Специфика закрытой системы отопления: комплектация, расчет расширительного бака и выбор группы безопасности

Для организации системы теплоснабжения частного дома или квартиры наиболее приемлемым вариантом является закрытая схема отопления. Она характеризуется высокой степенью надежности, эффективностью и возможностью регулирования основных параметров. Однако для создания профессиональной схемы необходимо знать из чего состоит закрытая система отопления: расширительные баки, схемы и требуемая комплектация.

Особенности проектирования закрытой системы отопления

Принцип работы теплоснабжения закрытого типа заключается в создании повышенного давления. Это происходит за счет теплового расширения горячей воды или другого теплоносителя. При этом давление в закрытой системе отопления частного дома способствует лучшей циркуляции и как следствие – равномерному тепловому распределению.

Закрытая система отопления
Закрытая система отопления

В отличие от гравитационных схем перед установкой необходимо узнать подробно, как работает закрытая система отопления. При нагреве теплоносителя происходит его расширение и повышение давления, которые провоцируют начало циркуляции.

Но этого может быть недостаточно. И поэтому в систему добавляют насос. Он позволяет увеличить скорость движения горячей воды и тем самым снизить степень остывания теплоносителя в обратной трубе. Это приводит к уменьшению расхода энергоносителя.

Для проектирования необходимо знать устройство водяного отопления закрытого типа, его минимальную комплектацию. Оно должно состоять из следующих компонентов:

  • Нагревательный элемент. Это может быть котел различного типа – газовый, электрический, твердотопливный. Главным условием является безопасность работы и должный показатель мощности. В его конструкции должен быть установлен теплообменник для подключения к схеме системы отопления закрытого типа;
  • Трубопроводы. Они обеспечивают доставку горячей воды к радиаторам и батареям. Определяющим требованием является возможность выдерживать максимальное и рабочее давление в системе отопления закрытого типа и температурное воздействие;
  • Радиаторы и батареи. С их помощью происходит передача тепла от горячей воды воздуху в помещении;
  • Расширительный бак. Ключевой элемент в схеме, так как он предназначен для стабилизации работы теплоснабжения. При превышении критического значения давления расширительный бак для отопления закрытого типа компенсирует его, тем самым позволит избежать появление аварийных ситуаций;
  • Группа безопасности. Выполняет те же функции, что и расширительный бак, но в более полном объеме. Правильная установка группы безопасности в закрытую систему отопления заключается в монтаже воздухоотводчика и спускного клапана. Важно заранее определить месторасположение этих элементов.

Для обеспечения контроля работы и возможности регулирования параметров теплоснабжения необходим монтаж датчиков температуры и давления. Дополнительно схема отопления с расширительным баком закрытого типа должна предусматривать установку датчика давления на воздушную камеру устройства.

Для больших площадей рекомендуется двухтрубная закрытая система отопления. Несмотря на относительно большие первоначальные затраты в дальнейшем она сможет обеспечить эффективную работу теплоснабжения.

Схемы отопления закрытого типа

Первоочередной задачей при проектировании теплоснабжения закрытого типа является выбор оптимальной схемы. Прежде всего это касается разводки трубопроводов и установки требуемых компонентов.

Также необходимо, чтобы заливка теплоносителя в закрытую систему отопления работала в автоматическом режиме для обеспечения безопасности и стабильности.

Общая схема отопления закрытого типа
Общая схема отопления закрытого типа

Для теплоснабжения небольших площадей чаще всего устанавливается закрытая однотрубная система отопления. Ее схема включает в себя один трубопровод, к которому последовательно подключаются радиаторы.

При этом существенно экономится место для установки приборов, снижаются первичные затраты на приобретение компонентов.

Однако существенным недостатком закрытой однотрубной системы отопления является небольшая площадь нагрева. Максимальная протяженность магистрали может составлять только 30 м. При увеличении этого параметра будет наблюдаться температурная разбалансировка системы.

Для увеличения эффективности и надежности монтируют двухтрубную закрытую систему отопления. В ней помимо основной магистрали предусмотрена обратная труба. При этом радиаторы подключаются параллельно. Т.е. основой поток горячей воды протекает по подающей магистрали и поступает в отопительные приборы через соединения с тройниками.

Виды двухтрубной закрытой системы отопления
Виды двухтрубной закрытой системы отопления

Определяющим преимуществом этой схемы системы отопления закрытого типа является увеличение площади теплоснабжения.

