Схемы система отопления открытая или закрытая. Отопление закрытого типа в частном доме

Когда загородный дом планируется использовать не только как временное пристанище в период бархатного сезона, но и как полноценное жильё, отопительная система становится обязательным атрибутом вашей резиденции. Система отопления детально продумывается и просчитывается на стадии проекта строительства (или реконструкции) объекта – она рассчитана на долгие годы эксплуатации, и исправление ошибок обойдётся в дальнейшем очень недёшево.

Закрытая система отопления загородного дома.

Статистика показывает, что после проработки всех возможных вариантов отопления выбор чаще всего падает на систему отопления закрытого типа, которая является самым распространённым способом обеспечения тепла в загородных жилых домах. В отличие от открытой системы она исключает контакт теплоносителя с атмосферным воздухом, легко поддаётся регулировке, а принудительная циркуляция позволяет обогревать большие площади.

Компоненты закрытой системы и их назначение

Составными элементами закрытой системы отопления частного дома являются:

• источник тепловой энергии (газовый, электрический или твёрдотопливный котёл);
• подающие, разводящие и отводящие трубопроводы;
• трубопроводная арматура (клапаны, краны и пр. фитинги).
• отопительные приборы (радиаторы, трубы тёплого пола и др.);
• циркуляционный насос;
• расширительный (компенсационный) бачок;
• группа безопасности.

1. Источник тепловой энергии (котёл) лучше всего выбирать с автоматикой. Это даёт возможность эксплуатировать отопительную систему в автономном режиме по заранее установленным параметрам в зависимости от наружной температуры и уровня желаемого комфорта. В этом отношении . К тому же на сегодняшний день они являются самыми экономичными. Благодаря чувствительному термостату температуру можно выставить с точностью до градуса – очень удобно и экономично.

Настенный газовый котел Hermann без декоративного кожуха.

Электрические котлы по уровню автоматизации не уступают газовым, но для обогрева больших площадей энергозатраты будут весьма значительными (порядка 1 кВт на 10 кв. м отапливаемой площади), что заметно скажется на семейном (или личном) бюджете. Даже самые или котлы при существующих тарифах на электричество не могут сравниться с газовыми собратьями. Но если ваш регион не газифицирован, а энергоснабжение стабильно и не ограничено, то электрокотёл – хорошее решение.

Но всё же это достаточно хлопотный вариант: уровень автоматики у них минимальный, а заготавливать и подбрасывать дрова (уголь, опилки и т.д.) в топку всё равно придётся вручную. Но иногда это единственный вариант получить тепло в нашей богатой энергоресурсами стране.

Как работает система отопления закрытого типа?

При включении котла теплоноситель начинает нагреваться и перемещаться по контуру отопительной системы под воздействием центробежной силы, создаваемой циркуляционным насосом. С повышением температуры объём теплоносителя увеличивается, создавая избыточное давление. Когда оно достигает критического значения, открывается предохранительный клапан, излишний объём теплоносителя попадает в расширительный бачок, а давление снижается до номинального значения. После выключения котла (обычно это делает автоматика по команде температурного датчика) происходит обратный процесс: часть теплоносителя из расширительного бака выталкивается мембраной обратно в систему. Этот цикл повторяется в процессе работы котла.

Видео

Как организовать обогрев конкретного строения, хозяин решает сам. Если речь идет о частном жилом доме, то наиболее встречающийся вариант отопления – закрытая система с принудительной циркуляцией. По сравнению с открытой она обладает рядом существенных преимуществ, поэтому и имеет более широкое распространение независимо от габаритов строения, его предназначения, сложности конфигурации контура и параметров составных частей.

Что собой представляет закрытая система отопления с принудительной циркуляцией, какие имеет преимущества, в чем особенности такой схемы – на все эти вопросы можно найти ответы в данной статье.

Открытая система

Но прежде чем рассматривать ее специфику, следует разобраться с терминологией. Именно из-за незнания некоторых нюансов люди, не имеющие профессиональной подготовки, часто путаются в определениях. Дело в том, что не все понимают принципиальную разницу между закрытой системой (ЗС) отопления и открытой (ОС).

Принудительное перемещение теплоносителя (его циркуляция) может быть организовано и в той, и в другой. Чтобы в дальнейшем избежать подмены понятий, следует сразу же ответить на ряд вопросов.

В чем разница между ЗС и ОС? Любая жидкость при нагревании расширяется. Так как теплоносителем является вода (реже – антифриз или его аналоги), то необходимо как-то компенсировать повышение давления в трубах, иначе не избежать разгерметизации системы. Для этого в контур включается расширительный бачок. В ОС он открытого типа, и давление регулируется атмосферой.

