Закрытая система отопления: типовые схемы и принцип монтажа

Расширительный бак для закрытой системы отопления

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 (на рисунке картинка справа).

Принцип работы мембранного расширительного бачка

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ (на картинке слева). 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. Кстати, мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.

Виды мембран для расширительных бачков в системах закрытого типа

Расчет объема

Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака 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

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. Важный момент — участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.

Схема установки расширительного бака для отопления мембранного типа

После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива еплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это снова-таки облегчает монтаж/демонтаж.

Пустое устройство весит не так много, но заполненное водой имеет солидную массу. Потому необходимо предусмотреть способ закрепления на стене или дополнительные опоры.

Расширительный бак отопления можно повесить на кронштейнеСделать опорную площадкуБак на ножках можно установить на полу

Основные элементы закрытой системы

Замкнутая система отопления состоит из отопительного котла (бойлера), труб, расширительного бака, циркуляционного насоса, радиаторов отопления и системы безопасности. Рассмотрим все элементы более подробно.

Бойлер

Котел для системы отопления может быть проточным или нагревательным. Первый совмещают функцию нагрева теплоносителя и подачу горячей воды в систему водоснабжения, второй отвечает только за прогрев теплоносителя для магистрали отопления

Отопление с помощью водонагревателя ничуть не уступает по эффективности получению тепла от стандартного бойлера, важно только обеспечить постоянную подачу воды в бак для поддержания объема теплоносителя в системе

Различаются бойлеры по типу топлива – газовые, электрические, со сжиганием твердого/жидкого топлива. Все агрегаты в обязательном порядке оснащены системой сброса воздуха, аварийного перекрытия поступления энергии. В продаже встречаются комбинированные котлы отопления – эти агрегаты сочетают возможность отопления несколькими видами топлива, например, газовый котел с топкой для угля, дров. Такая система актуальна при наличии перебоев с подачей централизованного газа, электричества.

Выбирается котел по мощности, которая рассчитывается с учетом площади дома, разветвленности системы отопления и желательных температурных показателей теплоносителя.

Циркуляционный насос

Назначение прибора – обеспечение равномерной и постоянной циркуляции теплоносителя в системе. Насос следует выбирать по мощности, чтобы он справлялся с задачей доставки воды в контур, включая отдаленные и тупиковые участки магистрали. При выборе агрегата в расчет принимается не диаметр трубы, под которую он сделан, а показатели производительности, напора водяной струи.

Расширительный бак

Герметичный сосуд компенсирует расширение воды при нагревании. Бак состоит из 2-х камер, разделенных гибкой мембраной. В одной части бака воздух, в другой – вода. Когда вода расширяется, воздух сжимается, мембрана вдавливается в отделение со сжатым воздухом. Как только теплоноситель остывает, мембрана возвращается на место, тем самым вытесняя жидкость в трубы. Таким образом поддерживается постоянный уровень давления, необходимый для равномерного прогрева носителя и циркуляции жидкости по тепловой системе.

Радиаторы отопления

Батареи отвечают за передачу тепла от воды в помещение, поэтому важно подобрать размеры, мощность радиаторов и установить их с соблюдением всех требований технологии. Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

Чугун. Прочные и практичные приборы с высокой теплоотдачей, но медленным прогревом. Плюс в неограниченном сроке эксплуатации, минус в массивности приборов.
Сталь. Облегченные конструкции с минимальной инертностью и высокой теплоотдачей. Минус – малая теплоемкость, из-за чего придется тратить больше энергии на поддержание комфортной температуры, к тому же сталь подвергается коррозии, что уменьшает срок эксплуатации всей системы. Плюсы в эстетичности приборов, их невысокой стоимости.
Алюминий. Высокая теплоотдача, небольшой вес, малая инертность – плюсы, подверженность коррозии – минус.
Биметаллические конструкции. Являются самыми востребованными, сочетают характеристики стали и алюминия – сверху алюминиевый кожух и стальной сердечник внутри. Облегченные по весу радиаторы хорошо и быстро прогревают помещение, обладают высокой теплоотдачей, но не противостоят коррозии.

