расчетное давление (1,5 атм или более, в зависимости от характеристик котла).

Если в закрытой системе отопления используется двухконтурный котел с модулем подпитки водой, порядок действий предусматривает подключение заливочного шланга к специальному крану для закачки теплоносителя, который входит в состав модуля.

Если речь идет о системе с газовым котлом и водяным контуром, важно знать, как запустить агрегат. С котла снимается лицевая крышка, чтобы обеспечить доступ к циркуляционному насосу подкачки. После заполнения системы своими руками и ее проверки на герметичность включают агрегат, установив рабочий режим. С циркуляционного насоса подкачки, который начнет булькать, отверткой слегка отвинчивают крышку, чтобы вышел воздух и начала капать вода. Затем крышка завинчивается обратно и через 3-4 минуты операция повторяется два-три раза с небольшими интервалами. Агрегат станет работать тише и включится розжиг горелки. Проверьте показания манометра и ненадолго откройте подпитывающий кран, чтобы создать давление, соответствующее расчетному.

Заполнение антифризом

Применение незамерзающей жидкости в качестве теплоносителя имеет свои особенности. Разберемся, как заполнить систему отопления закрытого типа антифризом, учитывая, что его нельзя залить через расширительный бак или подать из водопровода.

Система заполняется следующим образом:

• Вариант 1. Незамерзающая жидкость закачивается ручным опрессовочным насосом, который позволит обеспечить необходимое давление.
• Вариант 2. Используется электрический насос, способный перекачивать жидкости с различной плотностью.
• Вариант 3. Заливка выполняется через шланг, нижний конец которого подсоединен к патрубку обратного клапана, а верхний поднят выше верхней точки системы (на чердак, крышу, второй этаж). По завершении работ остатки теплоносителя из шланга сливают в подставленную емкость.

Давление в системе и подпитка

Стабильное рабочее давление — залог эффективной работы отопительной системы. Разберемся, почему падает давление в системе отопления. Это происходит из-за уменьшения объема теплоносителя, причиной которому служат неизбежные утечки в узлах и местах соединения, выброс жидкости из воздухоотводчиков в процессе ручного развоздушивания радиаторов и т.д.

От падения давления ниже требуемых значений убережет автоматический клапан подпитки, соединенный с водопроводом. В небольших системах монтируют механический клапан, но в этом случае потребителю требуется регулярно проверять показания манометра и добавлять необходимый объем теплоносителя вручную.

Заключение. Умение правильно выполнять заливку отопительной системы закрытого типа позволит правильно готовить ее к отопительному сезону и выполнять запуск после проведения ремонтных или профилактических работ.

Видео по теме:

profiteplo.com

Принцип работы системы закрытого типа

Температурные расширения в закрытой системе компенсируются путем применение мембранного расширительного бака, наполняемого водой во время нагрева.

При охлаждении, вода из бака снова уходит в систему, поддерживая тем самым постоянное давление в контуре.

Давление, создаваемое в закрытом отопительном контуре еще при монтаже, передается всей системе. Циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно, поэтому эта система энергозависима. Без насоса не будет движения нагретой воды по трубам к приборам и обратно к генератору тепла.

Основные элементы закрытого контура:

• котел;
• клапан воздуховыпускной;
• клапан термостатический;
• радиаторы;
• трубы;
• расширительный бак, не контактирующий с атмосферой;
• клапан балансировочный;
• шаровой вентиль;
• насос, фильтр;
• предохранительный клапан;
• манометр;
• фитинги, крепеж.

Если электроснабжение дома осуществляется бесперебойно, то закрытая система работает эффективно. Часто конструкцию дополняют «теплые полы», повышающие ее экономичность и теплоотдачу.

Такое расположение позволяет не придерживаться определенного диаметра трубопровода, снизить затраты на приобретение материалов и не располагать трубопровод под уклоном, что упрощает монтаж. К насосу должна поступать жидкость с низкой температурой, иначе его эксплуатация невозможна.

У этого варианта есть и один негативный нюанс — тогда как при постоянном уклоне отопление работает и при отсутствии электропитания, то при строго горизонтальном положении трубопровода закрытая система не работает. Компенсирует этот недостаток высокий КПД и ряд положительных моментов по сравнению с другими видами систем отопления.

