Закрытая система отопления схема

Двухтрубные системы отопления многоквартирных домов

Системы отопления многоэтажных домов бывают следующих видов:

• вертикальные: однотрубные, двухтрубные;
• горизонтальные: с двухтрубными вертикальными стояками и однотрубными горизонтальными квартирными контурами, с двухтрубными вертикальными стояками и двухтрубными горизонтальными квартирными контурами.

Вертикальный тип системы означает, что через квартиру из нескольких комнат проходят несколько вертикальных стояков минимум по одному на комнату. Поквартирный учет потребленного тепла в этом случае невозможен. Схемы таких систем показаны на рисунке ниже.

1. Схемы вертикальных систем многоэтажных домов. а) однотрубная, б) двухтрубная.

Горизонтальный тип предполагает вертикальные стояки на лестничных клетках с индивидуальными двухтрубными вводами в квартиры, позволяющими устанавливать квартирные счетчики тепла, конструктивно входящие в состав квартирного узла регулирования и учета тепла (КУРУ), расположенного внутри или вне квартиры.

После ввода в квартиру отопительные трубы могут обходить ее по периметру или прокладываться радиально от входной двери. Для периметральной горизонтальной схемы понадобятся трубы и фитинги разных диаметров, повышающие стоимость. Расчет такой системы довольно сложен. Для радиального варианта прокладки нужны трубы и фитинги одного типоразмера, например, Ду 15 или 20 мм.

Расчет такой схемы легко выполняется вручную. Недостаток заключается в необходимости пропустить все трубы через проем входной двери. Обе горизонтальные двухтрубные схемы показаны на рисунке ниже.

2. Двухтрубные горизонтальные квартирные системы. а) периметральная схема, б) радиальная схема

Что означает термин «закрытая система» при централизованном отоплении

Любая из вышеперечисленных систем может быть «закрытого (независимого) типа». Это означает отсутствие общих участков, разобщенность между внутридомовым контуром отопления и наружными теплосетями. Вода внутри системы отопления дома (часто деаэрированная и содержащая антикоррозионные присадки) движется побуждаемая циркуляционным насосом. Нагревается она от первичной воды внутри водоводяного теплообменника (как и вода в контуре горячего водоснабжения).

Конструктивно проста зависимая схема системы внутридомового отопления, выполняющая смешивание обратного потока своей воды с высокотемпературной сетевой водой посредством смесительного устройства – водоструйного элеватора или насоса.

Еще проще прямоточная схема присоединения наружной и внутридомовой сети, когда вторая является простым продолжением первой.

Такой вариант возможен, если наружная вода не слишком горяча. Подобная ситуация возникает при отоплении от одной маломощной котельной ряда близкорасположенных зданий.

Три вышеупомянутые схемы присоединения показаны на следующих рисунках а), б) и в) соответственно.

3. Схемы присоединения внутридомовых систем к наружным трубопроводам.
1 – циркуляционный насос; 2 –насос подпитки; 3 – водо-водяной теплообменник; 4 – расширительный бак; 5 – отопительные приборы; 6 – подающий трубопровод «подачи»; 7 –трубопровод обратный; 8 – смесительное устройство.

Первая схема (закрытая) подобна схемам отопления частных домов с заменой котла на теплообменник. В составе схемы обязательно присутствует расширительный бак, установленный в верхней точке системы и связанный непосредственно с атмосферой, т.е. «открытый». Воздух, растворенный в воде, стремится двигаться вверх, достигает горизонтальной воздушной магистрали, присоединенной к открытому баку, выходя через него наружу. Авария на наружном участке теплосети не вызывает прекращения циркуляции тепплоносителя в закрытой системе.

Вертикальная комбинированная (с верхней и нижней разводкой магистралей) двухтрубная система отопления закрытого типа показана на рисунке ниже.

4 Схемы двухтрубной системы отопления с верхней (а) и нижней (б) разводкой магистралей.

Зависимая и прямоточная схемы (рис.3б и 3в) не содержат темлообменников, расширительных баков и насосов, располагаемых в централизованных или индивидуальных теплопунктах (ЦТП, ИТП). Конструкция и обслуживание внутридомовых закрытых систем проще при одновременном усложнении схем ЦТП (ИТП).

Большинство систем отопления многоэтажных домов в России оснащены именно открытыми расширительными баками, являясь одновременно насосными. Поэтому неверно говорить, что открытый бак – это принадлежность исключительно самотечных (гравитационных) систем отопления.

Что подразумевается под «закрытой системой» в малоэтажных (частных) домах

Основным признаком отнесения системы отопления частных домов к закрытому/открытому типам является конструкция расширительного бака. Открытый, связанный непосредственно с атмосферой бак – система открытая. Герметически закрытый мембранный бак – система закрытая. Такая классификация сложилась в русскоязычном сегменте Интернета по факту.

Назначение расширительного бака интуитивно понятно – компенсировать изменения объема жидкого теплоносителя в системе отопления при колебаниях его температуры. Нагрев теплоносителя (воды, антифриза) вызывает увеличение его объема (вода, нагретая от 0 °С до 100 °С прирастает в объеме на 4,33 %), растет давление в трубах (в среднем на 1,2 – 2,2 бара/°С) и радиаторах, повышая вероятность аварийных ситуаций. Установленный в системе расширительный бак способен временно принять внутрь себя избыток нагретого теплоносителя. Остывшая жидкость сжимается и покидает внутренний объем бака.

Открытый расширительный бак – это негерметичная емкость со съемной (подъемной) крышкой и сливным патрубком, устанавливаемая в верхней точке системы, куда под действием архимедовой силы движутся через стояки пузырьки растворенного в воде воздуха, выходя в атмосферу. Имеет место и обратное движение – атмосферный воздух насыщает объем нагретой жидкости в баке, попадая внутрь системы, когда теплоноситель сжимается после охлаждения.

Исключают попадание атмосферного воздуха внутрь систем отопления современные мембранные расширительные баки, устройство которых показано на рисунке ниже.

