Система отопления закрытого типа в частном доме: виды и схемы

Составные элементы замкнутой схемы отопления

Отличие от гравитационной системы заключается в необходимости монтажа специфических узлов. Отдельные из них обязательно используются в закрытой системе, но иногда применяются и при естественной циркуляции. Источник тепловой энергии – котлы. Некоторые из моделей настенных газовых и пеллетных, твердотопливных сразу оснащаются необходимой группой безопасности. Если она отсутствует, приобретается отдельно, устанавливается на трубе с горячей водой.

Герметичный бачок поддерживает давление, компенсирует объем теплоносителя. Его эффективное перемещение обеспечивает циркуляционный насос, который рекомендуется устанавливать на обратной магистрали у самого котла. Такое расположение продиктовано тем, что вода в этом месте довольно прохладная, устройство меньше подвержено перегреву. Остальные элементы те же, что в гравитационной системе: трубопроводы, радиаторы или регистры.

Подбор оборудования, труб и радиаторов

Прежде чем приступить к выбору источника генерации тепла для закрытой системы отопления, необходимо взвешенно подойти к вопросу выбора вида энергии, из которой будет генерироваться тепло. Ведь на современном рынке представлено огромное количество электрических, на твердом и жидком топливе, а также газовых котлов. Нужно учесть все затраты на подключение и нюансы последующей эксплуатации и выбрать подходящий вариант, в зависимости от квадратуры и климата региона.

Двухконтурные газовые котлы с автоматическим управлением уже имеют в конструкции бак, компенсирующий давление и насос, отвечающий за циркуляцию. Если выбрать котел попроще, то необходимо докупать оборудование.

Какие-то конструкции имеют уже бак, какие-то нет

Расширительные баки бывают разборные (если лопнет мембрана, ее можно заменить самостоятельно) и неразборные при выходе из строя под замену идет полностью бак.

Объем бака для такого типа обогрева зданий напрямую зависит от нескольких параметров, и выбирать его нужно по ним:

• объема теплоносителя в системе (объем бака 10% от объема жидкости);
• максимального значения температуры.

Сердцем всей закрытой системы отопления частного дома является циркуляционный насос именно от его параметров будет зависеть дальнейшая эффективность ее работы. Выбор мощности насоса зависит от многих показателей протяженности и диаметра труб, материала из которого изготовлены теплообменники и их количества, режима эксплуатации

Если устанавливаться насос будет в жилом помещении, следует обратить внимание на уровень производимого шума, это может повлиять на качество проживания

Как и где устанавливается расширительный бак для отопления:

Большое количество типов радиаторов позволяет сделать выбор согласно предпочтениям:

• радиаторы из чугуна массивные, обладают большим весом, долго набирают температуру, но в то же время медленно остывают, не боятся некачественной воды и перепадов давления;
• из алюминиевого сплава имеют красивую форму, небольшой вес, быстро нагреваются, но стоят дороже и боятся гидроударов;
• радиаторы из стали недорогие и неплохого качества;
• выполненные из биметаллического сплава, как правило, имеют хорошее качество, быстро греются и хорошо отдают тепло.

В зависимости от того, какие будут выбраны трубы, нужно будет не забыть про дополнительные материалы, например о муфтах

На рынке существует несколько типов труб:

• из разных металлов;
• из полимеров (пластик, полиэтилен и полипропилен).

При монтаже систем отопления с применением труб из любого металла потребуется сварка и большое количество сгонов, уголков и муфт. Применение металлопластиковых труб подразумевает большое количество фитинга и постоянный контроль соединений. Для закрытой цепи отопления чаще всего выбирают пластиковые трубы (за простоту монтажа и возможность скрывать трубы в стенах). Производители обычно указывают в характеристиках, можно ли использовать трубы в системах отопления или только для холодной воды.

Простая система отопления в частном доме своими руками:

Как рассчитать необходимые параметры?

Устройство отопление дома своими руками доступно любому домашнему мастеру, но для этого необходимо предварительно выполнить расчет основных параметров обогревательной системы. Для упрощенного расчета можно воспользоваться универсальной формулой:

1 КВт мощности = 10 м2 отапливаемой мощности

Для более точного определения необходимых расчетных параметров необходимо применить поправочные коэффициенты, учитывающие конструкционные особенности жилого дома. Например, если дом был построен несколько десятилетий тому назад, наружные стены утепленные, а деревянные окна заменены на современные герметичные оконные блоки, применяется корректировочный коэффициент 1,5. При расчете тепловых параметров дома, построенного сравнительно недавно, но без утепленных наружных стен и с негерметичными деревянными окнами, необходимо увеличит расчетную мощность в два раза.

