Отопление закрытого типа в частном доме

Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса

Носитель тепла, двигающийся в трубах, набирает объемы в процессе нагревания. Образующееся чрезмерное его количество стекает в специально оборудованную емкость.

Отопительной системой открытого характера предусматривается установление в токе наибольшей высоты расширительного бака, в котором напрямую сообщаются атмосферная среда и теплоноситель.

Концептуальная схема действия схемы: увеличение температуры провоцирует возрастание теплоносителя в объеме и, как следствие, его уровень в расширительном сборнике. Некоторое количество воздуха из бака выводится через патрубок.

При понижении температуры уменьшается уровень топлива в резервуаре, и его место занимает внешний воздух, поступающий из патрубка.

В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией задействуется расширительный резервуар, находящийся под давлением. Он представлен в виде металлической емкости высокой прочности, состоящей из пары завальцованных частей.

В баке размещена резиновая жаропрочная мембрана и содержится небольшое количество газа (азот, закаченный производителем или накопленный в системе воздух). Мембрана делит резервуар на две половины: в одну поступают избытки теплоносителя, появляющиеся при нагревании, другая предназначена для воздуха или азота, не взаимодействующих с топливом.

Действие системы следующее: теплоноситель подается в расширительный бак при нагревании, и попадает в мембрану. В процессе остывания газ по другую сторону мембраны выталкивает теплоноситель назад в систему.

Виды систем парового отопления

По способу устройства различают паровое отопление двух типов: с замкнутой и разомкнутой системой. В замкнутой системе конденсат стекает в специальную приемную трубу, которая заведена на соответствующий вход кота. Она уложена с небольшим уклоном, так что конденсат движется по системе самотеком.

Схемы открытой и закрытой системы парового отопления

В разомкнутой системе конденсат собирается в специальную емкость. При ее заполнении он подается в котел при помощи насоса. Кроме различного построения системы используется еще и разные паровые котлы — не все они могут работать в замкнутых системах.

Вообще, существуют системы парового отопления с давлением, близким к атмосферному или даже с более низким. Такие системы называются вакуумно-паровыми. Чем привлекательная такая установка? Тем что при низком давлении температура кипения воды снижается и система имеет более приемлемую температуру. Но сложность в обеспечении герметичности — воздух все время подсасывается через соединения — привели к тому, что данные схемы практически не встречаются.

Более распространено паровое отопление с небольшим давлением. Имеющиеся паровые котлы бытового назначения могут создавать давление не выше 6 атм (при давлении более 7 атм использование оборудование требует разрешения).

Типы разводки

По типу разводки паровое отопление бывает:

• С верхней разводкой (паропровод находится под потолком, от него вниз идут трубы к радиаторам, внизу прокладывается конденсатопровод). Такая схема реализуется проще всего, так как горячий пар движется по одним трубам, остывший конденсат — по другим, система стабильна.

• С нижней разводкой. Паропровод располагается на уровне пола. Эта схема — не лучший выбор, так как по одним трубам вверх движется горячий пар, вниз — конденсат, что часто приводит к гидроударам и разгерметизации системы.
• С промежуточной разводкой. Паропровод укладывается чуть выше радиаторов — примерно на уровне подоконников. Система обладает всеми преимуществами верхней разводки, за исключением того что горячие трубы находятся в пределах досягаемости и велика вероятность ожога.

При укладке паропровод делают с небольшим уклоном (в 1-2%) в сторону движения пара, а конденсатопровод — в сторону движения конденсата.

Подбор котла

Паровые котлы могут работать на всех типах топлива — газе, жидком и твердом топливе. Кроме выбора топлива необходимо правильно подобрать мощность парового котла. Она определяется в зависимости от площади, которую потребуется отапливать:

• до 200 м2 — 25 кВт;
• от 200 м2 до 300 м2 — 30 кВт;
• от 300 м2 до 600 м2 — 35-60 кВт.

В общем и целом способ расчета стандартный — на 10 квадратных метров берут 1 кВт мощности. Это правило справедливо для домов с высотой потолка 2,5-2,7 м. Далее следует выбор конкретной модели. При покупке обращайте на наличие сертификата качества — оборудование опасное и должно быть протестировано.

Какие использовать трубы

Температуры при паровом отоплении нормально переносить могут только металлы. Наиболее дешевый вариант — стальные. Но для их соединения требуется сварка. Возможно также использование резьбовых соединений. Данный вариант бюджетный, но недолговечный: сталь во влажной среде быстро корродирует.