5. Устройство мембранного расширительного бака.

Внутри него находится упругая мембрана (диафрагма), разделяющая внутреннюю герметичную полость бака на воздушную и водяную камеры. Продвинутые модели содержат вместо воздуха азот. Газ закачивают в бак под избыточным давлением, прогибающим мембрану в сторону входного водяного патрубка. Растущее давление нагреваемого теплоносителя заставляет мембрану сжимать газ. Процесс продолжается, пока оба давления (жидкости и газа) не уравновесятся.

Мембранный бак можно устанавливать в любой точке системы. Лучшим местом считается точка на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом. Запас жидкости внутри бака предупреждает возникновение кавитации во входном патрубке насоса.

Стремясь предотвратить «завоздушивание» водяной камеры расширительного бака воздухом, растворенным в теплоносителе, входной патрубок обращают вверх, как показано на рисунке ниже.

6. Способы установки расширительного мембранного бака.

Дополнительно такой способ установки обеспечивает снижение температуры теплоносителя в баке, предохраняя мембрану от тепловых нагрузок. Мембраны высокого качества способны длительно выдерживать любые температуры теплоносителя, что позволяет рекомендовать оба способа установки расширительных баков.

Схемы современных систем отопления закрытого типа для частных домов

Индивидуальные дома рекомендуется оснащать двухтрубными системами отопления с принудительной циркуляцией. Схемы их могут быть вертикальными, похожими на схему рис. 4 с котлом вместо теплообменника (поз.9) и закрытым мембранным расширительным баком, присоединенным посредством короткой трубы в той же точке перед насосом.

Но сверлить потолок и полы во всех комнатах, пропуская вертикальные двухтрубные стояки, нерационально. Правильнее использовать горизонтальные двухтрубные системы, показанные на рис.2. Комнаты каждого этажа частного дома обойдут последовательно периметральные горизонтальные отопительные контуры, связанные единственным двухтрубным стояком, как показано на рисунке ниже.

7. Двухтрубная горизонтальная схема отопления двухэтажного дома.

Радиаторы этажных контуров последней схемы, называемой тупиковой, подключены к отпительным трубам («подаче» и «обратке») боковым способом. Он может быть нижним, когда магистральные трубы и радиаторные подводки прячут под декоративным плинтусом, или диагональным, обеспечивающим максимальное обтекание отопительного прибора теплоносителем. Всем способам исполнения тупиковой схемы присущ общий недостаток – различные гидравлические сопротивления пути теплоносителя через радиаторы, обусловленные разной длиной отопительных труб. Наименьшее гидросопротивление имеют ближайшие к этажному вводу радиаторы, они обтекаются теплоносителем интенсивнее других и нагреты сильнее последних приборов этажного контура.

Балансировать тупиковую схему непросто, приходится долго открывать/закрывать радиаторные краны, добиваясь равномерного прогрева радиаторов. Свободна от этих недостатков горизонтальная двухтрубная схема Тихельмана (попутная схема) отопления двухэтажного дома, показанная на рисунке ниже.

8. Горизонтальная двухтрубная схема Тихельмана.

Здесь суммарная длина труб отопления до любого радиатора в этажном контуре одинакова. Ближайшие к этажным вводам радиаторы имеют минимальной длины трубы «подачи», но максимальные длины «обраток». Наиболее удаленные получают теплоноситель по самым длинным трубам, а отдают – по наиболее коротким. Результат – все радиаторы прогреты равномерно, сама же схема балансировки не требует, хотя и проигрывает тупиковой по суммарной длине труб.

Заключение

Двухтрубные закрытые схемы отопления по-разному понимаются во много и малоэтажном (индивидуальном) строительстве. Двухтрубный вариант отопления «многоэтажек» в российских реалиях остается маловостребованным, используемым только в высокодоходных новых домах. Индивидуальный сегмент строительства активно использует закрытые двухтрубные варианты систем отопления домов, отдавая предпочтение стабильно работающим, экономичным схемам.

Как же действует открытая система отопления?

Чтобы запустить систему, нет необходимости устанавливать насос. Теплоносители постоянно находятся в замкнутой системе, поэтому нет никаких потерь. Монтаж системы отопления настолько прост, что не требует специальных навыков.

Система отопления открытого типа

Каковы же главные части системы?

1. Газовый или твердотопливный котел. Потребитель для себя может выбрать оптимальный вариант, отвечающий желаемым требованиям;
2. Радиаторы отопления. Можно сделать свой выбор как в пользу чугунного, так и стального;
3. Расширительный бачок из стали;
4. Трубы.

Как же работает система отопления открытого типа?

Первым делом идет подогрев воды в котле. Затем горячая вода под напором поступает в трубы и достигает зоны низкого давления. После того, как горячая вода совершит полный водоворот и отдаст тепло, она возвращается в начальную точку – котел. В связи с тем, что под действием высоких температур вода расширяется, необходим в системе расширительный бак. Он выполняет роль компенсатора лишнего объема воды. Бак является предметом, который запаян не герметично. Для облегчения запуска системы отопления необходимо установить врезной кран. С его помощью из системы удаляется воздух. Принцип работы открытой системы отопления делят на два этапа:

• «Подача». Вода нагревается, поступает по трубам в радиаторы и обогревает помещение;
• «Обработка». Остывшая вода из радиаторов по трубам возвращается в котел.

Особенности обустройства открытой системы отопления:

• Обязательно располагайте расширительный бак выше уровня остальных приборов системы отопления;

• Для лучшего прогревания помещения используйте трубы большего диаметра. Это позволит воде лучше циркулировать в системе;

• В качестве теплоносителя выберите воду, а не антифриз;
• Поскольку вода при нагревании способна испаряться, важно контролировать ее уровень в котле и вовремя пополнять запасы.

Можно ли самостоятельно смонтировать открытое отопление?

