Отопления замкнутого типа. Как заполнить систему отопления закрытого типа. Открытая и закрытая система отопления

Принцип действия состоит следующем: теплоноситель (вода) нагревается в котле до необходимой температуры и по трубопроводу поступает к радиаторам. Последние отдают тепло и обогревают помещение. Вода остывает, возвращается в котел и таким образом получается постоянно повторяющийся цикл. Движение воды может быть естественным и принудительным, что и различает системы отопления, которые мы рассматриваем.

Открытая система

Особенность открытой системы отопления заключается в том, что теплоноситель движется по трубам естественным путем. Это происходит из-за разности в плотности у холодной и горячей воды (у последней она больше). Поэтому создается гидростатический напор который направляет теплоноситель в радиаторы. В качестве теплоносителя чаще всего используется обычная вода. В состав открытой отопительной системы входит отопительный котел, расширительный бак, прямые и обратные трубы и радиаторы. Естественная циркуляция, при которой нагреваются радиаторы, происходит следующим образом. Вода достигает высокой температуры, стремится вверх на выходе из котла, выталкивается холодной водой. При нагревании структура воды расширяется, появляются её излишки. Именно для этого нужен расширительный бак, туда лишняя вода отправляется, чтобы избежать разрыва. Теплоноситель остывает в расширительном баке, возвращается в систему отопления. Расширительный бак устанавливается максимально высоко, на чердаке, который не отапливается. Бак открыт, обеспечен постоянный доступ кислорода. Постоянный контроль за уровнем бака позволяет предотвратить воздушные пробки в трубопроводе. Необходимо следить за медленным нагреванием воды, так как циркуляция воды происходит медленно. Если довести температуру до максимальной (точка закипания) – есть риск быстрого износа всей системы отопления. Если не используете отопление зимой – необходимо сливать теплоноситель для сохранности труб, радиаторов и котла. Монтаж открытой системы отопления должен быть выполнен строго по инструкции, иначе появится риск утечек и замерзания воды в зимний период. Представляем следующие рекомендации:

• Нужно установить котел максимально низко по отношению к трубам, приборам отопления;
• Необходимо утепление расширительного бака при установке на чердаке. Это предотвращает замерзание воды;
• Должное внимание уделяется уклону при монтаже трубопровода;
• Рекомендуется избегать многочисленных изгибов, колен и отводов;
• Важно использовать наименьшее количество соединительных элементов;
• Устанавливается труба с наибольшим диаметром на выходе из котла.

Важно правильно подобрать сечение труб:

• Если площадь дома составляет 50-100 кв. м – нужно использовать трубы с диаметром 40 мм. Чем больше общая площадь отапливаемого помещения – тем больше диаметр.
• Трубы, которые идут к радиаторам, имеют сходный диаметр со стояком. Трубы, которые подводят к радиаторам, могут иметь меньшее сечение.
• Рекомендуемый уклон горизонтальных труб составляет 0,005-0,01%. Он выполняется от котла в направлении радиаторов.

Преимущества/недостатки открытой системы

Главными преимуществами открытой системы являются:

• Равномерность прогрева. Тепло поступает во все отапливаемые помещения, создается комфортная и уютная атмосфера.
• Бесшумная работа. Достигается благодаря отсутствию циркуляционного насоса.
• Длительная эксплуатация. Насос может выходить из строя, в открытой системе его нет.
• Независимость от электричества. Не потревожат перепады в сети и полное отключение электроэнергии.

Открытые системы стали менее популярными. Одна из причин – следующие недостатки:

• Высокие цены на оборудование. В открытой системе используются трубы большого диаметра.
• Сложный монтаж. Необходимо рассчитать уклон горизонтальных участков труб.
• Угроза замерзания воды в открытом расширительном баке.
• Опасность коррозии труб, радиаторов. Открытый расширительный бак дает возможность кислороду проникнуть в систему.
• Изменение уровня теплоносителя. Необходим постоянный контроль расширительного бака.
• Невозможность использования антифриза.
• Долгое время на нагрев.

Закрытая система отопления

Основное отличие закрытой системы отопления – использование циркуляционного насоса, который осуществляет движение теплоносителя. В остальном – принцип работы тот же, что в открытой системе. В закрытой системе трубы, радиаторы нагреваются гораздо быстрее.

