Закрытая система отопления частного дома

Закрытая система, известная также как схема с принудительной циркуляцией теплоносителя, является главной схемой построения водяного отопления. Комплекс отопления закрытого типа для частного дома имеет общий принцип устройства и функционирования, обладает массой вариантов построения отдельных участков комплекса. Материал публикации дает обзор устройства системы отопления этого вида, оценивает ее преимущества и недостатки.

Устройство закрытой системы отопления

Циркуляция теплоносителя в системе отопления реализуется 2 способами:

1. Естественным (гравитационным);
2. Принудительным (с помощью насоса).

Естественная циркуляция теплоносителя реализуется за счет разницы плотностей (и соответственно, веса) холодной и горячей воды в системе отопления. Система отопления с естественной циркуляцией имеет ряд строгих требований к построению – необходимо соблюдать нормативные уклоны и диаметры трубопроводов, условия размещения теплогенератора и разгонного коллектора, расширительного бака открытого типа.

Закрытая система отопления отличается наличием обязательного набора элементов, движение теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционного насоса. Другими обязательными компонентами схемы являются:

1. Расширительный бак мембранного типа (экспанзомат);
2. Группа безопасности котла.

Закрытая схема отличается от открытой (с гравитационной циркуляцией) меньшим диаметром трубопроводов, равномерным распределением теплоты по отапливаемым помещениям, удобством регулирования.

В состав принципиальной схемы отопления закрытого типа входят следующие элементы:

1. Котел;
2. Циркуляционный насос;
3. Расширительный бак;
4. Группа безопасности котла;
5. Запорная и регулирующая арматура;
6. Приборы отопления;
7. Трубопроводы.

Системы отопления закрытого типа базируются на работе агрегатов, работающих на различных видах топлива:

1. Газовые котлы;
2. Жидкотопливные котлы;
3. Электрокотлы;
4. Твердотопливные котлоагрегаты;
5. Универсальные или комбинированные устройства.

Выбор теплогенератора производится по ряду критериев, прежде всего по доступности топлива. Наиболее выгодным считается использование газовых котлов, наиболее дорогой вариант – электрические котлы. Другие виды теплогенераторов отличаются меньшей популярностью, использование их зависит от конкретных условий.

Устанавливают насос системы отопления чаще всего на обратном трубопроводе поблизости к котлу. Температура теплоносителя в этой зоне имеет минимальное значение и создается наиболее выгодный, «щадящий» режим работы насоса, продлевающий его ресурс.

Для увеличения возможностей регулировки рекомендуется устанавливать многоскоростные насосы с несколькими ступенями скорости вращения двигателя. Циркуляционные насосы небольшой мощности зачастую устанавливают и в открытые системы – это значительно повышает эффективность работы комплекса, выравнивает температурный фон по протяженности сети отопления.

Для предохранения рабочего колеса устройства от попадания механических частиц, загрязнения и повреждения, на входе в насос следует устанавливать сетчатый фильтр. В открытых системах насос устанавливается на байпасе меньшего диаметра, в закрытой схеме – на основном трубопроводе. До и после насоса рекомендуется устанавливать шаровые краны – это упрощает снятие устройства, не требуется сливать воду со всей системы.

Следующий важный элемент схемы – расширительный бак ( экспанзомат ). Для закрытых комплексов отопления обычно применяются мембранные экспанзоматы. Эти устройства емкостного типа разделены пластичной мембраной на 2 камеры – воздушную и водяную. Водяная камера подключается к трубопроводу отопления, воздушная камера заполнена воздухом под давлением.

Основная функция расширительного бака – принятие дополнительного объема воды, образовавшегося при тепловом расширении теплоносителя. При других условиях некомпенсируемое давление повредит элементы отопления – отопительные приборы, трубопроводы, краны и так далее.

Дополнительная функция РБ – сглаживание пульсаций теплоносителя при работе насоса. Подключение устройства производится через запорное устройство (кран или вентиль). Объем расширительного бака обычно принимают равным 10 % от суммарного количества воды во всех частях сети. Подробнее о расширительных баках рассказано в отдельной статье.

Третий обязательный компонент системы –  группа безопасности . В ее состав включаются предохранительный сбросной клапан, автоматический воздухоотводчик, технический манометр (или термоманометр).

 Сбросной клапан необходим для аварийного сброса воды при превышении давления – обычно оно вызвано повреждением мембраны расширительного бака. Сброс излишка воды позволяет снизить давление и спасти от разрыва трубы, радиаторы, теплообменник котла. Заводская настройка срабатывания ПСК составляет 3,0 кгс/см².

Воздухоотводчик предназначен для удаления частиц воздуха из оборудования, манометр позволяет следить за величиной рабочего давления. Устройства группы безопасности могут устанавливаться отдельно, чаще всего они группируются на едином корпусе. Устанавливать группу безопасности рекомендуется на подающем трубопроводе, в наивысшей точке в районе котлоагрегата.

