Zatvoreni sustav grijanja: sheme i značajke montaže sustava zatvorenog tipa
Glavna značajka po kojoj se zatvoreni sustav grijanja razlikuje od otvorenog jest njegova izoliranost od utjecaja okoliša. U takvu shemu uključuje se cirkulacijska pumpa koja potiče kretanje toplinskog medija. Shema je lišena mnogih nedostataka svojstvenih otvorenom krugu grijanja.
Sve o prednostima i nedostacima zatvorenih shema grijanja saznat ćete čitajući članak koji smo predložili. U njemu su temeljito obrađene mogućnosti uređaja, specifika sastavljanja i rada sustava zatvorenog tipa. Za samostalne majstore naveden je primjer hidrauličkog proračuna.
Informacija predstavljena za upoznavanje oslanja se na građevinske normative. Radi optimizacije percepcije složene teme, tekst je dopunjen korisnim shemama, izborom fotografija i video vodičima.
Sadržaj članka:
Princip rada sustava zatvorenog tipa
Temperaturna proširenja u zatvorenom sustavu kompenziraju se primjenom membranske ekspanzijske posude koja se puni vodom tijkom zagrijavanja. Prilikom hlađenja, voda iz posude ponovno odlazi u sustav, održavajući tako konstantan tlak u krugu.
Tlak stvoren u zatvorenom krugu grijanja već pri montaži prenosi se na cijeli sustav. Cirkulacija toplinskog medija odvija se prisilno, stoga je ovaj sustav energetski ovisan. Bez cirkulacijske pumpe neće biti kretanja zagrijane vode kroz cijevi do uređaja i natrag do generatora topline.
Osnovni elementi zatvorenog kruga:
- kotao;
- ventil za ispuštanje zraka;
- termostatski ventil;
- radijatori;
- cijevi;
- ekspanzijska posuda koja nije u kontaktu s atmosferom;
- balansni ventil;
- kuglasti ventil;
- crpka, filtar;
- sigurnosni ventil;
- manometar;
- fitingi, pričvrsni elementi.
Ako se opskrba električnom energijom kuće odvija neprekidno, zatvoreni sustav radi učinkovito. Često se konstrukcija dopunjuje "podnim grijanjem", što povećava njezinu ekonomičnost i toplinsku predaju.

Takav raspored omogućuje da se ne pridržava određenog promjera cjevovoda, smanji troškove nabave materijala i ne postavlja cjevovod pod nagibom, što pojednostavljuje montažu. U crpku mora dolaziti tekućina niske temperature, inače njezin rad nije moguć.
Ova varijanta ima i jednu negativnu nijansu – dok uz stalni nagib grijanje radi i bez napajanja, uz strogo vodoravni položaj cjevovoda zatvoreni sustav ne radi. Taj nedostatak kompenzira visoka učinkovitost i niz pozitivnih aspekata u usporedbi s drugim vrstama sustava grijanja.
Montaža se izvodi relativno jednostavno i moguća je u prostoriji bilo koje površine. Cjevovod ne treba izolirati, zagrijavanje se odvija vrlo brzo, a ako u krugu postoji termostat, temperaturni režim se može podešavati. Ako je sustav pravilno izveden, nema gubitaka toplinskog medija, a time ni potrebe za njegovim nadopunjavanjem.
Nesumnjiva prednost sustava grijanja zatvorenog tipa je ta što razlika temperatura na dovodu i povratu omogućuje povećanje radnog vijeka kotla. Cjevovod u zatvorenom krugu manje je podložan koroziji. Postoji mogućnost punjenja kruga antifrizom umjesto vode kada se grijanje mora isključiti zimi na duže vrijeme.

Zaštita sustava od zraka
Teoretski, u zatvoreni sustav grijanja zrak ne bi trebao ulaziti, no u stvarnosti on ipak tamo prisutan. Njegovo nakupljanje opaža se u trenutku kada se cijevi i radijatori pune vodom. Drugi uzrok može biti gubitak brtvljenja spojeva.
Uslijed pojave zračnih čepova, prijenos topline sustava se smanjuje. Za borbu protiv ove pojave u sustav se ugrađuju posebni ventili i slavine za ispuštanje zraka.