Бак мембранного типа обладает герметичностью, что препятствует испарению теплоносителя. Это означает, что может быть использован антифриз. Его применение дает возможность надолго покидать жилье зимой: риск заморозки и порчи системы снижается практически до нуля. Для должного функционирования закрытой системы отопления рекомендуем придерживаться следующих советов:

• Расширительный бак устанавливают прямо в помещении. При этом сокращаются затраты на элементы трубопровода и теплоноситель не перемерзает.
• Использование труб меньшего диаметра совсем не означает, что нужно устанавливать трубы с минимальным сечением. Этот способ сэкономить средства может деструктивно повлиять на всю систему отопления. Есть риск увеличения давления в трубопроводе, а насос может с этим не справиться.
• Особое внимание нужно уделить правильности установки насоса. Ротор располагается горизонтально относительно собственной оси. Это способствует бесшумной работе и меньшему трению с теплоносителем.
• Циркуляционный насос и расширительный бак устанавливаются перед входом в котел.

Преимущества/недостатки закрытой системы

Главными преимуществами закрытой системы являются:

• Простота монтажа системы.
• Более низкая стоимость отопительной конструкции. Обеспечивается благодаря возможности использования труб с меньшим диаметром.
• Нет необходимости контроля за уровнем теплоносителя. Герметичность расширительного бака не позволяет теплоносителю испаряться.
• Возможность регулировать температуру. Это происходит при увеличении/уменьшении количества подающегося теплоносителя.
• Возможность обогрева пола. К отопительной системе подключается специальный дополнительный элемент.

Закрытая система отопления имеет один существенный недостаток. Система зависит от электроснабжения. Должно обеспечиваться постоянное потребление электроэнергии. Придется приобретать источники резервного питания на случай аварийной ситуации. Лучше всего – электростанции на жидком топливе.

Разводка отопления: виды и особенности

Вне зависимости от выбранной системы отопления нужно знать, что существуют следующие виды разводки: однотрубная, двухтрубная и лучевая. На их применение влияют место прохождения главной трубы, способы подсоединения радиаторов, стояков подающей функции, расположение стояков.

Однотрубная разводка

Однотрубная разводка бывает горизонтальной и вертикальной. Горизонтальная не дает возможности регулировки величины теплоносителя. Поэтому при её использовании устанавливаются байпасы. Вертикальная разводка используется в основном для многоэтажных зданий.

Двухтрубная разводка

Двухтрубный тип разводки наиболее распространен. К каждому радиатору проведены две трубы – подающая теплоноситель и отводящая охлажденную воду. Трубопровод делается в форме звезды, шлейфа или лучевой.

Лучевая разводка

Позволяет регулировать нагрев каждого отдельного радиатора. Требует сложного монтажа, нескольких распределительных коллекторов и наибольших расходов на трубы.

Таким образом, мы рассмотрели устройство, основные особенности, преимущества и недостатки закрытой и открытой системы отопления. Выбор должен основываться не только на Ваших пожеланиях, но и возможности установки системы в доме. Поэтому очень важно обратиться за профессиональной консультацией к проверенному специалисту. Расчет и монтаж системы должны выполнять специалисты лицензированных фирм. На основе представленных рекомендаций желаем Вам правильно выбрать и установить систему отопления!

При обогреве домов частного сектора в основном реализуется закрытый контур отопления с принудительной циркуляцией.

Теплоноситель в такой схеме не испаряется благодаря отсутствию контакта с окружающей средой. Это даёт возможность использовать кроме воды особые составы , повышающие эффективность отопления.

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:

1. возможность использования любого теплоносителя;
2. долговечность конструкции за счёт полной герметичности;
3. отсутствие лишнего шума;
4. возможность самостоятельной установки системы;
5. высокая скорость перемещения жидкости, обеспечивающая максимальную теплоотдачу;
6. отсутствие потребности в теплоизоляции для магистрали;
7. 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.

Вам также будет интересно:

Как запустить в систему теплоноситель?

При заполнении закрытого контура не должно остаться воздушных пробок .

Если отопительный контур подключен к водопроводу с помощью крана, то для того чтобы его заполнить нужно периодически открывать вентиль и выпускать вытесняемый воздух из радиаторов.

Этот процесс происходит до тех пор, пока не уйдет весь лишний воздух, и давление не достигнет требуемой расчётной величины.

Для заполнения контура, неподключенного к водопроводу необходим насос и ёмкость , из которой будет перекачиваться теплоноситель. Перед его подачей нужно открыть все краны на радиаторах. Сливной штуцер подключается к трубе, и с помощью циркуляционного насоса конструкция заполняется.

Важно! При заполнении отопительного контура теплоносителем необходимо вовремя закрывать краны , чтобы не допустить протечек.

Настройка и запуск

После запуска теплоносителя в конструкцию проверяют все соединения контура. Перед этим воздух с насоса обязательно скачивается, иначе работа прибора может нарушиться. Далее необходимо обойти все батареи и проделать ту же самую процедуру, немного приоткрыв краны Маевского.

Воздух спускается до тех пор, пока из радиаторов не потечёт вода. После этого проверяется величина давления по измерительному прибору. Если она ниже 1,5 атмосферы , то снова доливается жидкость, и процесс обезвоздушивания оборудования возобновляется.