С монтажом открытой системы отопления не нужно обладать сверхспособностями, важно внимательно изучить такой вопрос, как схема работ. Первым делом, установите котел. Разместить его можно на полу или же подвесить для экономии места. Мощность котла выбирайте в зависимости от того, какую площадь помещения планируете отопить.

Вторым этапом станет распределение и установка радиаторов. Рассчитайте их количество, исходя из площади комнаты. Один радиатор способен отопить до 1 кв.м. жилой площади. Не хотите радиатор, закрепите трубу диаметром 10 см. Ее можно пустить по всему дому и вернуть обратно к котлу. Для более лучшей циркуляции воды, закрепите трубу под наклоном. Что касается бака, его можно установить на обратке недалеко от котла.

Установка радиаторов отопления

Есть еще один вариант монтажа открытого отопления. Открытое отопление можно разместить вертикально, при этом бак устанавливают на чердаке. Чтобы бак не пострадал от перепада температур, позаботьтесь о его утеплении.

Особое внимание уделите расчетам объемов расширительного бака. При неправильном расчете вы рискуете взрывом. Бак разорвет от действия повышенного давления.

Поговорим о подборе частей для открытого отопления:

• Котел лучше разместить в отдельной постройке. При этом к нему в свободном доступе должен поступать воздух. На полу постелите материал, который не вспыхнет при пожаре. Для этого лучше полы просто забетонировать. Измерьте площадь помещения. Исходя из этих расчетов, вы сможете рассчитать необходимую мощность котла. Котел сможет работать как на газу, так и на дровах.
• Радиаторы лучше выбрать стальные. Монтаж их осуществляется таким образом, чтобы они были размещены от стены на расстоянии 5 см. Радиаторы можно монтировать под подоконниками. В таком случае они защитят комнату от внешнего холода, играя роль завесы. От пола отступите не менее 40 см. Чтобы обогреть комнату площадью в 15 кв.м. вам нужно установить радиатор не менее 100 см.

Металлические радиаторы

• Трубы. По старинке использовали медные трубы. Однако они себя не оправдали. Медные трубы дорогостоящие и быстро ржавеют. Оптимальным вариантом станет выбор в пользу пластиковых труб. Их диаметр не менее 32 мм. Рассчитывайте длину труб, учитывая, что они выходят из верхней части радиатора и замыкают ее с нижней частью. Монтаж труб производят по наружной части стены. Нет необходимости монтировать их в стену. Соединить трубы между собой можно при помощи отводов. Также трубами не забудьте соединить воедино котел, расширительный бак и радиаторы.
• Расширительный бак. Расширительный бак разместите на чердаке помещения или недалеко от котла. Расширительный бак не должен превышать 5% от объема всей системы отопления в целом. Чтобы отопить дом в один этаж, вам лучше выбрать бак на 8 литров. Для того чтобы не ошибиться, купите бак на 15 литров.

Расширительный бак

В чем же плюсы и минусы открытой системы отопления?

Плюсы, которые предоставляет открытая схема отопления:

1. Довольно просто смонтировать отопление по несложной схеме. Простота в обслуживании и замене вышедших из строя деталей;
2. Для того чтобы запустить систему, важно иметь доступ к газовой системе;
3. Монтаж системы осуществляется за считанные часы;
4. Легко включается в работу и отключается от нее. Чтобы запустить отопление открытого типа, достаточно включить газ;
5. Доступность по цене запасных частей.

Однако есть и недостатки в открытой системе отопления. Не все оценивают ее по достоинству. Есть потребители, которые не довольны размерами котла и полной системы. Открытая система отопления с насосом не всегда может быть установлена в небольшом помещении, чтобы она не загромождала свободное пространство. При открытом расширительном баке высока вероятность ржавчины на радиаторах и трубах.

Запомните, чтобы испаряющаяся жидкость в баке не портила окружающее оборудование, налейте на поверхность воды масло. Его слой не менее 2 см. Есть мнение, что открытая система отопления не очень эффективна для обогрева жилого помещения, поскольку ее КПД невысок.

Комплектация и принцип работы системы

В водяной системе отопления посредником при передаче тепловой энергии от котельной установки к радиаторам выступает жидкость. Циркуляция теплоносителя может выполняться на большие расстояния, обеспечивая нагрев домов и помещений разной площади. Это объясняет повсеместное внедрение водяного теплоснабжения.

Работоспособность системы отопления открытого типа возможна без использования насоса. Циркуляция теплоносителя основывается на принципах термодинамики. Движение воды по трубам происходит за счет разности в плотности горячей и холодной жидкости, а также благодаря уклону проложенных труб.

Галерея изображений Фото из Отличительная особенность системы Специфика работы открытого контура Варианты самодельных открытых бачков Однотрубный способ соединения приборов Двухтрубная система отопления Циркуляционный насос в системе Методы отвода воздуха из системы Рекомендуемые типы приборов отопления

Незаменимый элемент системы – открытый расширительный бак, в который поступают излишки разогретого теплоносителя. Благодаря резервуару происходит автоматическая стабилизация давления жидкости. Емкость устанавливается над всеми компонентами системы.

Весь процесс функционирования «открытого теплоснабжения» условно делится на два этапа:

1. Подача. Разогретый теплоноситель движется от котла к радиаторам.
2. Обратка. Излишек теплой воды поступает в расширительный резервуар, остывает и возвращается в котел.

В однотрубных системах функцию подачи и обратки выполняет одна магистраль, в двухтрубных схемах подающая и обратная трубы независимы друг от друга.

Плотность теплой воды ниже плотности холодной, поэтому в системе образуется гидростатический напор. Под давлением горячая вода продвигается к радиаторам

Самой простой и доступной для самостоятельного монтажа считается однотрубная система. Конструкция системы элементарна.

Базовая комплектация однотрубного теплоснабжения включает:

• отопительный котел;
• радиаторы;
• расширительный бак;
• трубы.