3 обязательных компонента закрытой системы – расширительный бак, циркуляционный насос, группа безопасности – устанавливаются либо отдельно, либо уже встроены в котел. Большинство настенных моделей имеют полный или частичный набор встроенного оборудования. В случае использования теплогенераторов со встроенными элементами рекомендуется проверить объем экспанзомата на предмет соответствия вместимости проектируемой системы отопления. Также не помешает просчитать на соответствие параметры насоса – напор и производительность.

Состав и характеристики остального оборудования и материалов – отопительных приборов, запорно-регулирующей арматуры, трубопроводов – зависит от конфигурации комплекса отопления. Система выполняется по 3 главным схемам:

1. Однотрубная;
2. Двухтрубная;
3. Коллекторно-лучевая.

Эти схемы, в свою очередь, имеют различные конфигурации и часто комбинируются между собой. В зависимости от этажности и архитектурных особенностей отапливаемого здания трубопроводы могут прокладываться горизонтально и вертикально, открытым и скрытым способом. Подключение радиаторов также производится различными способами – диагональным, боковым, нижним и другими.

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.

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.

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.

Источник: greypey.ru

Современные системы отопления

До недавнего времени повсюду применялось водяное отопление открытого типа. Но в таком варианте существуют некоторые минусы:

• открытый расширительный бак (постоянный доступ воздуха, отсюда коррозия внутри труб и радиаторов);
• по причине постоянного испарения возникает необходимость постоянного контроля уровня теплоносителя для избежания воздушных пробок;
• установка компенсирующего резервуара в самой верхней точке системы;
• расположение котла в низшей точке;
• трубы большого диаметра для более легкого прохождения воды;
• расположение труб только с соблюдением определенного уклона;
• возможность использовать в качестве теплоносителя только воду.

Из этого видео вы узнаете, как заполнить систему отопления, от А до Я:

Все это усложняет установку и дальнейшую эксплуатацию такого типа оборудования для обогрева зданий. Несомненным и, пожалуй, единственным плюсом является независимость такого способа от электричества.

Цепь отопления закрытого типа

Сейчас существует альтернатива такому виду обогрева, она оборудована закрытым баком для компенсации расширения теплоносителя и насосом для его принудительной циркуляции и называется закрытым отоплением. Эта система обладает очевидными плюсами:

• компенсационный или расширительный бак устанавливается в любом удобном месте;
• котел монтируется на удобной высоте, что дает возможность доступа для удобного обслуживания и эксплуатации;
• трубы монтируются без уклона и небольшого диаметра, циркуляцию носителя тепла обеспечивает насос;
• герметичность внутри дает возможность применять как обычную воду, так и любые антифризные составы, а также исключает коррозию.

Самая надежная система отопления:

Поскольку носитель тепла в системах такого типа приводится в движение посредством насоса, без электричества такая схема работать не будет, что является минусом.

Схема отопления для частного дома

В состав цепочки закрытого типа включают следующие элементы:

• оборудование генерирующее тепло (котел);
• фитинги для монтажа и трубы;
• разного вида запорная арматура;
• регистры, радиаторы или конвекторы;
• мембранного типа компенсационный бак;
• сбрасывающий клапан;
• обеспечивающий визуализацию параметра давления, манометр;
• защитная группа;
• подключаемый в схему циркуляционный насос.

Правильное заполнение системы отопления закрытого типа:

После запуска источника тепла, греется находящийся в системе теплоноситель, установленный на трубах обратного контура насос циркуляционного типа обеспечивает движение жидкости по всем элементам системы. Нагреваясь, теплонесущая жидкость расширяется, увеличивается в объеме который призван компенсировать бак с установленной в нем мембраной, при остывании теплоносителя происходит обратный процесс, и носитель из бака возвращается в контур системы. Для корректной работы такого отопления устанавливаются различные системы клапанов, обеспечивающих в экстренных случаях, сброс давления или жидкости.

Подбор оборудования, труб и радиаторов

Прежде чем приступить к выбору источника генерации тепла для закрытой системы отопления, необходимо взвешенно подойти к вопросу выбора вида энергии, из которой будет генерироваться тепло. Ведь на современном рынке представлено огромное количество электрических, на твердом и жидком топливе, а также газовых котлов. Нужно учесть все затраты на подключение и нюансы последующей эксплуатации и выбрать подходящий вариант, в зависимости от квадратуры и климата региона.

Двухконтурные газовые котлы с автоматическим управлением уже имеют в конструкции бак, компенсирующий давление и насос, отвечающий за циркуляцию. Если выбрать котел попроще, то необходимо докупать оборудование.

Расширительные баки бывают разборные (если лопнет мембрана, ее можно заменить самостоятельно) и неразборные при выходе из строя под замену идет полностью бак.

Объем бака для такого типа обогрева зданий напрямую зависит от нескольких параметров, и выбирать его нужно по ним:

• объема теплоносителя в системе (объем бака 10% от объема жидкости);
• максимального значения температуры.

Сердцем всей закрытой системы отопления частного дома является циркуляционный насос именно от его параметров будет зависеть дальнейшая эффективность ее работы. Выбор мощности насоса зависит от многих показателей протяженности и диаметра труб, материала из которого изготовлены теплообменники и их количества, режима эксплуатации. Если устанавливаться насос будет в жилом помещении, следует обратить внимание на уровень производимого шума, это может повлиять на качество проживания.

