Закрытая система отопления: конструкционные особенности + подбор оборудования

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

Цель гидравлического расчёта – уже на этапе проектирования определить минимально необходимый диаметр труб и выбрать (при необходимости) циркуляционный насос достаточной мощности.

Общая последовательность сводится к следующим шагам:

1. Расчёт необходимой мощности радиаторов и построение общей схемы теплового баланса.
2. Определение расхода теплоносителя в каждом плече схемы.
3. Расчёт диаметра трубопроводов.
4. Выбор необходимой производительности насоса.

Для большей части мастеров, желающих самостоятельно оборудовать систему отопления небольшого дома можно ограничиться приблизительным расчётом и заложить 10-15% запаса по мощности батарей, котла, диаметру труб и производительности насоса.

Определение минимально необходимой мощности

Для точного расчёта тепловой мощности радиаторов (а, соответственно, и котла)можно воспользоваться калькулятором.

Дома из стандартных строительных материалов и с качественным утеплении потребуют 1,5-2 кВт тепловой мощности радиаторов на 10 м2 площади в северных регионах, 1-1,5 – в средней полосе и 0,6-1 кВт – в южных регионах.

Расчёт делают для каждой комнаты, а потом складывают все показатели. Данные наносят на единую схему для дальнейших расчётов.

Расход теплоносителя

Количество необходимого в единицу времени теплоносителя рассчитывают для каждого плеча схемы.

Для этого используют формулу: G=860*q/ΔТ, где

• G — расход теплоносителя кг/ч;
• q — тепловая мощность радиаторов в рассчитываемом участке (кВт);
• ΔТ — разность температуры теплоносителя на входе и выходе радиатора, обычно принимают 20 оС.

Для дальнейших расчётов результат переводят в данные для воды при температуре 60оС (наиболее частый параметр в индивидуальных домах).

Используют формулу: GV = G /3600ρ, где

• GV — расход воды, измеренный в л/сек;
• ρ — плотность воды при 60оС.

Результат: 129/3600*0,983=0,035 л/сек.

Далее необходимо получившееся значение найти в таблицах гидравлического расчёта труб, их можно найти на сайтах производителей труб.

Пример такой таблицы.

Для нашего примера достаточно будет трубы с внутренним диаметром не менее 16 мм.

Расчёты проводят отдельно для каждого контура и отображают на схеме. Складывая расход по участкам, получают общий показатель, который учитывают при выборе труб стояков и циркуляционного насоса.

Устройство печного отопления в частном доме: конструкция современных печей

Главными конструктивными элементами в устройства печного отопления частного дома являются: фундамент, шанцы, зольниковая камера, топливник, дымовые каналы (дымообороты), дымовые трубы.

Фундамент — это основание печи, принимающее на себя нагрузки от печи и дымоходов. Данный конструктивный элемент должен быть надежным, поскольку от его прочности зависит безопасность эксплуатируемого сооружения. Правильное размещение печного фундамента предполагает его отдельное расположение от фундамента дома. Минимальный промежуток между ними составляет 3 см, который заполняется песком.

Прежде всего, роют скважину, которая затем заполняется мелкими обломками камня или обожженного кирпича, после чего все тщательно утрамбовывается. Таким образом, подготавливают подушку под фундамент. Затем в котлован заливается жидкий цементный раствор. Кладка кирпичного или каменного фундамента выполняется с перевязкой швов. Последний слой цементного раствора тщательно выравнивается.

После возведения фундамента приступают к выполнению такого конструктивного элемента печи, как шланцы. Они представляют собой ряды кирпичной кладки, которая поднимает печь поверх фундамента. Для устройства шланцев выполняется два или три ряда кладки из кирпичей. Низ печи, таким образом, также задействуется в теплоотдаче.

Такой элемент конструкции печей отопления, как поддувало, или зольниковая камера, служит для подвода воздуха в топливник и для накапливания поступающей из него золы. Между топливником и зольниковой камерой устанавливается специальная решетка в виде чугунных или стальных прутьев. Во время работы печи дверца камеры должна быть открытой, а по окончании топки ее закрывают во избежание быстрого остывания воздуха внутри печи.

Топливник в устройстве печей отопления представляет собой печную камеру, в которой осуществляется сжигание топлива — дров и угля. В верхней части топливника устраивается специальное отверстие для отвода дымового газа. Размеры камеры подбираются с таким расчетом, чтобы была возможна загрузка в печь необходимого для разогрева печи количества топлива.

В нижней части топливника устраивают скаты к решетке, обеспечивая свободное перемещение золы в поддувало. Во избежание выпадения углей и золы из камеры топки ее дверца устанавливается выше решетки на один ряд кирпичной кладки. Продлить срок службы топливника можно, выложив его огнеупорным кирпичом.

Принцип работы печной отопительной системы в частном доме основан на заборе тепла дымовыми каналами, или дымооборотами. Они могут располагаться как вертикально, так и горизонтально, а также подниматься и опускаться. То, насколько эффективно работает печь, зависит от размеров дымооборотов и их расположения.