Некоторые отказываются от установки радиаторов и размещают по периметру дома трубу диаметром 8-10 см. Однако специалисты отмечают, что эффективность системы и удобство эксплуатации при таком решении снижается.

Схема гравитационной однотрубной системы открытого типа энергонезависима. Затраты на приобретение труб, арматуры и оборудование относительно невысоки. Возможна работа с котлами разных типов

Сложнее в устройстве и дороже в исполнении двухтрубный отопительный вариант. Однако расходы и сложность сооружения полностью компенсируются устранением стандартных недостатков однотрубных систем.

Теплоноситель с равной температурой поставляется практически одновременно во все приборы, остывшая вода собирается обратной магистралью, а не перетекает в следующую батарею.

Для обслуживания каждого прибора в двухтрубном отопительном контуре устраиваются подающая и обратная магистраль, благодаря чему температура система поставляет теплоноситель равной температуры во все точки, а остывшую воду собирает и направляет к котлу обратка – независимая от подачи магистраль

Требования к обустройству и эксплуатации

При устройстве теплоснабжения дома важно учитывать ряд особенностей открытой отопительной системы:

1. Для обеспечения нормальной циркуляции монтаж котла выполняется в самом низком месте магистрали, а расширительного бачка – в наивысшей точке.
2. Оптимальное место для размещения расширительного бачка – чердачное помещение. В холодное период года емкость и подающий стояк в пределах неотапливаемого чердака надо утеплять.
3. Прокладка магистрали выполняется с минимальным числом поворотов, соединительных и фасонных деталей.
4. В гравитационной отопительной системе вода циркулирует медленно (0,1-0,3 м/с), поэтому и нагрев должен происходить постепенно. Нельзя допускать кипения – это ускоряет износ радиаторов и труб.
5. Если зимой отопительная система не используется, то жидкость необходимо слить – эта мера сохранит целыми трубы, радиаторы и котел.
6. Уровень теплоносителя в расширительном баке необходимо контролировать и периодически восполнять. В противном случае в магистрали возникнуть воздушные пробки, снижающие эффективность работы радиаторов.
7. Вода – оптимальный теплоноситель. Антифриз токсичен, его не рекомендуется использовать в системах, имеющих свободный контакт с атмосферой. Его использование целесообразно, если нет возможности сливать теплоноситель в неотапливаемый период.

Особое внимание уделяется расчету сечения и уклону трубопровода. Нормы проектирования регламентированы СНиП за номером 2.04.01-85.

В контурах с гравитационным движением теплоносителя размер сечения трубы больше, чем в насосных схемах, но общая протяженность трубопровода меньше почти в два раза. Уклон горизонтальных участков системы, равный 2 – 3 мм на погонный метр, устраивают только при монтаже теплоснабжения с естественным движением теплоносителя.

Несоблюдение уклона при устройстве систем с естественным перемещением теплоносителя приводит к завоздушиванию труб и недостаточному прогреву радиаторов, отдаленных от котла. В результате теплоэффективнось снижается

Типы схем открытого теплоснабжения

В открытой схеме системы отопления движение теплоносителя осуществляется двумя различными способами. Первый вариант – естественная или гравитационная циркуляция, второй – принудительное или искусственное побуждение от насоса.

Выбор схемы зависит от этажности и площади постройки, а также от предполагаемого теплового режима.

Естественная циркуляция в отоплении

В гравитационной системе отсутствует какой-либо механизм для обеспечения движения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счет расширения горячей воды. Для работоспособности схемы предусматривается разгонный стояк, высота которого – не менее 3,5 м.

Если пренебречь установкой вертикального транзитного стояка, то высока вероятность, что теплоноситель, поступающий от котла, не будет развивать достаточную скорость

Система теплоснабжения естественного циркуляционного типа оптимально подходит для построек площадью до 60 кв. м. Максимальной протяженностью контура, способного обеспечить теплом, считается магистраль 30 м. Немаловажный фактор – высота строения и этажность дома, позволяющая монтировать разгонный стояк.

Схема естественной циркуляции не подойдет для низкотемпературного режима применения. Недостаточное расширение теплоносителя не создаст должного давления в системе.

Возможности самотечной схемы:

1. Подключение к теплым полам. На водяной контур, ведущий к полу, монтируется циркуляционный насос. Остальная система функционирует в обычном режиме. При отключении электричества дом продолжит отапливаться.
2. Работа с бойлером. Нагревательный прибор монтируется вверху системы – немного ниже расширительного бака.

Для обеспечения бесперебойной работы на бойлер можно установить насос. Тогда схема теплоснабжения и производства ГВС автоматически переходит в разряд принудительных вариантов. Дополнительно монтируется обратный клапан, предотвращающий рециркуляцию теплоносителя.

Принудительная система с насосом

С целью повышения скорости теплоносителя и сокращения времени на обогрев помещения, встраивается насос. Движение потока воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплоотдачи возрастает, и ветви магистрали прогреваются равномерно.

Насосные схемы сооружают как открытого, так и закрытого типа. В открытых контурах расширительный бачок устанавливается в наивысшей точке системы. Присутствие насоса позволяет увеличить трубопровод между отопительным котлом и батареями, как по высоте, так и по протяженности

Важные моменты организации принудительной системы:

1. Схема со встроенным насосом энергозависима. Чтобы обогрев помещения не прекращался при отключении электричества, насосное оборудование размещается на байпасе.
2. Насос устанавливается перед входом в котел на обратной трубе. Расстояние до котла – 1,5 м.
3. При установке насоса учитывается направление движения воды.

На обратке монтируются два отсекающих крана и обводное колено с циркуляционным насосом. При наличии тока в сети краны закрываются – движение теплоносителя осуществляется через насос. Если напряжение отсутствует, то вентили надо открыть – система перестроится на естественную циркуляцию.

На подающем трубопроводе надо установить обратный клапан. Элемент размещается сразу после котла и предотвращает рециркуляцию теплоносителя при работе насоса

Варианты разводки трубопровода в системе

От схемы расположения отопительных приборов и соединяющих труб зависит эффективность, экономичность и эстетичность системы теплоснабжения. Выбор разводки определяется исходя из конструктивных особенностей и площади дома.