Монтаж осуществляется относительно просто и возможен в помещении любой площади. Утеплять трубопровод не нужно, прогрев происходит очень быстро, если в контуре присутствует термостат, то температурный режим можно задавать. Когда система устроена правильно, то потерь теплоносителя, следовательно и причин для его пополнения не бывает.

Несомненным плюсом системы отопления закрытого типа является то, что разность температур на подаче и обратке позволяет повысить эксплуатационный срок котла. Трубопровод в закрытом контуре менее подвержен коррозии. Есть возможность закачать в контур антифриз вместо воды, когда отопление приходится отключать зимой на длительное время.

Защита системы от воздуха

Теоретически в закрытую систему отопления воздух не должен поступать, но по факту он там все-таки присутствует. Скопление его наблюдается в то время, когда трубы и батареи заполняют водой. Второй причиной может быть разгерметизация стыков. В результате появления воздушных пробок, теплоотдача системы снижается. Для борьбы с этим явлением в систему включают специальные клапаны и краны для спуска воздуха.

Чтобы вероятность появления воздушных пробок свести к минимуму, необходимо соблюдать определенные правила при заполнении закрытой системы:

1. Подавать воду с нижней точки в верхнюю. Для этого следует проложить трубы так, чтобы вода и выделяющийся воздух двигались в одном направлении.
2. Оставить в открытом положении краны для отвода воздуха и в закрытом краны для спуска воды . Таким образом, при постепенном подъеме теплоносителя, воздух будет уходить через незамкнутые воздухоотводчики.
3. Закрыть воздухоотводящий кран, как только через него начнет бежать вода. Процесс плавно продолжать до полного заполнения контура теплоносителем.
4. Запустить насос.

Если в доме радиаторы алюминиевые, то на каждом воздухоотводчики нужны обязательно. Алюминий, контактируя с теплоносителем, провоцирует химическую реакцию, сопровождающуюся выделением кислорода. В частично биметаллических радиаторах проблема та же, но воздуха образуется значительно меньше.

В радиаторах на все 100% биметаллических теплоноситель с алюминием не контактируют, но профессионалы настаивают на присутствии воздухоотвода и в этом случае. Специфическую конструкцию панельных радиаторов из стали уже в процессе производства комплектуют клапанами для спуска воздуха. На старых чугунных радиаторах воздух удаляют при помощи шарового крана, другие приспособления здесь малоэффективны.

Критическими точками в контуре отопления являются перегибы труб и верхние точки системы, поэтому приспособления для отхода воздуха монтируют в этих местах. В закрытом контуре применяют краны Маевского или автоматические поплавковые клапаны, позволяющие осуществлять воздухоотвод без участия человека.

В корпусе этого прибора имеется полипропиленовый поплавок, соединенный через коромысло с золотником. По мере заполнения поплавковой камеры воздухом, поплавок опускается, а достигнув нижнего положения открывает клапан, через который воздух уходит. В освобожденный от газа объем, поступает вода, поплавок устремляется вверх и закрывает золотник. Чтобы внутрь последнего не попадал мусор, его накрывают защитным колпачком.

Есть модификации, где этот процесс проходит по-другому, но принцип тот же: поплавок в нижнем положении — происходит выпуск газа; поплавок поднят — клапан закрыт, воздух накапливается. Цикл повторяется автоматически и присутствия человека не требует.

Гидравлический расчет для закрытой системы

Чтобы не ошибиться с подбором труб по диаметру и мощности насоса, необходим гидравлический расчет системы. Эффективная работа всей системы невозможна без учета основных 4 моментов:

1. Определения количества теплоносителя, которое необходимо подать на отопительные приборы, чтобы обеспечить заданный тепловой баланс в доме независимо от температуры снаружи.
2. Максимального снижение эксплуатационных затрат.
3. Снижения до минимума финансовых вложений, зависящих от выбранного диаметра трубопровода.
4. Стабильной и бесшумной работы системы.

