Закрытая система отопления дома. Так ли она хороша?

Закрытые системы отопления плотно ворвались в обиход современного домостроения. Не смотря на свою энергозависимость, требующую постоянную работу насосов, системы имеют много возможностей для оптимизации работы отопления. Давайте разберем, чем так хороша закрытая система обогрева дома.

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.

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.

Давление в закрытой системе отопления

В закрытых отопительных контурах используются три вида насосов. Дифференцируются они по напору водяного столба:

Соответственно и давление распределяется в пропорциях:

Для частного домовладения площадью порядка двухсот квадратных метров достаточно напора 4 метра. Если площадь триста квадратных метров, то потребуется насос 0,6 бар, а если площадь более 500 метров квадрантных, то необходим будет давление 0,8 бар. На всех насосах существует маркировка технических показателей. Давление сравнительно небольшое, присутствуют также предохранительные клапана, взрыв в закрытых тепловых контурах невозможен.

Расширительный бак для закрытой системы

Как работает расширительный бак

Расширительный бак подбирается исходя из расчета объема жидкости в закрытой системе отопления. При кипении вода увеличивается в объеме в среднем на 5,5%, соответственно и объем емкости должен иметь одну десятую часть от общего объема теплоносителя. Расширительный бак помогают ликвидировать слишком большое количество воды, что крайне важно в плане безопасности.

Конструкция состоит из двух блоков:

1. Корпус сделан из нержавейки.
2. Мембрана.

Одна часть емкости заполняется воздухом, в нижний отсек попадает лишняя вода. При повышении температуры мембрана сжимается, регулируя поступление жидкости. Емкость монтируется рядом с котлом, она является эффективным инструментом для предотвращения прорыва контура и аварии.

Первый тип мембран поменять нельзя, сменная мембрана делается из резины, ее можно заменить самостоятельно. Монтируются такие элементы на фланцах емкости.

Как заполнить закрытую систему

Начало работ стартует с изоляции всех отопительных устройств от магистралей. Используются для этого краны. Включается подпитка из водорода, контуры постепенно заполняются, воздух при этом постепенно выходит.

После того, как давление станет один бар (отслеживаем показания манометра), прекращаем подачу водорода, активируем насос, чтобы убрать оставшийся воздух. Поочередно следует откручивать краны, спускать воздух, используя устройство Маевского. После этого запускается котел и насос, прогреваем теплоноситель и еще раз делаем продувку в батареях. После этой операции давление поднимается до 2,2 бар, температура в котле не превышает 85 градусов по Цельсию.

Система надежно предохраняется от проникновения воздуха, тем не менее, убрать на 100% весь воздух невозможно. Со временем он накаливается и может стать причиной возникновения закупорок, что приводит к сбою в работе. Кран Маевского является эффективным средством для ликвидации излишков воздуха. Также используются активно сепараторы, которые находятся в самом контуре.

Для более рациональной работы на всех закрытых контурах применяется термостат, он дает возможность серьезно энергию

Популярные схемы закрытой системы

Разводки в нагревательных блоках существуют:

Лучевая

Каждый радиатор получает автономно свою порцию теплоносителя, все они подключены к одному источнику. Лучевая компоновка надежна, в монтаже и обслуживании проста. Разводка устанавливается в полу. Трубы используются сечением шестнадцать миллиметров. Самые дальние трубы применяются до 22 мм. Сечение магистрали котла 26 мм (DN 20).

Двухтрубная

Происходит циркуляция нагретого теплоносителя. Эта модель закрытой системы отопления самая популярная и существует в 80% объектов. Разновидность двухтрубной компоновки – это петля Тихельмана (попутная). В этом случае охлажденная вода протекает в одном направлении вместе с водой горячей.

Такая компоновка проста и надежна, монтировать ее также весьма несложно. В частных домах площадью до 220 кв. метров (2 этажа) рекомендуется трубы применять DN 16, а также 20 мм. При этом внешний диаметр составляет 22 — 25 мм

Петлю Тихельмана монтировать непросто, слишком много труб приходится монтировать и стоимость по этой причине возрастает.

Однотрубная

Батареи в однотрубной закрытой системе отопления взаимодействуют с одной магистралью. Она присутствует по всему периметру помещения. Недостаток такой системы в том, что отдаленные батареи получают наименьшее количество тепловой энергии. Вода движется только по оной трубе. Есть горизонтальный контур однотрубный (втрое название «Ленинградка». Также встречаются модели вертикальные, вода распределяется от стояков, встречается чаще всего в малоэтажных загородных домах Оптимальное количество батарей для такой схемы не должно превышать пяти. Если компоновка вертикальная, здание может быть высотой до трех этажей. Однотрубная схема достаточно «привередлива», настраивать ее должен специалист с опытом работы.