Как и где устанавливается расширительный бак для отопления:

Большое количество типов радиаторов позволяет сделать выбор согласно предпочтениям:

• радиаторы из чугуна массивные, обладают большим весом, долго набирают температуру, но в то же время медленно остывают, не боятся некачественной воды и перепадов давления;
• из алюминиевого сплава имеют красивую форму, небольшой вес, быстро нагреваются, но стоят дороже и боятся гидроударов;
• радиаторы из стали недорогие и неплохого качества;
• выполненные из биметаллического сплава, как правило, имеют хорошее качество, быстро греются и хорошо отдают тепло.

Для закрытого отопления частного дома лучше выбирать батареи исходя из их надежности. Более надежными считаются чугунные и биметаллические.

На рынке существует несколько типов труб:

• из разных металлов;
• из полимеров (пластик, полиэтилен и полипропилен).

При монтаже систем отопления с применением труб из любого металла потребуется сварка и большое количество сгонов, уголков и муфт. Применение металлопластиковых труб подразумевает большое количество фитинга и постоянный контроль соединений. Для закрытой цепи отопления чаще всего выбирают пластиковые трубы (за простоту монтажа и возможность скрывать трубы в стенах). Производители обычно указывают в характеристиках, можно ли использовать трубы в системах отопления или только для холодной воды.

В целях безопасности и сохранения целостности всей системы отопления закрытого типа требуется обязательно приобрести и установить защитные клапаны и манометр.

Простая система отопления в частном доме своими руками:

Источник: kaminguru.com

Открытая система отопления

В открытой системе теплоснабжения обязательно наличие расширительного бака, так как нагретая вода расширяется. Расширительный бак служит для приёма излишков воды при расширении и возврата её в систему при остывании, а также для удаления воды при чрезмерном её объёме. Бак герметичен не полностью, поэтому вода испаряется, вследствие чего необходимо постоянно возобновлять её уровень. В открытой системе отопления не используется насос. Система достаточно проста. Состоит из труб, стального расширительного бачка, радиаторов и котла. Применяются дизельные, газовые котлы и котлы на твёрдом топливе, кроме электрических.

В открытой системе отопления вода циркулирует медленно. Поэтому трубы при эксплуатации должны разогреваться постепенно, чтобы избежать их повреждения и закипания теплоносителя. Это может привести к преждевременному износу оборудования. Если в зимний период отопление не используется, то вода из системы обязательно сливается, во избежание замерзания трубопровода.

Чтобы циркуляция теплоносителя осуществлялась на необходимом уровне, необходимо производить монтаж отопительного котла в более низком месте системы, а в самом высоком устанавливать расширительный бак, например, на чердаке. Зимой расширительный бак необходимо утеплить. При установке трубопровода в открытой системе отопления требуется использовать минимальное количество поворотов, фасонных и соединительных деталей.

Закрытая система отопления

В закрытой системе отопления все элементы системы герметичны, отсутствует испарение воды. Циркуляция осуществляется при помощи насоса. Так называемая система с принудительной циркуляцией теплоносителя включает в себя трубы, котёл, радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос.

В закрытой системе отопления при повышении температуры клапан расширительного бака открывается и забирает излишки теплоносителя. При понижении температуры теплоносителя циркуляционный насос закачивает его обратно в систему. В данной системе отопления поддерживается давление в заранее установленных пределах. Благодаря этому, осуществляется функция деаэрации теплоносителя.

Для стабильной работы системы закрытого отопления также используется расширительный бак из высокопрочного металла. Это закрытый бак, состоящий из двух половин, завальцованных друг к другу.

Внутри располагается мембрана (диафрагма) из высокопрочной жаростойкой резины. Также внутри имеется небольшой объём газа (может быть азот, который закачивается на заводе-производителе, или воздух, накапливающийся в системе по необходимости). Мембрана разделяет бак на части: одна часть — куда поступают излишки воды при нагреве системы отопления, в другой части находится азот или воздух, не вступающие в прямое соприкосновение с водой. Таким образом, теплоноситель при нагреве поступает в расширительный бак и проникает в мембрану. При остывании теплоносителя газ, находящийся за мембраной, начинает выталкивать его обратно в систему.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

1. По месту размещения расширительного бака.В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
2. Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
3. В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы. Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
4. В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.
5. Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

• простое обслуживание системы;
• отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
• равномерный прогрев отапливаемого помещения;
• быстрый пуск и остановка системы;
• независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
• высокая надёжность;
• не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

• возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
• воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
• возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
• медленный нагрев системы после включения;
• необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
• невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
• достаточна громоздка;
• низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

• простой монтаж;
• нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
• возможность применения антифриза, не боясь размораживания системы отопления;
• путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
• из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
• самостоятельное регулирование давления;
• система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
• возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

• самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения;
• при работе насоса требуется электричество;
• для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор;
• при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
• размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
• бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
• возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней для него.

Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

Источник: teplo.guru