Решить эти задачи поможет гидравлический расчет, позволяющий подобрать оптимальные диаметры труб с учетом экономически оправданных скоростей течения теплоносителя, определиться с гидравлическими потерями давления на отдельных участках, увязать и сбалансировать ветви системы. Это сложный и трудоемкий, но необходимый этап проектирования.

Вычисления возможны при наличии теплотехнического расчета и после подбора радиаторов по мощности. Теплотехнический расчет должен содержать обоснованные данные об объемах тепловой энергии, нагрузках, теплопотерях. Если этих данных нет, то по площади комнаты принимают мощность радиатора, но результаты вычислений будут менее точными.

Начинают со схемы. Лучше выполнить ее в аксонометрической проекции и нанести все известные параметры. Расход теплоносителя определяют по формуле: G =860q/∆t кг/ч., где q — мощность радиатора кВт, ∆t — разность температур между обратной и подающей линией. Определив это значение, по таблицам Шевелевых определяют сечение труб.

Чтобы воспользоваться этими таблицами, результат вычислений нужно перевести в литры за секунду по формуле: GV = G /3600ρ. Здесь GV обозначает расход теплоносителя в л/сек, ρ — плотность воды равная 0.983 кг/л при температуре 60 градусов С. Из таблиц можно просто подобрать сечение трубы, не выполняя полного расчета.

Последовательность расчета легче понять на примере простой схемы, включающей котел и 10 радиаторов. Схему нужно разбить на участки, где сечение труб и расход теплоносителя — величины постоянные. Первый участок — это линия, идущая от котла до первого радиатора. Второй — отрезок между первым и вторым радиатором. Третий и последующие участки выделяют аналогично.

Температура от первого до последнего прибора постепенно снижается. Если на первом участке тепловая энергия равна 10 кВт, то при проходе первого радиатора теплоноситель отдает ему какое-то количество тепла и ушедшее тепло уменьшается на 1кВт и т.д.

Посчитать расход теплоносителя можно по формуле:

Q=(3.6хQуч)/(сх(tr-to))

Здесь Qуч — тепловая нагрузка участка, с — удельная теплоемкость воды, имеющая постоянное значение — 4,2 кДж/кг х с., tr — температура горячего теплоносителя на входе, to — температура охлажденного теплоносителя на выходе.

Оптимальная скорость движения горячего теплоносителя по трубопроводу — от 0,2 до 0,7 м/с. При меньшем значении в системе появятся воздушные пробки. На этот параметр влияет материал изделия, шероховатость внутри трубы.

Как в открытом, так и в закрытом контурах отопления используют трубы из стали черной и нержавеющей, меди, полипропилена, полиэтилена разных модификаций, полибутилена и др. При скорости теплоносителя в рекомендуемых пределах, 0,2-0,7 м/с, в полимерном трубопроводе будут наблюдаться потери давления от 45 до 280 Па/м, а в стальных трубах — от 48 до 480 Па/м.

Внутренний диаметр труб на участке (dвн) определяют исходя из величины теплового потока и разности температур на входе и выходе (∆tco=20 градусов С для 2-трубной схемы отопления) или расхода теплоносителя. Для этого есть специальная таблица:

Чтобы выбрать контур, следует рассмотреть одно- и 2-трубную схемы отдельно. В первом случае рассчитывают стояк с наибольшим количеством оборудования, а во втором — нагруженный контур. Длину участка берут из плана, выполненного в масштабе.

Выполнение точного гидравлического расчета под силу только специалисту соответствующего профиля. Существуют специальные программы, позволяющие выполнить все вычисления, касающиеся тепловых и гидравлических характеристик, которыми можно воспользоваться при проектировании отопительной системы для своего дома.

Подбор циркуляционного насоса

Целью расчета является получение значения давления, которое должен развить насос для прогонки воды по системе. Для этого используют формулу:

P = Rl + Z

В которой:

• P — это потери давления в трубопроводе в Па;
• R — удельное сопротивление трению в Па/м;
• l — протяженность трубы на расчетном участке в м;
• Z — потери давления на «узких» участках в Па.

Упрощают эти расчеты те же таблицы Шевелевых, из которых можно найти значение сопротивления трению, только 1000i придется пересчитать по конкретной длине трубы. Так, если диаметр внутренний трубы равен 15 мм, длина участка 5 м, а 1000i = 28,8, то Rl = 28,8 х 5/1000 = 0,144 Бар. Найдя значения Rl для каждого участка, их суммируют.