Как из открытой сделать закрытую систему

Встречаются часто варианты, когда открытая система отопления переделывается в закрытую. Чтобы успешно реализовать задуманное требуется в первую очередь поменять емкость, установив в ней «обратку» с терморегулятором. Впереди насоса монтируется фильтр, прежняя емкость демонтируется и снимается. С использованием сварки несложно переделать систему в закрытый контур, который будет прикреплен к новой емкости.

Подобные манипуляции следует проводить вместе с установкой насоса. Дополнительно следует поставить:

Котел для закрытой системы

Закрытая система функционирует с самым разным топливом и котлами, в этом плане подобные агрегаты универсальны. Прежде че выбирать котел, необходимо провести соответствующие расчеты системы отопления. Мощность котла напрямую зависит от количества квадратных метров, которые придется обогревать. А точнее от теплопотерь дома. Существуют специальные формулы, сама калькуляция не представляет никакой сложности. Есть котлы:

Рекомендуется помнить: не все угольные котлы рассчитаны на давление выше 1 атм. Особенно самодельные. При переводе на закрытую систему отопления с открытой. Следует это иметь в виду.

Открытая или закрытая система. Что лучше?

Закрытые системы выгодно использовать, но не во всех населенных пунктах есть бесперебойное снабжение, например, электричеством. В зимнее время это может обернуться неприятностями.

В открытой и закрытой системе отопления есть свои достоинства и недостатки, пальму первенства нельзя отдать ни одной из них. Профессиональный правильный монтаж открытой системы также может гарантировать длительный срок безаварийной эксплуатации. Выбор определяется спецификой объекта и самого региона, где дом находится.

Если вы хотите достичь максимальной экономии, то следует смотреть в сторону закрытой системы. За счет точного регулирования можно снизить затраты до минимума. Если хотите максимально простой вариант, то, возможно, открытая система отопления – ваш выбор.

Отопление закрытого типа в частном доме

В последние несколько лет все более популярной становится закрытая система отопления. Отопительное оборудование становится все более дорогим, и хочется, чтобы оно служило дольше. В системах закрытого типа практически исключена возможность попадания внутрь свободного кислорода, что продлевает срок эксплуатации оборудования.

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.

Составляющие и их назначение

В общем закрытая система отопления состоит из определенного набора элементов:

• Котел с группой безопасности. Тут есть два варианта. Первый — группа безопасности встроена в котел (газовые настенные котлы, пеллетные и некоторые газогенераторные на твердом топливе). Второй — в котле группы безопасности нет, тогда ее устанавливают на выходе в подающем трубопроводе.
• Трубы, радиаторы, водяной теплый пол, конвекторы.
• Циркуляционный насос. Обеспечивает движение теплоносителя. Ставится в основном на обратном трубопроводе (тут ниже температуры и меньше возможностей перегрева).
• Расширительный бачок. Компенсирует изменения объема теплоносителя, поддерживая стабильное давление.

Теперь подробнее о каждом элементе.

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

Группа безопасности

Ставится группа безопасности на подающий трубопровод на выходе из котла. Она должна контролировать его работу и параметры системы. Состоит из манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Группа безопасности котла ставится на подающем трубопроводе до первого ответвления

Манометр дает возможность контролировать давление в системе. По рекомендациям оно должно находится в пределах 1,5-3 Бар ( в одноэтажных домах это 1,5-2 Бар, в двухэтажных — до 3 Бар). При отклонении от данных параметров надо принимать соответствующие меры. Если давление упало ниже нормы, надо проверить нет ли где течи, а потом добавить некоторое количество теплоносителя в систему. При повышенном давлении все несколько сложнее: необходимо проверить в каком режиме работает котел, не перегрел ли он теплоноситель. Также проверяется работа циркуляционного насоса, корректность работы манометра и предохранительного клапана. Именно он должен сбрасывать излишек теплоносителя при превышении порогового значения по давлению. К свободному патрубку предохранительного клапана подсоединяют трубу/шланг, которую выводят в канализацию или дренажную систему. Тут лучше делать так, чтобы была возможность контролировать срабатывает ли клапан — при частом сбросе воды надо искать причины и устранять их.

Состав группы безопасности

Третий элемент группы — автоматический воздухоотводчик. Через него выводится воздух, попавший в систему. Очень удобное устройство, которое позволяет избавиться от проблемы воздушных пробок в системе.

Группы безопасности продаются в собранном виде (на фото выше), а можно купить все устройства отдельно и подключить их при помощи тех же труб, которыми делали разводку системы.

