Твердотопливный котел: открытая или закрытая система отопления?

Твердое топливо в отличие от газа характеризуется продолжительным периодом горения. Закладка дров или угля обладает большим количеством тепла, и не может быстро остыть даже при полном перекрытии доступа воздуха в топку. Поэтому системы отопления с твердотопливным котлом имеют особенности эксплуатации и требуют дополнительных мер предосторожности.

Теплоноситель при нагревании увеличивается в объеме. Если в системе отопления не предусмотреть отвод для лишней воды, то это приведет к неминуемой аварийной ситуации с разрывом труб или радиаторов и даже к взрыву котла. Чтобы этого не случилось, систему отопления оснащают расширительным баком для избытка воды.

Расширительнее баки могут быть открытыми и закрытыми. В системах с твердотопливным котлом рекомендуется использовать именно открытые расширительные баки.

Неопытные мастера, не понимая всей опасности, подсоединяют твердотопливные котлы к системам закрытого типа. Они игнорируют требование производителей любых твердотопливных котлов, и тем самым теряют гарантию. То же касается и каминов с водяным отопительным контуром.

Правила монтажа системы ЦО

Закрытая и открытая система отопления отличается типами расширительных баков. В первом случае – это закрытый бак с предохранительным клапаном. В замкнутой системе при расширении воды возникает избыточное давление, которое приводит к уменьшению точки кипения. Для твердых котлов, обладающих большой инерцией это недопустимо. Их следует использовать с открытыми баками, которые даже в случае переполнения не приводят к росту давления в системе.

Немалое значение имеет и правильный выбор диаметра труб системы обеспечения защиты котла. Их пропускная способность должна быть достаточной. Обычно вся необходимая информация о диаметре труб содержится в сопроводительной документации котла. Монтажники должны соблюдать требования производителя, а если они пытаются что-либо сделать «напрямую» или по-своему, то это должно вызывать недоверие заказчика.

Выбор расширительного бака

Объем расширительного бака для твердотопливной системы отопления должен быть таким, чтобы он мог обеспечить прием всех излишков воды, нагретой до температуры 100°С. Если за исходную точку брать температуру 20°С, то (с учетом коэффициента температурного расширения воды) объем теплоносителя увеличится на 4%. Так, 1000 литров воды при нагревании до 95°С прибавят в объеме 38 л. Лишнему объему нужно куда-то деваться, иначе порвутся трубы, радиаторы или другие элементы системы.

Низ открытого расширительного бака должен быть самой высшей точкой системы. В самом баке циркуляция практически отсутствует, поэтому температура воды в нем лишь ненамного выше температуры окружающей среды. Это означает, что располагать такой бак нужно только в отапливаемом помещении. В противном случае вода в нем может замерзнуть и закупорить систему защиты котла. Если расширительный бак приходится располагать, например, на холодном чердаке, то необходимо выполнить утепление и обеспечить достаточную циркуляцию внутри бака. Для утепления подходят различные типы вспененной теплоизоляции, но не волокнистой, т.к. вата может намокнуть.

Трубы предохранительной системы

Котел соединяется с расширительным баком предохранительной трубой. Ее диаметр при работе с котлами мощностью до 30 кВт должен быть не менее 25 мм. Она может одновременно выполнять функцию расширительной трубы на участке от котла до нижней точки расширительного бака. В идеале предохранительная труба монтируется над котлом вертикально, но если ее необходимо сместить в сторону, то горизонтальный участок должен быть минимальным. Строго не рекомендуется опускать трубу ниже котла. При этом все изгибы следует выполнять не коленями, а плавными дугами. Также важно, чтобы на этом участке не было никаких препятствий, увеличивающих гидравлическое сопротивление, типа отсекающих кранов и т.п.

Однако монтажники, не имеющие должной квалификации, часто нарушают вышеописанные правила. Для удобства демонтажа котла они устанавливают отсекающий краны, в том числе, и на предохранительной трубе. И хотя хозяева предупреждены о том, что краны должны быть открыты перед розжигом котла, риск отсечения предохранительного контура все же присутствует. В данном случае причиной аварии становится человеческий фактор. Но не будь этих кранов, не было бы и аварии!

