Закрытая система отопления: схемы и особенности монтажа системы закрытого типа

Что приводит жидкость в движение – немного о законах физики

Основой для самостоятельного движения жидкости по отопительному контуру без применения нагнетающих устройств (циркуляционных насосов) является конвекция. Это физическое явление основано на том, что любая среда, нагреваясь, теряет плотность, то есть становится легче. Актуально это и для жидкостей, поэтому более холодная вода в замкнутом контуре стремится вниз, выталкивая более горячую вверх. Нагретый в теплообменнике котла теплоноситель устремляется вверх по вертикальному стояку, его место занимает остывшая жидкость, пришедшая по обратной трубе.

В системе отопления с естественной циркуляцией теплоноситель циркулирует самостоятельно за счет разницы в плотности горячей и холодной воды

Так образуется избыточное давление, достаточное для преодоления гравитации и сопротивления труб. В результате теплоноситель циркулирует самостоятельно, применяя лишь тепловую энергию, выделяемую использующимся для работы котла энергоносителем. Циркуляция воды в системе отопления такого типа не отличается высокой скоростью, поэтому прогрев отапливаемого помещения при первоначальном запуске котла происходит медленно. Увеличить скорость движения воды позволяют такие особенности самотечной отопительной системы, которые учитывают при устройстве контура:

• использование труб большого диаметра (обычно 50 мм или два дюйма) с целью максимально снизить сопротивление трубопровода;
• котел монтируют как можно ниже относительно горизонтальной разводки первого этажа;
• делают разгонную петлю (высокий вертикальный стояк, от которого в верхней точке отходит труба, идущая к батареям);
• горизонтальные участки разводки устаивают под уклоном (3-4 градуса) по направлению к котлу, используя для ускорения циркуляции силу гравитации.

Система отопления с естественной циркуляцией имеет еще одну особенность – она не может быть закрытого типа. В самотечном контуре предполагается только открытый расширительный бак, что устанавливается выше верхней точки разгонного стояка. У компенсационного бака две функции – выводить пузырьки образующихся газов из системы и сглаживать перепады давления, которые в самотечном отопительном контуре бывают значительными. Закрытый бачок мембранного типа, что устанавливается в системах, смонтированных по современным схемам с принудительной циркуляцией, не сможет полноценно сглаживать скачки давления, что неизбежно приведет к аварийным ситуациям.

Система отопления с естественной циркуляцией может быть только открытого типа

Нужно учитывать, что отопление с естественной циркуляцией из-за большого диаметра труб предполагает гораздо больший объем теплоносителя, который, расширяясь при нагревании, образует значительное количество «лишней» жидкости, она и заполняет открытый компенсационный бак.

Двухтрубная система обогрева

Главным отличием двухтрубной схемы отопления дома является наличие одной трубы для подачи воды и еще одной — для ее возвращения. Причем в первую поступает горячая жидкость, по второй к котлу направляется уже остывший теплоноситель.

Каждая батарея обслуживается как подающим, так и обратным стояком. Это даёт возможность регулировать количество получаемого тепла отдельными радиаторами. Если не учитывать охлаждение теплоносителя в трубах, выходит, что во все нагревательные элементы поступает жидкость с одинаковой температурой.

Так выглядит стандартная двухтрубная система теплоснабжения, в которой нагрев жидкого теплоносителя обеспечивает двухконтурный газовый котёл

Двухтрубная схема отопления включает:

• теплогенератор;
• батареи;
• расширительный бак;
• трубы;
• запорную арматуру и специальные приспособления для выпуска воздуха.

От котла к расширительному резервуару идет труба с горячей водой. Затем она в отопительном контуре соединяется с разводящей линией. Помимо этого, в бак врезают переливной патрубок для своевременного отвода излишков теплоносителя в канализационную систему.

Из нижней части теплообменников выходят трубы, объединенные в одну обратную магистраль. По ней остывший теплоноситель возвращается назад в котел. Обратный трубопровод прокладывают строго параллельно верхним трубам. Он должен проходить через все комнаты, где проложена линия подачи горячей воды.