Kako bi se vjerojatnost pojave zračnih čepova svela na najmanju moguću mjeru, potrebno je pridržavati se određenih pravila prilikom punjenja zatvorenog sustava:
- Dovoditi vodu od donje točke prema gornjoj. Za to je potrebno položiti cijevi tako da se voda i oslobođeni zrak kreću u istom smjeru.
- Ostaviti u otvorenom položaju slavine za odvod zraka, a u zatvorenom slavine za ispuštanje vode. Na taj način, pri postupnom podizanju nosača topline, zrak će odlaziti kroz nezatvorene odzračnike.
- Zatvoriti slavinu za odzračivanje čim kroz nju počne teći voda. Proces polako nastaviti do potpunog punjenja kruga nosačem topline.
- Pokrenuti pumpu.
Ako se u krugu grijanja nalaze aluminijski radijatori, tada su na svakom obavezno potrebni odzračnici. Aluminij, u dodiru s nosačem topline, izaziva kemijsku reakciju praćenu oslobađanjem kisika. Kod djelomično bimetalnih radijatora problem je isti, ali zraka nastaje znatno manje.

U radijatorima koji su 100% bimetalni, nosač topline ne dolazi u kontakt s aluminijem, ali profesionalci inzistiraju na prisutnosti odzračnika i u ovom slučaju. Specifičnu konstrukciju panelnih radijatora od čelika već u procesu proizvodnje opremaju ventilima za ispuštanje zraka.
Na starim radijatorima od lijevanog željeza zrak se uklanja pomoću kuglične slavine, druge naprave su ovdje malo učinkovite.
Kritične točke u krugu grijanja su pregibi cijevi i gornje točke sustava, stoga se naprave za odvod zraka ugrađuju na ta mjesta. U zatvorenom krugu primjenjuju se slavine Mayevskog ili automatski plovni ventili, koji omogućuju odzračivanje bez sudjelovanja čovjeka.
U kućištu ovog uređaja nalazi se polipropilenski plovak, spojen polugom s klipom. Kako se komora plovka puni zrakom, plovak se spušta, a kada dosegne donji položaj otvara ventil kroz koji zrak izlazi.
U volumen oslobođen plina ulazi voda, plovak se diže i zatvara klip. Kako unutar njega ne bi ušla prljavština, prekriva se zaštitnom kapicom.

Postoje modifikacije gdje se taj proces odvija drugačije, ali princip je isti: plovak u donjem položaju – ispuštanje plina; plovak podignut – ventil zatvoren, zrak se nakuplja. Ciklus se ponavlja automatski i ne zahtijeva ljudsku prisutnost.
Hidraulički proračun za zatvoreni sustav
Kako ne biste pogriješili pri odabiru cijevi prema promjeru i snazi pumpe, potreban je hidraulički proračun sustava.
Učinkovit rad cijelog sustava nije moguć bez uzimanja u obzir 4 glavne točke:
- Određivanje količine toplinskog medija koju je potrebno dovesti do uređaja za grijanje kako bi se osigurala zadana toplinska ravnoteža u kući neovisno o vanjskoj temperaturi.
- Maksimalno smanjenje operativnih troškova.
- Smanjenje financijskih ulaganja na minimum, ovisno o odabranom promjeru cjevovoda.
- Stabilan i tih rad sustava.
Rješavanje ovih zadataka pomoći će hidraulički proračun koji omogućuje odabir optimalnih promjera cijevi uzimajući u obzir ekonomski opravdane brzine protoka toplinskog medija, određivanje hidrauličkih gubitaka tlaka na pojedinim dionicama te povezivanje i balansiranje grana sustava. To je složen i zahtjevan, ali neophodan korak projektiranja.
Pravila izračuna protoka toplinskog medija
Izračuni su mogući uz postojanje toplinskog proračuna i nakon odabira radijatora prema snazi. Toplinski proračun treba sadržavati opravdane podatke o količinama toplinske energije, opterećenjima i gubicima topline. Ako tih podataka nema, snaga radijatora se uzima prema površini prostorije, ali će rezultati izračuna biti manje točni.