Переливная труба служит для удаления из расширительного бака избытка воды. Важно, чтобы ее диаметр не был меньше предохранительной трубы. На ней тоже нельзя монтировать краны. Вода по ней должна протекать свободно. Она ведет вниз к котельной. Ее обычно прокладывают совместно с сигнальной трубой. Это делается для того, чтобы оператор котла, заметив возможный перелив воды, принял соответствующие меры, – в частности, ограничил приток воздуха в топку. Сигнализирующая труба на конце имеет отсекающий кран. Также в нее вмонтирован манометр, показывающий давление водяного столба, по которому можно судить о степени наполнения расширительного бака.

Если расширительный бак устанавливается в не отапливаемом помещении, то его не только утепляют, но и обеспечивают в нем циркуляцию воды, за счет подвода специальной (циркуляционной) трубы.

В случае перелива воды из расширительного бака систему после остывания нужно пополнить. Долив воды может сделать автоматическим, если подвести к баку холодную воду и установить поплавковый клапан.

Воздушная (атмосферная) труба

Открытый расширительный бак сообщается с атмосферой через воздушную трубу, диаметр которой должен быть не менее 15 мм. При поступлении или оттоке воды из бака, давление в нем уравновешивается. Очень важно, чтобы атмосферная труба не была ничем закупорена. Ее верхний конец загибают книзу, чтобы исключить возможность случайного закупоривания.

Почему противопоказан предохранительный клапан?

В открытых системах вода контактирует с воздухом и насыщается кислородом. Для металлических частей системы это неблагоприятный факт. Зная об этом, многие монтажники предлагают заказчикам вариант закрытой системы. Но совместно с твердотопливным котлом такая система становится чрезвычайно опасной. Бывали случаи, что после подобной «модернизации» взрывались котельные и калечились люди.

Предохранительные клапаны в системах с твердотопливными котлами не подходят, поскольку они открываются только под определенным давлением. Нередко они начинают стравливать, когда вода в системе нагревается выше 100°С. Но большинство твердотопливных котлов рассчитаны на работу в открытых системах, где избыточное давление отсутствует. В этом кроется главная проблема несовместимости такого оборудования.

Надо заметить, что существуют твердотопливные котлы, специально предназначенные для работы в закрытых системах. Их элементы выдерживают высокое давление, и потому не являются потенциально опасными при критическом перегреве теплоносителя. Кроме того, в их основании находятся устройства для отвода избытка тепла.

К модернизации предохранительной системы своими силами следует относиться с большой настороженностью, а еще лучше отказаться от нее. Полная безопасность работы такой системы без проверки квалифицированными специалистами не может быть гарантированна.

Большая часть твердотопливных котлов, представленных на современном рынке, не предназначена для работы в закрытых системах. Причем это касается и котлов, работающих на пеллетах. Однако монтажники продолжают собирать закрытые системы, не взирая на рекомендации производителей. Но количество функционирующих потенциально аварийных систем, не свидетельствует об их безопасности. Это мины замедленного действия. Вопрос их срабатывания – вопрос времени. Рано или поздно, котел перегреется и тогда авария неминуема.

Хочется предостеречь заказчиков от агитации нерадивых монтажников. Никогда не стоит соглашаться на установку твердотопливного котла в закрытой системе, если он для этого не предназначен. А также не стоит соглашаться на упрощение предохранительной системы и всяческие «ноу-хау», не вписывающиеся в нормативы. Помните, что автоматическим воздушным клапаном нельзя заменить воздушную трубу, а на предохранительных трубах не должно быть никаких кранов.

Обычные твердотопливные котлы могут совмещаться с закрытыми системами только в случае разделения на два независимых контура. Данная схема использует теплообменник, в который поступает вода от котла с открытым расширительным баком, и радиаторный контур с закрытым мембранным баком. Разделение контуров дает возможность продлить жизнь радиаторам, и при этом не снижает безопасность котла. Однако экономическая выгода такого решения наблюдается только при значительной отапливаемой площади.

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.