Что такое система отопления открытого закрытого типа. Водяное отопление частного дома в фотографиях и схемах. Система отопления закрытого типа в частном доме — основные особенности

Водяное отопление является самым распространённым вариантом обогрева частного дома. Расположение основных конструктивных элементов определяет вид системы и особенности её эксплуатации. Грамотный выбор схемы разводки трубопроводов является залогом эффективности отопления и комфорта жильцов.

Классификация систем водяного отопления

Системы водяного отопления являются сложными инженерными системами с множеством разновидностей. В роли теплоносителя в них выступает вода или водные растворы специального назначения. В зависимости от конфигурации систем предусмотрена их классификация по следующим параметрам:

• по способу циркуляции теплоносителя;
• по наличию контакта с атмосферным воздухом;
• по схеме питания приборов;
• по расположению магистральных трубопроводов.

Схема отопления с естественной циркуляцией открытого типа. 1 — котёл; 2 — расширительный бак; 3 радиатор; 4 — горячий выход теплообменника котла, до расширительного бака идёт строго вертикально; 5 — магистральная труба подачи; 6 — стояк; 7 — магистральная труба обратки; 8 — шаровый вентиль; 9 — слив с шаровым вентилем для сброса теплоносителя

Первый способ организации движения теплоносителя по системе — естественная циркуляция . Этот вариант позволяет обеспечить работоспособность отопления без привязки к наличию электроэнергии. Циркуляция осуществляется за счёт гравитационных сил. Нагретая в котле жидкость поднимается вверх благодаря уменьшению плотности, поступает в радиаторы, отдаёт тепло и возвращается в котел.

Схема отопления с принудительной циркуляцией закрытого типа. 1 — котёл; 2 — воздухоотводчик; 3 — манометр; 4 — предохранительный клапан (номера 2, 3, 4 составляют группу безопасности); 5 — расширительный бак; 6 — радиатор; 7 — фильтр грубой очистки; 8 — слив; 9 — циркуляционный насос; 10 — шаровый вентиль

На рисунке показана однотрубная система с вертикальной разводкой. На разных стояках показаны разные типы подключения приборов.

Приведенная схема показывает характерную конфигурацию двухтрубной системы с вертикальной разводкой.

Однотрубная напорная система отопления: 1 — котел; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы; 4 — игольчатый кран; 5 — расширительный бак; 6 — слив; 7 — водопровод; 8 — фильтр; 9 — насос; 10 — шаровые краны

Простейшая однотрубная система с горизонтальной разводкой подразумевает последовательное прохождение теплоносителя по всем приборам в пределах одного этажа.

Коллекторная схема: 1 — котел; 2 — расширительный бак; 3 — коллектор подачи; 4 — радиаторы отопления; 5 — коллектор обратки; 6 — насос

Двухтрубная горизонтальная система может иметь периметральную или лучевую (коллекторную) разводку. В первом случае трубы прокладываются по периметру помещения, постепенно запитывая все приборы, во втором каждый отопительный прибор имеет отдельную подводку.

Трубы лучевой разводки прокладываются в стяжке пола кратчайшими путями до каждого радиатора. При этом их конфигурация напоминает лучи, исходящие от одного источника — распределительного коллектора. Это послужило причиной появления соответствующего названия.

Коллекторы в современных интерьерах частных домов часто аккуратно прячутся в специальные шкафчики, что позволяет сохранить эстетичность помещения и скрыть элементы настройки и регулирования системы.

Типы подключения радиаторов

Схема подключения отопительных приборов выбирается исходя из выбранной структуры системы отопления, удобства прокладки и обслуживания, а также особенностей интерьера.

1 — Двухтрубная разводка. 2 — Однотрубная разводка

На рисунке показаны основные варианты присоединения радиаторов , характерные для вертикальных систем.

А — боковое подключение; Б — диагональное; В — нижнее одключение

Анализ схем, которые наиболее часто встречаются в горизонтальных системах, показывает, что тип подключения радиаторов оказывает значительное влияние на эффективность теплоотдачи. Прежде, чем отдать предпочтение более удобному в монтаже варианту, стоит хорошо подумать, готовы ли вы пожертвовать частью драгоценного тепла.

Как видно из всего, изложенного выше, выбор схемы водяного отопления для частного дома связан с необходимостью тщательного анализа множества вариантов. Кроме описанных основных разновидностей, существует ещё более подробная классификация. Консультация квалифицированного специалиста поможет быстрее сориентироваться во всём многообразии, учесть имеющиеся нюансы и достичь наилучших результатов.

Уровень комфорта в доме определяется эффективной отопительной системой. Правильный подбор конструкции и расположения элементов обеспечивает работоспособность всей конфигурации. Раньше застройщики отдавали предпочтение открытой системе. Правда, ряд недостатков обусловил увеличение популярности закрытой системы отопления.

Принцип работы

Работа закрытой системы отопления основана на передаче нагретым теплоносителем при посредстве отопительных приборов тепловой энергии в помещения дома. Температура в них пропорционально зависит от степени нагрева теплоносителя и его объема.

