Отопление закрытого типа в частном доме

Схемы закрытой системы отопления – преимущества и недостатки, монтаж

Однотрубная система с подключенными последовательно радиаторами применяется в небольших домах. Теплоноситель проходит через батарею, нагревает ее, возвращается в магистраль и двигается дальше. К последнему отопительному прибору доходит вода самой низкой температуры. Используют такую преимущественно по соображениям экономии: для монтажа требуется вдвое меньше материалов и времени. При выходе радиатора из строя циркуляция продолжается по установленному рядом байпасу.

Однотрубная закрытая система

Возможности подобной системы ограничены конструктивными особенностями. Из-за неодинакового прогрева количество секций увеличивают по мере удаления от котла. Приходится использовать трубы большого диаметра, чтобы вода не так быстро остывала. Подключают не более 5 батарей. Магистраль в одноэтажном здании прокладывают под уклоном, а радиаторы размещают горизонтально. Для двухэтажного дома делают центральный стояк, расположенный вертикально.

Схема двухтрубной закрытой системы в двухэтажном доме

Разводка двухтрубной системы имеет подающую и обратную магистраль с одинаковым нагревом радиаторов вне зависимости ее удаленности от котла. Есть возможность подключить отопительные приборы по разным схемам. Одна из них коллекторная – сложная для монтажа, расходуется больше материалов, но позволяет регулировать температуру в каждой комнате. Вторая – с параллельным подсоединением батарей по всему периметру.

Монтаж своими руками выполняют последовательно:

1. Начинают с установки котла. Удобное место – небольшое отдельное помещение в цокольном этаже.
2. По всем комнатам разводят трубы. Соединяют способом, наиболее приемлемым для материала.
3. Монтируют мембранный бак и насос. Если на теплогенераторе отсутствует группа безопасности, устанавливают ее самостоятельно.
4. Навешивают радиаторы. Обеспечивают расстояние от пола 10 см, от стен – 5.

В твердотопливных агрегатах перед разогревом в топливнике образуется конденсат, приводящий к возникновению коррозии и повреждению металла. Чтобы избежать нежелательных последствий, в обвязку добавляют узел из трехходового клапана и байпаса. Циркуляция сначала идет по малому кругу, пока теплоноситель не нагреется, затем включается большой контур. Котлы с таким устройством безопасны в эксплуатации и служат длительное время.

Расширитель с мембраной любого типа – грушевидной или тарельчатой – ставят на некотором удалении перед насосом по направлению циркуляции теплоносителя. На прямолинейном участке устанавливают тройник, к нему присоединяют отрезок трубы, дальше через американку (накидную гайку) – бачок. Вместе с водой резервуар довольно тяжелый, поэтому для крепления используют кронштейны, опоры. После тройника требуется шаровый кран. Он вместе с американкой облегчает процесс демонтажа при необходимости.

Циркуляционный насос старых моделей ставили только на обратке, сейчас это необязательное требование – современные материалы способны выдержать 90°, но лучше использовать проверенную схему. Для систем, способных работать по гравитационному принципу, предусматривают, что устройство можно снять или функционирование происходит вовсе без него.

Закрытая система не нуждается в байпасе – работоспособность поддерживается насосом, при отключении прекращается функционирование. В любом варианте устанавливают на магистрали с обеих сторон шаровые краны, для быстрого демонтажа и замены. Необходимый элемент – фильтр для предотвращения засорения. Иногда дополнительно используют обратный клапан, чтобы вода не перемещалась в неправильном направлении, но это необязательно.

Что такое. Отличия от открытой

Суть работы обогревающего контура закрытого типа несложен: жидкость нагревается, расширяется и поступает в магистраль. Излишки воды уходят в отдельную емкость, с понижением температуры, они возвращаются назад в систему. Внутри теплового блока существует константное давление, что позволяет рационально управлять всем процессом

Отопительные системы закрытого типа пользуются большой популярностью, самое главное ее достоинство – это отсутствие открытого взаимодействия с внешней средой. Воздух способствует быстрой амортизации трубопроводных элементов, снижает КПД системы, что происходит в тепловых системах открытого вида.