Дымовой газ, проходя через канал, отдает энергию в виде тепла стенкам, которые и нагревают печь. С целью повышения теплоотдачи дымовые каналы выполняют таким образом, чтобы они были длинными и часто меняли направление.

Дымообороты современного печного отопления частного дома могут быть сечением 13 х 13, 13 х 26, 26 х 26 см, их стенки делаются гладкими (они не оштукатуриваются, так как в случае разрушения штукатурки может произойти засорение каналов). Доступ к дымооборотам для их чистки от сажи осуществляется через специальные дверцы.

Для получения тяги, способствующей удалению газов от сожженного топлива, устраивают дымовую трубу, которую размещают за пределами дома — на крыше. Чаще всего ее делают круглого сечения, поскольку в трубах с углами перемещение газа несколько затруднено. Кроме того, круглые трубы удобнее чистить. В качестве материала для их изготовления используются керамические либо асбестоцементные трубы.

Отопительная двухтрубная система

В данной системе тепловой носитель проходит цикл нагревателя к радиаторам и обратно.

В подобной системе два трубопровода: по первому подается и делится горячий тепловой носитель, а по второму – в котел идет назад  охлажденная жидкость.

Система из двух труб так делится на горизонтальную и вертикальную.

Плюсы вертикальной системы— при эксплуатации не появляются воздушные пробки, что, правда, выполняют такое подключение достаточно не дешевым. При помощи данной системы можно подсоединить каждый этаж к индивидуальной магистрали.

Для больших приватных домов очень часто применяется горизонтальная система отопления. Тут батареи подсоединяются к горизонтальному трубопроводу.

Воздушные пробки выходят при помощи воздухоотводчиков. Такая система обогрева также делится на системы с верхней и нижней разводкой.

В горизонтальной системе с нижней разводкой нагретый трубопровод размещен в подвальном помещении, а обратный стояк размещен еще ниже.

Дабы сделать лучше циркуляцию котел устанавливают пониже уровня радиаторов, и вдобавок ниже котла размещен обратный стояк. Дабы вывести воздух из сети, в контур включают верхнюю воздушную линию.

В отопительной системе с верхней разводкой верхний трубопровод проходит на чердаке, если у строения покатая крыша.

Преимущество отопительной системы с двумя трубами – это монтаж автотерморегуляторов теплоснабжения, что даёт полную возможность температурные регулировки в индивидуальных помещениях.

Сюда же отнесем независимость работы устройств цепи, которую  обеспечивает специальная коллекторная система.

Отличие двухтрубной от системы с одной трубой в том, что в первую можно включать добавочные батареи уже после подсоединения ключевых, а еще возможность продлевания в горизонтальных и вертикальных направлениях.

В отличии от однотрубной, тут также легко можно поправить возможные ошибки.

Недостатки данной системы минимальны, если Вы обладаете необходимым числом финансовых средств и имеете возможность вызвать мастера.

Монтаж системы обогрева с нижней горизонтальной конструкцией разводки трубопровода

Данная система позволяет располагать бачок открытого типа в хорошем теплом месте. Также, имеется возможность соединять расширительный и расходный бачки дают возможность Вам пользоваться горячей водой конкретно из самой системы обогрева.

В системах с циркуляцией принудительного типа для сокращения расхода труб, отводящий и подающий стояки размещены на уровне первого.

1. Угловые соединители по направлению вниз устанавливаются на патрубках котла.

2. На полу, под стенами устанавливаются две ветви труб. Одна ветка присоединена к подающему выходу котла, а остальная на принимающий выход.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

3. Под каждыми отопительными устройствами устанавливаются тройники, объединяющие их с трубами.
4. Экстенсивный бачок монтируется в верхней части подающей трубы.
5. Ко входу бака для нагрева подсоединяется насос, а к насосу подсоединяется свободный конец отводящей трубы.

Монтаж системы обогрева с верхней горизонтальной конструкцией разводки

Недостатки подобной системы заключаются в том, что экстенсивный бачок ставится вне тёплого помещения на потолочном перекрытии.

1. К выходящему из котла отрезку трубы присоединяют угловой соединитель, дабы развернуть трубу вверх.
2. При помощи тройников и уголков устанавливают верхнюю ветку, а тройники закрепляют над отопительными устройствами.
3. Тройники спаивают с верхним отрезком трубы, а в точке пересекания ставят перекрывающий вентиль.
4. После этого, на первом этаже, объединяют нижнюю ветку отводящей трубы, которая собирает в себя все, идущие из нижних батарей, трубы.
5. В байпас устанавливают свободный конец отводящей трубы, который устанавливают в принимающий отрезок трубы.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin

Особенности конструкции и эксплуатации

Монтаж системы играет важную роль при постоянном использовании. Используйте следующие советы:

• 1. Расширительный бачок и насос монтируется в едином пространстве с котлом. Вам не придется приобретать дополнительные трубы, и не нужно будет размещать их под углом, используя больший диаметр;
• 2. Насос и мембранный бачок ставится на обратной трубе, ведь работая с прохладной жидкостью, насос автоматически продлевает свой срок эксплуатации;
• 3. Не бойтесь за уровень воды. Вода не выпаривается. Герметичность полностью защищает систему от проникновения воздуха;
• 4. Эту систему в идеале стоит использовать в больших домах и производственных площадях. Чтобы обслуживание оборудования было удобным, основные элементы системы монтируют в отдельной комнате (или подвальном помещении).