Počinje se sa shemom. Najbolje ju je izraditi u aksonometrijskoj projekciji i nanijeti sve poznate parametre. Protok toplinskog medija određuje se formulom:
G =860q/∆t kg/h,
gdje je q snaga radijatora u kW, ∆t razlika temperatura između povratnog i dovodnog voda. Nakon što se odredi ta vrijednost, prema tablicama Ševeljeva određuje se presjek cijevi.
Da biste koristili ove tablice, rezultat izračuna treba pretvoriti u litre u sekundi pomoću formule: GV = G /3600ρ. Ovdje GV označava protok toplinskog medija u l/s, ρ je gustoća vode od 0.983 kg/l pri temperaturi od 60 stupnjeva Celzija. Iz tablica se može jednostavno odabrati presjek cijevi bez provođenja potpunog izračuna.

Slijed izračuna lakše je razumjeti na primjeru jednostavne sheme koja uključuje kotao i 10 radijatora. Shemu treba podijeliti na dionice gdje su presjek cijevi i protok toplinskog medija konstantne veličine.
Prva dionica je linija koja ide od kotla do prvog radijatora. Druga je segment između prvog i drugog radijatora. Treća i sljedeće dionice izdvajaju se na sličan način.
Temperatura od prvog do posljednjeg uređaja postupno opada. Ako je na prvoj dionici toplinska energija jednaka 10 kW, tada pri prolasku kroz prvi radijator toplinski medij predaje određenu količinu topline i odvedena toplina smanjuje se za 1 kW, i tako dalje.
Protok toplinskog medija može se izračunati pomoću formule:
Q=(3.6×Q_dion)/(c×(tr-to))
Ovdje je Q_dion toplinsko opterećenje dionice, c je specifični toplinski kapacitet vode, koji ima konstantnu vrijednost – 4,2 kJ/kg × s, tr je temperatura vrućeg toplinskog medija na ulazu, to je temperatura ohlađenog toplinskog medija na izlazu.
Optimalna brzina kretanja vrućeg toplinskog medija kroz cjevovod je od 0,2 do 0,7 m/s. Pri nižoj vrijednosti u sustavu će se pojaviti zračni džepovi. Na ovaj parametar utječe materijal proizvoda i hrapavost unutar cijevi.
I u otvorenim i u zatvorenim krugovima grijanja koriste se cijevi od crnog i nehrđajućeg čelika, bakra, polipropilena, polietilena različitih modifikacija, polibutilena i drugih.
Pri brzini toplinskog medija u preporučenim granicama, 0,2-0,7 m/s, u polimernom cjevovodu pojavit će se gubici tlaka od 45 do 280 Pa/m, a u čeličnim cijevima od 48 do 480 Pa/m.
Unutarnji promjer cijevi na dionici (d_un) određuje se na temelju veličine toplinskog toka i razlike temperatura na ulazu i izlazu (∆tco=20 stupnjeva Celzija za dvocijevnu shemu grijanja) ili protoka toplinskog medija. Za to postoji posebna tablica:

