Закрытая отопительная система в доме

Комплектация системы

Отопление открытого типа в частном доме требует установки котла, который работает на твердом топливе или мазуте. Дело в том, что такой тип отопления характеризуется периодическим образованием воздушных пробок, которые могут стать причиной аварии при использовании электрических и газовых котлов.

Рассчитать мощность котла отопления можно по стандартной схеме, согласно которой для обогрева 10 м2 площади помещения требуется 1 кВт энергии плюс 10-30% в зависимости от качества теплоизоляции.

В качестве материала для расширительного резервуара не стоит использовать полимеры, оптимальным вариантом в этом случае будет сталь. Объем бака зависит от площади отапливаемого помещения, к примеру, в системе теплоснабжения небольшого строения высотой в один этаж может использоваться расширительный бачок на 8-15 литров.

Что касается труб для схемы системы отопления с циркуляционным насосом, то в этом случае могут использоваться следующие материалы:

• Сталь. Для такого трубопровода характерна высокая теплопроводность и устойчивость к высокому давлению. Однако монтаж имеет некоторые сложности и требует использования сварочного оборудования.
• Полипропилен. Такая система отличается не сложным монтажом, прочностью и герметичностью, она способна выдерживать температурные колебания. Полипропиленовые трубы характеризуются безупречной эксплуатацией на протяжении четверти века.
• Металлопластик. Трубы из этого материала устойчивы к коррозии, на их внутренних стенках не образуются отложения, препятствующие естественному движению теплоносителя. Однако стоимость такой системы достаточно высокая, а срок ее эксплуатации составляет всего 15 лет.
• Медь. Трубопровод из меди считается самым дорогим, но он отлично переносит высокую температуру, до +500 градусов, и характеризуется максимальной теплоотдачей.

Как работает отопление открытого типа?

Для запуска подобной системы вам вовсе не требуется устанавливать циркуляционный насос. Дело в том, что носитель тепла постоянно находится в замкнутом состоянии, так что особых потерь тепла не наблюдается. Да и установка системы настолько проста, что справиться с ней может даже новичок в этом деле, не имеющих каких-либо специальных знаний.

Любая открытая система теплоснабжения состоит из ряда основных элементов:

1. Трубопровод.
2. Отопительный котел, работающий на газу либо же на твердом топливе. Вы сами сможете выбрать, какое топливо подходит вам больше всего, исходя из своих финансовых возможностей.
3. Стальной расширительный бак.

Отопительные радиаторы. В этом плане вы также сможете сами выбрать, использовать ли радиаторы из стали либо из чугуна.

А теперь рассмотрим, каким же образом будет происходить обогрев при системе открытого типа. После запуска системы, прежде всего, нагревается жидкость, находящаяся в котел. Вскоре подогретая вода, будучи под давлением, поступает во все узлы системы, достигая при этом отрезков с самым низким давлением. Когда теплоноситель совершит «круг почета» по всей системе, отдав тепловую энергию отопительным приборам, она в охлажденном виде возвращается обратно в котел, то есть, в точку старта. И здесь возникает вопрос: а для чего в системе нужен расширительный бак? Все дело в том, что вода при высоких температурах имеет особенность расширяться, а бак этот – это как бы компенсатор излишнего объема теплоносителя. Именно поэтому бак не должен быть герметично запаянным. Чтобы систему было более просто запускать, необходимо позаботиться о монтаже и специального врезного крана.

Видео

В целом, все функционирование систем открытого типа состоит из двух этапов.

1. Подача – на этом этапе теплоноситель, подогретый котлом, распространяется по всех элементах системы и нагревает воздух в помещении.
2. Вода остывает, возвращаясь с отопительных радиаторов в начальную точку – в котел.

Важная информация! Для того чтобы добиться максимально эффективного обогрева помещения, необходимо, чтобы трубопровод имел большой диаметр. Благодаря этому теплоноситель будет более интенсивно совершать циркуляцию по магистралям.

