Открытая отопительная система

Общеизвестно, что между котельной установкой и приборами отопления по трубам циркулирует жидкий теплоноситель, работающий в качестве посредника для передачи тепловой энергии. В отличие от печей, нагревающих воздух вокруг себя напрямую, водяная система способна переносить теплоту на большие расстояния. Это и привело к ее повсеместному внедрению. Простейшая схема открытой системы отопления для одноэтажного дома представлена на рисунке:

dvuhtrubnaja-gravitacionnaja-sistema.jpg

Вода, протекающая по трубопроводам, расширяется вследствие нагревания. Образующийся излишек вытесняется в специальную емкость – расширительный бак. Особенность открытой схемы, отличающая ее от других систем – установленный в самой высокой точке бак открытого типа. Простыми словами, емкость, куда вытесняется излишек горячего теплоносителя, напрямую сообщается с атмосферой.

Функционирует схема следующим образом. При повышении температуры объем воды в сети возрастает, соответственно, поднимается ее уровень в расширительном баке. При этом часть воздуха из емкости просто вытесняется в атмосферу через патрубок. Когда в силу разных причин температура падает, снижается и уровень теплоносителя в резервуаре, а воздух извне занимает его место, свободно входя через открытый патрубок.

Примечание. Нельзя путать рассматриваемую схему с таким понятием, как открытая система теплоснабжения. Понятие касается централизованных сетей, из которых теплоноситель безвозвратно отбирается на нужды горячего водоснабжения. При индивидуальном отоплении частных домов и других зданий подобные схемы не применяются.

Виды открытых систем

Подобные схемы водяного отопления делятся на виды в зависимости от способа циркуляции и доставки теплоносителя к радиаторам с последующим его возвратом обратно в котел. Нагретая вода может двигаться по магистралям двумя способами:

  • с помощью естественной циркуляции;
  • искусственным побуждением от насоса.

В силу особенностей конструкции избыточное давление в открытой системе отопления практически отсутствует. В высшей точке оно равняется атмосферному, а в низшей несколько повышается из-за гидростатического воздействия столба воды. Значение этого напора невелико, что дает возможность организовать естественную циркуляцию теплоносителя. Принцип основан на том, что теплоноситель с разной температурой имеет различную плотность, а значит, и массу. Пример: 1м3 воды при t = 40 °С весит 992 кг, после возрастания температуры до 60 °С масса 1м3 падает до 983 кг.

Казалось бы, разница незначительна. Тем не менее она позволяет остывшему теплоносителю с низкой температурой вытеснять из котла более легкую горячую воду. В трубопроводах возникает естественная (конвективная) циркуляция, а подобные системы называют самотечными либо гравитационными, ведь движение в них происходит за счет силы тяжести. Поэтому скорость течения теплоносителя в магистралях и радиаторах невелика, всего 0.1—0.3 м/с. Зато такие схемы полностью энергонезависимы, при условии, что совместно с ними работают котлы для открытой системы отопления, нетребующие электричества.

Примечание. В гравитационных системах магистрали делаются с увеличенными уклонами и диаметрами труб.

shema-tupikovoj-sistemy-otoplenija.jpg

С целью повысить скорость протекания воды по трубам и уменьшения времени прогрева помещений в магистраль, идущую от котла, встраивается насос. Он принуждает теплоноситель двигаться со скоростью 0.3—0.7 м/с, из-за чего теплоотдача происходит интенсивнее, а все ветви прогреваются равномернее. Благодаря присутствию насоса расстояние между источником тепла и батареями может быть увеличено как по протяженности, так и по высоте.

Установка насосного агрегата позволяет создать небольшое избыточное давление в системе отопления, позволяющее теплоносителю хорошо затекать в радиаторы. Это однозначно повышает эффективность работы системы в целом, хотя и делает ее зависимой от наличия электроэнергии.

Примечание. Чтобы обогрев частного дома не прекращался вместе с отключением электричества, циркуляционный насос принято устанавливать на параллельной байпасной линии.

Из чего состоит система и как она работает

Чтобы тепло поступало от котельной к приборам отопления, в водяной системе используется посредник – жидкость. Теплоноситель такого типа перемещается по трубопроводу и нагревает помещения в доме, причем все они могут иметь разную площадь. Этот фактор делает популярной подобную систему отопления.

Движение теплоносителя может осуществляться естественным путем, в основе циркуляции лежат принципы термодинамики. Благодаря разной плотности холодной и нагретой воды и уклону трубопровода вода движется по системе.

Одним из важных элементов системы отопления является открытый расширительный бачок, сюда поступает лишняя нагретая жидкость. Именно этот элемент стабилизирует давление теплоносителя. Главное условие – бак следует располагать в самой верхней точке отопительной системы.

