Когда загородный дом планируется использовать не только как временное пристанище в период бархатного сезона, но и как полноценное жильё, отопительная система становится обязательным атрибутом вашей резиденции. Система отопления детально продумывается и просчитывается на стадии проекта строительства (или реконструкции) объекта – она рассчитана на долгие годы эксплуатации, и исправление ошибок обойдётся в дальнейшем очень недёшево.
Закрытая система отопления загородного дома.
Статистика показывает, что после проработки всех возможных вариантов отопления выбор чаще всего падает на систему отопления закрытого типа, которая является самым распространённым способом обеспечения тепла в загородных жилых домах. В отличие от открытой системы она исключает контакт теплоносителя с атмосферным воздухом, легко поддаётся регулировке, а принудительная циркуляция позволяет обогревать большие площади.
Компоненты закрытой системы и их назначение
Составными элементами закрытой системы отопления частного дома являются:
- источник тепловой энергии (газовый, электрический или твёрдотопливный котёл);
- подающие, разводящие и отводящие трубопроводы;
- трубопроводная арматура (клапаны, краны и пр. фитинги).
- отопительные приборы (радиаторы, трубы тёплого пола и др.);
- циркуляционный насос;
- расширительный (компенсационный) бачок;
- группа безопасности.
- Источник тепловой энергии (котёл) лучше всего выбирать с автоматикой. Это даёт возможность эксплуатировать отопительную систему в автономном режиме по заранее установленным параметрам в зависимости от наружной температуры и уровня желаемого комфорта. В этом отношении . К тому же на сегодняшний день они являются самыми экономичными. Благодаря чувствительному термостату температуру можно выставить с точностью до градуса – очень удобно и экономично.
Настенный газовый котел Hermann без декоративного кожуха.
Электрические котлы по уровню автоматизации не уступают газовым, но для обогрева больших площадей энергозатраты будут весьма значительными (порядка 1 кВт на 10 кв. м отапливаемой площади), что заметно скажется на семейном (или личном) бюджете. Даже самые или котлы при существующих тарифах на электричество не могут сравниться с газовыми собратьями. Но если ваш регион не газифицирован, а энергоснабжение стабильно и не ограничено, то электрокотёл – хорошее решение.
Но всё же это достаточно хлопотный вариант: уровень автоматики у них минимальный, а заготавливать и подбрасывать дрова (уголь, опилки и т.д.) в топку всё равно придётся вручную. Но иногда это единственный вариант получить тепло в нашей богатой энергоресурсами стране.
Как работает система отопления закрытого типа?
При включении котла теплоноситель начинает нагреваться и перемещаться по контуру отопительной системы под воздействием центробежной силы, создаваемой циркуляционным насосом. С повышением температуры объём теплоносителя увеличивается, создавая избыточное давление. Когда оно достигает критического значения, открывается предохранительный клапан, излишний объём теплоносителя попадает в расширительный бачок, а давление снижается до номинального значения. После выключения котла (обычно это делает автоматика по команде температурного датчика) происходит обратный процесс: часть теплоносителя из расширительного бака выталкивается мембраной обратно в систему. Этот цикл повторяется в процессе работы котла.
Видео
Система водяного отопления, в которой используется мембранный расширительный бак и теплоноситель никоим образом не контактирует с атмосферным воздухом, считается закрытой и работает под давлением. Эта схема - наиболее распространенная на данный момент, поскольку обладает множеством преимуществ. В данной статье мы разберем, что такое закрытая система отопления частного дома, ее плюсы и минусы, а также особенности обслуживания.
Что представляет собой закрытая система отопления?
Важная особенность такой системы – отсутствие контакта с наружным воздухом и наличие небольшого избыточного давления. Как правило, схема работает при искусственном побуждении циркуляции теплоносителя с помощью насоса. Это позволяет не беспокоиться о соблюдении больших уклонов магистралей, а также принимать меньшие диаметры труб и прокладывать их наиболее удобным способом.
Как правило, гравитационная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя делается с открытым расширительным баком, устанавливаемым в самой высокой точке. Закрытая же система традиционно снабжается циркуляционным насосом, что повышает эффективность ее работы и снижает материалоемкость.
