Основна особливість, через яку закрита система опалення відрізняється від відкритої, це її ізольованість від впливу навколишнього середовища. В таку схему включають циркуляційний насос, що стимулює рух теплоносія. Схема позбавлена багатьох недоліків, властивих відкритого контуру опалення.
Все про плюси і мінуси закритих схем опалення ви дізнаєтеся, прочитавши запропоновану нами статтю. У ній досконально розібрані варіанти пристрою, специфіка складання і роботи систем закритого типу. Для самостійних майстрів наведено приклад гідравлічного розрахунку.
Представлена до ознайомлення інформація спирається на будівельні нормативи. Для оптимізації сприйняття непростої теми текст доповнений корисними схемами, добірками фото і відео-посібниками.
Принцип роботи системи закритого типу
Температурні розширення в закритій системі компенсуються шляхом застосування мембранного розширювального бака, що наповнюється водою під час нагрівання. При охолодженні, вода з бака знову йде в систему, підтримуючи тим самим постійний тиск в контурі.
Тиск, що створюється в закритому опалювальному контурі ще при монтажі, передається всій системі. Циркуляція теплоносія здійснюється примусово, тому ця система енергозалежна. Без циркуляційного насоса не буде руху нагрітої води по трубах до приладів і назад до генератора тепла.








Основні елементи закритого контуру:
- котел;
- клапан для відведення повітря;
- клапан термостатичний;
- радіатори;
- труби;
- розширювальний бак, що не контактує з атмосферою;
- клапан балансування;
- кульової вентиль;
- насос, фільтр;
- запобіжний клапан;
- манометр;
- фітинги, кріплення.
Якщо електропостачання будинку здійснюється безперебійно, то закрита система працює ефективно. Часто конструкцію доповнюють «теплі підлоги», що підвищують її економічність і тепловіддачу.
Таке розташування дозволяє не дотримуватися певного діаметра трубопроводу, знизити витрати на придбання матеріалів і не розташовувати трубопровід під ухилом, що спрощує монтаж. До насоса повинна надходити рідина з низькою температурою, інакше його експлуатація неможлива.

У цього варіанту є і один негативний нюанс - тоді як при постійному ухилі опалення працює і при відсутності електроживлення, то при строго горизонтальному положенні трубопроводу закрита система не працює. Компенсує цей недолік високий ККД і ряд позитивних моментів у порівнянні з іншими видами систем опалення.
Монтаж здійснюється відносно просто і можливий в приміщенні будь-якої площі. Утеплювати трубопровід не потрібно, прогрів відбувається дуже швидко, якщо в контурі присутній термостат, то температурний режим можна задавати. Якщо система влаштована правильно, то втрат теплоносія, отже і причин для його поповнення не буває.
Безсумнівним плюсом системи опалення закритого типу є те, що різниця температур на подачі і обратке дозволяє підвищити експлуатаційний термін котла. Трубопровід в закритому контурі менш схильний до корозії. Є можливість закачати в контур антифриз замість води, коли опалення доводиться відключати взимку на тривалий час.

Захист системи від повітря
Теоретично в закриту систему опалення повітря не повинен надходити, але по факту він там все-таки присутня. Скупчення його спостерігається в той час, коли труби і батареї заповнюють водою. Другою причиною може бути розгерметизація стиків.
В результаті появи повітряних пробок, тепловіддача системи знижується. Для боротьби з цим явищем в систему включають спеціальні клапани і крани для спуску повітря.

Щоб ймовірність появи повітряних пробок звести до мінімуму, необхідно дотримуватися певних правил при заповненні закритої системи:
- Подавати воду з нижньої точки в верхню. Для цього слід прокласти труби так, щоб вода і виділяється повітря рухалися в одному напрямку.
- Залишити в відкритому положенні крани для відводу повітря і в закритому крани для спуску води. Таким чином, при поступовому підйомі теплоносія, повітря буде йти через незамкнуті воздухоотводчики.
- Закрити воздухоотводящие кран, як тільки через нього почне бігти вода. Процес плавно продовжувати до повного заповнення контуру теплоносієм.
- Запустити насос.
Якщо в системі опалення алюмінієві радіатори, то на кожному воздухоотводчики потрібні обов'язково. Алюміній, контактуючи з теплоносієм, провокує хімічну реакцію, що супроводжується виділенням кисню. У частково біметалевих радіаторах проблема та ж, але повітря утворюється значно менше.

У радіаторах на всі 100% біметалевих теплоносій з алюмінієм не контактують, але професіонали наполягають на присутності воздухоотвода і в цьому випадку. Специфічну конструкцію панельних радіаторів з стали вже в процесі виробництва комплектують клапанами для спуску повітря.
На старих чавунних радіаторах повітря видаляють за допомогою кульового крана, інші пристосування тут малоефективні.
Критичними точками в контурі опалення є перегини труб і верхні точки системи, тому пристосування для відходу повітря монтують в цих місцях. У закритому контурі застосовують крани Маєвського або автоматичні поплавкові клапани, що дозволяють здійснювати воздухоотвод без участі людини.
У корпусі цього приладу є поліпропіленовий поплавок, з'єднаний через коромисло з золотником. У міру заповнення камери поплавця повітрям, поплавок опускається, а досягнувши нижнього положення відкриває клапан, через який повітря йде.
У звільнений від газу обсяг, надходить вода, поплавець спрямовується вгору і закриває золотник. Щоб всередину останнього не потрапляв сміття, його накривають захисним ковпачком.

Є модифікації, де цей процес проходить по-іншому, але принцип той же: поплавок в нижньому положенні - відбувається випуск газу; поплавок піднято - клапан закритий, повітря накопичується. Цикл повторюється автоматично і присутності людини не вимагає.
Гідравлічний розрахунок для закритої системи
Щоб не помилитися з підбором труб по діаметру і потужності насоса, необхідний гідравлічний розрахунок системи.
Ефективна робота всієї системи неможлива без урахування основних 4 моментів:
- Визначення кількості теплоносія, яке необхідно подати на опалювальні прилади, щоб забезпечити заданий тепловий баланс в будинку незалежно від температури зовні.
- Максимального зниження експлуатаційних витрат.
- Зниження до мінімуму фінансових вкладень, що залежать від обраного діаметра трубопроводу.
- Стабільною і безшумної роботи системи.
Вирішити ці завдання допоможе гідравлічний розрахунок, що дозволяє підібрати оптимальні діаметри труб з урахуванням економічно виправданих швидкостей течії теплоносія, визначитися з гідравлічними втратами тиску на окремих ділянках, пов'язати і збалансувати гілки системи. Це складний і трудомісткий, але необхідний етап проектування.
Правила обчислення витрат теплоносія
Обчислення можливі при наявності теплотехнічного розрахунку і після підбору радіаторів по потужності. Теплотехнічний розрахунок повинен містити обгрунтовані дані про обсяги теплової енергії, навантаженнях, тепловтратах. Якщо цих даних немає, то по площі кімнати приймають потужність радіатора, але результати обчислень будуть менш точними.

Починають з схеми. Краще виконати її в аксонометрической проекції і нанести всі відомі параметри. Витрата теплоносія визначають за формулою:
G = 860q / Δt кг / год,
де q - потужність радіатора кВт, Δt - різниця температур між зворотної та подає лінією. Визначивши це значення, за таблицями Шевельова визначають перетин труб.
Щоб скористатися цими таблицями, результат обчислень потрібно перевести в літри за секунду за формулою: GV = G / 3600ρ. Тут GV позначає витрата теплоносія в л / сек, ρ - щільність води дорівнює 0.983 кг / л при температурі 60 градусів С. З таблиць можна просто підібрати переріз труби, не виконуючи повного розрахунку.

Послідовність розрахунку легше зрозуміти на прикладі простої схеми, яка переводить котел і 10 радіаторів. Схему потрібно розбити на ділянки, де перетин труб і витрата теплоносія - величини постійні.
Перша ділянка - це лінія, що йде від котла до першого радіатора. Другий - відрізок між першим і другим радіатором. Третій і наступні ділянки виділяють аналогічно.
Температура від першого до останнього приладу поступово знижується. Якщо на першій ділянці теплова енергія дорівнює 10 кВт, то при проході першого радіатора теплоносій віддає йому якусь кількість тепла і пішло тепло зменшується на 1 кВт і т.д.
Порахувати витрати теплоносія можна за формулою:
Q = (3.6хQуч) / (сх (tr-to))
Тут Qуч - теплове навантаження ділянки, з - питома теплоємність води, що має постійне значення - 4, 2 кДж / кг х с., Tr - температура гарячого теплоносія на вході, to - температура охолодженого теплоносія на виході.
Оптимальна швидкість руху гарячого теплоносія по трубопроводу - від 0, 2 до 0, 7 м / с. При меншому значенні в системі з'являться повітряні пробки. На цей параметр впливає матеріал вироби, шорсткість всередині труби.
Як у відкритому, так і в закритому контурах опалення використовують труби зі сталі чорної і нержавіючої, міді, поліпропілену, поліетилену різних модифікацій, полібутилену і ін.
При швидкості теплоносія в рекомендованих межах, 0, 2-0, 7 м / с, в полімерному трубопроводі спостерігатимуться втрати тиску від 45 до 280 Па / м, а в сталевих трубах - від 48 до 480 Па / м.
Внутрішній діаметр труб на ділянці (dвн) визначають виходячи з величини теплового потоку і різниці температур на вході і виході (Δtco = 20 градусів С для 2-трубної схеми опалення) або витрати теплоносія. Для цього є спеціальна таблиця:

Щоб вибрати контур, слід розглянути одно- і 2-трубну схеми окремо. У першому випадку розраховують стояк з найбільшою кількістю обладнання, а в другому - навантажений контур. Довжину ділянки беруть з плану, виконаного в масштабі.
Виконання точного гідравлічного розрахунку під силу тільки фахівцеві відповідного профілю. Існують спеціальні програми, що дозволяють виконати всі обчислення, що стосуються теплових і гідравлічних характеристик, якими можна скористатися при проектуванні опалювальної системи для свого будинку.
Підбір циркуляційного насоса
Метою розрахунку є отримання значення тиску, яке повинен розвинути насос для прогонки води по системі. Для цього використовують формулу:
P = Rl + Z
В якій:
- P - це втрати тиску в трубопроводі в Па;
- R - питомий опір тертю в Па / м;
- l - довжина труби на розрахунковій ділянці в м;
- Z - втрати тиску на «вузьких» ділянках в Па.
Спрощують ці розрахунки ті ж таблиці Шевельова, з яких можна знайти значення опору тертю, тільки 1000i доведеться перерахувати по конкретній довжині труби. Так, якщо діаметр внутрішній труби дорівнює 15 мм, довжина ділянки 5 м, а 1000i = 28, 8, то Rl = 28, 8 х 5/1000 = 0, 144 Бар. Знайшовши значення Rl для кожної ділянки, їх підсумовують.
Значення втрати тиску Z як для котла, так і для радіаторів є в паспорті. На інші опору фахівці радять брати 20% від Rl з подальшим підсумовуванням результатів по окремих дільницях і множенням на коефіцієнт 1, 3. В результаті вийде шуканий натиск насоса. Для одно- і 2-трубних систем розрахунок однаковий.

У разі, коли насос підбирають по вже наявному котла, то застосовують формулу: Q = N / (t2-t1), де N - потужність опалювального агрегату в Вт, t2 і t1 - температура теплоносія на виході з котла і на звороті відповідно.
Як розрахувати розширювальний бак?
Розрахунок зводиться до визначення величини, на яку збільшиться обсяг теплоносія в процесі його нагрівання від середньої кімнатної температури + 20 градусів С до робочої - від 50 до 80 градусів. Обчислення ці непрості, але існує інший шлях вирішення задачі: професіонали радять вибирати бак об'ємом рівним 1/10 від загальної кількості рідини в системі.