Открытое теплоснабжение функционирует по следующей схеме:

  • В котле нагревается вода и подается к приборам отопления в каждое помещение дома.
  • На обратном пути лишняя жидкость уходит в расширительный бак открытого типа, ее температура понижается, и вода обратно возвращается в котел.

05fcedc9774dedc904d7568ea50a12ce.jpg

Системы отопления однотрубного типа подразумевает использование одной магистрали для подачи и обратки. Двухтрубные системы имеют независимую подающую и обратную трубу. При решении самостоятельно монтировать зависимую систему отопления лучше выбрать однотрубную схему, она более проста, доступна и имеет элементарную конструкцию.

Однотрубное теплоснабжение состоит из следующих элементов:

  • Котел отопления.
  • Батареи или радиаторы.
  • Расширительный бачок.
  • Трубы.

Упрощенная схема подразумевает использование вместо радиаторов трубы сечением 80-100 мм, но следует учитывать, что такая система менее эффективна в эксплуатации.

Двухтрубная открытая система отопления с насосом более затратная в материальном плане и характеризуется сложным монтажом. Однако в этом случае практически устраняются все недостатки однотрубной системы, что позволяет компенсировать расходы и сложность устройства. Все приборы отопления получают теплоноситель с одинаковой температурой, при этом остывшая жидкость направляется в обратку.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

  1. По месту размещения расширительного бака.В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
  2. Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
  3. В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы. Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
  4. В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.
  5. Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

  • простое обслуживание системы;
  • отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
  • равномерный прогрев отапливаемого помещения;
  • быстрый пуск и остановка системы;
  • независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
  • высокая надёжность;
  • не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

  • возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
  • воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
  • возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
  • медленный нагрев системы после включения;
  • необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
  • невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
  • достаточна громоздка;
  • низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

  • простой монтаж;
  • нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
  • возможность применения антифриза, не боясь размораживания системы отопления;
  • путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
  • из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
  • самостоятельное регулирование давления;
  • система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
  • возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

  • самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения;
  • при работе насоса требуется электричество;
  • для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор;
  • при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
  • размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
  • бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
  • возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

shema-otopleniya-kotedzha.jpg
Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжнее для него.

Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

Требования к обустройству и эксплуатации

При устройстве теплоснабжения дома важно учитывать ряд особенностей открытой отопительной системы:

  1. Для обеспечения нормальной циркуляции монтаж котла выполняется в самом низком месте магистрали, а расширительного бачка – в наивысшей точке.
  2. Оптимальное место для размещения расширительного бачка – чердачное помещение. В холодное период года емкость и подающий стояк в пределах неотапливаемого чердака надо утеплять.
  3. Прокладка магистрали выполняется с минимальным числом поворотов, соединительных и фасонных деталей.
  4. В гравитационной отопительной системе вода циркулирует медленно (0,1-0,3 м/с), поэтому и нагрев должен происходить постепенно. Нельзя допускать кипения – это ускоряет износ радиаторов и труб.
  5. Если зимой отопительная система не используется, то жидкость необходимо слить – эта мера сохранит целыми трубы, радиаторы и котел.
  6. Уровень теплоносителя в расширительном баке необходимо контролировать и периодически восполнять. В противном случае в магистрали возникнуть воздушные пробки, снижающие эффективность работы радиаторов.
  7. Вода – оптимальный теплоноситель. Антифриз токсичен, его не рекомендуется использовать в системах, имеющих свободный контакт с атмосферой. Его использование целесообразно, если нет возможности сливать теплоноситель в неотапливаемый период.

Особое внимание уделяется расчету сечения и уклону трубопровода. Нормы проектирования регламентированы СНиП за номером 2.04.01-85.

В контурах с гравитационным движением теплоносителя размер сечения трубы больше, чем в насосных схемах, но общая протяженность трубопровода меньше почти в два раза. Уклон горизонтальных участков системы, равный 2 – 3 мм на погонный метр, устраивают только при монтаже теплоснабжения с естественным движением теплоносителя.

otkrutaya-sistema-3-2.jpg
Несоблюдение уклона при устройстве систем с естественным перемещением теплоносителя приводит к завоздушиванию труб и недостаточному прогреву радиаторов, отдаленных от котла. В результате теплоэффективнось снижается

Схемы открытой системы

На практике применяется несколько схем обустройства: естественный тип циркуляции воды, а также с принудительным побуждением движения посредством насосного оборудования.

Принципиальные отличия

Естественная циркуляция

Принудительная циркуляция

– нет механизма для передвижения теплового носителя

– есть «разгонный» стояк высотой 330 см или более

– возможно дополнение конструкции бойлером

– максимальная протяжённость контура не более 30 м.