Одновременно с этим не ухудшаются показатели теплового распределения по комнатам в доме. Но для большей эффективности работы теплоснабжения рекомендуется установить на батареи терморегуляторы, а также подключить к котлу программатор.

Преимущества двухтрубного устройство водяного отопления закрытого типа заключаются в следующем:

  • Высокий показатель ремонтопригодности. В случае выхода из строя одного из элементов достаточно перекрыть доступ теплоносителя на этом участке. Благодаря этому установка группы безопасности в закрытую систему отопления может выполняться даже при активном теплоснабжении;
  • Регулирование температуры в каждом помещении. Для этого необходим монтаж терморегуляторов в обвязку радиаторов отопления;
  • Возможность автоматического пополнения воды. Для этого необходим блок заливки теплоносителя в закрытую систему отопления, который устанавливается на обратную трубу. В закрытой однотрубной системе теплоснабжения это может привести к термическому удару.

Предварительно необходимо рассчитать все параметры отопления. Для этого лучше всего воспользоваться специализированными программами. В противном случае может возникнуть вопрос — откуда берется воздух в закрытой системе отопления. Это часто явление, которое связано с содержанием кислорода в теплоносителе, его составе и температурном режиме работы системы. Для минимизации необходимо выполнить установку группы безопасности в закрытую систему отопления.

Для компактности отопления рекомендуется выбирать схемы двухтрубной закрытой системы теплоснабжения с горизонтальной разводкой труб. Но в таком случае монтаж циркуляционного насоса является обязательным.

Расширительный бак в закрытой системе отопления

Для контроля работы отопительной системы необходимы устройства, обеспечивающие его безопасность. Одним из них является расширительный бак. Он компенсирует избыточное давление, возникающее из-за перегрева теплоносителя. Но перед его монтажом необходим расчет расширительного бака для закрытой системы отопления.

Конструкция расширительного бака
Конструкция расширительного бака

Нормальный показатель давления в закрытой системе отопления частного дома не должен превышать 4-5 атм. В противном случае возрастает вероятность разгерметизации труб и батарей. Для стабилизации рабочего давление в системе отопления закрытого в обязательном порядке устанавливают расширительный бак. Конструктивно он состоит из двух камер – воздушной и водяной. Первая предназначена для компенсации расширения теплоносителя, а вторая подключается к отоплению. В схемах отопления с расширительным баком закрытого типа предусмотрен его монтаж на обратной магистрали перед циркуляционным насосом. Это обусловлено тем, что на эластичную мембрану не должны воздействовать постоянные гидравлические колебания, возникающие в результате работы насоса.

Схема установки расширительного бака
Схема установки расширительного бака

Одним из преимуществ работы закрытой системы отопления является отсутствие прямого контакта с воздухом. Но для компенсации расширения воды необходимо резервное пространство. Именно для выполнения этой задачи делают монтаж расширительного бака для отопления закрытого типа. Перед этим следует правильно рассчитать его характеристики.

Для расчета расширительного бака для закрытой системы отопления необходимо знать такие параметры системы:

  • Коэффициент теплового расширения теплоносителя — Е. Для воды это значение равно 0,034 при температуре +85°С;
  • Общий объем воды в системе – С;
  • Исходное давление – Рнач;
  • Максимальное давление – Рмакс;
  • Коэффициент заполнения — Кзап.

Последний параметр можно узнать из данных таблицы. Нередко вопрос, почему падает давление в закрытой системе отопления, возникает из-за неправильного выбора расширительного бака.

Таблица для выбора коэффициента заполнения
Таблица для выбора коэффициента заполнения

Предположим, что по предварительным расчетам схемы теплоснабжения с расширительным баком закрытого типа значения этих параметров соответствуют данным из таблицы.

Параметр

Значение

Коэффициент теплового расширения теплоносителя

0,034

Общий объем воды в системе

360

Исходное давление

1,7

Максимальное давление

4

Исходя из этого находим оптимальный коэффициент заполнения. В нашем случае он будет равен 0,5. Дальнейший расчет расширительного бака для теплоснабжения закрытого типа выполняется по формуле:

V=((E*C)/(1-(Рмин/Рмакс)))Кзап

После расчетов находим оптимальный объем расширительного бака. Для стабилизации давления в закрытой системе теплоснабжения частного дома потребуется модель с объемом 40 л.