Медные трубы хотя бы не корродируют

Более долговечны оцинкованные и нержавеющие трубы, но их цена совсем не скромная. Зато соединение — резьбовое. Еще вариант — медные трубы. Их можно только паять, стоят они дорого, но не ржавеют. Из-за более высокой теплопроводности они еще более эффективно передают тепло. Так что такая система отопления будет суперэффективной, но и очень горячей.

Элементы и принцип функционирования системы

Однотрубная система, которую также именуют Ленинградкой. представляет собой замкнутый контур. В этом контуре объединен и подающий, и обратный трубопровод. Система заполняется антифризом или водопроводной водой. Для последнего предусматривают подвод отдельного трубопровода с запорной арматурой. Для слива теплоносителя обязательно присутствует отдельный патрубок с вентилем, ведущий в канализацию. Узел пополнения системы желательно оборудовать фильтром.

Основные элементы системы отопления

Теплоноситель, нагреваемый в змеевике котла, поступает в трубопровод, проходит через стояки и радиаторы, отдает энергию, остывая, протекает через насос, который нагнетает поток, движущийся в котел. Для предотвращения аварийных ситуаций в системе присутствует бачок закрытого (мембранного) либо открытого типа. Независимо от типа бачка, монтаж производится на верхнем техническом этаже здания (либо чердаке дома).

Также в системе обязательно присутствует группа безопасности (иногда называется блоком безопасности). В приборе объединены следующие элементы:

• воздухоотводчик;
• предохранительный клапан;
• манометр и термометр (могут быть объединены в едином корпусе).

В случае возникновения аварийной ситуации, связанной с чрезмерно высоким давлением, группа безопасности выровняет его и предотвратит поломки оборудования и разрыв трубопроводов. С помощью прибора легко регулировать температуру и давление в системе отопления. Иногда приборы, которые входят в состав группы безопасности, монтируют на подающий трубопровод по отдельности, врезая предохранительный клапан выше уровня котельного оборудования, но чаще в систему отопления подключают единый блок безопасности, сокращая время на монтаж.

Манометр и термометр в одном корпусе

Группа безопасности. Фото

Радиаторы в однотрубной системе могут подключаться по нескольким схемам – параллельно, диагонально, с байпасами и т.д. На этапе монтажа рекомендуется устанавливать регуляторы температуры на каждый радиатор. Дополнительно для стравливания воздуха и предотвращения образования воздушных пробок стоит на каждый радиатор установить краны Маевского либо приобрести батареи отопления с уже вмонтированными кранами.

Сепаратор воздуха — аналог клапана Маевского

Отдельно о насосе и его выборе

В системах с естественной циркуляцией используются трубы увеличенного диаметра, что необходимо для преодоления потоком теплоносителя гидравлического сопротивления. Гидравлический насос же «подталкивает» теплоноситель, позволяя ему преодолевать сопротивление даже в трубах небольшого диаметра.

В быту обычно применяются насосы мощностью до 100 Вт. Этот прибор прогоняет через себя поток, увеличивая его скорость, но не изменяя существующий объем. Чтобы выбрать насос, следует правильно определить величину необходимого напора.

Для расчета необходимо узнать мощность отопительного прибора. Этот показатель равен количеству воды, которая проходит через котел (расход).

Мощность (кВт) = Расход (л/мин)

Если мощность котла составляет 50 кВт, то расход будет равен 50 литрам в минуту. Через радиатор мощностью 5 кВт за минуту проходит 5 литров воды. Такой же принцип используется для всех участков цепи.

где L – длина циркуляционного кольца.

То есть, для каждых десяти метров системы требуется 0,6 кВт мощности. Для отрезка 50 м необходим насос мощностью 3 кВт. Для отрезка 100 м – 6 кВт. В приведенной ниже таблице указаны рекомендуемые диаметры труб, при выборе трубы диаметром меньше необходимого, рекомендуется приобретать насос с увеличенными показателями мощности и напора.

Таблица 1. Соотношение диаметра трубопровода и расхода теплоносителя

В системе может присутствовать не один насос, а два. В случае поломки одного насоса, второй (резервный) поможет предотвратить перерыв в работе всей системы отопления.

Насосное оборудование стоит монтировать на участке с остывшим теплоносителем, так как высокие температуры жидкости, которая проходит через оборудование, приводит к уменьшению срока службы подшипников, сальника, ротора.