Благодаря своим особенностям, системы закрытого типа обладают массой преимуществ:
- теплоноситель, находящийся под давлением, нагревается быстрее;
- вероятность завоздушивания сети трубопроводов и радиаторов очень низка;
- теплоноситель не насыщается кислородом и не испаряется в атмосферу, что очень важно при заполнении системы антифризом;
- установка расширительного бака в закрытой системе отопления производится на обратном трубопроводе возле котла, что очень удобно в плане обслуживания;
- нет нужды использовать трубопроводы больших диаметров и прокладывать их на виду, в этом отношении закрытая система с принудительной циркуляцией – оптимальный выбор для частного дома.
Существенный недостаток лишь один - зависимость от надежности электроснабжения, закрытая система отопления без насоса, питающегося от электросети, работать не будет. К счастью, циркуляционные агрегаты для индивидуальных систем имеют небольшую потребляемую мощность, а потому на время отключения электричества смогут функционировать от блока бесперебойного питания достаточно долгое время.
Некоторые специалисты утверждают, что решить проблему отключения электроэнергии поможет закрытая система с естественной циркуляцией. Напомним, что в этом случае движение теплоносителя происходит за счет разницы плотности и массы горячей и охлажденной воды. Первая, нагреваясь в котле, как более легкая вытесняется вверх идущим от радиаторов остывшим теплоносителем, имеющим большую массу.
Несмотря на то что давление в закрытой системе отопления (1.5-2 Бар) не препятствует гравитационному движению потоков горячей и холодной воды, эффективность ее работы весьма сомнительна. Дело в том, что разница конвективных сил и так невелика, а тут еще нужно преодолевать сопротивление мембраны бака, растягивающейся при расширении воды. Чтобы не связываться с этими скользкими моментами, на закрытую систему лучше всегда ставить насос. Если есть необходимость смонтировать самотечную схему, то надо ее делать открытой.
Схема закрытой системы отопления
В частном домостроительстве традиционно применяется 2 вида схем:
- однотрубная;
- двухтрубная.
Однотрубная, больше известная как «ленинградка», удовлетворительно работает в одно – и двухэтажных домах небольшой площади, когда на каждом этаже установлено не более 5 радиаторов. Реализация схемы требует точного расчета диаметров труб и количества секций батарей, так как теплоноситель значительно остывает после прохождения каждого последующего радиатора. В соблюдении этих требований нуждается и однотрубная схема системы отопления закрытого типа с верхней разводкой, что изображена ниже на рисунке:
Примечание. Независимо от выбранного типа схемы закрытая система должна содержать в своем составе группу безопасности, иногда она идет в комплекте с котлом. Группа состоит из манометра для контроля давления, воздухоотводчика и предохранительного клапана для аварийного сброса воды. Узел устанавливается на подающем трубопроводе, выходящем из котла, причем без всякой запорной арматуры.
Двухтрубная схема закрытой системы проще в расчете и монтаже, славится популярностью благодаря хорошим рабочим показателям. Ведь теплоноситель ко всем радиаторам доставляется с одинаковой температурой, а при реализации попутной схемы еще и проходит одинаковое расстояние. Пример двухтрубной системы показан на рисунке:
Некоторые дополнения имеет закрытая система отопления с твердотопливным котлом. Во избежание образования конденсата в топке теплогенератора схема дополняется смесительным узлом с трехходовым клапаном и байпасной линией. Клапан заставляет оборачиваться воду по байпасу до тех пор, пока она не нагреется до установленной температуры, и только потом запускает в котел теплоноситель из магистрали.
Как заполнить систему теплоносителем?
Когда штуцер подпитки присоединен к водопроводной сети посредством шарового крана, то осуществить заполнение системы отопления закрытого типа теплоносителем достаточно просто. Для этого дела есть смысл привлечь помощника, особенно если дом имеет несколько этажей. Один человек управляет краном подпитки, а второй занимается выпуском воздуха из батарей. Кран открывается примерно на треть, чтобы напор не был сильным.