Za odabir kruga treba razmotriti jednocijevne i dvocijevne sheme odvojeno. U prvom slučaju izračunava se usponski vod s najvećom količinom opreme, a u drugom – opterećeni krug. Duljina dionice uzima se iz plana izrađenog u mjerilu.
Izvođenje preciznog hidrauličkog proračuna moguće je samo stručnjaku odgovarajućeg profila. Postoje posebni programi koji omogućuju izvođenje svih izračuna koji se tiču toplinskih i hidrauličkih karakteristika, a koje se mogu koristiti pri projektiranju sustava grijanja za vlastiti dom.
Odabir cirkulacijske pumpe
Cilj proračuna je dobivanje vrijednosti tlaka koju pumpa mora razviti za potiskivanje vode kroz sustav. Za to se koristi formula:
P = Rl + Z
Gdje je:
- P — gubitak tlaka u cjevovodu u Pa;
- R — specifični otpor trenju u Pa/m;
- l — duljina cijevi na proračunskom dijelu u m;
- Z — gubitak tlaka na «uskim» dijelovima u Pa.
Ove proračune pojednostavljuju iste tablice Ševeljovih iz kojih se može pronaći vrijednost otpora trenju, samo što se 1000i mora preračunati prema konkretnoj dužini cijevi. Tako, ako je unutarnji promjer cijevi 15 mm, duljina dijela 5 m, a 1000i = 28,8, tada je Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 bara. Nakon pronalaženja vrijednosti Rl za svaki dio, one se zbrajaju.
Vrijednost gubitka tlaka Z za kotao i radijatore navedena je u tehničkom listu. Za ostale otpore stručnjaci savjetuju uzeti 20% od Rl, zatim zbrojiti rezultate po pojedinim dijelovima i pomnožiti s faktorom 1,3. Kao rezultat dobit će se traženi tlak pumpe. Za jednocijevne i dvocijevne sustave proračun je isti.

U slučaju kada se pumpa odabire prema već postojećem kotlu, primjenjuje se formula: Q=N/(t2-t1), gdje je N snaga grijaćeg uređaja u W, t2 i t1 temperatura rashladnog sredstva na izlazu iz kotla odnosno na povratku.
Kako izračunati ekspanzijsku posudu?
Proračun se svodi na određivanje iznosa za koji će se povećati volumen rashladnog sredstva tijekom njegovog zagrijavanja od prosječne sobne temperature od +20 °C do radne temperature od 50 do 80 °C. Ti izračuni nisu jednostavni, ali postoji drugi način rješavanja problema: stručnjaci savjetuju odabir posude volumena jednakog 1/10 ukupne količine tekućine u sustavu.

Ove podatke možete saznati iz tehničkih listova opreme, gdje je naveden kapacitet vodenog plašta kotla i 1 sekcije radijatora. Zatim se izračunava površina presjeka cijevi različitih promjera i množi s odgovarajućom dužinom.
Rezultati se zbrajaju, dodaju im se podaci iz tehničkih listova i od ukupnog iznosa uzima 10%. Ako cijeli sustav sadrži 200 litara rashladnog sredstva, tada je potrebna ekspanzijska posuda volumena 20 litara.
Kriteriji odabira spremnika
Proizvode se ekspanzijski spremnici od čelika. Unutra se nalazi membrana koja dijeli spremnik na 2 odjeljka. Prvi je ispunjen plinom, a drugi nosiocem topline. Kada temperatura poraste i voda krene iz sustava u spremnik, pod njezinim pritiskom plin se sabija. Nosilac topline ne može zauzeti cijeli volumen zbog prisutnosti plina u spremniku.
Kapacitet ekspanzijskih spremnika varira. Ovaj parametar odabire se tako da, kada tlak u sustavu dosegne vrhunac, voda ne poraste iznad postavljene razine. Kao zaštita spremnika od prelijevanja, u konstrukciju je ugrađen sigurnosni ventil. Normalno punjenje spremnika je od 60 do 30%.

Odabir optimalne sheme
Pri uređenju grijanja u privatnoj kući koriste se sheme dvije vrste: jednocijevna i dvocijevna. Ako ih usporedimo, potonja je učinkovitija. Njihova glavna razlika je u načinima spajanja radijatora na cjevovode. U dvocijevnom sustavu obvezan element sheme grijanja je individualni vertikalni vod kojim se ohlađeni nosilac topline vraća u kotao.
Montaža jednocijevnog sustava je jednostavnija i financijski manje zahtjevna. Zatvoreni krug ovog sustava objedinjuje i dovodni i povratni cjevovod.
Jednocijevni sustav grijanja
U jedno- i dvoetažnim kućama s malom površinom dobro se pokazala shema jednocijevnog kruga grijanja zatvorenog tipa, koja predstavlja razvod jedne cijevi i niz radijatora spojenih na nju u nizu.
Narod je ponekad naziva «Lenjingradkom». Nosilac topline, predajući toplinu radijatoru, vraća se u dovodnu cijev, a zatim prolazi kroz sljedeći radijator. Posljednji radijatori dobivaju manje topline.

