Отопление с закрытой системой — принципы и особенности

11.09.2023

Отопление закрытого типа в частном доме
Какой выбрать котел

Отопление закрытого типа в частном доме

В последние годы наблюдается растущая популярность закрытых систем отопления. Они существенно отличаются от устаревших систем с естественной циркуляцией (открытого типа). Основные характеристики закрытых систем — отсутствие контакта с атмосферой и использование циркуляционных насосов.

Отсюда и возникает ряд преимуществ:

Необходимый диаметр трубы уменьшается в 2 – 3раза;
Уклоны магистралей делаются минимальными, поскольку служат для промывки системы и слива теплоносителя;
Теплоноситель не теряется путем испарения из открытого бачка, соответственно можно заполнять систему антифризом;
Закрытая система более экономична по эффективности обогрева и стоимости материалов;
Закрытая система лучше поддается регулированию и автоматизации, может действовать совместно с солнечными коллекторами;
Принудительное течение теплоносителя позволяет подключить напольный обогрев трубами.

Гравитационная (самотечная) система открытого типа выигрывает тем, что она энергонезависимая, работает без насоса, если соблюдены все уклоны. И еще тем что вне находится больший объем воды, поэтому котел труднее перегреть (довести до паровой пробки), тем самым вывести из строя.

От кипения котел спасает предохранительный сбросной клапан плюс буферная емкость, поглощающая тепло.

Если упрощенно, то буферная емкость – это металлический резервуар с теплоносителем под давлением, который циркулирует в системе. Основное ее назначение заключается в накоплении и хранении тепловой энергии от различных источников и передачи ее в систему отопления или ГВС по запросу.

Закрытая система. Что это такое?

Как известно, в любой системе отопления частного дома есть расширительный бак. Это емкость в которой содержится некоторый объем 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.

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 и повышения надежности отопления, ставят блоки бесперебойного питания с аккумуляторами или небольшие генераторы, которые обеспечат аварийное электроснабжение.

Алгоритм работы системы

После сборки и опресовки производится заполнение системы водой или антифризом, пока манометр не покажет минимальное давление 1 бар.
Автоматический воздухоотводчик группы безопасности в процессе заливки выпускает из системы воздух. К тому же занимается удалением газов, накапливающихся в трубах при эксплуатации.
Включение насоса, запуск котла и прогрев теплоносителя.
В результате нагрева давление в системе увеличивается до 1,5-2 бар.
Увеличение обема воды компенсируется мембранным расширительным баком.
Если давление поднимается выше максимума в 3 бара, то происходит автоматический сброс лишней жидкости.
По правилам, каждые 2-3 года нужно промывать систему.

Принцип работы замкнутой системы отопления многоквартирного дома схож. Движение теплоносителя по трубам и радиаторам обеспечивают сетевые насосы расположенные в промышленной котельной, там же находятся расширительные баки, регулировкой температуры занимаются либо сами операторы котельной, либо автоматизированный узел. Состовляющие и их назначения

Состав системы отопления закрытого типа

Как правило 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.

Какой выбрать котел

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.

Газовые котлы

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.

Электрические котлы

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.

Котлы на твердом и жидком топливе

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, то 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.

Пелетные котлы

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.

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. К тому же 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.

Воздухоотводчик

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

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.

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ. 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.

Примечание: мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.

Расчет объема

Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака, к примеру 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.

Важно: участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.

После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива теплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это 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. На схеме ниже,, мы вам привели пример технических характеристик циркуляционного насоса, которого в полне хватит для нормальной работы в здании до 300 м2, это (WRS 32/4-180). Соответственно следующие насосы устанавливают для более крупных зданий.

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.

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 прежде всего дают возможность, 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.

Как заполнить систему отопления

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

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.

Есть второй вариант — когда теплоноситель это просто водопроводная вода. В этом случае водопровод как правило 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.

Можно ли использовать насос в открытой системе отопления?

Да, можно использовать насос в открытой системе отопления. Однако, перед установкой насоса необходимо убедиться, что он соответствует требованиям системы отопления и не вызовет проблем с ее работой.

Открытая система отопления представляет собой систему, в которой вода циркулирует внутри системы с постоянным контактом с воздухом. Насосы используются для ускорения циркуляции воды в системе и увеличения скорости потока воды через отопительные приборы.

При использовании насоса в открытой системе отопления необходимо учитывать следующие факторы:

Работа насоса может привести к возникновению пузырьков воздуха в системе, что может привести к уменьшению эффективности отопления. Поэтому насос должен быть правильно установлен и настроен, чтобы избежать образования пузырьков воздуха.
Насос должен быть выбран в соответствии с потребностями системы отопления и ее параметрами, такими как диаметр трубопроводов, скорость потока воды и давление в системе.
Насос должен быть совместим с материалами трубопроводов и отопительных приборов, чтобы избежать коррозии и других проблем.
Насос должен быть правильно подключен к системе, чтобы избежать утечек и других проблем.

В целом, использование насоса в открытой системе отопления возможно, но необходимо учитывать требования системы и правильно выбрать и установить насос.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.