Значение потери давления Z как для котла, так и для радиаторов есть в паспорте. На другие сопротивления специалисты советуют брать 20% от Rl с последующим суммированием результатов по отдельным участкам и умножением на коэффициент 1,3. В результате получится искомый напор насоса. Для одно- и 2-трубных систем расчет одинаков.

В случае, когда насос подбирают по уже имеющемуся котлу, то применяют формулу: Q=N/(t2-t1), где N — мощность отопительного агрегата в Вт, t2 и t1 — температура теплоносителя при выходе из котла и на обратке соответственно.

Как рассчитать расширительный бак

Расчет сводится к определению величины, на которую увеличится объем теплоносителя в процессе его нагрева от средней комнатной температуры + 20 градусов С до рабочей — от 50 до 80 градусов. Вычисления эти непростые, но существует другой путь решения задачи: профессионалы советуют выбирать бак объемом равным 1/10 от общего количества жидкости в системе.

Узнать эти данные можно из паспортов оборудования, где указана вместимость водяной рубашки котла и 1 секции радиатора. Затем вычисляют площадь сечения труб разных диаметров и умножают на соответствующую длину. Результаты суммируют, плюсуют к ним данные из паспортов и от итога берут 10%. Если вся система вмещает 200 л теплоносителя, то нужен расширительный бак объемом 20 л.

Критерии выбора бака

Изготавливают расширительные баки из стали. Внутри находится мембрана, делящая емкость на 2 отсека. Первый заполнен газом, а второй — теплоносителем. Когда температура повышается и вода устремляется из системы в бак, то под ее напором газ сжимается. Занять весь объем теплоноситель не может из-за присутствия в баке газа.

Емкость расширительных баков бывает разной. Подбирают этот параметр таким образом, чтобы, когда давление в системе достигнет своего пика, вода не поднялась выше установленного уровня. В качестве защиты бака от перелива в конструкцию включен предохранительный клапан. Нормальное заполнение бака — от 60 до 30%.

Выбор вида схемы

При устройстве отопления в частном доме используют схемы двух видов: одно- и 2-трубную. Если сравнить их, то последняя является более эффективной. Их основное отличие в способах подсоединения радиаторов к трубопроводам. В двухтрубной системе обязательным элементом схемы отопления является индивидуальный стояк, по которому охладившийся теплоноситель возвращается в котел.

Монтаж однотрубной системы более простой и менее затратный в финансовом плане. Замкнутый контур этой системы объединяет в себе как подающий, так и обратный трубопровод.

Однотрубная система отопления

В одно и 2-этажных домах с небольшой площадью хорошо зарекомендовала себя схема однотрубного контура отопления закрытого типа, представляющая собой разводку 1 трубы и ряд радиаторов, подключенных к ней последовательно. Ее иногда в народе именуют «ленинградкой». Теплоноситель, отдавая тепло радиатору, возвращается в подающую трубу, а затем проходит через следующую батарею. Последние по счету радиаторы получают меньше тепла.

Преимуществом такой схемы называют экономичный монтаж — материала и времени уходит меньше, чем на 2-трубную систему. В случае выхода со строя одного радиатора, остальные будут работать в нормальном режиме при использовании байпаса.

Возможности однотрубной схемы ограничены — ее нельзя запустить поэтапно, радиаторы прогреваются неравномерно, поэтому к последнему в цепочке нужно добавлять секции. Чтобы теплоноситель не так быстро остывал, приходится увеличивать диаметр труб. Рекомендуется подключать не более 5 радиаторов для каждого этажа.

Известны 2 типа системы: горизонтальная и вертикальная. В одноэтажном здании горизонтальный вид системы отопления прокладывают как над, так и под полом. Рекомендуют монтировать батареи на одном уровне, а горизонтальный подающий трубопровод под небольшим уклоном по ходу движения теплоносителя.