Специфика однотрубной и двухтрубной схем

Нагретая вода поступает к радиаторам и обратно в котел разными способами. В одноконтурной системе теплоноситель подается через одну магистраль большого диаметра. Трубопровод проходит через все радиаторы.

Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией:

• минимальный расход материалов;
• простота монтажа;
• ограниченное количество труб внутри жилого помещения.

Основной недостаток схемы с одной трубой, выполняющей обязанности подачи и обратки, заключается в неравномерном прогреве радиаторов отопления. Интенсивность нагрева и теплоотдача батарей падает по мере их отдаленности от котла.

При длинной цепочке разводки и большом количестве радиаторов последняя батарея может оказаться совершенно неэффективной. «Горячие» приборы отопления рекомендуется устанавливаться в комнатах северной стороны, детских и спальнях

Двухтрубная схема отопления уверенно отвоевывает позиции. Радиаторы соединяют обратный и подающий трубопровод. Между батареями и источником тепла образуются локальные кольца.

Основные плюсы системы:

• все отопительные приборы равномерно разогреваются;
• возможность регулировки нагрева каждого радиатора отдельно;
• надежность эксплуатации схемы.

Двухконтурная система требует больших вложений и трудозатрат. Выполнить монтаж двух веток коммуникаций по строительным конструкциям будет сложнее.

Двухтрубная система легко балансируется, обеспечивая подачу теплоносителя одинаковой температуры во все приборы отопления. Комнаты помещения прогреваются равномерно

Верхняя и нижняя подача теплоносителя

Зависимо от места размещения магистрали, подающей горячий теплоноситель, различают верхнюю и нижнюю подводку.

В открытых системах отопления с верхней разводкой нет необходимости в использовании устройств для отвода воздуха. Излишки его сбрасываются через сообщающуюся с атмосферой поверхность расширительного бачка

При верхней разводке теплая вода поднимается по главному стояку и через разводящие трубопроводы передается в радиаторы. Устройство такой системы отопления целесообразно в одно- и двухэтажных коттеджах и частных домах.

Достаточно практична система теплоснабжения с нижней разводкой. Подающая труба размещается внизу, рядом с обраткой. Движение теплоносителя в направлении снизу вверх. Вода, пройдя через радиаторы, по обратному трубопроводу направляется в нагревательный котел. Батареи оборудуются кранами Маевского для удаления воздуха из магистрали.

В системах отопления с нижней разводкой возникает необходимость в использовании устройств для отвода воздуха, простейшим из которых является кран Маевского

Вертикальные и горизонтальные стояки

По типу положения магистральных стояков различают вертикальные и горизонтальные способы разводки трубопровода. В первом варианте радиаторы всех этажей подключаются к вертикально расположенным стоякам.

Вертикальную разводку используют при обустройстве домов в два, три и более этажа с чердачным помещением, в пределах которого можно проложить и утеплить трубопровод

Особенности «вертикальных» систем:

• отсутствие воздушных пробок;
• подходит для теплоснабжения высотных построек;
• поэтажное подключение к стояку;
• сложности установки квартирных теплосчетчиков в многоэтажных домах.

Горизонтальная разводка предусматривает подключение радиаторов одного этажа к единому стояку. Преимущество схемы – для устройства используется меньше труб, стоимость установки ниже.

Горизонтальные стояки, как правило, применяются в одно- и двухэтажных помещениях. Обустройство системы актуально в панельно-каркасных домах и жилых зданиях без простенков

Обустройство гравитационного типа отопления

Разработку проекта самотечной системы лучше доверить специалистам-теплотехникам. В документе указывается вид отопления, способ подключения радиаторов и циркуляции теплоносителя, рекомендуемые параметры оборудования, количество радиаторов и метраж трубопровода.

Расчет системы теплоснабжения

Необходимо определить гидравлические характеристики системы, которые в дальнейшем помогут правильно выбрать оптимальный диаметр трубопровода.

В естественной системе отопления котел рекомендуется монтировать в подвале или цокольном помещении. Это позволяет увеличить длину транзитного стояка

Для расчета значения циркуляционного напора (Рц) необходимо иметь следующие данные:

1. Дистанцию от центра котла отопления до центра радиатора (h). Чем больше расстояние между этими приборами, тем стабильней циркуляция.
2. Давление остывшей (Ро) и нагретой (Pr) воды.

Циркуляционное давление зависит только от разницы температуры теплоносителя. Точные показатели можно узнать из табличных данных.

Чем больше разница температур теплоносителя, тем давление в магистрали выше. Поэтому важно позаботится о «входящей» температуре жидкости

На ширину сечения трубопровода оказывает влияние тип материала. Диаметр стальной трубы должен составлять не меньше 50 мм. После разветвления, сечение магистрали сужается на один размер. Обратка, наоборот, компонуется с последующим расширением.

Особое внимание уделяется объему расширительного бака. Величина резервуара не должна быть меньше 5% общего объема теплоносителя в системе. Несоблюдение требования приведет к сливу воды из системы или порыву труб.

Подбор основных комплектующих

Для открытой системы лучше подобрать котел, работающий на твердом топливе или мазуте. Установка электрокотлов и газового оборудования запрещена. В магистрали иногда образуются воздушные пробки – это может привести к аварийной ситуации.

Мощность нагревателя определяется исходя из расчета – 1 кВт энергии тепла на 10 кв.м дома. В зависимости от качества утепления помещения к полученному значению добавляется 10-30%.

Котел размещается в отдельном помещении, оснащенном принудительной циркуляцией воздуха. Оборудование устанавливается на пожароустойчивый материал или забетонированный пол

Расширительный бак для отопительной системы гравитационного типа должен быть из стали. Полимерные материалы применять крайне нежелательно. Для отопления небольшого одноэтажного дома подойдет резервуар на 8-15 литров.