Для того чтобы отопительная система могла работать, необходимо определенное давление в ней. Напор дает возможность воде циркулировать и повышает эффективность конструкции. При перемещении теплоноситель преодолевает сопротивление трения, поэтому величина его определяется диаметром и протяженностью труб, количеством фурнитуры и отводов.

Создать напор в системе отопления можно, используя силу гравитации. Это возможно при возникновении разницы плотностей нагретой и холодной жидкостей, протекающих на подающем и выходном трубопроводах. Нагретая вода обладает меньшей массой, поэтому она вытесняется более тяжелой охлажденной водой. Этот принцип действия применяется при устройстве схемы открытого типа.

Схема

В закрытой схеме искусственно создается давление за счет установки насоса. Такое устройство создает напор жидкости и обеспечивает круговое движение по контуру. Для увеличения срока службы насосного оборудования подключение производится в обратную магистраль, в которой температура ниже. Недостаток подобной системы заключается в зависимости ее работы от наличия электроэнергии. При этом конструкция обладает следующими достоинствами:

1. Имеется возможность отопления домов с большой площадью, так как нет ограничения на протяженность магистрали.
2. Используются новые схемы и современные виды отопления.
3. Повышается теплоотдача.
4. Отсутствуют потери на испарение теплоносителя.
5. Снижается диаметр труб, что дает экономию средств на их приобретении и установку.
6. Снижается разница температур, что облегчает условия работы отопительного оборудования и разгружает систему.
7. Уровень теплоотдачи регулируется индивидуально для каждого отопительного прибора.

Достоинства и недостатки

Закрытая система отопления обладает рядом преимуществ:

• Характеристики теплоносителя позволяют достичь высокой концентрации и теплоотдачи тепла.
• Доступная стоимость материалов и возможность их эффективно использовать.
• Создание и поддержание необходимого температурного режима.

К недостаткам подобных конструкций относят:

• Монтаж закрытой схемы сопряжен с определенными трудностями.
• Теплогенератор работает в постоянном режиме.

Если в холодное время года предполагается длительный перерыв в работе системы, то необходимо сливать теплоноситель. Этот недостаток ликвидируется при использовании незамерзающих жидкостей в качестве теплоносителя.

Закрытая система отопления

Особенности закрытой системы отопления

Закрытая отопительная система имеет ряд особенностей. Смонтировать ее можно, создав верхнюю или нижнюю разводку. Первая схема отличается тем, что теплоноситель перемещается на чердак, и вода распределяется по стоякам в отопительные приборы. При использовании второй схемы теплоноситель подается снизу из подвала, где располагается котельное оборудование. Он сразу направляется в подающий трубопровод, а от него – в радиаторы. Если в открытой схеме расширительный бачок размещается в точке, имеющей максимальную высоту, то в закрытой его можно скомпоновать в непосредственной близости с котлом или в любом другом удобном месте.

Монтаж системы может предусматривать одно- или двухтрубный способ подключения отопительных приборов к магистрали. Двухтрубное соединение характеризуется наличием стояка, отводящего остывший теплоноситель в котел. Для его реализации используют два метода:

Звезда. В этом случае трубопроводы, осуществляющие подачу и отвод воды, имеют разветвления, которые идут индивидуально к каждой батарее.

Шлейф. Подающая и обратная трубы подключаются последовательно к радиаторам.

Разводка системы

Более проста в исполнении однотрубная схема, которая имеет следующие особенности:

• После отдачи тепла вода возвращается в стояк, который осуществляет подачу и передается в следующий отопительный прибор. В результате этого в нем происходит перемещение теплоносителя разной температуры. Это обстоятельство требует для достижения требуемого уровня температуры увеличение площади теплообмена.
• Применение ограничено конструкциями домов, которые имеют чердачное помещение.
• Отсутствует возможность поэтапного запуска.

Оборудование

При создании однотрубной системы используют:

• проточную схему, при которой происходит последовательное перемещение теплоносителя по радиаторам. В этом случае нельзя регулировать тепловой поток в помещении;
• схему с замыкающими участками. Она устроена так, что перед каждым радиатором устанавливается кран, при помощи которого осуществляют регулирование теплового потока.

В зависимости от способа установки подающего трубопровода, закрытая система бывает:

Вертикальная. Ее целесообразно использовать в многоэтажных домах. Подключение радиаторов всех этажей происходит к одному вертикально расположенному стояку.

Горизонтальная. Она используется в одноэтажных зданиях, когда все приборы расположены на одном уровне и подключены к горизонтально расположенной трубе. Такая конструкция существенно сокращает потребность в материалах, но при эксплуатации возможно возникновение воздушных пробок.

Движение теплоносителя может быть организовано по тупиковой схеме или с попутным движением теплоносителя. Первый вариант предусматривает несколько отопительных контуров, которые имеют различное число приборов и разную протяженность трубопровода. Второй вариант имеет одинаковую конструкцию контуров и постоянный уровень напора.

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.

Переоборудование открытой системы в закрытую

Редко встречается отопительная система закрытого типа, циркуляция теплоносителя которой происходит естественным путем: насосное оборудование исключено из этой схемы.