Двухтрубные системы с принуждением считаются самыми эффективными для одноэтажных домов и коттеджей, но они могут обеспечить теплом и двухэтажные здания большой площади.

А такие позволяют равномерно и очень быстро прогреть комнату и поддерживать разный температурный режим в помещениях. Кроме того, двухконтурное выполнение даёт возможность организовать не только обогрев дома, но и горячее водоснабжение.

Циркуляционное давление в двухтрубной системе напрямую зависит от высоты установки нагревательных элементов

Закрытые системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией монтируются в двух вариантах — с горизонтальной и вертикальной разводкой.

Первый способ реализуют в одноэтажных домах с длинным трубопроводом. В таких ситуациях подключение водяных радиаторов к отопительному контуру с горизонтальной разводкой — оптимальное решение.

При втором варианте разводки стояк расположен вертикально, что позволяет задействовать схему даже в многоэтажных зданиях. В подобных системах не накапливается воздух, поскольку образовавшиеся пузырьки мгновенно поднимаются в вертикальном направлении, прямо в расширительный резервуар.

Открытая и закрытая система теплоснабжения, разница в работе и конструкции.

Основываясь на вышесказанное, закрытая и открытая системы отличаются:

1. Стоимость открытого теплоснабжения ниже, особенности при самотёчной циркуляции, в отсутствие насоса и запорной арматуры. Но при этом её монтаж в частном доме затронет весь объём помещений, от подвала до чердака. К тому же необходимо соблюдение уклонов магистрали и диаметров труб.
2. Монтаж закрытой схемы, помимо прокладки трубопровода, предполагает установку большого количества дополнительных элементов.
3. КПД закрытой схемы будет выше в любом случае.
4. В закрытой схеме возможно применение не замерзающего теплоносителя — антифриза (оптимальный вариант для частных домов, не отапливаемых зимой)
5. В открытой системе необходим постоянный контроль уровня теплоносителя, из за его испарения в окружающую среду.
6. Закрытый тип энергозависим, за счёт постоянной работы циркуляционного насоса (проблема решается установкой автономного электрогенератора, но в то же время стоит учитывать затраты при его отсутствии)
7. Установка открытого вида теплоснабжения ограничена общей площадью помещений, в отличие от закрытого.
8. Срок службы закрытой системы более продолжителен за счёт почти полного отсутствия воздействия коррозии.

Итоговый выбор закрытой или открытой системы теплоснабжения зависит от условий и места её установки. Но нужно помнить, что для монтажа закрытой системы необходимо обладать определёнными навыками, либо обратиться за консультацией к профессионалам.

Какими достоинствами обладают закрытые системы отопления?

Открытая система отопления перестает пользоваться популярностью: дело в одном существенном недостатке — в теплоноситель постоянно попадает воздух. Это приводит к снижению теплоотдачи: схема плохо справляется с функцией обогрева. Поэтому для многих хозяев частных домов предпочтительна закрытая система отопления.

Структура

Закрытая система представляет собой механизм, где теплоноситель функционирует при помощи насоса. Отличительной особенностью такого отопления для частного дома является хорошая герметичность: в теплоноситель не попадает воздух, нарушающий работу.

Схема закрытой системы отопления состоит из следующих компонентов:

• котел;
• бак;
• насос и трубопроводы;
• группа безопасности;
• отопительные приборы – трубы, радиаторы.

Принцип работы

Принцип действия основан на изменении температуры: после ее увеличения начинает действовать рабочий клапан, и излишки воды переходят в расширительный бак. При снижении температуры насос закачивает лишнюю воду обратно в систему. Следовательно, закрытая система теплоснабжения для частного дома может контролировать давление, установленное в допустимых пределах.

Особенности

В такой схеме бак обладает одной особенностью: его можно полностью наполнить теплоносителем. Следовательно, поддерживать давление будет намного проще, чем в случае с простым расширительным баком. Но при неправильном наполнении в радиаторы и трубы все-таки может попадать воздух.