Количество тепловой энергии жилого дома зависит от числа оконных проемов и их ориентации по сторонам света:

• Коэффициент 1,3 –применяется для определения потребности в тепловой мощности комнат жилого дома, с двумя окнами с ориентацией на север.
• Коэффициент 1,1 –два окна выходящих на южную, юго–восточную и восточную сторону.
• Коэффициент 1,2 применяют для комнат с двумя окнами, выходящих на западную сторону.

Конечно, такой расчет необходимых параметров будет весьма приблизительным.

Чтобы детально разобраться, как грамотно рассчитать отопление в частном доме рекомендуется ознакомиться с государственным стандартом СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» с подробным описанием основных требований к трубам, нагревательным приборам и различной запорной арматуре.

Для получения более точного результата можно воспользоваться онлайн калькуляторами или найти в интернете специальную программу для расчета домашнего отопления.

Система с двухконтурным котлом

Двухконтурные котлы работают на твердом (уголь, дрова) топливе, газе. Вторые предпочтительны, когда есть газопровод. При отсутствии, возможно использование баллонов.

Двухконтурный греет воду для отопления, подачи в горячее водоснабжение. Тепловая энергия рассчитана поровну, полученные жидкости одинаковой температуры. Время работы не сокращается, нет перерасхода топлива. С одним контуром, процедура требует заимствования тепловой энергии отопления.

При веском отличии, монтаж разводки аналогичен. Требуется отвод дополнительной трубы в обвязке с имеющейся магистралью. Отводится обвязанный трубопровод к потребителю воды – кран на кухне, ванная комната, умывальник.

Двухконтурное отопление часто разводят на две трубы. Разводка уменьшает потери тепловой энергии, котел функционирует исправно.

Проведение системы – мысли об экономии материала, времени, разумный расчет использования. Отопление от твердотопливного, газового котла, организуемое самостоятельно, требует расчета. Нужно посоветоваться со знающими людьми, учесть факторы, ознакомиться с вариантами. Разводка прослужит долго, безаварийно.

Особенности устройства закрытой системы – достоинства и недостатки

Любое водяное отопление, кроме многоквартирных домов, включает расширительный бак. Он служит для компенсации теплового расширения, значение которого меняется в зависимости от режима работы. Это резервуар с небольшим количеством воды, соединенный с трубами. Конструкция возможна в двух видах: обычная открытая емкость и закрытая от контакта с воздухом. В зависимости от применяемого типа этого устройства схемы получили свое название.

Замкнутая система теплоснабжения считается более удобной из-за ряда преимуществ:

1. Внутренние поверхности оборудования практически не контактируют с несвязным кислородом. Он провоцирует коррозию, сокращая срок службы дорогостоящего современного оборудования.
2. Бачок устанавливается в помещении, обычно рядом с котлом. В открытой системе его выносят на чердак – неудобен сам монтаж, к тому же требуется утеплить, чтобы вода не замерзла зимой.
3. Возможность заливки антифриза. В герметичной схеме он не испаряется.

В закрытой системе устанавливают насос, который активно перемещает теплоноситель, отчего приборы набирают максимальную температуру. Схема с принудительной циркуляцией обладает преимуществами:

• жидкость прогревается быстрее;
• воздушные пробки наблюдаются крайне редко;
• расширительный бак устанавливают на обратной подаче рядом с теплогенератором – проще монтаж и обслуживание;
• нет необходимости в расчетах диаметра и уклона труб, есть возможность использования пластиковых одинакового сечения;
• применяется монтаж магистралей скрытым способом – не требуется доступ для устранения завоздушивания.

Отопительная система с мембранным баком и циркуляционным насосом выигрывает по сравнению с открытой – качество и эффективность обогрева значительно выше. Распространение сдерживает энергозависимость схемы. При отключении электричества принудительное перемещение теплоносителя прекращается. Если трубы проложены без учета уклона, система бездействует. В этом случае требуется автономный источник питания.

Использование гравитационной схемы отопления не зависит от электроэнергии, это ее преимущество. Однако монтаж сложнее – требуются трубы различного диаметра, правильное расположение с уклоном в сторону движения теплоносителя. Это способствует эффективному обогреву помещения, предотвращает образование воздушных пробок. Она работает с естественной циркуляцией за счет земного притяжения без насоса, но при необходимости его легко вмонтировать.

Закрытый резервуар для самотечной системы нежелателен. Имеющаяся в нем мембрана создает значительное сопротивление, которое трудно преодолевать. Правда, если отключат электричество, теплоноситель в гравитационной системе, сделанной с полным соблюдением технологии, все равно будет перемещаться, хотя и не с такой интенсивностью. Классическая схема закрытой системы – мембранный бак плюс циркуляционный насос, самотечной – уклон труб и открытый бачок.