Затем система подвергается опрессовке. Насос закачивает теплоноситель в трубы до тех пор, пока давление не увеличится в 1,5—2 раза .

Отопительную конструкцию оставляют в таком состоянии на 15 минут , после чего давление замеряют снова. Если показатели измерительного прибора изменились, значит, где-то возникла утечка.

В обратном случае системе возвращается рабочее давление путём слива лишнего теплоносителя.

Завершающий шаг — запуск теплогенератора , который уже подготовлен к использованию и включён в сеть. На терморегуляторе оборудования устанавливается небольшая температура (40—50 °C ), даётся время на прогрев всего объёма теплоносителя. После этого происходит проверка всех радиаторов. Если верхние части батарей холоднее, то воздух стравливается повторно.

После этого увеличивают температуру жидкости (до 70—80 °C ) и оставляют отопительный контур на некоторое время. Если при таком режиме теплоприборы продолжают нормально работать, а температура жидкости в трубе обратного хода на 20 °C холоднее нагретой, то система функционирует исправно и не требует дополнительных настроек.

Особенности отопительного контура с мембранным расширительным баком

Циркуляционный насос в закрытом контуре позволяет организовать конструкцию по любой схеме, независимо от показателя гидравлического сопротивления. Принудительная циркуляция даёт возможность использовать различные варианты для организации отопления:

• последовательное расположение радиаторов;
• коллекторную схему;
• тёплый пол.

Мембранный расширительный бак и циркуляционный насос могут находиться вместе с теплогенератором в одном помещении. Это уменьшает общую длину трубопроводов, поэтому при организации отопительного контура не нужно устанавливать трубы больших диаметров и обращать внимание на углы наклона.

Фото 2. Схема строения мембранного бака для закрытой системы отопления. Стрелками указаны части конструкции.

Почему падает давление?

Причинами падения давления могут стать:

• сбои в работе теплогенератора (отопительного котла);
• утечки теплоносителя;
• лишний воздух;
• алюминиевые радиаторы.

Протечка может быть визуально незаметна. Чтобы ее обнаружить, используют специальные приспособления: тепловизоры или ультразвуковые приборы. Нужно внимательно проверить секционные соединения радиаторов, потому что их поверхность может быть покрыта коррозией. Ржавые подтёки свидетельствуют о повреждении батарей.

Для того чтобы обнаружить утечку нужно нажать на ниппель , который находится сверху расширительного бака. Если при нажатии выделяется вода и воздух, то можно смело делать вывод о наличии протечки.

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.

Любая гидравлическая система отопления представляет собой комплекс отопительных устройств и нагревательных приборов, соединенных между собой трубопроводом в определенном порядке. При нагревании теплоносителя он изменяется в объеме (расширяется). Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией предусматривают компенсацию этого процесса за счет расширительного бака.

В зависимости от того, сообщается ли такой бак с наружным атмосферным воздухом, отопительные системы делятся на две разновидности – открытые и закрытые системы отопления.

Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью насоса. Включение насоса в гидравлическую схему позволяет проводить обогрев помещений более эффективно. Принудительная циркуляция позволяет включать в такую схему дополнительные отопительные устройства (например, системы «тёплый пол»).

Наличие насоса в схеме ставит отопление в зависимость от электроснабжения, но при этом циркуляция теплоносителя происходит намного эффективнее.

При реализации такой схемы установка этого насоса проводится на обратной магистральной трубе перед котлом. Там же устанавливается и расширительный бак для отопления закрытого типа.

Понятно, что такое расположение делает сам монтаж проще, так как отпадает необходимость соблюдать угол уклона, утеплять трубопровод и на главные стояки (магистрали) устанавливать трубы большего диаметра (что не всегда эстетично в жилом помещении).

Система отопления закрытого типа предупреждает испарение теплоносителя. В связи с этим отпадает необходимость постоянного контроля его уровня в системе .

Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет проводить прогрев за меньшее время и изменять нагрев в каждом отдельном помещении. Если в цепь включен комнатный термостат, то появляется возможность эффективно обогревать помещения при изменении температуры ниже установленной.

Элементы отопительной схемы

Схема отопления закрытого типа включает такие элементы:

• , твердотопливный и т.п.);
• мембранный расширительный герметичный бак;
• циркуляционный насос;
• радиаторы и батареи отопления;
• трубы для магистралей стояков, подводки и перемычки;
• фитинги (переходники для труб);
• краны (пробковые и шаровые) и клапаны (системы Маевского);
• фильтры (в основном для поддержания работоспособности котла);
• крепежи (хомуты и пр.).