Такая конструкция обычно не входит в первоначальные планы. Она получается при самостоятельном переоборудовании открытой системы. Такая трансформация происходит при удалении обычного расширительного бачка и замене его на конструкцию, оснащенную мембраной.

Не исключается проектирование и монтаж подобной системы изначально. Однако при этом большинства преимуществ закрытой системы достичь не удается. Значительно усложняется расчет диаметров всех участков трубопровода, а при его укладке соблюдают определенный уклон, что становится причиной завоздушивания.

Единственное преимущество такого переоборудования отопительной системы заключается в автономности от снабжения электроэнергией.

Монтаж отопительной системы: пошаговая инструкция

В ходе составления проекта нужно выбрать котел и принять решение о способе создания циркуляции теплоносителя.

Отталкиваясь от параметров котельного оборудования, производят расчеты и выбирают материал и диаметр труб, определяются с типом отопительных приборов и фурнитурой. После чего составляется проект, в соответствии с которым будут вестись работы.

Монтируется котел на подготовленной заранее площадке.

Размечают места для размещения отопительных приборов и трассы магистрали.

Прокладывается трубопровод, который берет начало от котла, и ведет к радиаторам.

Выполняют монтаж всего оборудования.

Герметизируют и заполняют систему теплоносителем.

Осуществляют пробный запуск.

Перестает пользоваться популярностью: дело в одном существенном недостатке - в теплоноситель постоянно попадает воздух. Это приводит к снижению теплоотдачи: схема плохо справляется с функцией обогрева. Поэтому для многих хозяев частных домов предпочтительна закрытая система отопления.

Структура

Закрытая система представляет собой механизм, где теплоноситель функционирует при помощи насоса. Отличительной особенностью такого отопления для частного дома является хорошая герметичность: в теплоноситель не попадает воздух, нарушающий работу.

Схема закрытой системы отопления состоит из следующих компонентов:

• котел;
• насос и трубопроводы;
• группа безопасности;
• отопительные приборы – трубы, радиаторы.

Принцип работы

Принцип действия основан на изменении температуры: после ее увеличения начинает действовать рабочий клапан, и излишки воды переходят в расширительный бак. При снижении температуры насос закачивает лишнюю воду обратно в систему. Следовательно, закрытая система теплоснабжения для частного дома может контролировать давление, установленное в допустимых пределах.

Особенности

В такой схеме бак обладает одной особенностью: его можно полностью наполнить теплоносителем. Следовательно, поддерживать давление будет намного проще, чем в случае с простым расширительным баком. Но при неправильном наполнении в радиаторы и трубы все-таки может попадать воздух.

Чтобы избавиться от воздуха в верхних частях, необходимо использовать поплавковые воздухоотводчики. Для отвода растворенного в теплоносителе воздуха применяют сепараторы, которые размещают в трубах. Благодаря разделителям происходит деаэрация теплоносителя, и система работает стабильно, без технических сбоев.

Достоинства

Закрытая система обладает следующими положительными характеристиками:

• безопасное давление;
• ограничен контакт с окружающей средой, что предотвращает попадание воздуха, способного нарушить работу;
• применение специализированных баков для безопасности давления;
• разделение бака на две камеры: одна из них представляет собой хранилище газа (в основном азот), а вторая является водяной камерой;
• безопасный процесс работы;
• специализированный клапан в баке сохраняет безопасный уровень давления.

На практике закрытая структура редко дает сбои, что и обуславливает ее популярность.

Особенности установки

Установка осуществляется так, чтобы в последующем можно было своими руками отключить любой отопительный прибор без остановки работы всей системы и слива жидкости из нее. Для этого профессионалы применяют специализированные отсекающие краны, которые располагают на входе и выходе в радиаторы. Посредством установленных кранов можно вручную регулировать температурный режим.

Другая особенность - монтаж группы безопасности на выходе из котла отопления. Главная задача такой группы - сбрасывать давление, если оно превысит норму. В состав группы входят такие части, как:

• манометр – контролер давления;
• предохранительный клапан – отвечает за сбор давления при превышении безопасного максимума;
• отводчик воздуха - удаляет воздух при «завоздушивании».

Прибор для измерения давления в системе.

Этапы

Установка закрытой системы своими руками осуществляется в следующем порядке:

• устанавливается котел;
• к котлу проводятся трубы, к которым проводится навешивание радиаторов;
• после всех этих процедур крепится расширительный бак;
• в контур обогрева монтируется насос и приборы для терморегуляции.

Нагревательный бак можно вмонтировать в печь. Отдельной котельной в частном доме не потребуется. Если последовательность схемы будет соблюдена, а оборудование – правильно подобрано, то система станет эффективным теплоисточником.

Если переделка

Нередки варианты, когда уже существующая открытая система перестала устраивать пользователя, и ее необходимо переделать в закрытую. Для этого необходимо заменить расширительный бак мембранным и установить его на обратке вместе с терморегуляторами.

Перед насосом ставится фильтр-грязевик, а старый открытый бак – убирается, система отопления при помощи сварочных работ делается замкнутой на новый бачок. Группа безопасности также устанавливается на выходе из котла: лучше использовать шаровые или пробковые краны.