Трубы закрытой системы отопления

Трубопровод магистрали – элементы, транспортирующие теплоноситель по всему контуру. Если выбирается схема закрытой системы отопления, трубы нужно подбирать с учетом всех особенностей конструкции.

Элементы различаются по материалу изготовления:

Сталь. Трубы могут быть обычными, оцинкованными или нержавеющими. Это тяжелые элементы, соединение которых требует сварки и нарезки резьбы – без специалиста при монтаже не обойтись.
Медь. Прочный материал, не подверженный коррозии. Цена труб высокая, сложность при монтаже большая, применяются нечасто.
Металлопластик. Трубы не отличаются сложностью в монтаже, но обилие металлических соединений, которые нужно периодически проверять на протечку и подтягивать, может доставить неудобства. К тому же металлопластик податлив на линейные расширения, что также не является плюсом применения.
Полипропилен. Много плюсов, минус один – для системы отопления подходят металлопластиковые армированные трубы, которые выдерживают линейное расширение, минимизируют риск протечки. Стоит материал дороже, но повышенная прочность нивелирует этот недостаток.

Циркуляционный насос

Это устройство предназначено для перекачки теплоносителя по тепловым контурам. При подборе надо ориентироваться на обозначения, нанесенные на его корпус.

Обозначение	Расшифровка
UP. ЦН	Циркуляционный насос
S	Имеется переключатель мощности
D	Спаренная модель – для перекачки воды устанавливают два насоса с разной стороны труб
F	Фланцевый – крепится к трубопроводам на фланцы
N	Корпус изготовлен из нержавеющей стали
B	Бронзовый корпус
A	Снабжен штуцером водоотводчика
25	Диаметр подключения – один дюйм
30 и 32	Диаметр подключения 1 ¼ дюйма
180 мм	Стандартная длина
130 мм	Укороченная модель, как правило, используемая для теплого пола

В маркировке также указывается максимальный напор в метрах или дециметрах.

Например, UPS 25 30 180 – насос стандартной длины 180 мм с переключателем мощности, диаметром подключения 25 мм (1 дюйм) и напором 30 дм (3 м).

Как подобрать циркуляционный насос

При выборе отталкивайтесь от трех основных показателей – монтажной длины, диаметра подключения и напора.

Циркуляционная модель маркируется буквами UP. Для монтажа в тепловой контур выбирайте устройство с монтажной длиной 180 мм.

Присоединительные гайки – 1 или 1 ¼ дюйма, подбирают в зависимости от диаметра труб. Разница здесь только в размере входа и выхода – на производительность агрегата этот параметр не влияет.

Нужно ли приобретать насос с переключением мощности, решайте сами. Эти модели позволяют немного сэкономить на электричестве, но большая разница между стоимостью простого и трехскоростного устройства окупится не скоро.

Из всех материалов, используемых для изготовления насоса, предпочтительнее медь или нержавеющая сталь. Такие модели маркируются буквами N и B. Изделия без обозначений изготовлены из стали.

Не нужно ассоциировать указанный на корпусе напор с высотой здания – это просто показатель мощности. Хотя жидкость поднимается до самой высокой точки теплокоммуникаций, ей нужно лишь преодолеть гидравлическое сопротивление. Поэтому подбор происходит по другим критериям:

Для дома меньше 120 м² с котлом внутри и количеством радиаторов не более 10 шт достаточно насоса с параметрами 25/4 или 32/4.
Если отопительные коммуникации присоединены к котельной за пределами здания или отапливаемая площадь превышает 120 кв.м, потребуется насос большей мощности – 25/6 или 32/6.
В больших домах площадью от 400 м², где установлено более десяти радиаторов, а также в зданиях, расположенных далеко от котельных, устанавливают самые мощные агрегаты в бытовой линейке – 25/8 и 32/8.

Давление в закрытой системе отопления

В закрытых отопительных контурах используются три вида насосов. Дифференцируются они по напору водяного столба:

4;
6;
8 метров

Соответственно и давление распределяется в пропорциях:

0,4.
0,6.
0,8 Бар.