В наше время замкнутый контур отопления, в котором работает принудительная циркуляция, работает успешно в большинстве частных домовладений.

Замкнутый контур состоит из элементов:

• Генератор тепла (котел работающий на твердом или жидком топливе, газ, электричество);
• Радиаторы, теплые полы;
• Насос;
• Герметичная емкость мембранного типа;
• Элементы, которые позволяют сбрасывать излишки давления (манометр, воздухоотводчик, протекционный клапан);
• Фильтр;
• Арматура для управления и балансировки;
• Трубы;

Главные блоки могут снабжаться дополнительно еще элементами, такими как:

• коллектор;
• Емкости;
• Реле по автоматизации.

Работа закрытой системы отопления состоит в перемещении теплой воды (под давлением 1-2,2 бар) от нагревательного котла к радиаторам, которые расположены в помещениях. Регулировка объема делается с помощью мембраны, которая крепится в емкости. Все содержимое изолировано от внешней среды.

Регулировка давления делается с помощью воздухотводчика, работающего в автоматическом режиме. Вторым элементом, обеспечивающим безопасность, является подрывной клапан, который активируется, если давление в системе превысит критические отметки (обычно около 3,5 бар).

Грязевик монтируется на тыльной стороне магистрали (перед тепло генератором), его задача аккумулировать шлам из отопительного контура. Еще один важный блок – это насос, он подает воду, работать он может в обоих направлениях.

Преимущества:

1. Нет соприкосновения с воздухом. Полная изоляция жидкости он внешнего мира.
2. Экологическая безопасность, отсутствуют испарения.
3. В работе можно применять антифриз.
4. Трубы используются недорогие, небольших сечений.
5. Нет лишней потери тепла, экономится энергия.
6. Уменьшен риск возникновения воздушных пробок, вода «работает» при более высокой температуре и давлении.
7. Простота регулировки

Трубы небольшого диаметра легко прячутся в стене или под гипсокартон, что является важным фактором в обустройстве жилых помещений.

Основные элементы закрытой системы

Замкнутая система отопления состоит из отопительного котла (бойлера), труб, расширительного бака, циркуляционного насоса, радиаторов отопления и системы безопасности. Рассмотрим все элементы более подробно.

Бойлер

Котел для системы отопления может быть проточным или нагревательным. Первый совмещают функцию нагрева теплоносителя и подачу горячей воды в систему водоснабжения, второй отвечает только за прогрев теплоносителя для магистрали отопления

Отопление с помощью водонагревателя ничуть не уступает по эффективности получению тепла от стандартного бойлера, важно только обеспечить постоянную подачу воды в бак для поддержания объема теплоносителя в системе

Различаются бойлеры по типу топлива – газовые, электрические, со сжиганием твердого/жидкого топлива. Все агрегаты в обязательном порядке оснащены системой сброса воздуха, аварийного перекрытия поступления энергии. В продаже встречаются комбинированные котлы отопления – эти агрегаты сочетают возможность отопления несколькими видами топлива, например, газовый котел с топкой для угля, дров. Такая система актуальна при наличии перебоев с подачей централизованного газа, электричества.

Выбирается котел по мощности, которая рассчитывается с учетом площади дома, разветвленности системы отопления и желательных температурных показателей теплоносителя.

Циркуляционный насос

Назначение прибора – обеспечение равномерной и постоянной циркуляции теплоносителя в системе. Насос следует выбирать по мощности, чтобы он справлялся с задачей доставки воды в контур, включая отдаленные и тупиковые участки магистрали. При выборе агрегата в расчет принимается не диаметр трубы, под которую он сделан, а показатели производительности, напора водяной струи.

Расширительный бак

Герметичный сосуд компенсирует расширение воды при нагревании. Бак состоит из 2-х камер, разделенных гибкой мембраной. В одной части бака воздух, в другой – вода. Когда вода расширяется, воздух сжимается, мембрана вдавливается в отделение со сжатым воздухом. Как только теплоноситель остывает, мембрана возвращается на место, тем самым вытесняя жидкость в трубы. Таким образом поддерживается постоянный уровень давления, необходимый для равномерного прогрева носителя и циркуляции жидкости по тепловой системе.