Галерея изображений Фото из Конструкция простого открытого бачка Принцип устройства самоделок Место для расширительного бачка Оптимальное место для ввода подачи

Для обустройства трубопровода используют трубы из следующих материалов:

1. Стальные. Отличаются высокой теплопроводностью и стойкостью к высокому давлению. Недостаток – сложность монтажа и необходимость задействования сварочного оборудования.
2. Полипропиленовые. Основные плюсы: устойчивость к температурным колебаниям, прочность, герметичность и простота монтажа. Срок службы – 25 лет.
3. Металлопластиковые. Материал не поддается коррозии, предупреждает засорение контура. Недостатки магистрали: ограниченный срок эксплуатации (до 15 лет) и высокая стоимость.
4. Медные. Трубы с максимальной теплоотдачей и стойкостью к высоким температурам – до +500°С. Главный минус – дороговизна материала.

В открытом контуре теплоснабжения устанавливаются радиаторы, выполненные из металлов высокой прочности.

Наиболее распространены стальные модели. Они имеют оптимальное соотношение основных параметров: внешний вид, цена и тепловая мощность.

Стальные радиаторы благодаря тонким стенкам, небольшому весу и высокой степени теплоотдачи сравнивают с конвекторами. Оборудование быстро прогревает помещения, за счет ускоренного движения воздуха

Этапы монтажа открытой системы

Весь процесс организации гравитационной системы отопления можно разбить на несколько этапов:

1. Монтаж котла. Оборудование фиксируется на напольной поверхности или подвешивается на стене. Выбор метода зависит от габаритов котла.
2. Разводка трубопровода согласно выбранной схеме и разработанному проекту. Важно соблюдать рекомендованный угол уклона трубного контура.
3. Установка радиаторов отопления и подключение их к системе.
4. Монтаж расширительного бака и его утепление.
5. Соединение всех элементов, проверка герметичности стыков и стартовый запуск системы.

После котла, на подающей трубе, желательно установить температурный датчик для контроля эффективности работы системы теплоснабжения.

Монтаж отопительной системы надо осуществлять в теплое время года. Обустройство магистрали и ввод в эксплуатацию займет около одной недели

Особенности сборки принудительной схемы

Чтоб принудительная система оправдала себя и функционировала исправно, необходимо правильно подобрать циркуляционный насос и грамотно «врезать» его в магистраль теплоснабжения.

Выбор циркуляционного насоса

Основные параметры выбора насосного оборудования: мощность прибора и напор. Эти характеристики определяются исходя из площади отапливаемого помещения.

Ориентировочные показатели:

• для домов в 250 кв.м подойдет насос мощность которого 3,5 куб.м/ч, а напор – 0,4 атм.;
• в помещениях размером 250-350 кв.м устанавливают прибор на 4,5 куб.м/ч с напором 0,6 атм.;
• если площадь дома составляет 350-800 кв.м, то целесообразно приобрести насос мощностью 11 куб.м/ч, напор которого не менее 0,8 атм.

При более скрупулезном подборе специалисты учитывают протяженность отопительной системы, вид и количество радиаторов, материал изготовления и диаметр труб, а также тип котла.

Установка насоса в магистраль

Размещение насоса производится на обратке, чтобы через прибор проходил не слишком горячий теплоноситель. На подающую магистраль возможна установка современных моделей из устойчивых к высоким температурам материалов.

При «врезке» насоса не должна нарушиться циркуляция воды. Важно, чтоб в любой точке магистрали при работе насосного агрегата гидростатическое давление оставалось избыточным.

Четыре допустимые схемы отопительных систем с насосной циркуляцией и расширительным баком открытого типа. Гидростатическое давление сохраняется на нужном уровне

Вариант 1. Подъем расширительного резервуара. Простой способ переоборудования системы естественной циркуляции на принудительную. Для реализации проекта понадобиться высокое чердачное помещение.

Вариант 2. Перемещение бака на дальний стояк. Трудоемкий процесс реконструкции старой системы, а для устройства новой – не оправдан. Возможны более простые и удачные способы.

Вариант 3. Труба расширительного бачка около патрубка насоса. Для изменения типа циркуляции необходимо отрезать резервуар от подающей магистрали, а затем подключить его к обратке – за циркуляционным насосом.

Вариант 4. Насос включен в подающую магистраль. Наиболее простой способ реконструкции системы. Минус метода – неблагоприятные условия эксплуатации насоса. Не каждый прибор выдержит высокие температуры.

Открытая или закрытая схема отопления – что выбрать

Решений по реализации подачи тепла в дом существует два — закрытая или открытая система отопления. Схема называется «открытой» из-за того, что воздух контактирует с теплоносителем в расширительном бачке. Отличия системы открытого типа:

При перегреве теплоносителя (отключение автоматики, поломка насоса, засорение труб и другие аварийные ситуации) вода может закипеть, и лишний объем жидкости выдавливается в бачок, а предохранительный клапан, сливающий воду в канализацию, устанавливается не всегда, поэтому существует риск переливания теплоносителя из резервуара на пол.

Поэтому такая схема считается морально устаревшей, и ее реализуют только в маленьком по площади жилье – на дачах или в садовых домиках. Основное неудобство такого решения – необходимость монтажа расширительного резервуара в самой высокой точке схемы отопления, и это не всегда помещение в тепле – часто приходится монтировать бачок на холодном чердаке, утеплять его и постоянно следить за уровнем рабочей жидкости. Но закрытая и открытая система отопления имеют один общий параметр – использование циркуляционного насоса для более надежного перемещения горячей воды или антифриза по трубам.