Закрытая система отопления

В закрытой схеме он полностью герметичный, и за компенсацию расширения отвечает его внутренняя диафрагма (мембрана).

В чем смысл принудительной циркуляции? Перемещение жидкости происходит не за счет разности давлений на выходе и входе теплогенератора (как говорят, самотоком), а осуществляется насосом, который является одной из составных частей контура.

Сравнивая различные системы, можно увидеть, что у каждой есть и плюсы, и минусы, хотя у ЗС достоинств намного больше. Ее существенный недостаток лишь в одном – «привязка» к пром/напряжению. При его отключении насос и котел «встанут».

На заметку! При выборе именно такого варианта отопления необходимо заранее предусмотреть, как организовать альтернативное эл/снабжение. Поэтому в смету расходов следует сразу же включить затраты на приобретение автономного источника питания.

Состав схемы

Как видно из рисунка, основными ее частями являются:

• 1 – теплогенератор (котел любого типа);
• 6 – мембранный бак;

• радиаторы и система труб;
• 9 – водяной насос.

На заметку! Насос целесообразно устанавливать на входе в котел (в конце трассы). В этом случае он будет перекачивать уже охлажденный теплоноситель, а значит, срок эксплуатации изделия несколько повысится.

Дополнительные элементы – клапана, вентили, датчики (давления, температуры) и ряд других. Необходимость их установки определяется конструктивными особенностями котла и спецификой монтируемого контура (его схемой).

Принцип работы системы

Его несложно понять по рисунку. Направление движения теплоносителя показано стрелками.

С выхода котла вода, нагретая до требуемой температуры, по системе труб проходит через все установленные в контуре батареи, отдавая им тепловую энергию. Так как система замкнутая, то жидкость возвращается обратно. Эту циркуляцию и обеспечивает насос. В теплообменнике производится нагрев охлажденного теплоносителя, и он снова уходит в контур. Процесс этот непрерывный, а все параметры системы контролируются автоматикой котла. В принципе, ничего сложного.

Разновидности закрытой системы

Так как рассмотрение особенностей различных схем напрямую не относится к теме статьи, отметим лишь некоторые их основные отличия.

Однотрубная

Как видно из рисунка, все радиаторы включаются в схему последовательно (так называемая «ленинградка»). Недостаток в том, что последняя в цепочке батарея будет значительно холоднее первых. Поэтому такие контуры монтируются в сравнительно небольших постройках. Очевидный плюс – меньший расход материалов (в первую очередь, труб).

Двухтрубная

Такая схема позволяет производить более равномерный прогрев всех без исключения помещений. Но и затраты на ее монтаж несколько выше. Однако именно такое устройство отопительного контура считается наиболее приемлемым для частного дома, тем более, если в нем довольно много комнат и 2 – 3 этажа.

Есть и ряд других особенностей систем закрытого типа – по разводке труб (вертикальная, горизонтальная), установке мембранного бачка () и так далее. Но это уже отдельные темы, и кого интересует конкретный вариант, сможет ознакомиться самостоятельно на нашем сайте. Мы же подведем некоторый итог всему сказанному.

Какие возможности дает ЗСО

Использование в качестве теплоносителя не только воды, но и низкозамерзающих жидкостей. Это немаловажно в тех случаях, когда, например, котел задействован для обогрева не только жилого дома, но и иного (подсобного) строения, расположенного на приусадебном участке. Или для загородных построек, если хозяева в отъезде, а линия эл/снабжения обесточилась. Применение в качестве теплоносителя того же антифриза значительно снижает риск размораживания системы.

Подключение нескольких дополнительных контуров.

Большая протяженность труб. Главное – правильно подобрать мощности котла и насоса. А вот использование систем с естественной циркуляцией в домах с несколькими комнатами (этажами) менее эффективно.

В системах с принудительной циркуляцией можно монтировать трубы меньшего сечения, чем с естественной, а их себестоимость ниже.

Высокая скорость прогрева контура. В этом плане аналог с самотоком более инертен.

Герметичность мембранного бака резко снижает вероятность «завоздушнивания» системы.

Максимальная теплоотдача, обусловленная скоростью перемещения жидкости. Она за время нахождения в трубах не остывает до такой степени, как в системе с ЕЦ. Как следствие, на ее вторичный подогрев энергии тратится меньше.

Вот, пожалуй, и все, что необходимо знать в общих чертах о системе отопления замкнутого типа с принудительной циркуляцией теплоносителя.