Принцип работы

1. Теплоноситель (вода или антифриз) нагреваются в отопительном котле . При увеличении температуры среды увеличивается объем.
   Излишек теплоносителя переходит в расширительный бак, который по своему виду напоминает капсулу, разделенную на два отделения.
   Одно отделение – это гидравлическая камера, куда поступает жидкий теплоноситель при нагревании. Второе отделение – газовая камера, которая заполнена азотом под определенным давлением;

1. До запуска отопления в баке устанавливается давление, равное гидростатическому давлению в контуре. При нагреве теплоносителя он поступает в расширительный бак через клапан.
   За счет этого выравнивается давление внутри системы (так как объем газовой камеры уменьшается, а давление газа – увеличивается). Из расширительного бака теплоноситель возвращается в систему тем же циркуляционным насосом.

Конструктивные особенности закрытой системы отопления

Схема отопления с принудительной циркуляцией закрытого типа имеет некоторые особенности. Расширительный бачок и циркуляционный насос можно размещать в одном и том же помещении вместе с нагревательным котлом.

Это дает ряд преимуществ – уменьшается общая длина трубопроводов, отпадает необходимость в установке труб большого диаметра и соблюдения углов наклона при монтаже.

Герметичная конструкция расширительного бака такого типа препятствует испарению теплоносителя из системы и завоздушиванию трубопроводов.

Важно!
Расширительный бак мембранного типа и циркуляционный насос необходимо устанавливать на обратной магистральной трубе.
Насос можно дольше эксплуатировать, если по нему проходит жидкость, температура которой ниже.

Открытая разновидность схемы отопления имеет определенные ограничения по размерам, поэтому может применяться только в небольших по площади помещениях. Отопление закрытого типа таких ограничений не имеет.

Достоинства и недостатки закрытой системы отопления

Герметичная система отопления с принудительной циркуляцией закрытого типа отопления имеет свои плюсы и минусы. Плюсов у нее больше, поэтому их следует рассмотреть более подробно, хотя существуют и негативные моменты.

Преимущества закрытой отопительной системы

• Большая теплоотдача;
• Отсутствие испарения теплоносителя;
• Возможность использования труб меньшего диаметра;
• Срок службы котла выше за счет уменьшения разницы температуры на входе и выходе;
• Уменьшение коррозии за счет герметичности;
• Возможность применения антифриза в качестве теплоносителя.

Недостатки закрытой отопительной системы

• Энергозависимость (требуется электроснабжение для );
• Объем расширительного бака должен быть намного больше, естественно, что он несколько дороже.

Переоборудование открытой системы с естественной циркуляцией в закрытую

Вариант закрытой – это способ оборудования системы отопления без циркуляционного насоса. В практике такая разновидность организации отопления встречается крайне редко, но ее работоспособность сомнениям не подвергается.

Как правило, она специально не проектируется изначально в таком виде, но при замене своими руками обычного расширительного бака на мембранный, она превращается из открытой системы с естественной циркуляцией в закрытую с естественной циркуляцией.

Само собой, что можно и заранее рассчитать, спроектировать и собрать такую систему, но при этом многие из очевидных преимуществ закрытых систем теряются. Например, нужно очень точно рассчитывать диаметры стояков и магистралей, трубы укладывать под уклоном, будут образовываться воздушные пробки.

Достоинство, которое дает естественная циркуляция в закрытой системе отопления, это – независимость от электроснабжения.

Стоит ли такое сомнительное преимущество конкретных минусов? Вряд ли кому-то в голову придет строить жилье с водяным отоплением, но без электричества. Цена обычного насоса – около ста долларов. При этом он берет электроэнергии, как лампочка накаливания от настольной лампы – 40-60 Вт.

Как его правильно поставить, можно увидеть на видео:

Монтаж отопительной системы

Монтаж закрытой системы отопления начинается с выбора подходящего котла по двум критериям – вид котла и его мощность. В последнее время популярность приобретают твердотопливные котлы. Они хотя и более громоздки, в эксплуатации обходятся дешевле. Мощность котла зависит от многих факторов.

Важно!
Как следует рассчитывать мощность? Инструкция расчета предполагает следующее: при высоте потолков до трех метров, средней утеплённости двух- трехэтажного частного дома, на обогрев каждых 10 м 2 необходимо 1 кВт мощности отопительного котла.
Как показывает практика, цена такого котла – около 1 000 долларов США.

Тип отопительных приборов (батарей отопления или радиаторов) выбирается исходя из доступных средств. Все виды радиаторов приблизительно одинаково отдают тепло, и срок их службы тоже не сильно отличается. Если остановиться на стальных радиаторах, то их стоимость для такого дома составит тоже около 1 000 долларов США.

• трубы – 500;
• насос – 100;
• бак – 50;
• фитинги, краны, фильтры – 500;
• проект и монтаж – еще 1 000.