Главные особенности. Как должна устанавливаться система открытого теплоснабжения:

1. Расширительный бак в любом случае должен размещаться на порядок выше, нежели все остальные элементы системы.
2. При высоких температурах вода, как известно, склонна к испарению. Поэтому мониторьте ее количество в нагревательном котле, доливайте при необходимости.
3. Крайне не желательно использовать в роли носителя тепла антифриз – пусть это будет обычная вода.

Как планировать систему с принудительной циркуляцией

Для начала нужно определиться с мощностью котла. Сделать это можно снова-таки по усредненным номам: на 10м2 площади берут 1Квт мощности котла. Если потолки выше 2,5м,  требуется ввести увеличивающий коэффициент 1,2. Увеличить мощность нужно и при расположении в северных регионах. Эти нормы – для средней полосы России. Если дом расположен севернее – добавьте еще 30-50%. Также требуется запас в том случае, если дом плохо утеплен, ведь необходимо восполнять потери тепла, которые уходят через стены/пол/потолок. Так что и в этом случае нужно брать более мощное оборудование.

При расчете системы отопления дома нужно определиться с мощность. котла

Затем приступаем к расчету количества радиаторов: как минимум по одному под каждое окно, плюс один радиатор в ванную/туалет. В северных регионах для сохранения тепла неплохо себя показали радиаторы, установленные в коридоре/тамбуре, которые срабатывают как тепловые завесы.

При расчете количества радиаторов исходят из правила: под каждое окно — один радиатор

После того как определились с количеством радиаторов, нужно рассчитать количество секций в каждом. В общем случае считают исходя из площади помещения: есть нормы. Зная площадь помещения, делите его на норму и получаете количество секций. Но это – снова-таки усредненный подход. Тут нужно учитывать также тип разводки и место расположения радиатора в отопительном контуре. Например, однотрубная разводка. Она характеризуется тем, что радиаторы, расположенные ближе к котлу, получают более горячий теплоноситель и нагреваются до более высоких температур. Чем дальше расположен радиатор, тем более холодный теплоноситель его омывает. Потому для компенсации и выравнивания положения в дальних радиаторах увеличивают количество секций или устанавливают их большей площади (высоты и мощности).

Аналогично поступают при двухтрубной разводке, хотя там разница не столь явная: на вход каждого радиатора подается теплоноситель с одинаковой температурой, просто у тех, которые расположены ближе к котлу интенсивность потока через радиатор выше, чем у дальних. Чтобы выровнять потоки на каждом радиаторе ставят термостатические клапана.

Для регулировки теплоотдачи радиатора и компенсации системы устанавливают термостатические клапана

Но в двухтрубной схеме отопления есть вариант с петлей «Тихельмана». Такая схема отопления является изначально скомпенсированной (если радиаторы установлены  одинаковые). Но она требует большего количества труб даже по сравнению с обычной двухтрубкой.

Схема системы с принудительной циркуляцией. Дом двухэтажный. Система двухтрубная с нижней подачей, тупиковая схема движения теплоносителя

С количеством, составом радиаторов,  типом разводки определились. Нужно определиться с типом и диаметрами труб и типом системы. Какие бывают трубы для отопления и особенности их использования описаны тут.

Для стравливания воздуха из системы устанавливают на радиаторы кран «Маевского»

При самостоятельном монтаже системы, после того, как собраны радиаторы и подключены трубы, все систему нужно промыть. И только потом подключать насос и котел. В системах с твердотопливными котлами необходима группа безопасности, в которую входит манометр, клапан вывода воздуха и подрывной клапан, который выставлен на рабочее давление в системе и при его превышении срабатывает автоматически.

На входе в котел линии для подпитки необходимо установить фильтр для защиты контура и оборудования от попадания абразивных или загрязняющих частиц.

Подбор насоса и расширительного бачка неактуален, если планируется поставить настенный газовый котел. Большая часть моделей имеет встроенный расширительный бак и насос. Тогда все что остается – ориентироваться по объему системы, с которым может работать данная модификация. Исходя из этого, подбирать диаметры труб и площадь/мощность батарей.