Человек, находящийся в котельной, следит за показаниями манометра, подпитка закрытой системы отопления закрывается, когда давление достигнет 2 Бар. Теперь помощник посредством кранов Маевского стравливает воздух из радиаторов, после чего давление падает. Цель – выйти на расчетное давление, удалив из трубопроводов весь воздух путем его постепенного вытеснения водопроводной водой.
Сложнее закачать теплоноситель в закрытую систему, когда подпитка из водопровода отсутствует либо нужно залить незамерзающую жидкость. Для этого понадобится специальный ручной или электрический насос и емкость для теплоносителя, из которой он будет перекачиваться в систему. Предварительно надо открыть все воздушные краны на радиаторах, а потом заполнять трубы через сливной штуцер, подключив к нему насос с обратным клапаном.
По мере того как происходит закачка жидкости, надо закрывать краны Маевского, из которых потечет теплоноситель. Накачав систему до 1.5 Бар, надо выполнить удаление воздуха, после чего давление доводится до рабочего. В конце производится пробный запуск котла и корректировка давления, а при необходимости – стравливание воздуха.
Почему падает давление в закрытой системе отопления?
Причина, по которой падает давление, существует одна – отсутствие герметичности, то бишь, протечка. Вопрос в том, чтобы ее найти. Характерным признаком протечки служит лужица в определенном месте либо бурое пятно, когда вода успевает высохнуть. В процессе поиска следует осмотреть следующие узлы и элементы:
- соединения труб и фитинги: бывает, что в последних возникают трещины;
- автоматические воздухоотводчики: неисправный элемент с застрявшим поплавком будет пропускать воду;
- запорно - регулирующая арматура, предохранительный клапан;
- расширительный бак: трещина в мембране вызовет падение давления, появление воздуха в системе и частое отключение котла.
Для устранения протечки не обойтись без частичного или полного опорожнения трубопроводов. По окончании работ придется снова залить воду в систему, создать необходимое давление и проследить за манометром в течении нескольких дней.
Заключение
Закрытая отопительная система обладает массой достоинств, отсюда ее популярность. Если монтаж и пуск в эксплуатацию произведен правильно, то она долгое время не требует вмешательства в свою работу. Большинство возникающих неисправностей можно спокойно устранить своими руками, как и обслуживание системы. Желательно ежегодно проверять работоспособность таких элементов, как воздухоотводчики, клапаны и расширительный бак.
Широко ныне распространенная открытая система обогрева обладает целым рядом серьёзных недостатков. Один из них – это непосредственный контакт с атмосферой. В результате по трубам течет теплоноситель, в котором имеется воздух. Воздушные пузырьки постепенно могут вызвать коррозию металлических элементов системы отопления, а также стать причиной и «шумности» теплоносителя. Всего этого можно избежать всего на всего сделав закрытую систему отопления частного дома.
Основная особенность подобных систем (и чего не имеет открытая схема) – полная изоляция от влияния окружающей среды. В закрытую отопительную систему, сделать которую можно и своими руками, входят следующие элементы:
- котел;
- автоматический воздушный клапан;
- термостатический клапан;
- радиаторы отопления;
- расширительный бак;
- балансировочный клапан;
- вентиль шаровой;
- насос и фильтр;
- манометр;
- предохранительный клапан.
Как работает водяное отопление закрытого типа? Если температура теплоносителя повышается, то в расширительный бак выдавливаются излишки жидкости. Когда температура падает, жидкость возвращается в систему, т.е. поддерживается постоянное давление в довольно узком диапазоне.
Для эффективной циркуляции теплоносителя используется насос (открытая система может иметь естественную циркуляцию). Правда здесь тоже есть свой минус – при отсутствии подачи электроэнергии закрытая система нормально функционировать не сможет (0тсутствие электричества для загородного частного дома – весьма актуальная проблема). Зато достоинства использования «помпы» с лихвой возмещают недостатки – и для квартиры и для частного дома возможен монтаж дополнительных обогревательных систем. В частности можно сделать теплый пол.
Циркуляционный насос устанавливается на обратной трубе («обратке») перед нагревательным котлом отопления. Тут же монтируется расширительный бак. Такое расположение этих важных элементов позволяет некритично относиться к диаметру используемых при монтаже труб и соблюдению уклона, который обязательно должно иметь открытое водяное отопление.
В результате на монтаж такой системы отопления меньше тратиться времени, материалов (к примеру, утеплять трубопровод уже не потребуется, так как расширительный бак устанавливается рядом с котлом). Однако «злоупотреблять» подобными преимуществами не стоит. Особенно это касается уклона (лучше его всё же сделать) – при его соблюдении система в случае отключения электричества худо-бедно, но работать всё же будет, т.е. размораживание ей не грозит.
На видео ниже вы можете посмотреть подробный пример организации отопления закрытого типа с использованием твердотопливного и электрического котлов.
Закрытая система отопления изолирована от проникновения воздуха. Однако, её эксплуатация не обеспечивают 100% герметичности: воздух может заполнить трубы, например, при доливании в систему теплоносителя. В этом случае он будет скапливаться в верхних точках. Избавиться от него можно посредством крана Маевского или поплавковых отводчиков, работающих на «автомате». Уже растворенный в воде воздух удаляется с помощью специальных сепараторов, устанавливаемых прямо в трубопроводе.
Хорошие результаты в плане экономии тепла даёт использование термостата. Он включает главный потребитель электроэнергии (насос) только при понижении в помещении температуры ниже заданного предела.
Как выбрать котел для закрытого отопления
Схема закрытого теплоснабжения частного дома предусматривает использование любого типа топлива. Это может быть газ (наиболее эффективный и выгодный вариант), электричество, дизельное или твердое топливо.
Обратить внимание необходимо на мощность котла. Ориентировочное значение для утепленного помещения, имеющего потолки высотой до 3-х метров, – 1 кВт на 10 «квадратов» площади частного дома.
Цифра, озвученная выше – очень и очень приблизительная. Всё зависит от множества факторов: материала, их которого выстроено здание, качества утеплителя, наличия (отсутствия) отапливаемого чердака или мансарды. На эффективность работы отопления влияет количество окон и то, как качественно был выполнен их монтаж. Поэтому требуется грамотный тепловой расчет, сделать который может квалифицированный инженер.
Котел отопления может быть одноконтурным, двухконтурным или с бойлером. Как показывает практика, в основном загородные дома имеют небольшую площадь и, следовательно, малую потребность в горячей воде. С этой точки зрения лучшим выбором будет двухконтурный котел (его монтаж несложен), способный за полчаса нагреть до +30С примерно 10 л воды. Котел с накопительным бойлером более комфортен – он постоянно «имеет» уже готовые несколько десятков литров горячей воды – постоянное заполнение не требуется.
Расширительный бак для отопления закрытого типа
Чаще всего в системе отопления частного дома роль теплоносителя играет вода. При повышении температуры её объём возрастает, давление увеличивается. Если используется схема закрытого теплоснабжения, то давление может преодолеть некое критическое значение и тогда произойдёт разрушение элементов отопительной системы.
Чтобы избежать подобного развития событий, монтаж системы отопления частного дома подразумевает использование расширительного бака.
Особенности конструкции бака закрытого типа
Любой бак подобного типа имеет две основных части: корпус, изготовленный из металла и эластичная мембрана, находящаяся внутри.
Схема его работы довольно проста – в верхнюю половину бака закачивается воздух (в дорогих модификациях – инертный газ), нижняя часть заполняется водой из трубопровода.
При нагревании теплоносителя давление повышается, мембрана при этом «прогибается», уплотняя воздух или инертный газ. Для предотвращения опасных ситуаций имеются предохранительные клапаны. Когда трубопровод с водой остывает, давление воздуха на мембрану становится сильнее давления теплоносителя, и он заполняет систему отопления. Монтаж расширительно бака производится рядом с нагревательным котлом. Мембраны бывают 2-х типов.
- Фиксированные – намертво закрепляются по периметру расширителя. Такие устройства можно встретить в баках системы отопления частного дома или небольшого предприятия.
Эти мембраны прослужат долго, если соблюдать рекомендации по эксплуатации. В случае же разрыва поменять такую мембрану нельзя – придётся менять весь бак;
- Сменные – их изготавливают в виде резиновых груш, шаров, которые необходимо заполнить водой. Монтаж такой мембраны производится на фланце бака. Если случится разрыв, то заменить испорченную мембрану на новую можно своими руками, без привлечения специалистов.
При планировании схемы отопления, важно рассчитать в первую очередь мощность нагревательного котла, учесть количество радиаторов и протяженность трубопровода.
Тщательное планирование и расчет водяной системы обогрева, и проведенный в соответствии с полученными данными монтаж, поможет вам добиться производительного, экономичного и эффективного отопления.
Для обеспечения обогрева двухэтажного здания или жилища с довольно большой площадью систему отопления с естественной циркуляцией лучше не использовать. Так как теплоноситель в этой системе движется крайне медленно, быстро прогреть помещение будет весьма затруднительно. Можно избежать этой проблемы, если первоначально выбрать схему закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией.
Принудительное движение теплоносителя
Схему принудительного отопления от естественного отличает наличие циркуляционного насоса. С его помощью теплоноситель перемещается по магистральному трубопроводу со скоростью, требуемой техническими условиями, а не за счет разницы температур. Насосом создается давление, необходимое для движения нагретой воды, но наряду с этим обеспечивающее пропорциональное распределение теплоносителя, нагретого до необходимой температуры.
В систему отопления частного дома с принудительной циркуляцией входят:
Выбирая оборудование, необходимое для эксплуатации системы, нужно учесть в обязательном порядке такие параметры, как производительность котла и отопительных элементов, габариты трубопровода, быстрота перемещения нагретой рабочей жидкости. Схемы отопительных систем могут проектироваться как с однотрубной, так и с двухтрубной разводкой.
Система теплоснабжения закрытого типа
Основной признак закрытой системы отопления, который отличает ее от открытой, - это отсутствие контактирования с внешней средой. В такой схеме обязательно предусматривается циркуляционный насос для принудительной циркуляции нагретой рабочей жидкости. Тепловое расширение нивелируется с помощью расширительного резервуара мембранного типа, заполняемого жидкостью при нагревании. Охлаждаясь, жидкость из резервуара вновь поступает в систему, таким образом, сохраняя стабильное давление в линии теплоснабжения.
К недостатку этой системы можно отнести энергозависимость
, но при бесперебойном электроснабжении закрытая система функционирует с полной отдачей. Схема монтируется сравнительно несложно, и ее можно реализовать в помещениях с любым метражом.
Трубопровод не нуждается в утеплении, нагревание осуществляется практически мгновенно. Наличие термостата позволяет регулировать температурный режим и создавать подходящий микроклимат в жилище. К неоспоримым преимуществам системы теплоснабжения закрытого типа можно отнести то, что разница температур подающего и обратного трубопровода позволяет увеличить срок эксплуатации котельного оборудования, а закрытый контур - уберечь от коррозии трубопровод. Если есть необходимость на длительный период отключить отопление, то для сохранности трубопровода имеет смысл заполнить его антифризом.
2. Основные элементы системы отопления с принудительной циркуляцией
Принудительная схема отопления. Схема отопления с принудительной циркуляцией
Защита от воздушных пробок
Гипотетически в закрытом контуре теплоснабжения воздуха быть не должно, но в действительности небольшое его количество все же содержится. Воздух может скапливаться в момент заполнения системы водой. Другой причиной завоздушивания может стать потеря герметичности в стыковых соединениях. В итоге уровень продуктивность системы падает.
Для эффективного противодействия этому явлению используют специальную арматуру для стравливания воздуха. Чтобы минимизировать вероятность скопления воздуха, следует придерживаться определенных правил:
Для алюминиевых радиаторов наличие воздухоотводчиков обязательно, так как алюминий, взаимодействуя с водой, приводит к химической реакции, сопровождающейся выделением кислорода.