Радиаторы отопления

Батареи отвечают за передачу тепла от воды в помещение, поэтому важно подобрать размеры, мощность радиаторов и установить их с соблюдением всех требований технологии. Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

• Чугун. Прочные и практичные приборы с высокой теплоотдачей, но медленным прогревом. Плюс в неограниченном сроке эксплуатации, минус в массивности приборов.
• Сталь. Облегченные конструкции с минимальной инертностью и высокой теплоотдачей. Минус – малая теплоемкость, из-за чего придется тратить больше энергии на поддержание комфортной температуры, к тому же сталь подвергается коррозии, что уменьшает срок эксплуатации всей системы. Плюсы в эстетичности приборов, их невысокой стоимости.
• Алюминий. Высокая теплоотдача, небольшой вес, малая инертность – плюсы, подверженность коррозии – минус.
• Биметаллические конструкции. Являются самыми востребованными, сочетают характеристики стали и алюминия – сверху алюминиевый кожух и стальной сердечник внутри. Облегченные по весу радиаторы хорошо и быстро прогревают помещение, обладают высокой теплоотдачей, но не противостоят коррозии.

Трубы закрытой системы отопления

Трубопровод магистрали – элементы, транспортирующие теплоноситель по всему контуру. Если выбирается схема закрытой системы отопления, трубы нужно подбирать с учетом всех особенностей конструкции.

Элементы различаются по материалу изготовления:

1. Сталь. Трубы могут быть обычными, оцинкованными или нержавеющими. Это тяжелые элементы, соединение которых требует сварки и нарезки резьбы – без специалиста при монтаже не обойтись.
2. Медь. Прочный материал, не подверженный коррозии. Цена труб высокая, сложность при монтаже большая, применяются нечасто.
3. Металлопластик. Трубы не отличаются сложностью в монтаже, но обилие металлических соединений, которые нужно периодически проверять на протечку и подтягивать, может доставить неудобства. К тому же металлопластик податлив на линейные расширения, что также не является плюсом применения.
4. Полипропилен. Много плюсов, минус один – для системы отопления подходят металлопластиковые армированные трубы, которые выдерживают линейное расширение, минимизируют риск протечки. Стоит материал дороже, но повышенная прочность нивелирует этот недостаток.

Закрытая система теплоснабжения — что это такое

Как известно, в любой системе отопления частного дома есть расширительный бак. Это емкость в которой содержится некоторый отъем теплоносителя. Этот бак необходим для компенсации теплового расширения при различных режимах работы. По конструкции расширительные бачки бывают открытого и закрытого типа, соответственно и системы отопления называются открытыми и закрытыми.

Двухтрубная система отопления закрытого типа

В последние годы становится все более популярной именно закрытая схема отопления. Во-первых, она автоматизированная и работает без участия человека длительное время. Во-вторых, в ней можно использовать теплоноситель любого типа, включая антифризы (из открытых бачков он испаряется). В-третьих, давление поддерживается постоянное, что позволяет использовать в частном доме любую бытовую технику. Есть еще несколько плюсов, которые относятся к разводке и эксплуатации:

• Нет непосредственного контакта теплоносителя с воздухом, следовательно, нет (или почти нет) несвязного кислорода, который является мощным окислителем. Значит элементы отопления не будут окисляться, что увеличит срок их службы.
• Расширительный бачок закрытого типа ставится в любом месте, обычно недалеко от котла (настенные газовые котлы идут сразу с расширительными бачками). Бак открытого типа должен стоять на чердаке, а это — дополнительные трубы, а также меры по утеплению, чтобы тепло не «утекало» через кровлю.
• В системе закрытого типа стоят автоматические воздухоотводчики, так что завоздушивания не бывает.

В общем закрытая система отопления считается более удобной. Самый главный ее недостаток — энергозависимость. Движение теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом (принудительная циркуляция), а он без электричества не работает. Естественную циркуляцию в закрытых системах организовать можно, но это сложно — требуется регулирование потока при помощи толщины труб. Это довольно сложный расчет, потому часто считают, что закрытая система отопления работает только с насосом.

Для уменьшения энергозависимости н повышения надежности отопления, ставят блоки бесперебойного питания с аккумуляторами и/или небольшие генераторы, которые обеспечат аварийное электроснабжение.

Какую замкнутую систему выбрать для частного дома

При выборе конструкции надо ориентироваться не только на свои предпочтения, но и на особенности здания. Тогда отопление будет работать максимально эффективно.

• Для небольшого дома с площадью каждого этажа 80–100 кв. м подойдет однотрубная конструкция. Она быстро устанавливается и требует минимум затрат.
• Для крупного здания с маленькими комнатами оптимальна тупиковая схема, «ветки» которой можно расположить в любом направлении. Ее рекомендуется выбирать для домов, которые планируется модернизировать. Достаточно будет кинуть дополнительную «ветвь» в пристройку или новую комнату.
• Петля Тихельмана подходит для помещений с минимумом углов и дверей. Этот вариант плохо вписывается в старые постройки со сложной планировкой.
• При разнозначной возможности установки тупиковой или попутной системы выбирайте попутную, поскольку она практически не требует регулировки.
• Лучевая теплосистема особенно рекомендуется для помещений с большим числом радиаторов. Отопители будут одновременно нагреваться и иметь одинаковую температуру.
• Замкнутые контуры можно комбинировать между собой. Например, на первом этаже, где много дверей и перегородок, установить встречную петлевую конструкцию, а на втором, более свободном – кольцо Тихельмана.
• Вертикальные конструкции устанавливают в домах выше одного этажа. Для теплокоммуникаций с верхней разводкой нужен чердак, который придется утеплять. Нижняя подача удобна для строящихся объектов – можно отапливать отстроенные нижние этажи, пока верх здания не готов.

При выборе схемы надо отталкиваться от параметров конкретного строения. Поэтому в этом вопросе положитесь на мнение специалиста, составляющего проект. Только, имея опыт, можно подобрать конструкцию, которая будет равномерно прогревать все комнаты и работать без сбоев.

Конденсатоотводчики

Чтобы контролировать поток пара и конденсата, эти две жидкости должны быть разделены. Обычный метод заключается в установке конденсатоотводчика на выходе каждого радиатора. Это устройство позволяет воздуху и воде существовать в радиаторе, но не парам. Если ловушки не работают, систему нельзя контролировать.

Внутренний элемент вышедшей из строя ловушки может быть легко заменен сантехником. Конечно, если ваши ловушки не сработали, то разумно предположить, что все ловушки в здании должны быть проверены.

Теперь, когда пар и вода разделены, мы можем перейти к управлению радиаторами. Для контроля температуры в двухтрубных паровых системах используется термостатический радиаторный клапан (ТРВ). ТРВ следят за температурой вблизи радиатора и крепятся к трубе подачи пара.

Затем вы можете вручную установить температуру: настройки обычно отображаются численно с диапазоном температур, соответствующим каждому элементу системы. Когда желаемая температура будет достигнута, клапан закроет подачу пара к отдельному радиатору. Если радиатор установлен в корпусе, то необходимо использовать модель капиллярной трубки.

Особенности разницы функционирования закрытой схемы от открытой состоят в следующем:

• Расширение жидкости, происходящее в результате её нагревания в котле, компенсируется в мембранном расширительном резервуаре. После того как поступивший в бак теплоноситель охладился, он снова возвращается в систему. Таким образом в ней поддерживается постоянное давление.
• Создание необходимого давления происходит ещё на стадии установки контура отопления.
• Циркуляция жидкости осуществляется только при помощи насоса. В следствие этого закрытая схема целиком зависит от наличия электричества (помимо случаев подключения автономного генератора).
• Наличие циркуляционного насоса не налагает строгих рамок на диаметр используемых труб. Помимо этого трубопровод не обязательно должен быть расположен с уклоном. Главное условие — это расположение насоса на «обратке», для того чтобы в него поступал охлаждённый теплоноситель.
• Отсутствие уклона труб может сыграть отрицательную роль. Ведь даже при небольшом уклоне система будет функционировать и без электричества. А при горизонтальном расположении труб данная система не работает. Данный минус закрытой схемы перекрывает его высокий коэффициент полезного действия и иные плюсы.
• Установка данной сети проста и может быть применена для любых помещений, независимо от их площади. Помимо этого не требуется утепление магистрали, так как трубы нагреваются очень быстро.
• В закрытом типе существует возможность использовать антифриз в качестве теплоносителя, вместо воды. Так же данная схема меньше подвергается коррозии, вследствие её герметичности.