Для частного домовладения площадью порядка двухсот квадратных метров достаточно напора 4 метра. Если площадь триста квадратных метров, то потребуется насос 0,6 бар, а если площадь более 500 метров квадрантных, то необходим будет давление 0,8 бар. На всех насосах существует маркировка технических показателей. Давление сравнительно небольшое, присутствуют также предохранительные клапана, взрыв в закрытых тепловых контурах невозможен.

Базовый принцип работы

Прежде всего, нужно понять о каком варианте идёт речь: система отопления без циркуляционного насоса работает сама, не завися от наличия в доме электричества, это хорошо, но есть и недостаток — это необходимость тянуть в два раза больше труб и их слабый и медленный прогрев. Другое дело, схема отопления закрытого типа с циркуляционным насосом, у которой огромная фора – прогрев происходит намного быстрее, возможностей прокладки больше, словом, одни плюсы. Но обо всём по порядку.

Система отопления закрытого типа с насосом выгодно отличается от самотёчного варианта тем, что движение теплоносителя по ней контролируется и управляется посредством помпы.

Без насоса

Такой вариант отлично подойдёт для одноэтажных построек небольшой площади. Основное преимущество системы – её автономность. Вода, нагреваясь в котле, поднимается по трубам. Далее она проходит путь по горизонтальному стояку, подающему теплоноситель в радиаторы. Из радиаторов остывшая вода спускается в нижнюю магистраль, ведущую обратно в котёл, и цикл повторяется снова.

Трубы ставят под небольшим наклоном, слева направо верхнюю, и справа налево нижнюю трубу, по которой отводится остывший теплоноситель. Расширительный бак устанавливается в таком случае в самой нижней точке системы, его основное назначение – не допускать скачков давление и компенсировать их. Давление внутри сети постоянно динамически изменяется, это связано с тем, что вода при нагреве расширяется, а при остывании сокращается.

Насос всё-таки будет необходим, на этапе заполнения системы водой. Трубы наполняют до достижения рабочего давления, которое составляет, как правило, полторы атмосферы.

С насосом

Выбрать тот вариант разводки труб, который наиболее подходит для вашего случая;
Провести несколько контуров отопления, например, на первый и на второй этаж раздельно;
Регулировать температуру во всех помещениях, не влияя на движение теплоносителя и не снижая показатели всей системы.

Отопление закрытого типа лучше всего делать с применением насоса. В редких случаях монтаж закрытого отопления без насоса выполняют гибридным способом. Насос в таких случаях присутствует, но он врезан таким образом, чтобы в случае отключения электричества, система могла перейти на автономную работу. Тем не менее все минусы самотёчной схемы будут неизменно сопутствовать такому подключению.

Однотрубный

Такой способ может выполняться по-разному. Вот основные способы подключения однотрубной схемы:

Последовательная схема. При этом теплоноситель перемещается по сети от радиатора к радиатору, постепенно остывая, и на последнем греющем элементе уже практически перестаёт выполнять свою работу;
Ленинградка. Названая так потому, что была впервые разработана и внедрена в Ленинграде. Заключается в том, что радиаторы подключают с нижней стороны к стояку, проходящему горизонтально, вдоль пола или под ним. Установка игольчатых клапанов на входе и выходе из радиатора позволит провести его отключение от сети для ремонтных работ, без нарушения общей циркуляции, а установка дополнительного клапана на перемычку под ним позволит выполнять настройку давления и скорости теплоносителя по сети, добиваясь нужно температуры.

Кроме того, есть ещё схема, упомянутая в начале статьи, в которой горячая вода подаётся сверху от горизонтально расположенного под потолком или за ним стояка и, пройдя через радиаторы, уходит обратно к насосу.

Двухтрубный

Такое подключение позволяет добиться подвода теплоносителя к каждому греющему элементу отдельно, без потери давления, скорости движения и температуры, отвод также выполняется отдельно для каждого радиатора. Это позволяет установить на каждом устройстве специальные реостаты, настраивая температуру персонально для каждого радиатора.

Такой вариант более предпочтителен, так как он позволяет выполнить настройку терморегуляции в здании с учётом индивидуальных потребностей каждого потребителя, что даёт существенную экономию средств и ресурсов.

Такое подключение позволяет добиться подвода теплоносителя к каждому греющему элементу отдельно, без потери давления, скорости движения и температуры.

Закрытая система отопления: что это такое, принцип работы, плюсы и минусы

В таких схемах используются расширительные мембранные бачки. Герметичная ёмкость разделяется на две части упругой мембраной.

При увеличении температуры открывается клапан, и избыток жидкости перемещается в бак.

При понижении температуры теплоноситель попадает обратно в систему, благодаря чему в последней поддерживается стабильное давление.

Безнапорный бачок может полностью наполняться жидкостью, поэтому установка поддержания давления должна быть более компактной, чем у обычного бака. Она позволяет регулировать заданные параметры в контуре и автоматически подпитывать конструкцию.

Контур закрытого типа состоит из следующих элементов:

из герметичного мембранного бака;
из батарей (радиаторов);
из отопительного котла;
из циркуляционного насоса;
из труб;
из соединительных элементов (клапанов, кранов, фильтров).

Закрытая схема отопления имеет ряд преимуществ:

возможность использования любого теплоносителя;
долговечность конструкции за счёт полной герметичности;
отсутствие лишнего шума;
возможность самостоятельной установки системы;
высокая скорость перемещения жидкости, обеспечивающая максимальную теплоотдачу;
отсутствие потребности в теплоизоляции для магистрали;
сокращение финансовых расходов на обогрев дома.

К недостаткам относят зависимость от электрической энергии и необходимость приобретения мембранного бака большого размера, цена которого довольно высока. Проблема энергозависимости решается установкой блоков бесперебойного питания или небольших генераторов, обеспечивающих аварийное электроснабжение.

Схемы конструкции, использование в многоквартирных домах

В частных домах используется однотрубный или двухтрубный контур отопления.

Однотрубная схема применяется в помещениях с небольшой площадью, где для обогрева требуется не больше пяти радиаторов.

Фото 1. Схема закрытой системы отопления с однотрубным контуром. Каждый из радиаторов подключается последовательно.

Все батареи включаются в схему последовательно, поэтому последний по счёту отопительный прибор всегда будет холоднее первых. Очевидное достоинство такой схемы — меньший расход труб.

Если из строя выйдет одна батарея, остальные будут продолжать работать в обычном режиме при использовании байпаса. Однотрубная система бывает горизонтальной и вертикальной. Горизонтальная не позволяет регулировать величину теплоносителя, поэтому при её прокладке устанавливаются байпасы. Вертикальный однотрубный контур в большинстве случаев используется в многоэтажках.

Двухтрубная (двухконтурная) схема более равномерно прогревает помещения. Жидкость от теплогенератора до батарей циркулирует по двум контурам. Радиаторы в этом случае подключаются параллельно. Теплоноситель имеет одинаковую температуру во всех батареях. Этот способ требует гораздо больших затрат, но зато даёт возможность регулировать температуру в каждом помещении.

Расчёт

Для того чтобы правильно подобрать циркуляционный насос и диаметры труб, проводят гидравлический расчёт схемы отопления. Он позволяет выявить гидравлические потери давления на конкретных участках и максимально снизить эксплуатационные затраты.

Внимание! Циркуляционный насос целесообразно устанавливать в трубопроводе обратного хода. В таком случае увеличится срок эксплуатации прибора, так как через него будет проходить уже охлаждённый теплоноситель. Вычисления проводятся профильным специалистом с помощью теплотехнического расчёта и после подбора батарей

В результате вычислений будет получено значение давления, необходимое для прогонки воды циркуляционным насосом. После этого этапа рассчитывается величина для определения объёма и подбора мембранного бака

Вычисления проводятся профильным специалистом с помощью теплотехнического расчёта и после подбора батарей. В результате вычислений будет получено значение давления, необходимое для прогонки воды циркуляционным насосом. После этого этапа рассчитывается величина для определения объёма и подбора мембранного бака.

