Отопительные системы могут проектироваться по одному из двух принципиально различающихся типов: открытому и закрытому. Открытые системы сообщаются с окружающим воздухом, давление внутри них равно атмосферному. Закрытая система создается, как правило, для использования принудительной циркуляции жидкости с применением насоса. Внутри нее постоянно поддерживается ифзбыточное давление порядка 1,0–1,5 атмосферы, а за компенсацию температурных колебаний объема теплоносителя отвечает мембранный расширительный бачок. Конструкция открытого типа, как более простая, чаще создается для работы на обычной воде, поэтому ее заполнение не вызывает сложностей. В большинстве случаев оно производится открыванием специального питающего крана между отоплением и холодным водопроводом, а избыток воздуха свободно выходит через расширительный бак. Для закрытых систем, заполняемых специально подготовленными жидкостями на основе гликолей или солевых растворов, этот способ не подойдет.
Технология заполнения закрытой системы
Необходимость в заполнении отопления жидкостью может быть вызвана одной из трех причин:
первым запуском вновь смонтированной системы;
заливом теплоносителя после ремонта (обслуживание, устранение течей, замена котла, радиаторов или других элементов);
заполнением после слива жидкости при длительном простое – применяют в основном для водяных контуров. Специальные жидкости сливают для смены при превышении нормативного срока службы материала (согласно техническому паспорту обычно от 5 до 10 лет).
В зависимости от этого перед заполнением может быть необходима процедура опрессовки системы повышенным давлением, чтобы убедиться в отсутствии течей. Длительно эксплуатируемое отопление нуждается в промывке и очистке от накипи и продуктов коррозии. Для этого выполняют предварительную обработку специальными средствами, например Thermagent Active от компании АО «Обнинскоргсинтез».
Заполнение отопительной системы снизу.
Основной рекомендуемый метод закачивания рабочей жидкости в систему закрытого типа – через входной патрубок в нижней части магистрали. Для этого потребуется насос специальной конструкции. Они бывают с электрическим приводом и ручные (поршневые). Это оборудование требуется очень редко, поэтому владельцу частного дома вряд ли имеет смысл его приобретать, но можно найти вариант разовой аренды. Перед закачкой жидкости открывают воздушный клапан безопасности в верхней части контура и все краны Маевского на радиаторах. Включают насос и начинают закачку с давлением 2–2,5 атмосферы. В процессе выхода воздуха закрывают краны на радиаторах, а при появлении жидкости на выходе предохранительного клапана – и на нем. Добиваются полного удаления воздуха из системы.
Заполнение отопительной системы сверху.
Допускается как альтернатива при отсутствии нагнетательного насоса. Сложность работы в том, что потребуется скоординированное участие нескольких человек в разных местах. В верхней точке отопительного контура выкручивают автоматический клапан сброса, вставляют воронку и начинают заполнять систему. При этом нижний кран нужно открыть для выхода воздуха и закрыть немедленно после вытекания жидкости. Процесс намного сложнее, чем закачка снизу насосом, поскольку риск завоздушивания контура в этом случае намного больше. Только убедившись, что весь воздух из труб вышел, можно установить на место снятый клапан и нарастить давление до расчетного. Здесь используют отрезки шлангов, наполняя их теплоносителем. Один конец присоединяют к открытому крану в отоплении, с другого – закачивают воздух автомобильным компрессором. Когда вся жидкость окажется внутри трубы, кран закрывают и процедуру повторяют.
Расчет объема теплоносителя
Перед тем как начинать заполнение отопительной системы теплоносителем, необходимо определить ее объем в литрах. Эту цифру нужно знать, чтобы заранее приобрести требуемое количество материала, но при этом не переплачивать за ненужные излишки. Расчет потребности в рабочей жидкости несложно выполнить и самостоятельно, поскольку никаких сложных математических формул в нем не применяется. Достаточно лишь аккуратно и точно собрать все необходимые исходные данные. Важно использовать во всех случаях одинаковую единицу измерения: кубические миллиметры, сантиметры либо переводить показатели в литры. Последнее удобнее, поскольку теплоноситель поставляется именно в литрах.
Основное правило расчета.
Общий объем системы отопления является суммой вместимости каждого из ее элементов:
тепловыделяющего и теплообменного оборудования, если оно имеется в системе. В простейшем случае это полезный объем котла;
суммарной емкости всех установленных радиаторов;
рабочего объема расширительного бачка;
вместимости всех использованных в системе соединительных труб.
В виде формулы:
V системы = V нагреват. оборудования + V радиаторов + V расшир. бачка + V труб
Объем нагревательного оборудования.
В зависимости от сложности системы источником тепла в отопительной системе может быть как один котел, так и несколько отдельных. В некоторых частных домах встречается схема с двумя котлами: на жидком или газообразном топливе, а также резервный электрокотел на случай отключения газа и других форс-мажорных ситуаций. В последнее время пользуются популярностью тепловые насосы, существенно экономящие ресурсы на обогрев. Нужно просуммировать внутренние объемы по всем вмонтированным в систему устройствам. Точные данные по каждому аппарату содержатся в его паспортных характеристиках. В среднем для напольных котлов эта величина в диапазоне 10–30 литров, у настенных – от 3 до 6 литров.
Объем радиаторов.
Вместимость радиатора определяется количеством секций, а также конструкцией самого устройства. Усредненные значения для разных типов приведены в таблице.
Материал корпуса
Размер секции (в мм): высота и ширина
Объем, л
Чугунная батарея старого образца
600 х 110
1,7
Плоская чугунная батарея (нового образца)
580 х 75
1,0
Алюминий
600 х 80
0,45
Биметаллический радиатор
600 х 80
0,25
Эти цифры в каждом случае следует умножить на количество секций в батарее.
Объем расширительного бачка.
Для открытых систем вместимость расширительного бачка не имеет принципиального значения и может подбираться с достаточным запасом. В конструкции системы закрытого типа используются мембранные бачки, объем которых позволяет компенсировать температурное расширение теплоносителя при максимальном нагреве. Для этого предварительно определяют количество жидкости в отопительном контуре без учета расширительного бачка. Затем полученное значение умножают на коэффициент 0,03 и выбирают бачок из выпускаемого промышленностью ассортимента с ближайшим значением, большим полученной цифры.
Объем труб.
Чтобы посчитать внутренний объем всех труб, используется формула из геометрии:
V труб = 0,786 х D2 х L
Здесь D – внутренний диаметр трубы, L – суммарная длина всех трубопроводов отопления, 0,786 – коэффициент, равный ¼ константы пи.
Так как часто в отоплении применяют трубы разного диаметра, расчет выполняют по каждому размеру отдельно, которые затем суммируются.
Для упрощенного определения вместимости трубопроводов можно измерить их длину в метрах и воспользоваться данными из таблицы.
Внутренний диаметр трубы
Объем жидкости в 1 погонном метре, л
Объем жидкости в 1 погонном метре, л
Метрическая система (мм)
Дюймовая система измерений
15
½
0,1767
20
¾
0,3142
25
1
0,4915
32
1 ¼
0,8042
40
1 ½
1,2566
50
2
1,9635
65
2 ½
3,3184
80
3
5,0262
100
4
7,8545
Резервный запас.
Самостоятельно выполнить все расчеты с высокой точностью сложно, ведь остаются неучтенными такие факторы, как геометрия системы и наличие изгибов, погрешности из-за присутствующих фитингов и множество других. Кроме того, возможны потери при заполнении магистралей, если по невнимательности забыли перекрыть какой-то вентиль. Поэтому приобретать теплоноситель стоит с небольшим запасом. Еще одно обстоятельство, по которому требуется жидкость сверх расчетной вместимости, – тот способ, который применяют для закачивания в систему. Если используется ручной или электрический нагнетательный насос, его рабочий объем также следует учитывать.