Итого очень приблизительная стоимость устройства закрытой отопительной системы в частном доме обойдется – 1 000+1 000+500+100+50+500+1000 = 4 150 долларов США.

Итак, оборудование установлено, трубы проведены. Можно производить заполнение водой закрытой системы отопления.

Выводы

Учитывая плюсы и минусы, которые имеет закрытая система отопления с естественной циркуляцией, и приблизительно прикинув стоимость обустройства системы с принудительной циркуляцией, можно сделать выводы, что принципиальной разницы между такими системами нет. Единственное, что можно сказать, система с принудительной циркуляцией выгоднее с точки зрения монтажа и оборудование в ней работает дольше.

Открытая система отопления является самой простой и энергонезависимой системой с естественной циркуляцией. Основана такая система на законах термодинамики. На выходе из котла создаётся повышенное давление, далее горячая вода проходит по трубам в область с более низким давлением, при прохождении теряя температуру.

Далее охлаждённый теплоноситель возвращается обратно в отопительный котёл, где снова нагревается. Происходит естественная циркуляция теплоносителя. Система функционирует исключительно на воде, так как использование антифризов для отопления приводит к их быстрому испарению.

В открытой системе теплоснабжения обязательно наличие расширительного бака, так как нагретая вода расширяется. Расширительный бак служит для приёма излишков воды при расширении и возврата её в систему при остывании, а также для удаления воды при чрезмерном её объёме. Бак герметичен не полностью, поэтому вода испаряется, вследствие чего необходимо постоянно возобновлять её уровень. В открытой системе отопления не используется насос. Система достаточно проста. Состоит из труб, стального расширительного бачка, радиаторов и котла. Применяются дизельные, газовые котлы и котлы на твёрдом топливе , кроме электрических.

В открытой системе отопления вода циркулирует медленно. Поэтому трубы при эксплуатации должны разогреваться постепенно, чтобы избежать их повреждения и закипания теплоносителя. Это может привести к преждевременному износу оборудования. Если в зимний период отопление не используется, то вода из системы обязательно сливается, во избежание замерзания трубопровода.

Чтобы циркуляция теплоносителя осуществлялась на необходимом уровне, необходимо производить монтаж отопительного котла в более низком месте системы, а в самом высоком устанавливать расширительный бак, например, на чердаке. Зимой расширительный бак необходимо утеплить. При установке трубопровода в открытой системе отопления требуется использовать минимальное количество поворотов, фасонных и соединительных деталей.

В закрытой системе отопления все элементы системы герметичны, отсутствует испарение воды. Циркуляция осуществляется при помощи насоса. Так называемая система с принудительной циркуляцией теплоносителя включает в себя трубы, котёл, радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос .

В закрытой системе отопления при повышении температуры клапан расширительного бака открывается и забирает излишки теплоносителя. При понижении температуры теплоносителя циркуляционный насос закачивает его обратно в систему. В данной системе отопления поддерживается давление в заранее установленных пределах. Благодаря этому, осуществляется функция деаэрации теплоносителя.

Для стабильной работы системы закрытого отопления также используется расширительный бак из высокопрочного металла. Это закрытый бак, состоящий из двух половин, завальцованных друг к другу.

Внутри располагается мембрана (диафрагма) из высокопрочной жаростойкой резины. Также внутри имеется небольшой объём газа (может быть азот, который закачивается на заводе-производителе, или воздух, накапливающийся в системе по необходимости). Мембрана разделяет бак на части: одна часть - куда поступают излишки воды при нагреве системы отопления, в другой части находится азот или воздух, не вступающие в прямое соприкосновение с водой. Таким образом, теплоноситель при нагреве поступает в расширительный бак и проникает в мембрану. При остывании теплоносителя газ, находящийся за мембраной, начинает выталкивать его обратно в систему.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

1. По месту размещения расширительного бака. В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
2. Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
3. В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы. Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
4. В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.
5. Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

• простое обслуживание системы;
• отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
• равномерный прогрев отапливаемого помещения;
• быстрый пуск и остановка системы;
• независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
• высокая надёжность;
• не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

• возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
• воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
• возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
• медленный нагрев системы после включения;
• необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
• невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
• достаточна громоздка;
• низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

• простой монтаж ;
• нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
• возможность применения антифриза , не боясь размораживания системы отопления;
• путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
• из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
• самостоятельное регулирование давления;
• система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
• возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

• самый главный недостаток - зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения ;
• при работе насоса требуется электричество;
• для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор ;
• при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
• размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
• бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
• возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней для него.

Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

При планировании создания системы водяного отопления в собственном доме, перед владельцем встаёт выбор из нескольких вариантов. В перечне самых главных вопросов – тип системы (будет она открытого или закрытого типа), и какому принципу станет осуществляться передача теплоносителя по трубам (естественная циркуляция за счет действия гравитационных сил, или принудительная, требующая установки специального насоса).

Каждая из схем имеет свои достоинства и недостатки. Но все же в настоящее время все чаще предпочтение отдается закрытой системе с принудительной циркуляцией. Такая схема более компактна, легче и быстрее монтируется, имеет ряд других эксплуатационных преимуществ. Одна из основных отличительных особенностей – это полностью герметичный расширительный бак для отопления закрытого типа установка которого будет рассмотрена в настоящей публикации.

Но прежде чем приобретать расширительный бак и приступать к его монтажу, необходимо хотя бы немного ознакомиться с его устройством, принципом работы, а также с тем, какая именно модель станет оптимальной для конкретной системы отопления.

В чем преимущества закрытой системы отопления

Несмотря на то что в последнее время появилось множество современных приборов и систем обогрева помещений, принцип передачи тепла через циркулирующую по трубам жидкость с высокой теплоемкостью – без сомнения, остается самым распространенным . В качестве переносчика тепловой энергии чаще всего применяется вода, хотя при некоторых обстоятельствах приходится применять и иные жидкости с низкой температурой замерзания (антифризы).

Теплоноситель получает нагрев от котла (печи с водяным контуром) и передает тепло отопительным приборам (радиаторам, конвекторам, контурам «теплого пола»), установленным в помещениях в необходимом количестве.

Как определиться с типом и количеством радиаторов отопления?

Даже самый мощный котел не будет способен создать в помещениях комфортную атмосферу, если параметры точек теплообмена не соответствуют условиям конкретной комнаты. Как правильно – в специальной публикации нашего портала.

Но любая жидкость имеет общие физические свойства. Во-первых, при нагреве она значительно увеличивается в объеме . А во-вторых,в отличие от газов — это несжимаемая субстанция, ее температурное расширение необходимо каким-либо образом компенсировать, предоставив для этого свободный объем . И при этом необходимо предусмотреть, чтобы по мере остывания и уменьшения в объёме, в контуры труб извне не попал воздух, который создаст «пробку», препятствующую нормальной циркуляции теплоносителя.

Именно такие функции и выполняет расширительный бачок.

Еще не столь в частном строительстве особой альтернативы и не существовало – в самой высокой точке системы устанавливался открытый расширительный бак, который вполне справлялся с поставленными задачами.

1 – котел отопления;

2 – стояк подачи;

3 – открытый расширительный бачок;

4 – радиатор отопления;

5 – опционально – циркуляционный насос. В данном случае показан насосный узел с обводной петлей и системой задвижек. При желании или при возникновении необходимости можно переключить принудительную циркуляцию на естественную, и наоборот.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как правильно осуществляется

Цены на циркуляционные насосы

циркуляционные насосы

Закрытая же система – полностью изолирована от атмосферы. В ней поддерживается определенное давление, а температурное расширение жидкости компенсируется установкой герметичного бачка особой конструкции.

Бачок на схеме показан поз. 6, врезанным в трубу обратки (поз.7).

Казалось бы – чего «огород городить »? Обычный открытый расширительный бачок, если он в полной мере справляется со своими функциями, видится более простым и недорогим решением. Он, наверняка , стоит немного, а кроме того , при определенных навыках, его несложно изготовить и самостоятельно – сварить из стальных листов, использовать ненужную металлическую емкость , например, старый бидон и т.п . Мало того, можно встретить примеры применения старых пластиковых канистр.

Есть ли смысл тр атить деньги на приобретение герметичного расширительного бачка? Оказывается, есть, так как закрытая система отопления имеет немало преимуществ:

• Полная герметичность абсолютно исключает процесс испарения теплоносителя. Это открывает возможности применения, помимо воды, специальных антифризов. Мера – более, чем необходимая, если загородным домом в зимнее время пользуются не постоянно, а «наездами», время от времени .
• В открытой системе отопления расширительный бак, как уже упоминалось, должен быть смонтирован в самой высшей точке. Очень часто подобным местом становится неотапливаемый чердак. А это влечет дополнительные хлопоты по термоизоляции емкости , чтобы даже в самые сильные морозы теплоноситель в ней не замерз .

А в закрытой системе расширительный бачок может быть установлен практически на любом ее участке. Наиболее целесообразным местом монтажа является труба обратки непосредственно пред входом в котел – здесь детали бачка в меньшей степени будут подвергаться температурному воздействию от разогретого теплоносителя. Но это – отнюдь не догма, и смонтировать его можно с таким расчетом , чтобы он не создавал помех и не дисгармонировал своим видом с интерьером помещения, в том случае если, скажем, в системе используется настенный котел , установленный в коридоре или на кухне.