В частных домах часто используются циркуляционные насосы «мокрого» типа без дросселя. Корпус насосов обычно чугунный, а ротор стальной либо изготовленный из прочного пластика. Такие модели в течение двух десятков лет не нуждаются в смазке и ином обслуживании. Роль смазки и охлаждения играет теплоноситель.

Закрытая система отопления: различия от открытой.

Схема закрытой системы отопления

Данная сеть включает в себя следующие элементы:

• Котёл для нагрева теплоносителя

• Воздухоотводный клапан

• Термостатический клапан
• Отопительные приборы (батареи, тёплый пол и т.д.)
• Трубы

• Расширительный резервуар закрытого типа, то есть герметичный от окружающей среды

• Балансировочный клапан
• Вентиль шаровой
• Манометр
• Соединительные элементы

Циркуляционный насос в закрытой системе отопления

В данной системе вмонтирован насос, для облегчения циркуляции жидкости. Подобная схема исключает большое количество минусов, которые присутствуют в открытом теплоснабжении.

5 Специфика пропиленгликоля

Пропиленгликоль в последнее время начинает вытеснять другие типы незамерзающих теплоносителей. Но этот вид практически не отличается по своим параметрам от этиленгликоля. Имеет второй класс опасности.

Основные преимущества этой незамерзайки:

1. 1. Пропиленгликоль безвреден для человека. Это одна из основных причин, по которым большинство производителей рекомендуют его применять в двухконтурных и одноконтурных котлах.
2. 2. Сохраняет свою текучесть в любых условиях.
3. 3. Имеет смазывающие свойства, что значительно снижает нагрузку на насосы при прокачке.
4. 4. Имеет высокую степень инертности.
5. 5. Безопасен для любых материалов. Если вещество пролилось на пол, то достаточно будет просто протереть мокрой тряпкой.

У этой жидкости есть и свои недостатки. Основным из них является высокая стоимость. В среднем цена превышает в два раза, если сравнивать с другими видами. Жидкость вступает в реакцию с металлическими трубами и оцинковкой. Если температура превысила максимальный порог, то полипропиленгликоль начинает распадаться и выделять токсичные газы. Но на данный момент это вещество является лучшим на рынке.

Отопление закрытого типа с группой безопасности

Блок безопасности в отопительном контуре — это совокупность приборов, предотвращающих возникновение аварийных ситуаций. Любая отопительная конструкция работает при определённых значениях давления. В зависимости от нагрева или охлаждения теплоносителя эта величина варьируется. Группа безопасности осуществляет её контроль и при превышении максимально допустимого значения сбрасывает определённое количество жидкости из контура.

Система включает в себя следующие приборы:

• Манометр, который измеряет давление в установке.
• Клапан, который препятствует повышению давления.
• Воздухоотводчик, который удаляет излишки воздуха.

Фото 3. Группа безопасности для системы отопления, включающая в себя манометр, воздухоотводчик и обратный клапан.

Все эти приборы имеют своё место и размещаются на отдельном коллекторе, который присоединяется к закрытой отопительной схеме резьбовой муфтой.

Важно! Приборы безопасности всегда устанавливаются только вертикально и выше теплогенератора. Некоторые котлы продают вместе с установленной заводом-изготовителем группой безопасности

Остальные приборы требуют отдельной установки, которая проводится в том же помещении, что и котёл

Некоторые котлы продают вместе с установленной заводом-изготовителем группой безопасности. Остальные приборы требуют отдельной установки, которая проводится в том же помещении, что и котёл.

Закрытая конструкция системы отопления очень популярна и имеет много преимуществ. При правильной наладке, пуске и монтаже она становится автономной и не требует никакого постороннего вмешательства. Система проста в обслуживании, и при возникновении неполадок её можно восстановить самостоятельно.

Что делать, если в системе падаетвозрастает давление

Если обнаружили снижение давления, первым делом нужно выключить насос. И делее действовать исходя и з показаний манометра:

• Если статическое давление тоже падает – где-то есть течь. Нужно осмотреть все элементы и устранить ее. Учтите, что причиной может быть даже очень маленькая дырка (меньше миллиметра), так что найти повреждение бывает сложно. При большой протяженности трубопровода можно локализовать участок утечки: поочередно отключать ветки. Как только падение прекратилось, участок определен – разгерметизация на том, который только что отключили.
• Если при отключенном насосе давление стабильно – вышел из строя насос, его нужно нести в ремонт или менять.

Рост давления наблюдается реже, но также бывает. Он вызван обычно повышением температуры в системе, а она поднимается из-за недостаточной циркуляции теплоносителя. А вот почему плохо циркулирует теплоноситель нужно разбираться.