Закрытая система отопления – достоинства и недостатки

Отопительная закрытая схема отличается от предыдущей своей герметичностью и отсутствием воздуха в системе. Сама система может быть любой – одно- или двухтрубной, с вертикальными и/или горизонтальными стояками, так как передвижение жидкости по трубам обеспечивается работой насоса, а расширение воды при нагреве компенсируется смещением мембраны в герметичном расширительном резервуаре. Принудительная циркуляция антифриза или воды делает монтаж схемы простым и быстрым, так как уклон и поворот труб соблюдать не нужно, при этом трубы могут быть разного диаметра и даже меньше расчетного.

Кроме того, различия в этих двух решениях состоят в том, что открытая система отопления бесполезна в многоэтажных домах из-за большой разницы в давлении внизу и вверху разводки – разница значений может достигать 1-2 Атм. В тех же многоэтажках закрытая схема с одним или несколькими насосами, коллектораи и системой автоматики управления и контроля будет работать безотказно.

Но, сделав закрытую схему, не следует забывать и о некоторых ее отрицательных моментах:

1. Энергозависимость работы насоса и автоматики;
2. Сложный монтаж при двух и более этажах дома;

Преимущества

1. В схеме отопления закрытого открытого типа не испаряется теплоноситель, поэтому система может работать на незамерзайке;
2. Всю разводку или бо́льшую ее часть можно скрыть в стенах или в полу;
3. Наклон труб и угол поворота соблюдать не нужно, так как насос протолкнет теплоноситель по любой схеме;
4. Низкая инерционность теплообмена и высокий коэффициент теплоотдачи всех узлов и элементов;
5. Отсутствие воздуха в трубах тормозит появление ржавчины на внутренних стенках изделий.

Как запустить закрытую систему

Прежде, чем включить отопление после сборки трассы и оборудования, необходимо залить в трубы рабочую жидкость и провести рабочие испытания. Первый раз заполнение закрытой системы отопления проходит с соблюдением следующих правил:

1. Необходимо закрыть все сливные вентили и краны Маевского;
2. Открыть вентили на трубе подачи теплоносителя подачи и на трубе обратного хода остывшей воды нагревательного контура (на обратке);
3. Для заливки теплоносителя водопроводный шланг нужно подсоединить к вентилю подачи жидкости в контур, при этом давление в трубах не должно превышать 1,5-2 бар. При увеличении показаний манометра подача перекрывается;
4. После этого спускается воздух открыванием кранов Маевского, после чего давление немного упадет;
5. Вентиль подачи воды необходимо снова открыть и добавить в контур отопления, чтобы манометр показал 1,5 бар, после чего вентиль можно закрывать;
6. После того, как система полностью залита и весь воздух вышел, можно начинать проверку работоспособности оборудования.

Важно: При обнаружении протечек в трубах или на фитинговых соединениях заполнение труб отопительной разводки прекращается, протечки устраняются заменой деталей или ремонтом, после чего система должна быть заполнена согласно правилам.

Если по окончанию заливки воды и после запуска отопления обнаружилось, что радиаторы плохо греют, некоторые секции отличаются по температуре от общих показателей, циркуляция воды замедлена или отсутствует на некоторых участках, то это означает одно — в системе остался воздух, и трубы необходимо продуть, то есть – удалить воздушные пробки. Это делается при помощи кранов Маевского, причем после выпуска воздуха необходимо слить и некоторое количество жидкости, чтобы убедиться в полном отсутствии кислорода в воде.

Продувку рекомендуется проводить при повышенном давлении теплоносителя в системе. Это достигается открыванием вентиля подпитки от холодного водоснабжения. Одно- или двукратное повторение операции гарантирует полное удаление пробок воздуха из отопительного контура. Это касается обычно только закрытой схемы — открытая система заливается более качественно, так как воздух выходит и через расширительный бак, но такое решение приемлемо только для небольших или малоэтажных домов.

Автоматическая и ручная подпитка

Но вопрос, какая система отопления лучше открытая или закрытая, останется открытым, если не выяснить необходимость задействования ручной или автоматической подпитки теплоносителя. В закрытом трубопроводе высокое давление должно быть постоянным. Даже самые маленькие потери и утечки (например, при открывании крана Маевского), складываясь, уменьшают давление, и уменьшают коэффициент полезного действия всей схемы, чему не обрадуется никто из живущих в доме зимой. Чтобы компенсировать этот недостаток, закрытый контур нужно подпитывать новыми объемами теплоносителя.

Для простых и небольших систем отопления обычно применяется кран с механическим управлением. Он устанавливается в точке наименьшего давления, которая находится перед циркуляционным насосом. В этой точке устанавливается манометр для контроля процесса подпитки. Для исключения попадания теплоносителя в водопроводную магистраль применяется затворный кран.

В сложных и разветвленных системах осуществляется автоматическая подпитка системы отопления цена клапана подпитки зависит от бренда фирмы изготовителя. Иногда автоматические клапаны подпитки входят в состав оборудования котла. Если подпитка осуществляется от водопровода, в котором давление обычно 3 – 4 бара, то все происходит довольно просто. Заводская настройка клапана – 1,5 бара.

Если давление в системе отопления станет ниже 1,5 бара, то клапан откроется и будет открыт до достижения установленного давления. Если же автоматическая подпитка будет использовать теплоноситель из других источников, то необходим насос, который будет включаться сигналом с клапана и подавать теплоноситель под определенным давлением в отопительную систему.

Автоматическая регулировка температуры

Как автоматизировать и выбрать оптимальный режим в помещениях дома, особенно при частом отсутствии в квартире или в частном загородном доме. Очень просто, нужно для системы отопления купить контроллер – устройство позволяющее программировать и контролировать температуру в доме. Прежде чем покупать контроллер для отопления, нужно убедиться, что котел имеет соответствующий блок управления. Самый лучший вариант – консультация специалистов.

Один из самых оптимальных вариантов автоматизации получается при использовании лучевой (коллекторной) разводки. На гребенке устанавливаются специальные клапаны, которые управляются блоком управления многоканального контроллера. Этот же блок управления выдает сигнал на включение котла.