С биметаллическими радиаторами возникают те же трудности, но воздух в них скапливается в меньшем объеме.
ЛЕНИНГРАДКА! Самая надежная система отопления
Схема с однотрубной разводкой
Однотрубная система теплоснабжения предусматривает комбинирование подающей и обратной магистрали. Нагретая жидкость направляется по специальному трубопроводу с арматурой, предназначенной для блокирования потока теплоносителя. В схеме также предусмотрено наличие отдельного патрубка с краном для сброса воды в дренаж.
После того как жидкость в котле нагревается, она проходит по стоякам и отопительным приборам и, поделившись с ними необходимым количеством тепла, оказывается в насосе. Для предотвращения возникновения аварийной ситуации используется мембранный расширительный бак закрытого (замкнутого) или открытого типа.
Его монтаж осуществляется на техническом этаже помещения (самая верхняя точка). По конструктивным особенностям расширительного бака характеризуют и саму систему отопления. То есть, если бак закрытого типа, то и система отопления будет закрытая.
В однотрубную систему обязательно включается группа безопасности, которая содержит в себе:
- воздухоотводчик;
- предохранительный клапан;
- манометр и термометр, часто интегрируемые в одном приборе.
Эта группа позволяет эффективно уменьшать уровень избыточного давления, тем самым предотвращая гидравлический удар и вывод оборудования из строя. Также целесообразно было бы учесть подключение терморегуляторов и кранов Маевского к каждому отопительному элементу.
Подключение отопительных приборов в этой схеме может быть диагональным, параллельным и так далее. Однотрубная схема отопления допускает проектирование с вертикальной или горизонтальной разводкой. Оба способа делают возможным подключение к водонагревающему устройству или теплому полу. Для реализации такого проекта необходимо наличие распределительного коллектора, позволяющего доставить нагретый теплоноситель сразу в бойлер, отопительные приборы и теплый пол.
Подающая и обратная магистраль
Отличительной чертой такого проекта является наличие двух контуров отопления. По одному контуру транспортируется и распределяется по отопительным элементам нагретая в котле рабочая жидкость. По второму контуру охлажденный теплоноситель возвращается обратно в котлоагрегат. Конструкция двухтрубной схемы делает возможным проведение ремонтных работ отдельных узлов отопления без отключения теплоснабжения. Установка термостатов на каждую батарею позволяет корректировать теплопотребление и сводить к минимуму расходы.
Такая система обеспечивает организацию равномерного обогрева каждой секции батареи. Двухтрубная обвязка позволяет избежать значительных потерь напора, что, в свою очередь, избавляет от приобретения мощного циркуляционного насоса. Еще одним дополнительным преимуществом двухтрубной магистрали считается возможность применения тупикового и попутного движения теплоносителя. В попутной схеме движение теплоносителя подающей и обратной магистрали осуществляется по одному и тому же вектору.
При таком движении создается идеальное гидравлическое равновесие , если учесть, что мощность используемых радиаторов одинаковая. Следовательно, отпадает необходимость дополнительного использования батарейных клапанов предварительной настройки. Попутная схема движения применяется в магистральных трубопроводах со значительной протяженностью. Тупиковую схему используют обычно для обогрева жилых домов. По окончании монтажных работ система опрессовывается.
Основная особенность, по которой закрытая система отопления отличается от открытой, это ее изолированность от воздействия окружающей среды. В такую схему включают циркуляционный насос, стимулирующий движение теплоносителя. Схема лишена многих недостатков, присущих открытому контуру отопления.
Все о плюсах и минусах закрытых схем отопления вы узнаете, прочитав предложенную нами статью. В ней досконально разобраны варианты устройства, специфика сборки и работы систем закрытого типа. Для самостоятельных мастеров приведен пример гидравлического расчета.
Представленная к ознакомлению информация опирается на строительные нормативы. Для оптимизации восприятия непростой темы текст дополнен полезными схемами, подборками фото и видео-руководствами.
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 не будет движения нагретой воды по трубам к приборам и обратно к генератору тепла.
Галерея изображений