Элементы отопительной схемы

К конструктивным элементам закрытой отопительной системы относятся:

отопительный котел;
насосное оборудование;
расширительный бачок;
отопительные приборы.

Используются и детали, необходимые для соединения элементов конструкции, и вспомогательное оборудование.

Регулировка оборудования, отопительные приборы

Котельное оборудование обеспечивает нагрев теплоносителя до требуемой температуры. Чаще используется твердое или газообразное топливо, причем газ — наиболее дешевый и доступный.

Расширительный бачок влияет на безопасную эксплуатацию системы, так как он не допускает опасного давления в трубопроводе. Основная деталь — мембрана, к которой предъявляются следующие требования:

способность работать при повышенных температурах;
долговечность;
соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Для увеличения срока эксплуатации бачка следует не допускать значительных перепадов давления, особенно при запуске.

Использование циркуляционного насоса, оснащенного электронной регулировкой работы, снижает расход электроэнергии на 40%. Такое оборудование обеспечивает пониженный уровень шума и имеет длительный срок эксплуатации. Главными показателями при выборе насоса являются: мощность, срок, на который распространяется заводская гарантия, и продолжительность периода, не требующего технического обслуживания. Объем контура влияет на выбор его мощности. Кроме этого, параметр зависит от характеристик конструктивных элементов системы, тип котельного оборудования, наличие автоматики.

Контур отопительной системы закрытого типа состоит из труб, материалом которых может быть: сталь, металлопластик, армированный полипропилен. Параметры, влияющие на выбор материала: возможность работать при высоких температурах и способность выдерживать определенное давление.

Стальные трубы прочны, так как способны эксплуатироваться при давлении до 10 атм при температуре более 100 градусов Цельсия. Однако трубы из стали склонны к коррозии, что снижает срок службы.

Армированные трубы из полипропилена способны работать при температуре теплоносителя до 95 градусов Цельсия. Для их монтажа необходим специальный паяльник.

С металлопластиком можно работать при температуре до 90 градусов Цельсия. Сборка проста, и для ее проведения не требуется сложных инструментов. Но при этом фитинги дорогие. В центральном отоплении такие трубы использовать не допускается.

Условия эксплуатации определяют выбор отопительных приборов. В многоквартирных домах температура воды достигает 120 градусов Цельсия, а давление — 10 атм. При этом уровень качества теплоносителя довольно невысокий. Такие условия работы обуславливают необходимость установки батарей из чугуна. В частном доме условия менее жесткие, поэтому возможна установка современных радиаторов с улучшенным дизайном.

Требования к индивидуальному отоплению

Тепловой узел необходимо планировать так, чтобы он соответствовал архитектурному проекту здания. Расположение всех функциональных элементов должно быть максимально удобным для эксплуатации и проведения плановых ремонтных работ без нарушения конструктивной целостности дома.

Базовые требования, предъявляемые к современным отопительным системам:

энергоэффективность;
простой монтаж и техобслуживание;
высокие показатели теплоотдачи;
полная/частичная независимость от электроэнергии.

Перед тем как приступить к проектированию теплоснабжения, нужно подобрать наиболее подходящий и экономный источник тепловой энергии — печку или камин, водяное, паровое, воздушное или электрическое отопление.

А еще предстоит определиться с принципиальной схемой трубной разводки для отопления одноэтажного частного дома, безошибочно рассчитать мощность и объективно оценить нагрузку на систему, учитывая все особенности.

Индивидуальная система отопления должна создавать комфортный микроклимат внутри дома в зимнее время года, быть экономичной и надёжной в эксплуатации

Правильно установленная разводящая линия отопления даёт возможность организовать равномерный прогрев воздуха во всех комнатах частного дома за минимальное количество времени.

Закрытая система отопления: схемы и особенности монтажа системы закрытого типа