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией

Итак, рассмотрим схему закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией. В котле посредством теплового носителя происходит процесс нагревания. Нагреваясь до необходимой температуры, теплоноситель увеличивается в объемах и начинает поступать в радиаторы, двигаясь по трубам. Проходя обратку, лишняя часть теплоносителя проникает в расширительный бачок, разделенный внутри на 2 отсека при помощи мембраны из резины. В первую камеру попадает теплоноситель, а во 2-ой тем временем находится азот. До начала запуска в азотсодержащей камере выставляется давление, схожее с давлением всей системы. Оказавшись в бачке, разогретая жидкость сравнивает давление. Насосом откачивается вода, которая вновь возвращается в котел.

Чтобы данная система отопления была безопасна, она оснащена защитой от излишнего давления, вентилями, клапаном, сбрасывающим давление, сливом, клапаном подпитки и манометром.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Монтаж и подключение независимой системы отопления

Монтажные работы по своей сложности ненамного сложнее гравитационной трассы. Из дополнительных мероприятий стоит отметить необходимость организации источника бесперебойного питания. Это даст возможность не остаться без тепла при отключении электричества и реализуется за счет автоматического включения аккумуляторного источника бесперебойного питания или электрогенератора на жидком топливе.

К тому же модернизации подвержены и действующие трассы централизованного типа путем разделения теплоносителей баком теплообмена, установкой насоса принудительной циркуляции и источника бесперебойного питания. Замена или демонтаж трубопроводов с радиаторами при этом не требуется.

Схемы, по которым присоединяются приборы отопления, бывают двух видов. В зависимости от использования схемы различают два вида систем теплоснабжения – зависимые и теплоснабжения.

Смысл независимой системы теплоснабжения заключается в том, что оборудование абонентов изолируется от поставщика тепловой энергии с помощью гидравлики. А чтобы обеспечить абонентов теплом необходимы вспомогательные обменники центральных тепловых пунктов.

В случае использования зависимой системы, необходимо постоянное подключение ее к энергоносителю. Такая система представляет собой и трубы, а также котел, которые соединены между собой в одно целое. Смысл зависимой системы теплоснабжения заключается в циркуляции горячей воды по кругу в непрерывном режиме. Из-за того, что, зависимая система полностью привязана к теплотрассе, которая является главным источником тепловой энергии, при ее использовании невозможно настраивать температуру воды или даже, в случае потепления, отключить отопление.

Схема зависимой системы отопления

При использовании независимой системы отопления можно использовать различные виды топлива. Нужно отметить, что установка такой системы достаточно дорога. В отличие от зависимой системы, в независимой воду можно использовать и на другие потребности. Также преимуществом является и то, что независимая гораздо легче устанавливается в здании.

Помимо всего прочего, такая система дает возможность сэкономить денежные средства из-за того, что для ее функционирования требуется небольшое количество топлива. Количество топлива можно регулировать по собственному желанию, тем самым, образуя комфортабельные условия в помещениях.

Схема независимой системы отопления

Принцип работы

Как отмечалось выше, для работы зависимой системы используется техническая вода, которая в процессе эксплуатации оставляет в трубах соли и песок, что нарушает проходимость воды в трубах. В случае же с независимой, возможно применение очищенной . Оборудование при этом можно показать достаточно большой срок эксплуатации.

Независимая система отопления вполне обходится без электричества. Оно может понадобиться лишь в том случае, если смонтирован бункер и транспортер, для того чтобы подавать топливо в котел.

Также можно использовать котел, работающий при помощи . Такие котлы представляют собой конструкцию, состоящую из механических , термостата, и стальной емкости. Такая система не привязывает вас к газовой магистрали.

Как выбрать котел для закрытого отопления

Схема закрытого теплоснабжения частного дома предусматривает использование любого типа топлива. Это может быть газ (наиболее эффективный и выгодный вариант), электричество, дизельное или твердое топливо.

Цифра, озвученная выше – очень и очень приблизительная. Всё зависит от множества факторов: материала, их которого выстроено здание, качества утеплителя, наличия (отсутствия) отапливаемого чердака или мансарды. На эффективность работы отопления влияет количество окон и то, как качественно был выполнен их монтаж. Поэтому требуется грамотный тепловой расчет, сделать который может квалифицированный инженер.

Котел отопления может быть одноконтурным, двухконтурным или с бойлером. Как показывает практика, в основном загородные дома имеют небольшую площадь и, следовательно, малую потребность в горячей воде. С этой точки зрения лучшим выбором будет двухконтурный котел (его монтаж несложен), способный за полчаса нагреть до +30С примерно 10 л воды. Котел с накопительным бойлером более комфортен – он постоянно «имеет» уже готовые несколько десятков литров горячей воды – постоянное заполнение не требуется.