• В открытом расширительном бачке теплоноситель всегда находится в контакте с атмосферой. Это приводит к постоянному насыщению жидкости растворенным воздухом, что является причиной активизации коррозии в трубах контура и в радиаторах, к повышенному газообразованию в процессе нагрева. Особенно нетерпимы к этому алюминиевые радиаторы.
• Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией – менее инертна – она гораздо быстрее прогревается при запуске, намного чувствительнее к регулировкам. Исключаются совершенно неоправданные потери в области расширительного бака открытого типа.
• Разница температур в трубе подачи и в обратке в токах соединения с котлом – меньше, чем в открытой системе. Это важно для сохранности и длительности эксплуатации отопительного оборудования.
• Закрытая схема с принудительных циркуляций для создания контуров потребует т рубы меньшего диаметра – налицо выигрыш и в расходах на материалы, и в упрощении монтажных работ.
• За расширительным баком открытого типа необходим контроль – для недопущения перелива при заполнении, и для исключения падения уровня жидкости в нем в ходе эксплуатации ниже критической отметки. Конечно, это все можно решить установкой дополнительных устройств, например, поплавковых клапанов, патрубков перелива и т.п ., но это лишние сложности. В закрытой системе отопления подобных проблем не возникает.
• И, наконец, такая система – наиболее универсальна, так как подходит к любым типам батарей, позволяет подключать контуры теплого пола, конвекторы, тепловые завесы. Кроме того, при желании можно организовать и горячее теплоснабжение, смонтировав в систему бойлер косвенного нагрева.

Из серьезных недостатков можно упомянуть только один. Это — обязательность «группы безопасности», включающей контрольно-измерительные приборы (манометр, термометр), предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик . Впрочем, это, скорее, не не достаток , а технологическая издержка, обеспечивающая безопасную эксплуатацию системы отопления.

Одним словом, преимущества закрытой системы явно перевешивают, и траты на специальный герметичный расширительный бак выглядят вполне оправданными.

Как устроен и как действует расширительный бачок для отопления закрытого типа?

Устройство расширительного бачка для системы закрытого типа не отличается большой сложностью:

Обычно вся конструкция размещена в стальном штампованном корпусе (поз.1) цилиндрической формы (встречаются бачки в форме «таблетки»). Для изготовления используется качественный металл, имеющий антикоррозийное покрытие. Снаружи бачок покрыт эмалью. Для отопления применяются изделия с красным корпусом. (Существуют бачки синего цвета – но это водные аккумуляторы для системы водоснабжения. Они не рассчитаны на повышенные температуры, а ко всем их деталям предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования).

С одной из сторон бачка размещен резьбовой патрубок (поз. 2) для врезки в систему отопления. Иногда в комплект поставки входят фитинги для облегчения проведения монтажных работ.

С противоположной стороны имеется ниппельный клапан (поз. 3), служащий для предварительного создания необходимого давления в воздушной камере.

Внутри вся полость бачка разделена мембраной (поз. 6) на две камеры. Со стороны патрубка находится камера для теплоносителя (поз. 4), с противоположной – воздушная (поз. 5 )

Мембрана изготовлена из эластичного материала с низким показателем диффузии. Ей придана специальная форма, которая обеспечивает «упорядоченную» деформацию при изменении давления в камерах.

Принцип работы – несложен.

• В начальном положении, при подключении бачка к системе и заполнения ее теплоносителем, определенные объем жидкости через патрубок поступает в водную камеру. Давление в камерах выравнивается, и эта замкнутая система обретает статичное положение.
• При повышении температуры происходит расширение объёма теплоносителя в системе отопления, сопровождающееся и возрастанием давления. Избыток жидкости попадает в расширительный бачок (красная стрелка), и своим давлением изгибает мембрану (желтая стрелка). При этом объем камеры для теплоносителя увеличивается, а воздушной, соответственно уменьшается, и давление воздуха в ней возрастает.
• При снижении температуры и уменьшении общего объема теплоносителя избыточное давление в воздушной камере способствует перемещению мембраны назад (зеленая стрелка), и теплоноситель перемещается обратно в трубы системы отопления (синя стрелка).

Если давление в системе отопления достигает критического порога, то должен сработать клапан в «группе безопасности», который выпустит излишки жидкости. Некоторые модели расширительных бачков имеют собственный предохранительный клапан.

Разные модели баков могут иметь собственные особенности конструкции. Так, они бывают неразборными или с возможностью замены мембраны (для этого предусмотрен специальный фланец). В комплекте могут быть кронштейны или хомуты для крепления бачка на стене, или же предусмотрены подставки – ножки для размещения его на полу.

Кроме того, могут они различаться и конструкцией самой мембраны.