• Несмотря на закрытость системы от окружающей среды, её герметичность может быть нарушена. Это может произойти в местах стыков схемы, либо на стадии заполнения её теплоносителем. Так же особо критичными являются места перегибов труб и верхние точки. Для того, чтобы избавиться от воздушных пробок, сеть оборудуется спец. клапанами и кранами Маевского. При наличие в схеме алюминиевых приборов отопления, отводчики воздуха обязательны (при контакте алюминия и теплоносителя выделяется кислород).

• Теплоноситель должен двигаться в том же направлении, что и воздух. То есть снизу вверх.
• После включения системы открыть краны, отводящие воздух, и закрыть краны, спускающие воду.
• Как только из крана отвода воздуха пойдёт вода — перекрыть его.
• Только после всего вышеперечисленного запускать циркуляционный насос.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность замкнутой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материал и диаметр труб, количество и тип радиаторов, наличие запорных и термостатических клапанов, длина труб, оборудования и т.д. Чтобы не вдаваться в тонкости расчета циркуляции мощности насоса можно выбрать из таблицы. Выберите ближайшее большее значение для отапливаемой площади или планируемой теплоемкости системы, в соответствующей строке первых столбцов найдите требуемые характеристики.

Таблица подсчёта мощностей системы

Во второй колонке находим мощность (какой объем теплоносителя он способен прокачать за час), в третьей — напор (сопротивление системы), который он в состоянии преодолеть.

Выбирая циркуляционный насос в магазине, желательно не экономить. От его работоспособности зависит вся система. Потому, лучше не экономить и выбрать проверенного производителя. Если же решите покупать неизвестное оборудование, надо каким-то образом проверить его на уровень шумов. Этот показатель особенно критичен если отопительный узел устанавливается в жилом помещении.

Схема обвязки

Как уже говорили раньше, циркуляционные насосы ставятся в основном на обратном трубопроводе. Раньше это требование было обязательным, сегодня — это только пожелание. Материалы, которые используются при производстве выдерживают нагрев до 90°C, но все же лучше не рисковать.

В системах, которые могут работать и с естественной циркуляцией, при установке необходимо предусмотреть возможность снять или заменить насос без необходимости слива теплоносителя, а также для возможности работы без насоса. Для этого устанавливается байпас — обходной путь, по которому может протекать теплоноситель при необходимости. Схема установки циркуляционного насоса в таком случае на фото ниже.

Установка циркуляционного насоса с байпасом

В закрытых системах с принудительной циркуляцией байпас не нужен — без насоса она неработоспособна. Но вот два шаровых крана с обоих сторон и фильтр на входе нужны. Шаровые краны дают возможность, при необходимости, снять устройство для техобслуживания, ремонта или замены. Фильтр-грязевик предотвращает засорение. Иногда, как дополнительный элемент надежности, между фильтром и шаровым краном ставят еще обратный клапан, который предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении.

Схема подключения (обвязки) циркуляционного насоса в систему отопления закрытого типа

Можно ли выгнать воздух из системы отопления с насосом без кранов

Когда система спроектирована с нарушением технологии, в ней могут отсутствовать точки сброса. В этом случае избавиться от завоздушивания будет сложно. Наиболее простой способ стравить газ — ослабить резьбовые соединения в местах его скопления. Когда лишний воздух выйдет, крепеж закручивают с использованием новых герметизирующих материалов.

Если в зоне образования воздушной пробки нет резьбовых соединений, потребуется в трубопроводе сделать отверстие диаметром 3-4 мм. Последовательность спуска воздуха:

1. По шуму определяют нахождение воздушной пробки.
2. Подбирают хомут, имеющий диаметр, равный трубопроводу, в котором наблюдается скопление газа. Желательно использовать специальную врезку для установки запорного крана.
3. Сверлят отверстие, дожидаются выхода воздуха. При необходимости систему подпитывают водой.
4. Когда появится жидкость, устанавливают хомут.