В каждом помещении устанавливается отдельный термостат, который настроен на определенную температуру. Многоканальный контроллер системы системы отопления лучевой, обрабатывает данные с термостатов и при понижении температуры в каком либо помещении включает котел и открывает клапан этого помещения на гребенке. В любом случае котел будет работать до тех пор, пока во всех помещениях температура не достигнет запрограммированной величины.

Нельзя утверждать с полной уверенностью, какой обогрев лучше сделать — открытый или закрытый. Применение той или иной системы зависит от многих факторов, например от размеров и этажности дома, его расположения, наличия финансовых ресурсов и региона. Только разумный подход позволит выбрать систему отопления дома, которая обеспечит комфорт и уют в доме при оптимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

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. Главная 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 отопления закрытого типа

Как выглядит схема отопления закрытого типа? Основная конструктивная особенность, которая и обуславливает название такой системы – ее герметичность.

Система отопления закрытого типа, схема которой включает элементы, часть из которых используется и в других типах отопления, выглядит так:

• отопительный котел;
• воздушный клапан;
• термостат;
• отопительные приборы;
• расширительный бачок;
• балансировочный клапан;
• шаровой вентиль;
• насос и фильтр;
• манометр;
• предохранительный клапан.

Вот как выглядит отопление закрытого типа, схема и принцип работы которого довольно прост: циркулирующая в системе жидкость нагревается в котле и поступает в трубопровод. При расширении излишки жидкости попадают в бак, а при падении температуры возвращаются обратно, что позволяет поддерживать внутреннее давление в системе на заданном уровне (прочитайте также: «Какое должно быть давление в системе отопления частного дома»).
Как заполнить систему отопления в частном доме, закрытую от внешнего давления? Как правило, в такой системе используется принудительная циркуляция. Из-за этого проявляется один из недостатков отопления закрытого типа – энергозависимость. Электроэнергия необходима для функционирования насоса, который обеспечивает постоянное движение воды по трубопроводу.
Но если постоянных перебоев с электричеством нет, закрытые системы отопления частного дома будут работать правильно (прочитайте: «Как сделать отопление в частном доме — советы специалистов»). К тому же, такую систему можно дополнить, например, «теплыми полами», которые позволят увеличить теплоотдачу и сохранение тепла, что, в свою очередь, повысит экономичность такой конструкции.
Циркуляционный насос устанавливается на обратке прямо перед отопительным котлом. Здесь же можно разместить и расширительный бачок. При таком расположении важных для системы элементов можно забыть о необходимости создания постоянного уклона трубопровода и не обращать особого внимания на диаметр труб.

Это упростит и удешевит монтаж, но и у такого облегчения тоже есть свои «подводные камни»: создание постоянного уклона позволит системе работать даже в том случае, если электричество пропадет, что предотвратит необходимость перезапуска системы. Для полного понимания устройства закрытой системы отопления можно посмотреть на фото, где изображена схема данной конструкции (прочитайте также: «Замкнутая система отопления — схема на примерах»).
Система отопления закрытого типа защищена от попадания воздуха, но ликвидировать этот процесс невозможно. Например, при доливании жидкости в систему какое-то количество воздуха все же сможет просочиться в трубопровод. Попавший в трубы воздух будет скапливаться в верхней части системы и образовывать воздушные пробки, которые ухудшат работу системы и увеличат риск возникновения неполадок.
Чтобы спустить попавший в систему воздух, можно использовать кран Маевского или поплавковые отводчики, которые работают автоматически. Если воздух растворился в воде, то удалить его можно при помощи сепараторов, которые устанавливаются прямо в трубопроводе.
Для экономии тепла отопительная система закрытого типа использует термостат, который автоматически включает и отключает насос при изменении температуры воздуха в помещении.

Выбор расширительного бака для закрытого отопления

Теплоносителем в отопительных системах частных домов обычно является обычная вода. При нагреве вода имеет свойство расширяться, тем самым увеличивая давление в системе. Если давление в герметичной системе превысит критическую точку, то может произойти прорыв трубопровода. Как сделать закрытую систему отопления, которая не будет повреждать трубы?
Для решения этой проблемы были созданы расширительные бачки, которые позволяют устранить излишки жидкости, тем самым предотвращая повышение давления.

Расширительный бак состоит из двух частей: металлического корпуса и эластичной диафрагмы, которая находится внутри и разделяет корпус на две половинки. «Задняя» часть бака заполняется воздухом или газом, а в нижнюю часть попадает расширившаяся жидкость. Когда температура повышается, вода продолжает увеличиваться в объеме, воздействуя на мембрану, которая начинает сжиматься.
На тот случай, если давление в системе все же окажется критически высоким, существуют предохранительные клапаны (прочитайте также: «Предохранительный клапан на отопление — какие бывают, как правильно использовать»). При остывании жидкости диафрагма начинает разжиматься, осуществляя заполнение системы отопления закрытого типа водой за счет вытеснения ее из бака.
Расширительный бачок обычно устанавливается недалеко от котла.
Мембраны в баках могут быть двух типов:

1. Фиксированная. Такая мембрана закрепляется по периметру расширителя и обеспечивает стабильную работу, но в случае ее повреждения необходимо будет менять весь бак.
2. Сменная. Мембраны данного типа обычно производятся в виде объемных резиновых изделий, которые заполняются водой. Сменные мембраны устанавливаются на фланце бака, а в случае их разрыва замену можно произвести самостоятельно.

Заключение
Система отопления является важным элементом дома, и ее расчет необходимо выполнять в соответствии со всеми правилами. Вопрос, что лучше: закрытая система отопления своими руками или же построенная профессионалами – остается открытым, но он не является самым важным.
Очень важно выбрать правильные элементы системы, которые обеспечат максимальную эффективность и экономичность, будут надежными и качественными. Закрытая система отопления, схема которой изображена на фото, может стать отличным выбором, обеспечивающим выполнение всех требований.
Если все было выполнено верно, то закрытая отопительная система будет обогревать здание на протяжении многих лет, создавая уютную и комфортную обстановку.