Чтобы избавиться от воздуха в верхних частях, необходимо использовать поплавковые воздухоотводчики. Для отвода растворенного в теплоносителе воздуха применяют сепараторы, которые размещают в трубах. Благодаря разделителям происходит деаэрация теплоносителя, и система работает стабильно, без технических сбоев.

Достоинства

Закрытая система обладает следующими положительными характеристиками:

• безопасное давление;
• ограничен контакт с окружающей средой, что предотвращает попадание воздуха, способного нарушить работу;
• применение специализированных баков для безопасности давления;
• разделение бака на две камеры: одна из них представляет собой хранилище газа (в основном азот), а вторая является водяной камерой;
• безопасный процесс работы;
• специализированный клапан в баке сохраняет безопасный уровень давления.

На практике закрытая структура редко дает сбои, что и обуславливает ее популярность.

Особенности установки

Установка осуществляется так, чтобы в последующем можно было своими руками отключить любой отопительный прибор без остановки работы всей системы и слива жидкости из нее. Для этого профессионалы применяют специализированные отсекающие краны, которые располагают на входе и выходе в радиаторы. Посредством установленных кранов можно вручную регулировать температурный режим.

Другая особенность — монтаж группы безопасности на выходе из котла отопления. задача такой группы — сбрасывать давление, если оно превысит норму. В состав группы входят такие части, как:

• манометр – контролер давления;
• предохранительный клапан – отвечает за сбор давления при превышении безопасного максимума;
• отводчик воздуха — удаляет воздух при «завоздушивании».

Прибор для измерения давления в системе.

Этапы

Установка закрытой системы своими руками осуществляется в следующем порядке:

• устанавливается котел;
• к котлу проводятся трубы, к которым проводится навешивание радиаторов;
• после всех этих процедур крепится расширительный бак;
• в контур обогрева монтируется насос и приборы для терморегуляции.

Нагревательный бак можно вмонтировать в печь. Отдельной котельной в частном доме не потребуется. Если последовательность схемы будет соблюдена, а оборудование – правильно подобрано, то система станет эффективным теплоисточником.

Если переделка

Нередки варианты, когда уже существующая открытая система перестала устраивать пользователя, и ее необходимо переделать в закрытую. Для этого необходимо заменить расширительный бак мембранным и установить его на обратке вместе с терморегуляторами.

Перед насосом ставится фильтр-грязевик, а старый открытый бак – убирается, система отопления при помощи сварочных работ делается замкнутой на новый бачок. Группа безопасности также устанавливается на выходе из котла: лучше использовать шаровые или пробковые краны.

Принцип работы закрытой системы

Тепловое расширение в замкнутой системе компенсируется использованием мембранного расширительного бака, который при нагревании заполняется водой. После охлаждения вода из бака возвращается в систему, поддерживая постоянное давление в контуре.

Давление, создаваемое в замкнутом отопительном контуре при установке, передается на всю систему. Циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно, поэтому эта система является летучей. Без циркуляционного насоса не будет движения нагретой воды по трубам к приборам и обратно к теплогенератору.

Галерея изображенийФото из Основное отличие закрытой системы отопления от открытого аналога – наличие мембранного расширительного бачка, исключающего прямой контакт теплоносителя с атмосферой. В бытовых традициях расширительный бачок для контуров отопления выпускается красного цвета. В продаже можно найти серый и белый импортные варианты.При использовании закрытого расширительного бака, экспансомат предотвращается испарение циркулирующей по контуру воды, снижается образование отложений на внутренних стенках труб и устройств от испарения и минимизации отложений на внутренних поверхностях устройств, труб, арматуры, снижается нагрузка на котел и насос, что значительно продлевает срок их службы.Закрытые варианты устройства систем отопления используются при всех типах работающих котлов на доступных типах топлива. В закрытой системе должна быть предусмотрена группа безопасности, состоящая из предохранительного клапана давления, вентиляционного отверстия и манометра. Закрытый расширительный бак выбирается таким образом, чтобы в его объеме было пространство для расширения подогреватели хладагента Expanzomats устанавливаются как в системах системы отопления новой конструкции и в модернизированных версиях с циркуляционным насосом хладагента Специфика закрытых систем Отопительный контур Расширительный бак для систем отопления Преимущества закрытой системы Мягкие условия для оборудования Закрытый контур в тандеме с котлами Группа безопасности в одном контуре закрытый Правила выбора для закрытый резервуар Тип систем, пригодных для установки