Большинство расширительных баков имеют неразборной корпус. Но для больших конструкций предусматривают возможность замены эластичной мембраны. Такие модели имеют специальный фланец.

Обзор групп безопасности для закрытого отопления

Подбор элементов безопасности является ключевым моментом при проектировании схемы системы теплоснабжения закрытого типа. Они должны обеспечивать бесперебойное функционирование отопления, а также препятствовать возникновению опасных ситуаций.

Группа безопасности для отопления
Группа безопасности для отопления

Зная принцип работы как закрытой системы отопления можно определить, что наибольшую опасность представляет превышение рабочего давления. При высоких показателях этого параметра работы расширительного бака будет недостаточно. Поэтому единственным выходом является удаление избытка теплоносителя из системы.

Эту функцию выполняется спускной клапан. При достижении критического показателя давления в нем открывается шток, и часть теплоносителя сливается в канализацию. При неправильной настройке устройства его работа может стать причиной падения давление в закрытой системе отопления

Следующим элементом теплоснабжения является воздухоотводчик. Казалось бы, откуда может браться воздух в закрытой системе отопления? Если уровень нагрева теплоносителя превысит критический – вода может перейти из жидкого в газообразное состояние. При этом формируются воздушные пробки, которые негативно влияют на работоспособность системы. Для их своевременного удаления из двухтрубной закрытой системы теплоснабжения необходим монтаж воздухоотводчика.

Конструкция воздухоотводчика
Конструкция воздухоотводчика

Для стабилизации рабочего давления в системе теплоснабжения закрытого типа необходим монтаж элементов групп безопасности в следующих частях схемы:

  • Воздухоотводчик. Устанавливается в стандартном наборе группы безопасности сразу после котла, в самой высокой части системы и на всех стояках;
  • Спускной клапан. Также входит в состав групп безопасности. Дополнительно монтируется в распределительных коллекторах и разветвлениях системы.

Корректная установка группы безопасности в закрытую систему теплоснабжения выполняется на завершающем этапе монтажа. Только после этого можно проводить испытания системы.

Характеристики группы безопасности должны соответствовать расчетным показателям отопления. Также необходимо перед каждым отопительным сезоном проверять работоспособность компонентов группы.

Проблемы при работе отопления закрытого типа

Знание устройства водяного теплоснабжения закрытого типа и правильный выбор его компонентов позволит избежать многих проблем при работе системы. Но некоторая часть из них возникнет в любо случае. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся отклонения в работе отопления.

Прорыв трубы в отоплении
Прорыв трубы в отоплении

Чаще всего причиной возникновения аварийных ситуаций являются превышение расчетных характеристик системы. Причин этому может быть несколько – неустановленная группа безопасности, нарушение режима работы котла.

Поэтому перед каждым отопительным сезоном следует проверять элементы системы, а также поводить ее промывку. В противном случае засор в трубах и радиаторах приведет к искусственному уменьшению объема теплоносителя, снизит теплоотдачу.

Отклонения в работе системы отопления и возможные методы устранения:

  • Появился воздух в закрытой системе отопления. Это может быть связано с неправильным составом теплоносителя. Во время заливки теплоносителя в закрытую систему теплоснабжения рекомендуется использовать дистиллированную воду, так как она не содержит щелочей и металлов;
  • Постоянное падение давления в системе. Это может быть обусловлено наличием микротрещины в трубах или радиаторах. Постепенное вытекание теплоносителя провоцирует снижение давления, а также может стать причиной формирования воздушных пробок;
  • Расширительный бак не работает. Причина – износ мембраны в результате сильного давления на нее. Это происходит в том случае, если в конструкции бака не предусмотрен предохранительный спускной клапан для воздуха. Для неразборной конструкции единственный выход – приобрести новую. В баке с монтажным фланцем можно самостоятельно выполнить замену мембраны.

Для быстрой ликвидации аварийных ситуаций рекомендуется приобрести ремонтные наборы. С их помощью можно перекрыть появившуюся в трубе или радиаторе щель, и тем самым стабилизировать работу всей системы. В дальнейшем можно выполнить замену поврежденного отопительного элемента.

В видеоролике показан пример обвязки расширительного бака для закрытой системы отопления: