Как правильно подключить расширительный бачок. Система отопления закрытого типа в частном доме

Система отопления частного дома (равно как и водоснабжения) должна быть функциональной и надежной. Если во время монтажа были допущены какие-то нарушения либо что-то не было сделано, то она прослужит недолго, даже если и будет работать какое-то время. Один из главных элементов в любой автономной системе, связанной с использованием воды – это расширительный бак для водоснабжения, выбор, установка, монтаж которого и будут рассмотрены в этом материале.

Что это?

Даже само название говорит за себя – расширительный бак нужен для расширения всего контура обогрева дома или труб водоснабжения, по которым течет горячая или холодная вода. Дело в том, что во время нагрева жидкость увеличивается в объемах, а трубы, по которым она течет, своих физических параметров не меняют – их эластичность стремится к абсолютному нулю. А значит, давление внутри труб и всей установки будет повышаться, что может привести к повреждениям – возникают так называемые гидроудары, а в результате их – разрушение отдельных элементов установки или контуров из труб. Это касается в основном системы отопления, но и к горячему водоснабжению имеет отношение в полной мере.

Чтобы избежать гидроударов, инженеры придумали включать в систему небольшой резервуар, наполненный воздухом, то есть тем веществом, что, в отличие от воды, сжимается. И если давление в трубах во время нагрева воды будет увеличиваться, то благодаря этому бачку оно повысится совсем незначительно.

На заметку! Расширительный бак часто устанавливается и в других системах, но цель его применения одна – снижение давления в трубопроводах и риска возникновения воздушных пробок.

Еще такой бак порой применяется и для создания резервного запаса холодной воды и обеспечивает поставку жидкости в любое место системы за считанные минуты. При этом средний объем емкости – около 30 л.

Для системы, обеспечивающей дом водой, чаще всего применяют баки, оснащенные мембранами. Это относительно небольшая емкость, внутри которой имеется диафрагма, изготовленная из эластичного материала и разделяющая устройство на две части – с воздухом и безвоздушную, вернее, водную. Когда система водоснабжения работает, то водная камера заполняется жидкостью и, воздействуя на мембрану, сжимает ее, уменьшая объемы части воздушной, увеличивая давление в ней. Как только давление достигнет определенного уровня, насос, нагнетающий воду, остановится. А его включение происходит, когда давление снизится до минимальных значений.

На заметку! Давление внутри системы позволяет отслеживать установленный в ней манометр.

Такой бак позволяет обеспечить бесперебойную работу системы водоснабжения и устойчивый расход воды в любом доме, даже в многоэтажном.

Виды баков

Расширительные баки бывают двух видов – закрытые и открытые. Отличаются друг от друга они особенностями конструкции.

Таблица. Виды расширительных баков.

Мембранные баки, в свою очередь, делятся на два типа – со сменной диафрагмой и со стационарной. Сменная мембрана говорит сама за себя – при необходимости ее можно легко поменять, вынув через фланец, закрепленный при помощи нескольких болтов. Расширительный бак такого типа служит максимально долго, а по форме корпуса бывает как вертикальный, так и горизонтальный, что обеспечивает возможность подбора емкости под определенное помещение.

Внимание! В больших расширительных баках мембрана дополнительно закрепляется при помощи ниппеля.

В емкостях со стационарной мембраной заменить эту деталь не получится – она плотно крепится к стенкам корпуса. В случае выхода агрегата из строя его меняют полностью. Кстати, вода в такой установке, в отличие от предыдущего типа, контактирует с металлом бака, вследствие чего на его внутренней поверхности возникает процесс коррозии. Установка также бывает как вертикально, так и горизонтально ориентированной.

Баки расширительные бывают не только навесные, но и напольные. Могут иметь и плоскую форму, отличаются цветом: синие предназначены для холодной воды, красные – для горячей.

Популярные модели

Сейчас на рынке представлен огромный ассортимент различных расширительных баков от всевозможных производителей. Модели отличаются друг от друга качеством, размерами, формой и даже цветом, хотя по принципу действия похожи друг на друга. Подобрать бак под конкретную систему водоснабжения труда не составит. Следует обратить внимание на модели баков от следующих фирм – российские «Джилекс» и итальянские Elbi, Aquasystem, а также Refix (Reflex), Zilmet.

Преимуществами баков фирмы «Джилекс» являются полное отсутствие риска появления воздушных пробок в системе и отсутствие контакта воды с воздухом, за счет чего исключено испарение жидкости, а ржавчина не повреждает трубы. Бренд выпускает баки различных объемов – от 6 до 700 литров. Недостаток емкостей заключается в том, что съемные мембраны бывают лишь у установок объемом свыше 24 литров. Кстати, диафрагма выполняется из качественного EPDM – этилен-пропилен-диен-каучука. Баки «Джилекс» экономны, долговечны, недорогие, но при этом надежны и могут иметь различную форму.

Баки Elbi имеют все необходимые документы, в том числе сертификат соответствия и санитарно-эпидемиологическое заключение, позволяющее смело использовать их в жилых домах. Бывают вертикальные, горизонтальные, а также для санитарной воды. Вертикальные емкости относятся к серии AS/AC и имеют сменные диафрагмы, могут быть разного объема – от 5 до 25 литров – и используются в домашних системах водоснабжения, а также в системах полива и других установках, не нуждающихся в мощном напоре воды. Мембраны внутри емкостей выполнены из EPDM, рабочая температура колеблется от -10 до +99 градусов. От коррозии бак защищен стойкой краской.

Баки Elbi горизонтального способа установки относятся к серии AFH и имеют сменные мембраны. Вместимость у них больше, чем у предыдущей серии – от 25 до 100 л воды. Такие установки уже могут применяться и на небольших производствах. Баки выполняются из прочной стали и имеют специальную площадку для крепления насоса.

Баки Refix подходят для использования в системе как технического, так и питьевого водоснабжения и являются отличными гидроаккумуляторами. Все части, контактирующие с водой, защищены от ржавчины, а жидкость прекрасно хранится внутри резиновых груш. Модели DD, DE разработаны для использования в целях водосбережения, применяются в системах питьевого водоснабжения, идеальны для использования в условиях с повышенным уровнем образования ржавчины. В баках серии DE имеется груша, которая заменима только в моделях объемом свыше 50 л. У моделей серии HW, предназначенных для систем индивидуального водоснабжения, есть также ножки для установки на полу и место для крепления насоса.

Международная компания Zilmet уже более 50 лет удерживает высокие позиции на рынке оборудования, а в Европе считается крупнейшим производителем расширительных баков. Их устройства Hydro-PRO используются для работы с любой водой в различных типах установок. Оборудование изготавливается из углеродистой прочной и качественной стали, а также при производстве используется специальная внутренняя MIG-сварка, благодаря которой получается избежать повреждений мембран из бутиловой резины. Внутри баки покрыты высокопрочной порошковой смолой, которая предотвращает возникновение ржавчины при длительном контакте с влагой. Диапазон рабочих температур – от -10 до +99 градусов.

Баки Aquasystem имеют сменные мембраны и бывают различных объемов – от 8 до 50 литров. Максимальное давление теплоносителя составляет 0,5 МПа, а воздуха – 0,15 МПа. Диапазон рабочих температур оборудования варьируется от -10 градусов до +110. Изготавливаются баки из черной стали, окрашенной порошковой краской.

Внимание! Не стоит гнаться за дешевизной! Как известно, скупой платит дважды. Дело в том, что использование некачественного оборудования способно привести к серьезным поломкам не только расширительного бака, но и самой системы, а починка обойдется куда дороже, чем покупка качественного оборудования сразу же.

В отношении качества оборудования стоит особое внимание уделить каучуку, из которого изготавливается диафрагма. Хорошая резина – не только залог долгой службы оборудования, но и безопасность тех, кто будет пользоваться водой из оборудованной баком системы водоснабжения.

Выбор гидроаккумулятора

Выбирая расширительный бак, следует обратить внимание на его характеристики, материалы, из которых он сделан. Обязательно оценивается материал, из которого сделана груша или диафрагма, его прочность и качество, соответствие всем гигиеническим и санитарным нормам, допустимые температуры использования. От правильного выбора в соответствии с условиями эксплуатации будет зависеть и долговечность работы.

Важный момент при выборе оборудования – правильный подбор необходимого объема емкости. Это позволит предотвратить количество запусков насоса в системе, что продлит его срок службы. Рассчитать правильный объем для системы подачи холодной воды можно по формуле:

Vt = 16,5*(Qmax/a)*((Pmax*Pmin)/((Pmax – Pmin)*Pprec)),

• Qmax – это максимальное водопотребление (л/мин.);
• а – оптимальная частота включений оборудования за 1 час (варьируется от 10 до 15 и указана в паспорте насоса);
• Pmax и Pmin – величины (измеряемые в барах), которые показывают давления включения и выключения насоса (настройки реле давления);
• Pprec (бар) – показатель начального давления в полости с воздухом внутри расширительного бака (не должно быть больше показателя Pmin; напротив, его устанавливают на 0,5 меньше, чем Pmin).

Обратите внимание! При расчете по этой формуле ко всем величинам прибавляется 1. А полученная по формуле величина объема емкости Vt всегда округляется в большую сторону.

Для систем подачи воды горячей объем рассчитывается по-другому:

V = 0,0221*C / (1-((Pi+1)/(Pf+1)),

• С – общее количество воды в водонагревательной системе;
• 0,0221 – показатель теплового расширения, в диапазоне 10-60 градусов равный данной цифре;
• Pi – показатель давления предварительной закачки расширительного бака;
• Pf – показатель давления во время стравливания предохранительного клапана.

На объем используемой воды, в свою очередь влияет число человек, проживающих в доме, количество точек использования воды (краны, стиральные машины и т. д.), возможность включения сразу нескольких таких точек.

Внимание! Если использовать бак неподходящего размера (с заниженными показателями), то в скором времени из-за сильной нагрузки он начнет протекать. К счастью, при увеличении количества проживающих в доме, а значит, и нагрузки на оборудование можно установить дополнительный бак без удаления уже установленного.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Проектирование современного автономного теплоснабжения жилых домов, квартир и производственных объектов - серьезная работа, требующая правильного выполнения расчетов и согласования параметров монтируемого оборудования. Для безотказного функционирования находящегося под нагрузкой отопительного контура важно правильно подобрать расширитель и профессионально осуществить монтаж расширительного бака системы отопления. Рассмотрим конструктивные нюансы, специфику подключения и сервиса устройства, компенсирующего увеличение объема теплоносителя.

Для чего нужна установка расширительного бачка в отопительной системе

Физические свойства жидкости, увеличивающей свой объем при возрастании температуры, являются причиной скачков давления, возникающих в замкнутом отопительном контуре. В связи с этим подключение расширительного бака к системе отопления актуально, так как позволяет решить ряд серьезных задач:

• компенсировать температурное расширение жидкости в отопительных магистралях. Рабочая емкость бачка принимает избыток воды, появляющийся при объемном расширении жидкости. Устройство не позволяет возрастающему давлению повредить котел и обеспечивает целостность магистралей;
• сгладить гидравлические удары, связанные с периодическим включением и выключением циркуляционного насоса. При колебаниях температуры помещения, циклически функционирует подающее теплоноситель оборудование, вызывая кратковременные скачки давления.

Рабочий резервуар расширителя, являясь своеобразным буфером отопительного контура, обеспечивает:

• увеличенный ресурс эксплуатации элементов отопления;
• стабилизирует влияние на оборудование избыточного давления и температуры;
• повышенную надежность и безопасность функционирования узлов.

Приведенные аргументы подтверждают, что установка расширительного бачка в системе отопления - обязательное мероприятие.

Определение объема расширителя

Вместительность или, как говорят специалисты, полезное пространство расширителя - приоритетный параметр устройства. Его величина должна с запасом превышать максимальное количество теплового носителя, который в результате расширения наполняет резервуар. Это связано с тем, что при повышении интенсивности работы котла, возрастает объем находящейся в магистралях жидкости. Она заполняет демпферный резервуар, принимающий увеличившееся количество теплоносителя.

На вместительность расширителя влияет вид используемой жидкости. Для выполнения расчета используются следующие параметры:

• объем резервуара составляет 15% от общего количества воды, заполняющей отопительный контур;
• вместительность возрастает до 20% при заполнении системы теплоснабжения антифризом.

Алгоритм расчета вместительности расширительного резервуара предусматривает определение общего количества рабочей жидкости. Оно рассчитывается путем суммирования объемов отдельных элементов конструкции:

• отопительного котла. Информацию о вместительности содержит технический паспорт агрегата;
• магистралей. Объем труб определяется путем перемножения площади внутреннего сечения на длину;
• радиаторов. При отсутствии данных в паспорте, можно экспериментальным путем вычислить объем, наполняя водой батарею.

Получив, расчетным путем, объем контура, остается перемножить полученное значение на коэффициент 0,15 - для воды или 0,2 - для антифриза.

Например, при вместительности магистралей и аппаратов 60 литров, потребуется демпфирующий бачок следующего объема:

• 60 х 0,15 = 9 литров - при использовании воды;
• 60 х 0,2 = 12 литров - при заполнении антифризом.

Приведенный алгоритм позволяет оперативно произвести расчеты по определению главной рабочей характеристики расширителя.

Где ставят расширительный бак в системе отопления

В зависимости от конструктивных особенностей отопления, меняется место расположения демпферного бачка:

• в конструкции открытого типа его устанавливают в наиболее возвышенной точке, которая обычно располагается в находящемся под крышей помещении или в потолочной зоне котельной. Открытая система является сосудом сложной конфигурации, в котором возникают характерные конвекционные потоки. Размещение котла в верхней точке способствует ускоренному подъему нагретого теплоносителя с последующим движением самотеком в отопительные устройства через трубы. Кроме того, верхнее расположение обеспечивает беспрепятственный подъем образующихся пузырьков воздуха;
• для закрытого отопления оптимальной зоной установки бака является прямой участок, находящийся перед насосом, обеспечивающим принудительную циркуляцию. Отсутствие завихрений на прямолинейном участке магистрали и постоянная скорость течения жидкости создают благоприятные условия, позволяющие бачку компенсировать гидравлические удары и демпфировать тепловое расширение носителя. При этом образующийся при нагреве жидкости воздух беспрепятственно можно удалить, используя имеющиеся воздушные краны.

Определяясь с местом установки расширителя, обратите внимание на следующие моменты:

• близость размещения бачка к помещению котельной или топочной, облегчающая контроль над работой устройства;
• свободный доступ к демпферному резервуару, позволяющий производить обслуживание агрегата;
• наличие между корпусом и стенкой зазора, облегчающего выполнение визуального осмотра;
• надежность фиксации емкости с теплоносителем, которая должна самостоятельно крепиться, не передавая нагрузки на подводящие магистрали.

Правильное расположение расширительной емкости обеспечит нормальное функционирование и облегчит обслуживание.

Какие бывают расширительные бачки в зависимости от системы отопления

Конструкция демпферного бака зависит от типа отопительного контура:

• в системе с естественной циркуляцией используются расширительные устройства открытого типа, позволяющие при необходимости выполнить заливку жидкости. Открытые резервуары не нуждаются в запорной арматуре, герметичной крышке и резиновой мембране. Доливка жидкости осуществляется путем открытия подающего крана водопроводной магистрали или вручную с помощью ведра;
• в замкнутом отопительном контуре с принудительной циркуляцией применяют расширители закрытой конструкции. Они выполнены в виде герметичного резервуара, разделенного резиновой мембраной на две части. В одной находится инертный газ или воздух. В другой - теплоноситель, который при увеличении объема деформирует резину, снижая объем камеры с воздухом, и компенсирует, таким образом, перепады нагрузки.

В закрытых системах применяются следующие виды бачков:

• фланцевые, оснащенные сменной мембраной балонного типа;
• безфланцевые со стационарной диафрагменной мембраной.

Более современные конструкции закрытого типа постепенно вытесняют открытые системы теплоснабжения, которые более подвержены коррозии, требуют постоянного контроля уровня жидкости и регулярной доливки. Принятие окончательного решения о выборе вида демпферного агрегата диктуется конструкцией устанавливаемого отопления.

Расширительный бак открытого типа

На протяжении десятилетий демпфирующие емкости отопительных контуров широко использовались в системах с естественной циркуляцией. Они позволяли восполнять запас воды при небольших утечках или испарении теплоносителя, а также обеспечивали отвод пузырьков воздуха из отопительного контура.

Конструкция

Конструктивно, открытый расширитель представляет собой сообщающийся с атмосферой сварной сосуд, выполненный в форме:

• цилиндра;
• параллелепипеда.

Для изготовления применяются следующие материалы:

• листовая сталь;
• полимерные материалы.

Резервуар оснащается следующими элементами:

• крышкой, позволяющей защитить тепловой носитель от грязи и обеспечивающей доступ при обслуживании;
• прочным кронштейном, позволяющим надежно зафиксировать корпус к стене помещения;
• патрубками, необходимыми для подключения магистралей отопительного контура, а также труб подачи воды и перелива;
• сливным вентилем, позволяющим при выполнении обслуживания и ремонтных работах слить теплоноситель.

Благодаря простоте конструкции, расширитель открытого типа несложно изготовить самостоятельно.

Преимущества и недостатки

Главные достоинства демпферного резервуара открытого типа:

• возможность самостоятельного изготовления;
• простота конструкции;
• низкий уровень затрат;
• эффективность отвода воздуха;
• ускоренный сброс давления.

Наряду с преимуществами, открытая конструкция имеет ряд серьезных недостатков:

• потребность в тепловой изоляции расширителя, расположенного в неотапливаемом помещении;
• контакт теплоносителя с атмосферой, являющийся причиной коррозии металлических элементов;
• необходимость регулярной доливки жидкости в емкость, связанная с ее постоянным испарением;
• специальные требования по монтажу, предусматривающие установку дополнительных магистралей.

Слабые места конструкции ограничивают широкое использование открытых резервуаров.

Установка расширительного бака в открытой системе отопления

Принимая решение, как подключить расширительный бак к системе отопления открытого типа, следует руководствоваться рекомендациями предварительно разработанного проекта и инструкцией. При этом необходимо обратить особое внимание на соблюдение следующих требований:

• установку демпфера на максимально возвышенном участке отопительной магистрали;
• обеспечение надежного крепления резервуара, масса которого при заполнении водой увеличивается;
• тщательное утепление поверхности корпуса, снижающее потери тепла и предохраняющее жидкость от замерзания;
• поддержание эксплуатационных параметров контура за счет доливки воды, уровень которой необходимо регулярно контролировать.

Мероприятия по монтажу предусматривают следующие операции:

• установку контрольной трубы на уровне минимального объема теплоносителя;
• монтаж переливной магистрали, осуществляющей слив на максимальной отметке;
• подключение питающей магистрали, позволяющей восполнить потери.

Мероприятия по подключению бачка не требуют специальной подготовки и могут осуществляться самостоятельно.

Расширительный бак закрытого типа

Демпферные резервуары закрытой конструкции, оснащенные эластичной диафрагмой или камерой для воды, применяются в контурах теплоснабжения с принудительной циркуляцией. Они обеспечивают надежную компенсацию скачков давления и демпфируют увеличение объема теплоносителя. Благодаря комплексу достоинств герметичные расширители выгодно отличаются от аналогичных агрегатов открытого типа.

Безмембранный

Расширительные емкости, в конструкции которых отсутствует мембрана, широко применялись до появления качественных мембран из каучука, обладающих повышенным ресурсом эксплуатации и прочностью. Они функционировали без мембраны, однако нуждались в подключении баллона со сжатым воздухом или компрессора, подающего воздух в необходимом количестве.

Особенности устройства:

• отсутствие механического разделения емкости бака, в результате чего возникает непосредственный контакт теплоносителя с газом;
• необходимость поддержания рабочего давления с помощью газового баллона или компрессора;
• возможность функционирования безмембранного бака только при автоматическом контроле работы и непрерывной подачи газа.

Безмембранные баки по эксплуатационным характеристикам значительно уступают мембранным устройствам.

Мембранный

Конструктивные особенности мембранного расширителя предусматривают разделение теплоносителя и газовой среды эластичной мембраной, имеющей различную форму:

• полусферическую (тарельчатую). Мембрана является стационарным элементом и под влиянием давления принимает сферическую форму;
• баллонную (грушевидную). Съемная мембрана крепится к фланцу на корпусе сосуда и под нагрузкой стремится повторить его форму.

Устройство с тарельчатой диафрагмой отличается наличием следующих элементов:

• вертикально расположенного стального корпуса, представляющего герметичную капсулу, состоящую из двух частей;
• резиновой мембраны, стационарно закрепленной между составными частями стальной капсулы;
• патрубка, расположенного в нижней части емкости, и предназначенного для подключения к отопительным магистралям;
• ниппеля, находящегося вверху резервуара, и позволяющего закачать воздух в емкость.

При возрастании температуры, излишек теплоносителя поступает в емкость между мембраной и корпусом, сжимая воздух. При уменьшении создаваемой котлом температуры, снижается объем воды. Она выдавливается сжатым воздухом, находящимся в верхней части бака. Герметичная конструкция демпфирующего резервуара позволяет при необходимости изменить давление воздуха, открыв ниппель или выполнив подкачку насосом.

Баки, оснащенные баллонной мембраной грушеобразной формы, изготавливаются для закрытых систем в вертикальном и горизонтальном исполнениях. По своей конструкции устройство состоит из следующих частей:

• штампованной емкости с фланцем для крепления баллонной мембраны;
• резиновой камеры для воды, вставляемой в корпус и герметично соединяемой с фланцем;
• соединительного патрубка, необходимого для подключения демпферного устройства к трубам;
• нижнего клапана, предназначенного для поддержания воздушного давления.

Конструктивной особенностью бака является то, что теплоноситель не контактирует с металлической поверхностью, а заполняет резиновый баллон. Это позволяет предохранить стальной корпус от коррозионных процессов и продлить срок его эксплуатации. В отличие от диафрагменных емкостей большим удобством является возможность замены резинового баллона.

Преимущества и недостатки

Достоинства мембранных устройств:

• компактные габариты;
• минимум тепловых потерь;
• отсутствие потребности во внешней теплоизоляции;
• возможность функционирования без подпитки;
• полная герметичность;
• работа при увеличенном давлении;
• повышенная надежность;
• безопасность эксплуатации;
• отсутствие воздушных пробок.

К недостаткам относятся:

• необходимость контроля рабочего давления;
• потребность периодической подкачки воздуха;
• повышенная стоимость.

Устройства широко применяются благодаря многочисленным преимуществам.

Установка расширительного бачка в закрытой системе отопления

Монтаж демпферного бачка, устанавливаемого в замкнутом отопительном контуре - ответственная операция, требующая специальной подготовки. Однако, владея навыками выполнения сантехнических работ, можно самостоятельно установить устройство, соблюдая следующие рекомендации:

• производите установку расширителя только в обратном контуре (со стороны подачи воды к котлу), выбрав любое удобное место;
• проконтролируйте давление в бачке, которое должно быть на 0,2 атмосферы меньше давления жидкости;
• монтируйте бак в помещении с положительной температурой, располагая его недалеко от котла;
• надежно прикрепите емкость к поверхности стены, так как при заполнении жидкостью его масса возрастет;
• обеспечьте возможность доступа к воздушному ниппелю с целью регулировки давления в камере;
• закрепите устройство так, чтобы оно не воспринимало нагрузку от массы труб с жидкостью;
• подключите тройник и запорную арматуру, позволяющую отключить бачок от труб отопления;
• выполните верхний подвод труб, обеспечивающий функционирование устройства при нарушении целостности мембраны.

Как правильно эксплуатировать расширители

Мероприятия по эксплуатации демпферного бачка предусматривают следующие правила обслуживания:

• визуальный контроль внешних повреждений, связанных с коррозией и механическим воздействием;
• контроль давления воздушного пространства емкости, которое должно соответствовать паспортным данным;
• проверку целостности резиновой мембраны, которая подлежит замене при повреждении;
• слив воды из демпферной емкости при консервации отопления на длительный период.

Периодичность контроля - не реже двух раз на протяжении года.

Заключение

Приведенные в материале статьи рекомендации помогут правильно выбрать демпферную емкость и рассчитать ее объем. Зная, как поставить расширительный бачок на отопление, можно обеспечить безопасность, надежность и долговечность отопительной конструкции с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Если загородный дом рассчитан не только на периодический приезд св оих хозяев в течение дачного сезона, а на длительное или даже постоянное проживание их в нем , то никак не обойтись без системы отопления. Этот вопрос всегда тщательно продумывается еще на стадии проектирования строительства или реконструкции, учитывается при покупке уже готового жилья.

Вопрос этот – чрезвычайно серьезный , требующий скрупулёзного учета всех имеющихся условий: периодов будущей эксплуатации здания, климатического пояса местности, наличие линий энергоснабжения, инженерных коммуникаций, особенностей конструкции здания, общей расчетной стоимости реализации того или иного проекта. И все же чаще всего хозяева жилья приходят к выводу, что оптимальным решение будет водяная система отопления закрытого типа в частном доме.

В данной публикации будут рассмотрены основные принципы закрытой системы, ее отличия от от крытой, существующие преимущества и имеющиеся недостатки. Будет обращено внимание на основные элементы такой системы с рекомендациями по их выбору, приведены типовые схемы разводки отопительной внутридомовой сети.

Система отопления закрытого типа в частном доме — основные особенности

Частный дом может отапливаться по-разному.

• С давних пор главным источником тепла являлись одна или несколько печей (каминов), каждая из которых отапливала тот или иной участок здания. Недостатки подобного подхода очевидны – неравномерность прогрева, необходимость проводить регулярные топки, следить за процессом горения и т.п .

Печное отопление — это уже «вчерашний день»

В настоящее время этот вид отопления используется все реже, и как правило – при абсолютной невозможности или полной нецелесообразности применения другой, более эффективной системы.

• Система электрического отопления с применением конвекторов или масляных радиаторов – крайне дорогостоящая в эксплуатации из-за высокой цены электроэнергии и ее большого расхода.

Правда, появляются альтернативные способы , в виде плёночных инфракрасных элементов, но они еще не обрели широкой популярности.

• Большинство хозяев частных домов в се же останавливаются на водяном отоплении. Это – проверенная эффективная система, которая, кстати, может работать практически ото всех источников энергии – природного газа, жидкого или твёрдого топлива, электричества, что обуславливает ее полную универсальность – разница только лишь в типе обогревательного котла. Грамотно просчитанная и правильно смонтированная система водяного отопления обеспечивает равномерное распределение тепла по всем помещениям, легко поддается регулировке.

Еще не столь давно основной схемой организации водяного отопления в частном доме была открытая с гравитационным принципом перемещения теплоносителя по трубам и радиаторам.Компенсация термического расширения воды происходила за счет наличия негерметичного расширительного бака, который устанавливался в самой высокой точке всего контура отопительной системы.Открытость бака, безусловно, обуславливает постоянно испарение воды, поэтому возникает потребность постоянного контроля за ее необходимым уровнем.

Перемещение теплоносителя по трубам обеспечивается в этом случае разницей плотности холодной и подогретой воды – более плотная холодная как бы продавливает вперед горячую . Для облегчения этого процесса создается искусственный уклон труб на всем их протяжении, иначе может возникнуть эффект гидростатического напора.

В открытую систему вполне можно врезать и циркуляционный насос – это резко поднимет ее эффективность. Предусматривают в этом случае систему вентилей, чтобы была возможность переключения с принудительной циркуляции на естественную и обратно в случае необходимости, например, при перебоях в подаче электроэнергии.

Система закрытого типа устроена несколько по-другому. Вместо расширительного бака на трубе установлен герметичный компенсационный бак мембранного или баллонного типа. Все термические колебания объема теплоносителя он воспринимает на себя, поддерживая в замкнутой системе один уровень давления.

Главное отличие закрытой системы — наличие герметичного расширительного бака

В настоящее время эта система является наиболее популярной, так как имеет множество существенных преимуществ.

Достоинства и недостатки системы отопления закрытого типа

• Прежде всего, не происходит испарения теплоносителя. Это дает одно важное преимущество – можно использовать в этом качестве не только воду, но и антифриз. Стало быть, устраняется возможность промерзания системы при вынужденных перерывах в ее эксплуатации, например, при необходимости оставить дом на длительный срок в зимнее время.
• Компенсационный бак можно расположить практически в любой точке системы. Обычно для нег предусматривают место прямо в котельной, в непосредственной близости от нагревательного прибора. Эта обеспечивает компактность системы. Расширительный бачок открытого типа нередко располагают в самой высокой точке – на неотапливаемом чердаке, что потребует обязательной его термоизоляции. В системе закрытого типа подобной проблемы не существует.
• Принудительная циркуляция в системе закрытого типа гораздо быстрее обеспечивает прогрев помещений с момента запуска котла. Нет ненужных потерь тепловой энергии в районе расширительного бачка.
• Система отличается гибкостью – можно регулировать температуру нагрева в каждом конкретном помещении, выборочно отключать некоторые участки общего контура.
• Нет столь существенной разницы в температуре теплоносителя на входе и выходе – а это значительно повышает сроки безаварийной эксплуатации оборудования.
• Для разводки отопления можно применять трубы гораздо меньшего диаметра, нежели в открытой системе с естественной циркуляцией без какой бы то ни было потери эффективности обогрева. А это – и существенное облегчение монтажных работ, и значительная экономия материальных средств.
• Система герметична, и при правильном ее заполнении и нормальной работе клапанной системы в ней просто не должно быть воздуха. Это исключит появление воздушных пробок в трубопроводах и радиаторах. Кроме того, отсутствие доступа кислорода, содержащегося в воздухе, не дает активно развиваться коррозионным процессам.

В закрытую систему отопления можно включить и «теплые полы»

• Система обладает высокой универсальностью: кроме обычных радиаторов отопления к ней можно подключать водяные «теплые полы» или же скрытые в поверхности пола конвекторы. К такой системе отопления легко подключается контур подогрева воды для бытовых нужд – через бойлер косвенного нагрева.

Недостатков у закрытой системы отопления немного:

• Расширительный компенсационный бак должен иметь объем больше, чем при открытой системе – это обусловлено особенностью его внутренней конструкции.
• Потребуется обязательная установка так называемой «группы безопасности» – системы предохранительных клапанов.
• Корректная работа закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией зависит от непрерывности подачи электроэнергии. Можно, конечно, предусмотреть, как и при открытом типе, переключение на естественную циркуляцию, но это уже потребует совсем иного расположения труб, что может свести ряд основных преимуществ системы к нулю (например, полностью исключается использование «теплых полов»). Кроме того, резко снизится и эффективность обогрева. Поэтому естественная циркуляция если и может рассматриваться, то лишь как «аварийная», но чаще всего закрытую систему планируют и монтируют именно под использование циркуляционного насоса.

Основные элементы системы отопления закрытого типа

Итак, в состав общей системы отопления закрытого типа для частного дома входят:

— отопительный прибор – котел ;

— циркуляционный насос;

— система разводки труб для передачи теплоносителя;

— расширительный компенсационный бак герметичного типа;

— радиаторы отопления, установленные в помещениях дома, либо другие устройства теплопередачи («теплые полы» или конвекторы);

— группа безопасности – система клапанов и воздухоотводчиков ;

— необходимая запорная арматура;

— в некоторых случаях – дополнительные устройства автоматического контроля и управления, оптимизирующие работу системы.

Отопительный котел

• Самыми распространенными являются газовые котлы. Если к дому проведена газовая магистраль или есть реальная возможность ее проложить, то большинство хозяев безальтернативно отдают предпочтение именно такому способу нагрева теплоносителя.

Газовые котлы — оптимальное решение, если существует возможность их установки

Газовые котлы отличает высокий КПД , простота эксплуатации, надежность и экономичность в плане оплаты энергоносителя. Недостатком их является необходимость согласования проекта установки с соответствующими организациями, так как к такой системе отопления предъявляются совершенно особые требования обеспечения безопасности.

Разнообразие газовых котлов очень велико – можно подобрать напольную или настенную модель, с одним или двумя контурами, простую в устройстве или же насыщенную электроникой, требующую подключения к стационарному дымоходу или снабженную коаксиальной системой отвода продуктов сгорания.

• Электрические котлы. Их обычно устанавливают в тех условиях , когда газоснабжение дома по каким-либо причинам невозможно. Согласования подобная установка не потребует— главное, чтобы были соблюдены требования электробезопасности и соответствия мощности котла возможностям электрической сети. Подобные отопительные приборы отличает компактность, простота и удобство регулировок.