Использование врезки с краном позволит периодически стравливать воздух до полного его выхода из закрытого контура. Если установить глухой хомут, для выполнения процедуры потребуется ослабление его крепежа.

Однотрубная система обогрева

В доме устанавливается только одна линия магистрали под полом или над ним с последовательным подключением батарей. В таком отопительном контуре нет распределения на подающую трубу и обратную.

По периметру одноэтажного здания монтируется всего одна труба круглого сечения диаметром не меньше 32 мм, которую условно делят пополам. Отходящую от теплогенератора половину называют подачей, а вторую часть магистрали — обраткой. С помощью сварной или бесшовной трубы малого диаметра в закольцовку монтируют радиаторы/конвекторы.

Организация отопительной системы с естественной циркуляцией подразумевает установку подающего трубопровода с уклоном 4-5 мм через каждые 2 м

Однотрубная схема включает следующие функциональные элементы:

• источник теплоснабжения (котёл);
• радиаторы отопления;
• расширительный резервуар;
• элементы разводки труб.

Нагретая жидкость поступает поочередно в радиаторы отопления, каждый раз отдавая часть своего тепла. После этого уже охлажденной возвращается в котел для следующего цикла подогрева. В каждой батареи теряется тепло и последний элемент в цепочке остается самым холодным в сравнении с другими.

Есть несколько способов, которые позволяют оптимизировать работу однотрубной системы. Можно дополнительно установить специальные термостатические клапаны для теплообменников, балансировочные вентили с регулируемым гидравлическим сопротивлением или компактные шаровые краны. Подобное оборудование помогает нормализовать подачу тепла к батареям.

Установленные вентили дают возможность регулировать количество поступающего тепла в каждый отдельный радиатор

Другой способ — увеличить количество секций каждого следующего радиатора в отопительном контуре. А также можно установить циркуляционную помпу. Насосное устройство подключают в конце обратки — месте, где рабочая жидкость имеет самые низкие показатели температуры.

Однотрубный вариант отопления отличается простой установкой и введением в эксплуатацию. Теплопотери сводятся к минимуму, поскольку абсолютно все коммуникации расположены внутри жилых комнат частного дома.

Такую схему можно организовать в виде системы с горизонтальной разводкой и принудительным движением теплоносителя или вертикальной сети обогрева с естественным, принудительным или комбинированным перемещением рабочей жидкости.

Также рекомендуем прочесть другой наш материал, где мы подробно рассмотрели однотрубную систему отопления для частного дома.

Горизонтальный способ разводки

Монтаж подающей трубы в горизонтальной плоскости выполняют с нужным уклоном по направлению движения нагретой воды. При этом все батареи по периметру дома должны быть установлены на одном уровне. Для выпуска воздуха из радиаторов используют краны Маевского или автоматические воздухоотводные устройства.

Кран Маевского представляет собой специальное устройство для удаления накопившегося воздуха из батарей. Запорный клапан поворачивают, пока не станет чётко слышно шипение. Когда смесь газов удалится, из крана потечёт вода

Горизонтальная магистраль может быть установлена в самой конструкции пола или смонтирована над ним. Чтобы избежать теплопотерь, во первом случае обязательно нужно утеплить трубы.

Вертикальный вариант разводки

В такой системе транспортировку жидкого теплоносителя обеспечивает естественный режим циркуляции, а потому устанавливать дополнительно насос нет необходимости. Энергонезависимость — главный плюс однотрубной вертикальной системы обогрева дома.

При таком способе разводки рабочая жидкость, нагретая до заданной температуры, перемещается вверх по стояку, после чего по распределительным трубам поступает в батареи. Эффективность функционирования вертикально расположенной однотрубной системы достигается установкой магистрали под уклоном, а также монтажом труб большого диаметра.

Конечно же, массивный трубопровод не украсит интерьер жилых комнат. Но этого очевидного недостатка можно избежать, если установить в системе циркуляционное оборудование.