Расширительный бак для закрытой системы отопления

Расширительный бак для предназначен для компенсации изменения объема теплоносителя в зависимости от температуры. В закрытых системах отопления это герметичная емкость, разделенная эластичной мембраной на две части. В верхней части находится воздух или инертный газ (в дорогих моделях). Пока температура теплоносителя невысока, бачок остается пустым, мембрана расправлена (на рисунке картинка справа).

Принцип работы мембранного расширительного бачка

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ (на картинке слева). На манометре это отображается как повышение давления и может служить сигналом для уменьшения интенсивности горения. В некоторых моделях есть предохранительный клапан, который при достижении порогового значения давления сбрасывает излишек воздуха/газа.

По мере остывания теплоносителя, давление в верхней части бачка выдавливает теплоноситель из емкости в систему, показатели манометра приходят в норму. Вот и весь принцип работы расширительного бачка мембранного типа. Кстати, мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.

Виды мембран для расширительных бачков в системах закрытого типа

Расчет объема

Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака должен составлять 10% от общего объема теплоносителя. Это значит, что вы должны посчитать, сколько воды поместится в трубах и радиаторах вашей системы (есть в технических данных радиаторов, а объем труб можно посчитать). 1/10 часть от этой цифры и будет объемом необходимого расширительного бака. Но эта цифра справедлива только если теплоноситель — вода. Если используется незамерзающая жидкость, размера бака увеличивается на 50% от рассчитанного объема.

Вот, пример расчета объема мембранного бака для закрытой системы отопления:

• объем системы отопления составляет 28 литров;
• размер расширительного бака для системы, заполненной водой 2,8 литра;
• размер мембранного бака для системы с незамерзающей жидкостью — 2,8 + 0,5*2,8 = 4,2 литра.

При покупке выбираете ближайший больший объем. Меньший не берите — лучше иметь небольшой запас.

На что обратить внимание при покупке

В магазинах есть бачки красного и синего цвета. Для отопления подходят бачки красного цвета. Синие конструктивно такие же, только они предназначены для холодной воды и высоких температур не переносят.

На что еще обратить внимание? Есть два вида бачков — со сменной мембраной (называются они еще фланцевыми) и с незаменяемой. Второй вариант дешевле, причем значительно, но если повредится мембрана, покупать придется все целиком. Во фланцевых моделях покупают только мембрану.

Место для установки расширительного бака мембранного типа

Обычно ставят расширительный бачок на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по ходу движения теплоносителя). В трубопровод устанавливается тройник, к одной его части подсоединяется небольшой отрезок трубы, а к ней, через фитинги, подключается расширитель. Размещать его лучше на некотором расстоянии от насоса, чтобы не создавались перепады давления. Важный момент — участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.

Схема установки расширительного бака для отопления мембранного типа

После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива еплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это снова-таки облегчает монтаж/демонтаж.

Обратите внимание, что в некоторых котлах имеется расширительный бак. Если его объема достаточно, установка второго не требуется.

Пустое устройство весит не так много, но заполненное водой имеет солидную массу. Потому необходимо предусмотреть способ закрепления на стене или дополнительные опоры.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность закрытой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материала и диаметра труб, количества и типа радиаторов, наличия запорной и терморегулирующей арматуры, протяженности труб, режима работы оборудования и т.д. Чтобы не вдаваться в тонкости расчета мощности, циркуляционный насос можно выбрать по таблице. Выбираете ближайшее большее значение по отапливаемой площади или планируемой тепловой мощности системы, в соответствующей строке в первых колонках находите требуемые характеристики.

Можно параметры циркуляционного насоса выбрать по таблице

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

Как заполнить систему отопления закрытого типа

В самой нижней точке системы, как правило, на обратном трубопроводе, для запитки/слива системы устанавливают дополнительный кран. В простейшем случае это тройник, установленный в трубопроводе, к которому через небольшой участок трубы присоединен шаровый кран.

Простейший узел для слива или залива теплоносителя в систему

В этом случае при сливе системы надо будет подставлять какую-либо емкость или подключать шланг. При заливе теплоносителя к шаровому крану подключается шланг ручного насоса. Это незамысловатое устройство можно взять на прокат в магазинах сантехники.

Есть второй вариант — когда теплоноситель это просто водопроводная вода. В этом случае водопровод подключается или к специальному входу котла (в настенных газовых котлах), или к аналогично установленному на обратке шаровому крану . Но в этом случае для слива системы необходима другая точка. В двухтрубной системе это может быть один из последних в ветке радиаторов, к нижнему свободному входу которого устанавливают шаровый кран слива. Другой вариант представлен на следующей схеме. Тут изображена однотрубная система отопления закрытого типа.

Схема закрытой однотрубной системы отопления с узлом запитки системы