Выбор оборудования

Для того чтобы превратить любую самотечную отопительную систему в схему с принудительным перемещением теплоносителя, требуется правильно выбрать оборудование. От этого будет зависеть ее эффективность и экономичность.

Насос является центральной фигурой в обеспечении циркуляции воды по контуру. Как правило, для бытовых отопительных систем применяются устройства центробежного типа с прямыми лопастями крыльчатки.

Отличаются насосы рабочим давлением, которое могут создавать в системе, производительностью, потребляемой мощностью, высотой напора и диаметром присоединительных патрубков.

Необходимую производительность циркуляционного насоса можно высчитать по формуле (Q/c*Dt)/ Р, где Q – теплопотери дома;

С – сколько тепла может нести в себе вода (значение таюличное, равно 1,16);

DT – температурная дельта;

Р – плотность воды при номинальной t°C (табличная величина).

Можно использовать рекомендованные значения.

1. Для жилых построек площадью до 250 м 2 рекомендуется использовать циркуляционный насос, с характеристиками: производительность 3 – 4 м 3 /ч; напор 0,4 – 0,5 атмосферы.
2. До 350 м 2 – 4 – 5 м 3 /ч; напор 0,6 атмосферы.
3. До 800 м 2 – 11 – 12 м 3 /ч; напор 0,9 атмосферы.

Насос, самодостаточный элемент циркуляционной СО. Но для надежной работы этого устройства необходима грамотная обвязка, которая включает в себя:

• Шаровые краны с двух сторон насоса.
• Грязевик.

Кроме того, рекомендуется включать насосную группу в СО через байпас, оснащенный обратным клапаном.

Расширительный бак – это еще один из важнейших элемент СО с принудительной циркуляцией. В зависимости от его конструкции различают схемы открытых систем отопления с принудительной циркуляцией и закрытых.

В открытых СО применяются атмосферные устройства, которые служат для компенсации температурного расширения теплоносителя. В случае превышения давления в системе происходит сброс части теплоносителя. Для пополнения воды в СО используется поплавковый клапан, который подключается непосредственно к водопроводу.

Работает герметичный расширительный бак в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией весьма просто: в корпусе данного устройства установлена резиновая мембрана. С одной стороны мембраны находится теплоноситель, с другой – воздух, закаченный в бак под определенным давлением.

При превышении давления в СО мембрана выгибается в сторону воздуха, при падении – в сторону теплоносителя. Благодаря такой нехитрой технологии нивелируются скачки давления в системах отопления.

Совет: емкость расширительно бачка зависит от множества факторов. Исходя из опыта, в бытовых СО используются расширительные баки с емкостью в 10% от количества теплоносителя.

Зависимая и независимая система отопления — сравнение

элеваторный узел системы отопленияДостоинства, которые имеет независимая схема теплоснабжения:

• она позволяет более гибко регулировать температуру теплоносителя для отопления. Для этого достаточно будет уменьшить поступление теплоносителя через теплообменник и в результате температура воздуха в доме понизится. Можно также прижать задвижки в элеваторном узле и тем самым убрать перепад. Подобная схема элеваторного узла отопления позволит избежать многих проблем. Но для данных элементов подобная ситуация считается нештатной, поскольку возможно падение щечек и остановка циркуляции. Если система независимая, производительность регулируется просто – при помощи циркуляционного насоса;
• экономичность является следствием наличия гибкой настройки отопления в зависимости от нужд жильцов. В зависимой системе этот показатель находится на уровне не более 40%;
• независимая система теплоснабжения позволяет использовать в качестве теплоносителя воду, очищенную от примесей, или незамерзающие жидкости (подробнее: «Незамерзающая жидкость для систем отопления — делаем правильный выбор»). Нагреть питьевую воду для ГВС не трудно. В свою очередь при наличии зависимой системы потребители вынуждены применять воду с большими загрязнениями – песком, окалиной и минеральными солями. 