• Сначала проверяем работоспособность насоса. Отключаем и смотрим. Если рост давления продолжается, дело не в насосе. Если стабилизировалось — виноват он.
• Прочищаем фильтры и грязевики.
• Если давление по-прежнему растет, может быть образовалась воздушная пробка – спускаем воздух в системе.
• Если и это не помогло, проверяем состояние запорных кранов – может случайно или намеренно кто-то его закрыл, перекрыв поток теплоносителя.
• Еще одна причина – из-за поломки или сбоя автоматики система под постоянной подпиткой.

По этому алгоритму вы сможете самостоятельно определить причину нештатного состояния системы отопления и устранить ее.

Закрытые системы

Это системы, в которых жидкость не контактирует с воздухом вне системы. Имеют насос для принудительной циркуляции воды и расширительный бачок с мембраной. Более подробно о системе отопления с насосной циркуляцией мы уже писали здесь. Бачок представляет собой герметичную ёмкость, которая внутри разделяется на две части резиновой мембраной. В нижней его части находится теплоноситель, а в верхней – воздух под давлением в полторы атмосферы. Он давит на мембрану, в результате чего в системе устанавливается постоянное давление в 1,5 атм.

Расскажем, как заполнить закрытую систему отопления без ошибок. Лучше, чтобы работу выполняли два человека. Один будет заливать воду, а второй – следить за спуском воздуха из труб. Но если такой возможности нет, можно просто включить воду под небольшим напором. Трубы в этой системе имеют небольшой уклон вверх от котла, до верхней точки. В этой точке устанавливают клапан, через который выводится воздух.

Перед тем, как заполнить водой закрытую систему отопления, клапан следует открыть и подставить под него таз.

Далее трубы должны иметь небольшой уклон вниз, до нижней точки. В этом месте устанавливают кран для удаления воды из системы. Здесь же есть патрубок для закачки в неё воды (обычно располагается чуть ниже котла). Он оснащён обратным клапаном, который позволяет воде поступать внутрь, но препятствует её вытеканию наружу. Если к патрубку подведена водопроводная труба с краном, следует просто его открыть. Если такой подводки нет, подойдёт другой способ, как заполнить систему отопления: с помощью гибкого шланга. Его нужно подсоединить к водопроводной системе (например, к обычному крану в кухне) и к патрубку. Давление в системе водоснабжения должно быть чуть больше давления отопительной системы.

Когда трубы и радиаторы отопления заполнятся теплоносителем, а из клапана в верхней части системы начнёт стекать вода, его стоит перекрыть. Затем нужно спустить воздух из батарей (кранами Маевского). Воду перекрывают, когда после полного спуска воздуха её давление на манометре, встроенном в котёл, достигнет полутора атмосфер (или больше, если паспортом котла предусматривается большее давление в системе).

В двухконтурных котлах имеется в наличии модуль подпитки водой отопительной системы. Он содержит кран для закачки воды. Поэтому не будет проблем с тем, как заполнить систему отопления двухконтурного котла, ибо сделать это легко. Достаточно открыть кран (внизу котла). Через него произойдёт заполнение водой системы отопления дома. Хотя современные котлы и оборудованы системами автоматического сброса воздуха, они не устраняют весь воздух из системы. Поэтому установка клапана в верхней её точке обязательна.

При запуске газового котла проделывают ещё одну важную процедуру. Снимают с котла лицевую крышку, находят цилиндрический циркуляционный насос подкачки, у которого посредине есть съёмная крышка. Включают котёл, устанавливают на нём рабочую температуру. В насосе начинается бульканье из-за наличия воздуха. Его нужно устранить. Для этого слегка (не полностью) откручивают крышку с помощью отвёртки, пока изнутри не начнёт прокапывать вода. Как только это случилось, закручивают её назад. Ждут 2-3 минуты и повторяют процедуру ещё пару раз. Когда работа прибора станет тихой, включится электроподжиг. Котёл начнёт подавать тепло в рабочем режиме. Ещё раз смотрят на давление в системе, и если надо, ненадолго открывают кран подпитки.

На этом завершается заполнение водой закрытой системы отопления, и остаётся произвести её дополнительную отладку. Она заключается в том, что с помощью регулирующих клапанов на патрубках радиаторов можно немного прикрутить подачу тепла на батареи, которые расположены недалеко от котла, и увеличить его подачу на дальние радиаторы. Теперь не возникнет заминки с тем, как правильно заполнить закрытую систему отопления водой, и можно сделать эту работу самостоятельно быстро и качественно.