За системами отопления с электрическими котлами твёрдо установилась репутация «неэкономичных» из-за достаточного высокой стоимости электроэнергии. Это справедливо лишь отчасти – современные электрические отопительные приборы, благодаря новым технологиям нагрева воды, имеют очень высокий КПД , и при надежном утеплении дома не должны слишком обременять бюджет.

Кроме знакомых всем котлов с ТЭНами (которые и правда не слишком экономичны) , активно применяются современные разработки.

«Батарея» из трех электродных котлов

Например, широкое распространение получают электродные котлы, в которых нагрев осуществляется за счет протекания переменного тока непосредственно через теплоноситель (правда, здесь потребуется специально подобранный химический состав воды в системе). Сами по себе такие котлы недороги, но есть определённые проблемы с регулировкой.

Индукционный котел — неприхотливый и весьма экономичный

Другой вариант – котлы индукционного типа действия, в которых нагревательными элементами выступают все металлические поверхности конструкции, на которые наводятся индукционные токи Фуко. КПД таких установок стремится к 100%, а блоки автоматики позволяют легко настроить систему в нужный режим работы, обеспечивающий максимальную экономичность.Так что современный электрический тип отопительной закрытой системы – достойная альтернатива газовой, причем по многим параметрам – даже имеющая преимущества.

• Котлы на твёрдом топливе тоже нельзя сбрасывать со счетов. В некоторых регионах это даже будет оптимальным вариантом организации системы отопления – например, при отсутствии газового снабжения и нестабильности электропитания.

Эти отопительные приборы – вовсе не те старые «буржуйки», а современные установки, устройство которых позволяет минимизировать вмешательство человека в их работу. Так, многие котлы длительного горения с пиролизным дожигом способны на одной закладке дров обеспечивать работу отопительной системы в течение 10 – 15 часов, а у некоторых моделей этот показатель доходит даже до суток. Многие котлы снабжены системой электронного контроля и управления режимами работы.

Так что, если в местности проживания нет никаких проблем с заготовкой необходимых запасов дров или другого твёрдого топлива, то это может стать оптимальным решением.

• Рачительный хозяин в определенных обстоятельствах может продумать вопрос установки и комбинированного котла, например, «дрова – газ», «дрова – электричество», «электричество – газ», обеспечивая тем самым универсальность своей системы отопления.

Какой бы котел ни выбирался, необходимо правильно просчитать его мощность. По большому счету , это должен проводить специалист, с учетом характеристик конкретного дома, его теплопотерь, зависящих от количества и площади окон и дверей, материала и толщины стен здания, климатических условий местности и других факторов. Далеко не всегда, правда, хозяева прибегают к помощи профессионалов, ориентируясь на упрощенные схемы расчета .

С некоторым допущением, для условий средней полосы России, при условии качественной термоизоляции строения, можно приять величину 1 кВт на 10 м² отапливаемой площади, если высота потолков в пределах 2,5 ÷ 3 м . Так, для дома общей площадью 150 м² потребуется котел мощностью не менее 15 кВт.

Циркуляционный насос

Главная задача этого прибора – обеспечить устойчивую циркуляцию теплоносителя по всему контуру отопления, включая проложенные участки труб и радиаторы. Значит, неизбежно встает проблема правильности подбора необходимого насоса, чтобы он в полной мере справился со своей функцией. Это определяется вовсе не диаметром трубы, под которую он рассчитан, а показателями производительности и создаваемого водяного напора.

1. Первый параметр – производительность. Насос должен быть способен перекачивать определенное количество жидкости в единицу времени, а стало быть – перенести необходимое количество тепла вместе с теплоносителем по по мещениям дома. Как рассчитать требуемую величину.

Упрощенно формула выглядит так:

Q = P / (Δᵗ × 1,16 )

• Q – требуемая производительность насоса;
• P – общая мощность отопительной системы, упрощённый расчёт которой упомянут выше, в разделе о котлах;
• Δᵗ — разница температур теплоносителя на входе и выходе их системы. Для систем закрытого типа обычно принимается 20 градусов, в случае использование радиаторов. Для теплого пола эта величина составляет 5 градусов, а для скрытых конвекторов – 10.
• 1,16 – показатель теплоемкости воды. Если применяется другая жидкость, то ее теплоемкость несложно найти в справочниках.

Возьмем тот же пример, с домом площадью 150 м² и котлом 15 кВт, в отопительной системе которого используются радиаторы.

G = 150000 / (20 × 1,16) 646 кг/час

Плотность воды при температуре в районе 80º С – 972 кг/м³. Итак, потребуется производительность:

646 / 972≈ 0,66 м³/час

Стало быть, приобретаемый насос должен иметь производительность не ниже расчетной .

Калькулятор для расчета производительности циркуляционного насоса