Основные элементы замкнутой цепи:

• шаровой кран;
• балансировочный клапан;
• насос, фильтр;
• манометр;
• трубки;
• предохранительный клапан;
• фурнитура, крепеж.
• термостатический клапан;
• расширительный бак, не контактирующий с атмосферой;
• радиаторы;
• водонагреватель;
• выпускной воздушный клапан;

Если подача электроэнергии в дом бесперебойная, замкнутая система работает исправно. Часто дизайн дополняют «теплыми полами», повышающими его КПД и теплоотдачу.

Такое расположение позволяет не соответствовать определенному диаметру трубопровода, удешевить закупку материалов и не размещать трубопровод на склоне, что упрощает монтаж. В насос необходимо подавать жидкость с низкой температурой, иначе его работа будет невозможна.

Замкнутый отопительный контур включает в себя некоторые части, которые используются в других типах систем

У этого варианта тоже есть отрицательный нюанс: при постоянном уклоне отопление работает даже при отсутствии электроэнергии, поэтому при строго горизонтальном положении трубопровода замкнутая система не работает. Этот недостаток компенсируется высоким КПД и рядом положительных моментов по сравнению с другими типами систем отопления.

Установка относительно проста и возможна в помещении любого размера. Нет необходимости утеплять трубопровод, нагрев происходит очень быстро, при наличии в контуре терморегулятора можно установить температурный режим. Если система устроена правильно, потеря теплоносителя, следовательно, нет причин для ее восполнения.

Несомненным преимуществом системы отопления закрытого типа является то, что разница температур подающей и обратной линии позволяет увеличить срок эксплуатации котла. Трубопроводы в замкнутом контуре менее подвержены коррозии. Есть возможность закачать в контур антифриз вместо воды, когда отопление нужно отключать зимой на длительное время.

Наиболее часто применяемыми системами закрытого типа являются водные системы, хотя незамерзающие жидкости, пар, газы с необходимыми характеристиками также могут выполнять функцию теплоносителя

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве

Остальное неважно

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Достоинства и недостатки системы закрытого вида

Популярность закрытой системы отопления обусловлена наличием массы преимуществ по сравнению с открытой схемой. Основными достоинствами закрытой схемы являются:

1. Равномерное распределение теплоты по системе.
2. Возможность качественного регулирования температуры в отдельных помещениях. Регулировка производится с помощью кранов, ручных и терморегулирующих вентилей, электронных и механических термоголовок.
3. Температурный режим в закрытой схеме позволяет использовать полимерные трубопроводы. В открытой схеме в зоне котла температура может достигать критических значений и рекомендуется применение металлических труб из углеродистой и нержавеющей стали, меди.
4. Принудительная циркуляция дает возможность использовать тепловой потенциал котла на различные цели – нагрев воды для ГВС, подключение контуров теплых полов, применять в качестве приборов отопления конвекторы.
5. В закрытых системах прокладку труб можно производить скрытым способом. В открытых системах трубы имеют большой диаметр, другой тип соединений и поэтому прокладываются открыто.
6. Система является герметичной – поступление кислорода и развитие коррозии стальных элементов сети имеют малую скорость.
7. Применение пластиковых трубопроводных систем дает возможность самостоятельного монтажа оборудования без наличия спецоборудования и особых навыков.

Равномерное распределение тепла по помещениям достигается за счет скоростного перемещения теплоносителя. Температуру в каждом помещении можно регулировать с помощью арматуры – особенно это актуально в двухтрубных и коллекторных конфигурациях комплекса. За счет оперативного регулирования и быстрого распространения тепла достигается некоторая экономия в потреблении топлива.