Основные схемы отопления

Отопительные системы, где предусматривается принудительная циркуляция теплоносителя, могут организовываться по самым различным схемам. Ниже рассмотрены наиболее распространенные. Следует начать с однотрубных схем водяного отопления:

Рисунок 2: однотрубная горизонтальная система с замыкающими участками.

Проточная (рис. 1). Для небольших домов отлично подходит однотрубная горизонтальная проточная система водяного отопления. Она предусматривает следующую схему функционирования: теплоноситель попадает в главный стояк, а потом распределяется между всеми горизонтальными стояками и начинает протекать последовательно по батареям, охлаждаясь, он сразу же возвращается по обратной магистрали.
С замыкающими участками (рис. 2). Существует еще одна горизонтальная однотрубная система, которая предусматривает создание участков, которые в последующем замыкаются. В ходе ее организации на каждый радиатор в обязательно порядке монтируется кран, предназначенный для удаления воздуха. Для регулирования температуры нагревательных элементов предусмотрена запорная арматура, которая устанавливается в начале системы отопления с принудительной циркуляцией на каждом этаже загородного дома.
Однотрубная (рис. 3). Система водяного отопления, предусматривающая организацию принудительной циркуляции, может быть вертикальной. В данном случае теплоноситель попадает сразу на самый верхний этаж дома, потом по стоякам он поступает в установленные радиаторы, далее жидкость уходит в нагревательные элементы, находящиеся на предыдущем этаже, и так далее, пока не опустится до самого низа. Такая система водяного отопления может быть организована как по проточной схеме, так и по той, где присутствуют замыкающие участки

При этом важно учитывать, что она имеет один существенный недостаток: прогревание батарей в доме на этажах происходит неравномерно.

Рисунок 3: однотрубная вертикальная система отопления.

Еще существуют двухтрубные системы водяного отопления, где предусматривается принудительная циркуляция теплоносителя (рис. 4). Они могут быть организованны по 3 схемам:

1. Тупиковая. Здесь каждый последующий элемент отопительной системы в направлении движения теплоносителя расположен на наиболее дальнем расстоянии от нагревательного элемента. Такая схема ведет к увеличению циркуляционного контура, что приводит к затруднению контроля над работой отопительного оборудования. Однако эта система предусматривает небольшую длину трубопровода, что позволяет минимизировать расходы, связанные с организацией отопления для дома.
2. Попутная. Тут присутствует равенство циркуляционных контуров. Данный фактор облегчает регулировку работы отопительной системы, где предусмотрена принудительная циркуляция. Однако здесь длина трубопровода по сравнению с тупиковой схемой существенно увеличивается, что приводит к дополнительным тратам при монтаже отопления.
3. Коллекторная. Здесь предусматривается подключение к системе отопления каждого элемента обогрева индивидуально. Благодаря этому теплоноситель в радиаторы поступает с одной температурой. Однако здесь тоже подразумевается большой расход труб при монтаже системы.

Рисунок 4: двухтрубная горизонтальная система.

Кроме того, существует еще одна схема вертикальной организации принудительного отопления (рис. 5). Она подразумевает наличие нижней разводки. Здесь теплоноситель поступает при помощи насоса в котел, затем он попадает в трубопровод и распределяется по всей системе, а затем переходит в отопительные элементы, отдав свое тепло, жидкость возвращается по обратному трубопроводу через насос и расширительный бак в нагревательный элемент. Вертикальную систему отопления можно также организовать с верхней разводкой (рис. 6). Тут подразумевается расположение магистральных трубопроводов выше отопительных элементов (на чердаке либо под потолком верхнего этажа). Вода, которая циркулирует при помощи насоса, поступает в котел, затем через стояки распределяется по отопительным элементам, жидкость, отдав свое тепло, уходит в обратную магистраль, которая находится в подвале или под полом нижнего этажа.