Слева показан расширительный бачок с мембранной – диафрагмой (она уже была рассмотрена выше). Как правило, это неразборные модели. Нередко применяется мембрана баллонного типа (рисунок справа), изготовленная из эластичного материала. По сути, она сама по себе является водяной камерой. По мере нарастания давления такая мембрана растягивается, увеличиваясь в объеме . Именно такие бачки оснащены разборным фланцем, позволяющим самостоятельно проводить замену мембраны в случае ее выхода из строя. Но основной принцип работы от этого никак не меняется.

Видео: устройство расширительных бачков марки «Flexcon FLAMCO »

Цены на расширительные баки Flexcon FLAMCO

расширительные баки Flexcon

Как рассчитать требуемые параметры расширительного бачка?

При выборе расширительного бачка для конкретной системы отопления основополагающим моментом должен стать его рабочий объем .

Расчет по формулам

Можно встретить рекомендации устанавливать бак, объем которого составляет примерно 10% от общего объема теплоносителя, циркулирующего по контурам системы. Однако, можно провести и более точный расчет – для этого существует специальная формула:

V б = V с × k / D

Символами в формуле обозначены:

Vб – требуемый рабочий объем расширительного бачка;

Vс – общий объем теплоносителя в системе отопления;

k – коэффициент, учитывающий объемное расширение теплоносителя при нагреве;

D – коэффициент эффективности расширительного бака.

Откуда взять исходные величины? Разбираемся по по рядку:

1. Общий объем системы (V с ) можно определить несколькими способами:

• Можно засечь по водомеру, какой общий объём поместится при заполнении системы водой.
• Самый точный способ, который применяется при расчетах системы отопления – это суммирование общего объёма труб всех контуров, вместимости теплообменника имеющегося котла (она указана в паспортных данных), и объем всех приборов теплообмена в помещениях – радиаторов, конвекторов и т.п .
• Вполне допустимую погрешность дает самый простой способ. Он основывается на том, что для обеспечения 1 кВт мощности отопления требуется 15 литров теплоносителя. Таким образом, паспортную мощность котла просто умножают на 15.

2. Значение коэффициента температурного расширения (k ) – это табличная величина. Она нелинейно изменяется в зависимости от температуры нагрева жидкости и от процентного содержания в ней антифризных этиленгликолевых добавок. Значения приведены в таблице, размещённой ниже. Строку величины нагрева берут из расчета планируемой эксплуатационной температуры системы отопления. Для воды принимают значение процентного содержания этиленгликоля – 0. Для антифризов – исходя из конкретной концентрации.

Температура нагрева теплоносителя, °С	Содержание гликоля, % от общего объема
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0.00013	0.0032	0.0064	0.0096	0.0128	0.016	0.0224	0.0288
10	0.00027	0.0034	0.0066	0.0098	0.013	0.0162	0.0226	0.029
20	0.00177	0.0048	0.008	0.0112	0.0144	0.0176	0.024	0.0304
30	0.00435	0.0074	0.0106	0.0138	0.017	0.0202	0.0266	0.033
40	0.0078	0.0109	0.0141	0.0173	0.0205	0.0237	0.0301	0.0365
50	0.0121	0.0151	0.0183	0.0215	0.0247	0.0279	0.0343	0.0407
60	0.0171	0.0201	0.0232	0.0263	0.0294	0.0325	0.0387	0.0449
70	0.0227	0.0258	0.0288	0.0318	0.0348	0.0378	0.0438	0.0498
80	0.029	0.032	0.0349	0.0378	0.0407	0.0436	0.0494	0.0552
90	0.0359	0.0389	0.0417	0.0445	0.0473	0.0501	0.0557	0.0613
100	0.0434	0.0465	0.0491	0.0517	0.0543	0.0569	0.0621	0.0729

3. Значение коэффициента эффективности расширительного бачка (D ) придется рассчитать по отдельной формуле:

D = (Qm – Q б ) / (Qm + 1 )

Qm — максимально допустимое давление в системе отопления. Оно будет определяться порогом срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности», который обязательно указывается в паспорте изделия.

Q б — давление предварительной накачки воздушной камеры расширительного бака. Оно тоже может быть указано на упаковке и в документации изделия. Есть возможность его изменения – подкачки с помощью автомобильного насоса или, наоборот, стравливания через ниппель. Обычно рекомендуют устанавливать это давление в рамках 1.0 – 1.5 атмосфер.

Калькулятор для расчета требуемого объема расширительного бачка

Чтобы упростить читателю процедуру расчета , в статье размещен специальный калькулятор, в который внесены указанные зависимости. Введите запрашиваемые значения, и после нажатия кнопки «РАССЧИТАТЬ» получите требуемый объем расширительного бака.