Закрытый тип

Местоположение бака в закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией

Расширительный бачок для отопления закрытого вида монтируют в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Преимущества конструкции:

• герметичность — вода (антифриз) не выкипает, и не может вылиться в помещении;
• монтаж в любом участке трубопровода;
• в систему можно заливать незамерзающую жидкость, что исключает размораживание при аварийных отключениях энергоносителей;
• контроль состояния теплоносителя по приборам;
• отсутствие контакта с воздухом и меньшая скорость распространения коррозии.

Герметичные модели дороже открытых вариантов, но в общей смете на систему отопления стоимость занимает небольшую часть.

Герметичность конструкции не позволяет «лишней» воде вытечь, поэтому давление может достигать критических величин. В связи с этим при установке закрытых расширительных бачков обязательно монтируют группу безопасности, что также увеличивает расходы.

Варианты конструкции

Для отопления подходит только красный бак, синие предназначены для водопровода

Исполнение бачков может различаться, но везде сохраняется единый принцип.

Корпус выполняют методом штамповки из прочного металла. Внутренняя часть покрыта антикоррозийным составом.

Бак разделён на воздушную и рабочую полости эластичной, химически стойкой мембраной.

В нижней части корпуса вварен патрубок с резьбой для подключения к трубопроводу.

С противоположной стороны установлен ниппель с золотником. Через него до заполнения системы в воздушной полости создаётся давление 1 – 1,5 Атм. Это необходимо для запуска котлов с автоматикой.

Основная деталь — эластичная бутиловая или этиленпропиленовая мембрана, которая делит бак на две полости.

По мере нагревания теплоноситель выдавливается в рабочую камеру бака. Мембранная прокладка деформируется, воздух сжимается, повышая при этом давление. Если давление в системе превысит 3 – 3,5 Атм сработает группа безопасности, стравив часть излишков жидкости. В некоторых моделях предохранительный клапан уже встроен при изготовлении.

При остывании воды давление понижается, теплоноситель перетекает из бачка в трубопровод.

Особенности монтажа

Установить бачок в систему или заменить (отремонтировать) не составит труда даже для мастера с небольшими навыками сантехнических работ.

Набор инструмента и комплектующих понадобится минимальный:

• гаечные ключи;
• подмотка на резьбу по предпочтениям мастера (лён, фум);
• переходники для резьбы (при необходимости);
• кронштейн для крепления бака к стене.

До начала монтажа проводят ревизию имеющихся материальных средств и докупают необходимое.

Расширительный бак устанавливается на обратную трубу

Требования к монтажу:

1. Герметичность бака позволяет устанавливать его в любом месте, но предпочтение отдают участку обратной трубы у самого входа в котел. В этом месте температура теплоносителя около 40–50 градусов (на выходе из котла 90 – 100), что продлит срок службы мембраны.
2. Циркуляционный насос располагают ближе к котлу, чтобы не создавать завихрения воды.
3. Бак подключают через быстроразъёмное соединение (американку), чтобы его можно было быстро демонтировать для ремонта или замены.
4. Перед баком (до американки) монтируют шаровый кран, перекрыв который можно снять бачок, не сливая теплоноситель из всей системы.
5. Бачок обязательно крепят к прочному основанию стене, для этого в комплекте есть монтажный кронштейн и хомут необходимо диаметра. Без надёжного крепления при наполнении теплоносителем масса бака может достигать 20–30 кг, что может повредить подводящие трубы.

После монтажа можно проверять систему в действии.

Особенности открытой системы

Достоинством открытой системы является ее экономичность. Из-за большой протяженности трубопроводов качество воды ухудшается: она становится мутной, приобретает цветность, имеет неприятный запах. Попытки очистить ее делают способ применения дорогим.

Трубы теплосети можно увидеть в больших городах. Они имеют большой диаметр и укутаны в теплоизолятор. От них делаются отводы к отдельным домам через тепловую подстанцию. Горячая вода поступает для использования и к радиаторам отопления из общего источника. Ее температура колеблется в пределах 50-75°С.

Подключение теплоснабжения к сети производится зависимым и независимым способами, реализующими закрытую и открытую системы теплоснабжения. Первый заключается в подаче воды напрямую — с помощью насосов и элеваторных узлов, где она доводится до требуемой температуры путем смешивания с холодной водой. Независимый способ заключается в подаче горячей воды через теплообменник. Он более затратный, но качество воды у потребителя выше.