При вертикальной разводке вода от котла подымается вверх по центральному стояку, поступает в трубопровод, распределяется по отдельным стоякам, а из них — по радиаторам. Охлаждаясь, жидкость по тому же стояку опускается вниз, пройдя там через все приборы, оказывается в обратном трубопроводе, а из него насос перекачивает ее назад в котел.

Выбрав закрытый тип системы отопления, монтаж выполняют в следующей последовательности:

1. Устанавливают котел. Чаще всего для него отводят место на цокольном или первом этаже дома.
2. Подсоединяют к входным и выходным патрубкам котла трубы, разводят их по периметру всех помещений. Соединения выбирают в зависимости от материала магистральных труб.
3. Устанавливают расширительный бак, размещая его в самой верхней точке. Одновременно с этим монтируют группу безопасности, подсоединяя ее к магистрали через тройник. Выполняют фиксацию вертикального основного стояка, подключают его к бачку.
4. Производят монтаж радиаторов с установкой кранов Маевского. Лучший вариант: байпас и 2 запорных клапана — один на входе, другой на выходе.
5. Выполняют установку насоса на участок, где в котел поступает остывший теплоноситель, предварительно установив перед местом его монтажа фильтр. Ротор располагают строго по горизонтали.

Некоторые мастера устанавливают насос с байпасом, чтобы не сливать воду из системы в случае ремонта или замены оборудования.

После монтажа всех элементов открывают вентиль, заполняют магистраль теплоносителем, удаляют воздух. Проверяют, настолько полно удален воздух, путем откручивания винта, находящегося на крышке корпуса насоса. Если из под него выделилась жидкость, значит, оборудование можно запускать, предварительно затянув, ранее открученный, центральный винт.

Монтаж двухтрубной системы отопления

Как и в случае с однотрубной системой, существует разводка горизонтальная и вертикальная, но здесь имеется как подающая, так и обратная магистраль. Все радиаторы нагреваются одинаково. Отличается один тип от другого тем, что в первом случае имеется единый стояк и к нему подключены все нагревательные приборы.

Вертикальная схема предусматривает присоединение радиаторов к стояку, расположенному вертикально. Ее достоинство в том, что в многоэтажном доме каждый этаж подсоединяется к стояку индивидуально.

Особенностью двухтрубной схемы является присутствие труб, подведенных к каждой батарее: одной прямоточной и второй обратной. Для подключения отопительных приборов есть 2 схемы. Одна из них коллекторная, когда от коллекторов к батарее подходят 2 трубы. Схема отличается сложным монтажом, большим расходом материала, зато в каждом помещении можно регулировать температуру.

Вторая — параллельная схема проще. Стояки установлены по периметру дома, к ним подключены радиаторы. По всему этажу проходит лежак и стояки соединены с ним. Составляющими такой системы являются:

• котел;
• клапан предохранительный;
• манометр;
• воздушник автоматический;
• клапан термостатический;
• батареи;
• насос;
• фильтр;
• балансировочный прибор;
• бак;
• вентиль.

Прежде чем приступить к монтажу следует решить вопрос с видом энергоносителя. Дальше, устанавливают котел в отдельной котельной или в подвале. Главное, чтобы там обеспечивалась хорошая вентиляция. Устанавливают коллектор, если он предусмотрен проектом и насос. Рядом с котлом монтируют регулировочное и измерительное оборудование.

К каждому будущему радиатору подводят магистраль, затем устанавливают сами батареи. Навешивают отопительные приборы на специальные кронштейны таким образом, чтобы до пола оставалось сантиметров 10-12, а от стен 2-5 см. Снабжают запорными и регулирующими устройствами отверстия приборов на входе и выходе.

После монтажа всех узлов системы ее опрессовывают. Заниматься этим должны профессионалы потому, что только они могут выдать соответствующий документ.

Выводы и полезное видео по теме

В этом видео-материале представлен пример подробного гидравлического расчета 2-трубной отопительной системы закрытого типа для 2-этажного дома в программе VALTEC.PRG:

Здесь детально рассказано об устройстве однотрубной системы отопления:

Выполнить монтаж закрытого варианта системы отопления самостоятельно возможно, но без консультаций специалистов не обойтись. Залог успеха — правильно выполненный проект и качественные материалы.

sovet-ingenera.com