Prednost takve sheme je ekonomična montaža — materijala i vremena troši se manje nego za 2-cijevni sustav. U slučaju kvara jednog radijatora, ostali će raditi u normalnom režimu uz korištenje bajpasa.
Mogućnosti jednocijevne sheme su ograničene — ne može se pokrenuti u fazama, radijatori se zagrijavaju neravnomjerno, stoga je posljednjem u lancu potrebno dodati sekcije. Kako toplotni nosač ne bi tako brzo hladio, mora se povećati promjer cijevi. Preporučuje se priključiti najviše 5 radijatora po katu.
Poznata su 2 tipa sustava: horizontalni i vertikalni. U jednokatnoj zgradi horizontalni tip sustava grijanja polaže se i iznad i ispod poda. Preporučuje se montirati baterije na istoj razini, a horizontalni dovodni cjevovod s blagim nagibom u smjeru kretanja toplotnog nosača.
Kod vertikalnog razvoda voda se iz kotla diže gore po centralnom usponu, ulazi u cjevovod, raspoređuje se po pojedinim usponima, a iz njih — po radijatorima. Hladeći se, tekućina se po istom usponu spušta dolje, prošavši tamo kroz sve uređaje, nalazi se u povratnom cjevovodu, a iz njega pumpa je prepumpava natrag u kotao.

Odabravši zatvoreni tip sustava grijanja, montažu izvodite sljedećim redoslijedom:
- Instalirajte kotao. Najčešće se za njega odvaja mjesto u podrumu ili na prvom katu kuće.
- Spojite cijevi na ulazne i izlazne priključke kotla te ih razvedite po obodu svih prostorija. Spojevi se biraju ovisno o materijalu glavnih cijevi.
- Instalirajte ekspanzijsku posudu, smještajući je na najvišoj točki. Istovremeno montirajte sigurnosnu grupu, spajajući je na glavni vod preko T-komada. Izvršite fiksiranje vertikalnog glavnog usponskog voda i spojite ga na posudu.
- Izvedite montažu radijatora s ugradnjom odzračnih ventila (Mayevsky ventila). Najbolja opcija: premosnik (bypass) i 2 zaporna ventila – jedan na ulazu, drugi na izlazu.
- Izvedite instalaciju pumpe na dionicu gdje u kotao ulazi ohlađeni toplinski medij, prethodno instalirajući filtar ispred mjesta njezine montaže. Rotor postavite strogo vodoravno.
Neki majstori instaliraju pumpu s premosnikom (bypass) kako ne bi ispuštali vodu iz sustava u slučaju popravka ili zamjene opreme.
Nakon montaže svih elemenata otvorite ventil, napunite glavni vod toplinskim medijem i uklonite zrak. Provjerite koliko je potpuno uklonjen zrak odvrtanjem vijka koji se nalazi na poklopcu kućišta pumpe. Ako se ispod njega pojavi tekućina, to znači da se oprema može pokrenuti, nakon što prethodno zategnete prethodno odvrnuti središnji vijak.
S provjerenim praksom shemama jednocijevnih sustava grijanja i varijantama uređaja možete se upoznati u drugom članku naše web stranice.
Dvocijevni sustav grijanja
Kao i u slučaju s jednocijevnim sustavom, postoji horizontalni i vertikalni razvod, ali ovdje postoje i dovodni i povratni glavni vod. Svi radijatori se zagrijavaju jednako. Jedan se tip razlikuje od drugog po tome što u prvom slučaju postoji jedinstveni usponski vod i na njega su spojeni svi uređaji za grijanje.