Правила монтажа контура без насоса

Теперь поговорим, как сделать циркуляцию воды без насоса. Любая разновидность гравитационной схемы имеет общий минус, который заключается в отсутствии давления в сети. Именно поэтому работоспособность системы снижается из-за повышенного количества поворотов трубопроводов, неправильного уклона и других погрешностей во время монтажа.

Для правильной организации контуров без насоса придерживайтесь следующих требований:

1. Соблюдайте минимально необходимый уклон обратного трубопровода в сторону нагревательного оборудования.
2. Для устройства разводки выбирайте трубы подходящего диаметра и типа.
3. Учитывайте используемый тип теплоносителя и особенности его подачи.

Подбор трубопроводов и их уклона

Чтобы обустроить водяное отопление в частном доме без насоса, нужно правильно подобрать диаметр трубопровода и рассчитать его уклон.

Для организации самотечной сети можно использовать следующие виды труб:

• Стальные трубопроводы стоят недорого, достаточно прочные, выдерживают высокое давление. Главный недостаток в низкой коррозионной стойкости, особенно в завоздушенных сетях.
• Металлопластиковые конструкции благодаря гладкой внутренней поверхности не так быстро засоряются. Они мало весят, не подвержены коррозии и имеют небольшое линейное расширение.
• Полипропиленовые трубопроводы обладают высокой герметичностью, прочностью. Они просто монтируются, служат долго и устойчивы к замерзанию. Для монтажа трубопровода понадобится специальное паяльное оборудование.
• Медные трубы стоят очень дорого, поэтому применяются редко. Это самые долговечные и красивые трубопроводы с хорошей теплоотдачей.

Выбор диаметра трубопровода производится на основе теплотехнического расчета. При превышении сечения магистрали увеличиваются расходы на отопление, а теплоотдача снижается. Диаметр стального трубопровода не должен быть меньше 50 мм.

Выбор теплоносителя

Естественная циркуляция в системе отопления частного дома может быть организована с использованием жидкого теплоносителя – воды или антифриза. Чаще используют воду, потому что меньшая теплоотдача и большая плотность антифриза повышают расходы топлива и времени на обогрев дома.

Антифриз стоит выбрать в том случае, если дом в холодный сезон будут надолго покидать либо посещать его с определенной периодичностью, а постоянно сливать воду из системы не хочется. В пользу антифриза говорит его лучшая текучесть, облегчающая циркуляцию теплоносителя, а также устойчивость к замерзанию.

Выбор нижнего или верхнего подключения подачи

Отопление самотеком можно организовать с нижним и верхним подключением подачи теплоносителя к отопительным приборам.

Особенности каждой подачи следующие:

1. При нижней подаче теплоносителя трубопроводы прокладываются на уровне пола, поэтому не портят интерьер помещения. Однако однотрубные системы с нижней разводкой отличаются низкой тепловой эффективностью, поэтому такое подключение используют при высоком давлении в сети.
2. Верхняя подача теплоносителя более всего подходит для устройства в частном доме с естественной циркуляцией. Трубопроводы прокладываются под потолком. Поскольку жидкость в радиаторы подается сверху, через краны Маевского легко стравливается воздух. Однотрубная разводка с верхней подачей более эффективная, чем с нижним подключением.

https://youtube.com/watch?v=vVEj7wcr1ik

Ошибки при подборе способа подачи могут привести к низкой эффективности системы. Решить проблему получится только установкой циркуляционного насоса для создания лучшего тока теплового носителя.

Виды автономных систем отопления частного дома

Ключевым моментом индивидуального отопительного контура является вид топлива, применяемого для генерации тепловой энергии. По этому признаку автономные системы обогрева классифицируются на виды:

• Газовые, работающие на природном или сжиженном газе.
• Электрические.
• Твердотопливные, в которых в качестве источника энергии используется каменный уголь, горючие сланцы, древесные пеллеты, дрова.
• Жидкотопливные.

С целью снижения энергопотребления домашней греющей линии допускается использование нескольких видов топлива, правда, для этого потребуется специальные комбинированные котлы.

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 требуется для монтажа

В частном доме устройство отопления своими руками начинают с составления рабочей схемы всей системы обогрева с точными линейными размерами каждого участка трубопровода и площадью помещений. Данные чертежа необходимы для визуалиализации общей схемы отопления и для расчета необходимого количества труб.

Для того чтобы составить исполнительную схему необязательно быть профессиональным чертежником. Достаточно нарисовать произвольный простой чертеж, выполнить на нем расстановку радиаторов отопления и подсчитать количество труб для объединенного контура.

На основании исходных данных и предварительного подсчета необходимого количества тепловой энергии для обогрева дома, можно начинать подбор материалов для устройства домашней автономной системы.