Дізнатися ці дані можна з паспортів обладнання, де вказана місткість водяної сорочки котла і 1 секції радіатора. Потім обчислюють площу перетину труб різних діаметрів та множать на відповідну довжину.
Результати підсумовують, плюсують до них дані з паспортів і від результату беруть 10%. Якщо вся система вміщує 200 л теплоносія, то потрібен розширювальний бак об'ємом 20 л.




Критерії вибору бака
Виготовляють розширювальні баки зі сталі. Всередині знаходиться мембрана, що ділить ємність на 2 відсіку. Перший заповнений газом, а другий - теплоносієм. Коли температура підвищується і вода спрямовується з системи в бак, то під її натиском газ стискається. Зайняти весь обсяг теплоносій не може через присутність в баку газу.
Ємність розширювальних баків буває різною. Підбирають цей параметр таким чином, щоб, коли тиск в системі досягне свого піку, вода не піднялася вище встановленого рівня. В якості захисту бака від переливу в конструкцію включений запобіжний клапан. Нормальне заповнення бака - від 60 до 30%.

Вибір оптимальної схеми
При устройстве отопления в частном доме используют схемы двух видов: одно- и 2-трубную. Если сравнить их, то последняя является более эффективной. Их основное отличие в способах подсоединения радиаторов к трубопроводам. В двухтрубной системе обязательным элементом схемы отопления является индивидуальный стояк, по которому охладившийся теплоноситель возвращается в котел.
Монтаж однотрубной системы более простой и менее затратный в финансовом плане. Замкнутый контур этой системы объединяет в себе как подающий, так и обратный трубопровод.
Однотрубная система отопления
В одно и 2-этажных домах с небольшой площадью хорошо зарекомендовала себя схема однотрубного контура отопления закрытого типа, представляющая собой разводку 1 трубы и ряд радиаторов, подключенных к ней последовательно.
Ее иногда в народе именуют «ленинградкой». Теплоноситель, отдавая тепло радиатору, возвращается в подающую трубу, а затем проходит через следующую батарею. Последние по счету радиаторы получают меньше тепла.

Преимуществом такой схемы называют экономичный монтаж - материала и времени уходит меньше, чем на 2-трубную систему. В случае выхода со строя одного радиатора, остальные будут работать в нормальном режиме при использовании байпаса.
Возможности однотрубной схемы ограничены - ее нельзя запустить поэтапно, радиаторы прогреваются неравномерно, поэтому к последнему в цепочке нужно добавлять секции. Чтобы теплоноситель не так быстро остывал, приходится увеличивать диаметр труб. Рекомендуется подключать не более 5 радиаторов для каждого этажа.








Известны 2 типа системы: горизонтальная и вертикальная. В одноэтажном здании горизонтальный вид системы отопления прокладывают как над, так и под полом. Рекомендуют монтировать батареи на одном уровне, а горизонтальный подающий трубопровод под небольшим уклоном по ходу движения теплоносителя.
При вертикальной разводке вода от котла подымается вверх по центральному стояку, поступает в трубопровод, распределяется по отдельным стоякам, а из них - по радиаторам. Охлаждаясь, жидкость по тому же стояку опускается вниз, пройдя там через все приборы, оказывается в обратном трубопроводе, а из него насос перекачивает ее назад в котел.

Выбрав закрытый тип системы отопления, монтаж выполняют в следующей последовательности:
- Устанавливают котел. Чаще всего для него отводят место на цокольном или первом этаже дома.
- Подсоединяют к входным и выходным патрубкам котла трубы, разводят их по периметру всех помещений. Соединения выбирают в зависимости от материала магистральных труб.
- Устанавливают расширительный бак, размещая его в самой верхней точке. Одновременно с этим монтируют группу безопасности, подсоединяя ее к магистрали через тройник. Выполняют фиксацию вертикального основного стояка, подключают его к бачку.
- Производят монтаж радиаторов с установкой кранов Маевского. Лучший вариант: байпас и 2 запорных клапана - один на входе, другой на выходе.
- Выполняют установку насоса на участок, где в котел поступает остывший теплоноситель, предварительно установив перед местом его монтажа фильтр. Ротор располагают строго по горизонтали.
Некоторые мастера устанавливают насос с байпасом, чтобы не сливать воду из системы в случае ремонта или замены оборудования.
После монтажа всех элементов открывают вентиль, заполняют магистраль теплоносителем, удаляют воздух. Проверяют, настолько полно удален воздух, путем откручивания винта, находящегося на крышке корпуса насоса. Если из под него выделилась жидкость, значит, оборудование можно запускать, предварительно затянув, ранее открученный, центральный винт.
С проверенными практикой схемами однотрубных отопительных систем и вариантами устройства вы сможете ознакомиться в другой статье нашего сайта.
Двухтрубная система отопления
Как и в случае с однотрубной системой, существует разводка горизонтальная и вертикальная, но здесь имеется как подающая, так и обратная магистраль. Все радиаторы нагреваются одинаково. Отличается один тип от другого тем, что в первом случае имеется единый стояк и к нему подключены все нагревательные приборы.

Вертикальная схема предусматривает присоединение радиаторов к стояку, расположенному вертикально. Ее достоинство в том, что в многоэтажном доме каждый этаж подсоединяется к стояку индивидуально.
Особенностью двухтрубной схемы является присутствие труб, подведенных к каждой батарее: одной прямоточной и второй обратной. Для подключения отопительных приборов есть 2 схемы. Одна из них коллекторная, когда от коллекторов к батарее подходят 2 трубы.
Схема отличается сложным монтажом, большим расходом материала, зато в каждом помещении можно регулировать температуру.








Вторая - параллельная схема проще. Стояки установлены по периметру дома, к ним подключены радиаторы. По всему этажу проходит лежак и стояки соединены с ним.
Составляющими такой системы являются:
- котел;
- клапан запобіжний;
- манометр;
- воздушник автоматический;
- клапан термостатический;
- батареї;
- насос;
- фільтр;
- балансировочный прибор;
- бак;
- вентиль.
Прежде чем приступить к монтажу следует решить вопрос с видом энергоносителя. Дальше, устанавливают котел в отдельной котельной или в подвале. Главное, чтобы там обеспечивалась хорошая вентиляция. Устанавливают коллектор, если он предусмотрен проектом и насос. Рядом с котлом монтируют регулировочное и измерительное оборудование.
К каждому будущему радиатору подводят магистраль, затем устанавливают сами батареи. Навешивают отопительные приборы на специальные кронштейны таким образом, чтобы до пола оставалось сантиметров 10-12, а от стен 2-5 см. Снабжают запорными и регулирующими устройствами отверстия приборов на входе и выходе.

После монтажа всех узлов системы ее опрессовывают. Заниматься этим должны профессионалы потому, что только они могут выдать соответствующий документ.
Подробно особенности устройства двухтрубной отопительной системы описаны здесь, в статье приведены различные схемы и дан их анализ.
Висновки і корисне відео по темі
В этом видео-материале представлен пример подробного гидравлического расчета 2-трубной отопительной системы закрытого типа для 2-этажного дома в программе VALTEC.PRG:
Здесь детально рассказано об устройстве однотрубной системы отопления:
Выполнить монтаж закрытого варианта системы отопления самостоятельно возможно, но без консультаций специалистов не обойтись. Залог успеха - правильно выполненный проект и качественные материалы.
Появились вопросы по специфике устройства закрытого отопительного контура? Есть сведения по теме, интересные посетителям сайта и нам? Пишіть, будь ласка, коментарі в розташованому нижче блоці.