Vertikalna shema predviđa priključivanje radijatora na vertikalno smješten usponski vod. Njezina je prednost u tome što se u višekatnoj zgradi svaki kat priključuje na usponski vod individualno.
Osobitost dvocijevne sheme jest prisutnost cijevi dovedenih do svakog radijatora: jedne dovodne i druge povratne. Za priključivanje uređaja za grijanje postoje 2 sheme. Jedna od njih je kolektorska, kada od kolektora do radijatora dolaze 2 cijevi.
Shema se razlikuje po složenoj montaži, velikoj potrošnji materijala, ali se u svakoj prostoriji može regulirati temperatura.
Druga – paralelna shema je jednostavnija. Usponi su postavljeni po obodu kuće, na njih su spojeni radijatori. Po cijelom katu prolazi ležeći vod, a usponi su povezani s njim.
Sastavni dijelovi takvog sustava su:
- kotao;
- sigurnosni ventil;
- manometar;
- automatski odzračnik;
- termostatski ventil;
- radijatore;
- crpka;
- filter;
- balansirni uređaj;
- spremnik;
- ventil;
Prije početka montaže potrebno je riješiti pitanje vrste energenta. Zatim se kotao postavlja u zasebnu kotlovnicu ili podrum. Važno je da se tamo osigura dobra ventilacija. Postavlja se kolektor, ako je predviđen projektom, i crpka. Uz kotao se montira regulacijska i mjerna oprema.
Do svakog budućeg radijatora se dovodi glavni vod, a zatim se postavljaju sami radijatori. Uređaji za grijanje se vješaju na posebne nosače tako da od poda ostane oko 10-12 cm, a od zidova 2-5 cm. Otvori uređaja na ulazu i izlazu opskrbljuju se zapornim i regulacijskim uređajima.

Nakon montaže svih dijelova sustava, provodi se tlačno ispitivanje. Time se trebaju baviti stručnjaci jer samo oni mogu izdati odgovarajući dokument.
Detaljne značajke uređaja dvocijevnog sustava grijanja opisane su ovdje, u članku su prikazane različite sheme i dana je njihova analiza.
Zaključci i koristan video na temu
U ovom video materijalu prikazan je primjer detaljnog hidrauličkog proračuna 2-cijevnog sustava grijanja zatvorenog tipa za 2-katnu kuću u programu VALTEC.PRG:
Ovdje je detaljno opisano o uređaju jednocijevnog sustava grijanja:
Moguće je samostalno izvesti montažu zatvorene varijante sustava grijanja, ali bez savjetovanja sa stručnjacima se ne može. Ključ uspjeha je pravilno izrađen projekt i kvalitetni materijali.
Imate pitanja o specifičnostima uređaja zatvorenog kruga grijanja? Imate informacije o temi koje su zanimljive posjetiteljima stranice i nama? Molimo napišite komentare u bloku koji se nalazi ispod.


Samo što nije za svaki tip kuće prikladna, to također treba uzeti u obzir. Sustav je, naravno, iznimno učinkovit, ali probajte ga instalirati u kućama koje već imaju “-naest” godina, a koje su čak i planirane za drugu mrežu grijanja. Treba uzeti u obzir da je ova opcija prikladna samo za moderne građevine, u kojima je čak i samom konstrukcijom kuće to izvorno bilo zamišljeno. Iako ne isključujem da možda griješim, ali u starim kućama ne bih riskirao.
U starim kućama nema nikakvog rizika, ali ipak je poželjno preinačiti cijeli sustav u cjelini, zajedno s cijevima i radijatorima. Na primjer, prilikom zamjene kotla. Zapravo, moderni zidni kotlovi već dolaze s ugrađenim pumpama i ekspanzijskim posudama. Dakle, preostaje samo promijeniti cijevi i po mogućnosti radijatore. A još bolje, postaviti podno grijanje. Dobit ćete i u dizajnu i u učinkovitosti.