Выбор теплового источника

Котел – это главный элемент генерации тепловой энергии. Главный критерий выбора теплогенератора зависит от вида топлива, как источника его работы. Мощность котла рассчитывается по нескольким факторам:

1. Объем отапливаемых помещений.
2. Климатические особенности региона.
3. Толщина наружных стен.
4. Наличие теплоизоляции основных конструктивных элементов здания.
5. Наличия подвального и чердачного помещения.

При выборе отопительного котла важно обратить внимание на адаптацию выбранной модели к отечественным условиям и на наличие сертификата соответствия качества

Трубы

Правильно подобранный вид трубы для отопления исключают технические эксплуатационные проблемы, гарантирует высокую степень надежности греющей линии. Совсем недавно для прокладки отопительных трубопроводов применялись стальные трубы диаметром до 108 мм. Собрать такую отопительную сеть было трудно, отдельные трубы нужно было сваривать между собой.

В настоящее время трубную разводку лучше всего проводить из следующих материалов:

• полипропиленовые  с внутренним армированием из алюминия или стекловолокна;
• металлопластик;
• сшитый полиэтилен;
• полиэтилен с добавками PE-RT;
• медь.

Из перечисленного перечня самым популярным считаются полипропиленовые трубы, которые отличаются прочностью, гибкостью, устойчивостью к температурным перепадам и коррозии. Этот материал легко смонтировать и подключить к радиаторам отопления.

Достоинства и недостатки системы закрытого вида

Популярность закрытой системы отопления обусловлена наличием массы преимуществ по сравнению с открытой схемой. Основными достоинствами закрытой схемы являются:

1. Равномерное распределение теплоты по системе.
2. Возможность качественного регулирования температуры в отдельных помещениях. Регулировка производится с помощью кранов, ручных и терморегулирующих вентилей, электронных и механических термоголовок.
3. Температурный режим в закрытой схеме позволяет использовать полимерные трубопроводы. В открытой схеме в зоне котла температура может достигать критических значений и рекомендуется применение металлических труб из углеродистой и нержавеющей стали, меди.
4. Принудительная циркуляция дает возможность использовать тепловой потенциал котла на различные цели – нагрев воды для ГВС, подключение контуров теплых полов, применять в качестве приборов отопления конвекторы.
5. В закрытых системах прокладку труб можно производить скрытым способом. В открытых системах трубы имеют большой диаметр, другой тип соединений и поэтому прокладываются открыто.
6. Система является герметичной – поступление кислорода и развитие коррозии стальных элементов сети имеют малую скорость.
7. Применение пластиковых трубопроводных систем дает возможность самостоятельного монтажа оборудования без наличия спецоборудования и особых навыков.

Равномерное распределение тепла по помещениям достигается за счет скоростного перемещения теплоносителя. Температуру в каждом помещении можно регулировать с помощью арматуры – особенно это актуально в двухтрубных и коллекторных конфигурациях комплекса. За счет оперативного регулирования и быстрого распространения тепла достигается некоторая экономия в потреблении топлива.

В закрытой системе температура в зоне котла не достигает предельных значений – тепло быстро транспортируется от теплогенератора к отопительным приборам. Поэтому температурный режим позволяет широко применять полимерные трубы для монтажа. Они отличаются низкой стоимостью, удобством монтажа и продолжительным сроком эксплуатации.

Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет использовать котел для нужд ГВС. Реализуется нагрев воды обычно вторым контуром котла или подключением бойлера косвенного нагрева.

БКН можно подключить и к открытой системе – но режим и качество его работы будут намного уступать варианту использования в схеме закрытого типа.

Кроме БКН, принудительная циркуляция позволяет использовать особую разновидность водяного отопления – теплые полы и теплые стены. В этом случае трубы контуров выступают в качестве элемента теплоотдачи. Эта конфигурация отопления имеет массу особенностей. Подробнее о ней можно прочитать здесь.

Наряду с радиаторами и теплыми полами в закрытой системе отопления используются конвекторы. Они имеют трубопроводы теплообменника с небольшим сечением, поэтому использование их подразумевает наличие принудительной циркуляции.

Кроме массы достоинств система отопления закрытого типа обладает и недостатками.

Главный недостаток – полная зависимость от наличия электрической энергии. Второй недостаток – подпитка системы осуществляется принудительно – необходимо наличие напорного водопровода или ручного насоса подпитки.

Закрытая схема системы отопления – оптимальное техническое решение для организации обогрева частного дома. Она обладает широким спектром возможностей комбинирования оборудования, позволяет использовать тепло в различных направлениях, имеет экономный режим работы.

(Просмотров 1 129 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Какой радиатор лучше для отопления

Виды отопления

Насос в отоплении с естественной циркуляцией

Система отопления теплый пол

Водяное отопление современного частного дома

ПЛЭН отопление

Закрытый тип

Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:

• при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
• жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
• нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.

Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.

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.