В закрытой системе температура в зоне котла не достигает предельных значений – тепло быстро транспортируется от теплогенератора к отопительным приборам. Поэтому температурный режим позволяет широко применять полимерные трубы для монтажа. Они отличаются низкой стоимостью, удобством монтажа и продолжительным сроком эксплуатации.

Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет использовать котел для нужд ГВС. Реализуется нагрев воды обычно вторым контуром котла или подключением бойлера косвенного нагрева.

БКН можно подключить и к открытой системе – но режим и качество его работы будут намного уступать варианту использования в схеме закрытого типа.

Кроме БКН, принудительная циркуляция позволяет использовать особую разновидность водяного отопления – теплые полы и теплые стены. В этом случае трубы контуров выступают в качестве элемента теплоотдачи. Эта конфигурация отопления имеет массу особенностей. Подробнее о ней можно прочитать здесь.

Наряду с радиаторами и теплыми полами в закрытой системе отопления используются конвекторы. Они имеют трубопроводы теплообменника с небольшим сечением, поэтому использование их подразумевает наличие принудительной циркуляции.

Кроме массы достоинств система отопления закрытого типа обладает и недостатками.

Главный недостаток – полная зависимость от наличия электрической энергии. Второй недостаток – подпитка системы осуществляется принудительно – необходимо наличие напорного водопровода или ручного насоса подпитки.

Закрытая схема системы отопления – оптимальное техническое решение для организации обогрева частного дома. Она обладает широким спектром возможностей комбинирования оборудования, позволяет использовать тепло в различных направлениях, имеет экономный режим работы.

(Просмотров 1 005 , 3 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Пеллетные котлы отопления

Как меньше платить за воду по счетчику

Горячее водоснабжение частного дома

Почему радиаторы (батареи) отопления ставят под окнами?

Теплые полы

Как сделать дренажную систему и ливневую канализацию дома

Преимущества и недостатки закрытой системы отопления

На сегодняшний день закрытые системы отопления стали очень популярными. Это связано с тем, что такие отопительные конструкции имеют преимущества, перед открытыми аналогами:

• такая система может функционировать довольно продолжительный период без участия человека, что говорит о её автономности;
• возможность использования разных теплоносителей, которые испаряются в открытых конструкциях;
• поддержание постоянных показателей давления необходимых для нормального обогрева частного дома;
• монтаж такой конструкции при желании можно провести собственноручно;
• снижение общих финансовых затрат на организацию такой системы;
• высокий коэффициент теплоотдачи;
• исключается необходимость в организации теплоизоляции для магистрали, отпадает необходимость в выставлении чётких углов её наклона;
• не нужно постоянно добавлять теплоноситель в систему, так как исключается его испарение;
• равномерный обогрев отопительных приборов, влияющих на отопление помещений;
• уменьшение коррозийных воздействий на отопительное оборудование;
• быстрый подогрев теплоносителя.

Использование антифриза в качестве теплоносителя для закрытой отопительной конструкции — отличное решение. Это связано с тем, что в зимний период появляется возможность пользоваться отопительной системой периодически, не опасаясь замерзания теплоносителя.

Естественную циркуляцию теплоносителя в закрытой системе организовать сложно, поэтому необходимо устанавливать насос

Закрытые системы имеют и некоторые недостатки:

• монтаж закрытой отопительной конструкции предполагает покупку довольно большого расширительного бака (он стоит достаточно дорого);
• ещё одним недостатком считается постоянная потребность в электроэнергии (для работы циркуляционного насоса).

Выбор труб

Также, на выбор материала большое влияние оказывает котел, поскольку в случае с твердотопливным предпочтение следует отдать стальным, оцинкованным трубам или же изделиям из нержавейки, в связи с высокой температурой рабочей жидкости.

Однако, металлопластиковые и армированные трубы предполагают использование фитингов, что значительно сужает просвет, армированные полипропиленовые трубы будут идеальным вариантом, при рабочей температуре 70С, и пиковой – 95С.

Изделия из особого пластика PPS имеют рабочую температуру 95С, и пиковую – до 110С, что позволяет использовать в открытой системе.

5 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.

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.

https://youtube.com/watch?v=byi__g38hpY