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Отопительная система – это целый комплекс устройств, которые объединены в единый контур при помощи трубопровода. Работа отопления в таком случае заключается в постоянном движении теплоносителя (как правило, жидкости). Нагреваясь, теплоноситель расширяется, и в закрытой отопительной системе для нейтрализации этого явления используется расширительный бак. Эти устройства делятся на два типа, и именно от них зависит, будет система закрытой или открытой. Замкнутая система отопления подразумевает наличие бака, который не контактирует с окружающей средой, а в открытой отопительной системе бак взаимодействует с воздухом.

Для циркуляции теплоносителя в закрытых отопительных системах используются насосы, которые обеспечивают постоянное движение жидкости на достаточном уровне. Использование насосов позволяет закрытой системе работать гораздо эффективнее, варьируя скорость движения теплоносителя (прочитайте: " ").

Принудительная циркуляция хороша еще и тем, что в такую систему можно подключать дополнительные контуры с подключенными отопительными приборами. Конечно, такие системы становятся энергозависимыми, поскольку для функционирования насосов требуется электричество, но этот недостаток компенсируется высоким КПД всей конструкции.

В закрытой отопительной системе теплоноситель не может испаряться, поэтому следить за его уровнем придется гораздо реже. Кроме того, использование циркуляционных насосов обеспечивает ускоренный прогрев помещений, а если установить в контуре термостаты, то появляется возможность тонкой настройки температурного режима во всем доме.

Элементы системы отопления замкнутого типа

• отопительный котел;
• мембранный расширительный бачок;
• циркуляционный насос;
• отопительные приборы;
• трубы для прокладки контура, установки стояков и подводок;
• фитинги;
• краны;
• фильтры;
• крепежные элементы.

Принцип работы замкнутой отопительной системы

При монтаже в закрытой отопительной системе создается давление, которое в дальнейшем задает давление всему контуру. Нагрев теплоносителя провоцирует увеличение давления в системе, и его излишки вместе с возникшим давлением поступают в бак, прогибая расположенную в нем мембрану. Дальнейший путь теплоносителя пролегает через циркуляционный насос, и работа системы продолжается в штатном режиме.

Особенности схемы замкнутой системы отопления

1. Возможность установки расширительного бачка и циркуляционного насоса рядом с отопительным котлом, что позволяет снизить затраты на трубы и упрощает монтаж всей системы.
2. Полная герметичность бака приводит к тому, что теплоноситель не может испаряться из системы, а сам трубопровод надежно защищен от попадания воздуха.
3. Устанавливать расширительный бачок и насос нужно на трубе обратки. Эксплуатация насоса возможна лишь в том случае, когда через него проходит жидкость, имеющая низкую температуру.
4. По сравнению с открытой отопительной системой, замкнутая может располагаться в помещениях любой площади.

Плюсы и минусы замкнутой отопительной системы

Достоинства замкнутой системы отопления:

• высокий КПД;
• невозможность испарения жидкости;
• использование труб уменьшенного диаметра;
• повышение срока службы котла за счет разности температур на подающем и обратном контурах;
• снижение коррозийного влияния на трубопровод;
• возможность применения антифриза.

• зависимость от электричества, особенно в регионах, где перебои с электроэнергией – не редкость;
• необходимость установки более сложного, вместительного и дорогого расширительного бачка.

Переоборудование открытой системы в закрытую

Конечно, всегда есть возможность спроектировать подобную схему, но она будет обладать некоторыми минусами двух типов систем. Для обеспечения естественного движения теплоносителя трубопровод необходимо укладывать с соблюдением постоянного уклона, что нередко приводит к появлению воздушных пробок и существенно усложняет монтаж.

Установка системы отопления

В последние годы получают распространение твердотопливные котлы, которые практически не требуют эксплуатационных затрат, но можно выбрать и другой вариант из числа представленных на рынке.

Приблизительная стоимость конструкции может колебаться в пределах от 4000 до 4500 тысяч долларов, но при желании можно найти варианты дешевле или дороже. Важно помнить, что слишком дешевая конструкция может не обеспечить дом необходимым количеством тепла, а чересчур дорогие варианты часто не оправдывают возложенных надежд.

Заключение

Какие выводы можно сделать из всего вышесказанного? Замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией достаточно надежна и долговечна, и такая конструкция прослужит дому на протяжении многих лет. При необходимости можно использовать в закрытой схеме и естественную циркуляцию, но этот вариант создаст некоторые неудобства, без которых вполне можно было бы обойтись.

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.

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.