– наличие в схеме организации насосного оборудования

– максимально высокий уровень тепловой отдачи

– равномерный прогрев всех магистральных ветвей

– наличие в схеме специальных отсекающих кранов

Оптимальный вариант для малогабаритных помещений с высокими потолками

Лучший вариант для обогрева больших площадей при наличии электропитания

Выбор схем напрямую зависит от количества отапливаемых этажей и общей площади строения. Немаловажное значение имеет желаемый тепловой режим, а также возможность обеспечить бесперебойное электроснабжение системы.

Однотрубная

odnotrubnaya-sistema-otopleniya.jpg

Однотрубная открытая система характеризуется подачей теплоносителя посредством одной магистрали, собранной из больших по диаметру труб, проходящих через все радиаторные батареи. Благодаря такой особенности обеспечивается:

  • минимальное количество расходных материалов;
  • лёгкость самостоятельного монтажа;
  • незначительное количество труб в жилом пространстве.

Недостатком такой схемы является не слишком равномерный прогрев радиаторов. Менее интенсивно нагреваются и отдают тепло батареи, значительно удалённые от водогрейного оборудования.

Двухтрубная

razvodka-trub-dlya-otopleniya-doma.png

Популярную двухтрубную схему подключения отличает соединение отопительных батарей трубопроводом подающего типа и «обраткой». Наличие локальных колец обогрева между радиаторами и котлом обуславливает достоинства системы:

  • равномерный разогрев всех радиаторных батарей;
  • индивидуальная регулировка всех радиаторов;
  • долговечность и удобство эксплуатации.

При этом система двухтрубного открытого типа является более дорогостоящей и довольно трудозатратной в плане монтажа. Две коммуникационные ветки должны располагаться правильно, в соответствии с проектной документацией.

«Ленинградка»

Современное обогревательное оборудование и новые технологии способствовали заметному усовершенствованию «Ленинградки». Такая система приобрела улучшенную управляемость и увеличенную функциональность. Основные отличия «Ленинградки»:

  • свободная циркуляция теплоносителя;
  • наличие источника нагрева;
  • монтаж радиаторов по периметру.

Трубопровод может быть горизонтальным или вертикальным, с верхним или нижним типом подключения. Первый вариант принято считать более эффективным с точки зрения тепловой отдачи, а систему нижнего подключения отличает простота монтажа.

«Паук»

Конструктивная особенность открытой системы отопления «паук» представлена не только самотёчным подъёмом нагретой при помощи котла воды внутрь утеплённого расширительного резервуара. Важно отметить, что бак располагается в чердачном помещении, строго по центру дома. Достоинства системы:

  • оптимальный способ гидравлического распределения теплового носителя;
  • сбор остывшей воды из радиаторных батарей в горизонтальный трубопровод;
  • отсутствие необходимости выполнять верхнюю разводку горизонтального типа.

Данный способ теплоснабжения востребован как в одноэтажных, так и в двухэтажных строениях. На подачу носителя устанавливается один довольно большой стояк, от которого протягивается необходимое количество ответвлений.

Самостотельный монтаж открытой системы отопления

С монтажом открытой системы отопления не нужно обладать сверхспособностями, важно внимательно изучить такой вопрос, как схема работ. Первым делом, установите котел. Разместить его можно на полу или же подвесить для экономии места. Мощность котла выбирайте в зависимости от того, какую площадь помещения планируете отопить.

Вторым этапом станет распределение и установка радиаторов. Рассчитайте их количество, исходя из площади комнаты. Один радиатор способен отопить до 1 кв.м. жилой площади. Не хотите радиатор, закрепите трубу диаметром 10 см. Ее можно пустить по всему дому и вернуть обратно к котлу. Для более лучшей циркуляции воды, закрепите трубу под наклоном. Что касается бака, его можно установить на обратке недалеко от котла.

0_724f2_3e2e9e0_xl-500x390.png
Установка радиаторов отопления

Есть еще один вариант монтажа открытого отопления. Открытое отопление можно разместить вертикально, при этом бак устанавливают на чердаке. Чтобы бак не пострадал от перепада температур, позаботьтесь о его утеплении.

otoplenie-doma4_0-140x100.png

Однотрубная система отопления

Особое внимание уделите расчетам объемов расширительного бака. При неправильном расчете вы рискуете взрывом. Бак разорвет от действия повышенного давления.

Поговорим о подборе частей для открытого отопления:

  • Котел лучше разместить в отдельной постройке. При этом к нему в свободном доступе должен поступать воздух. На полу постелите материал, который не вспыхнет при пожаре. Для этого лучше полы просто забетонировать. Измерьте площадь помещения. Исходя из этих расчетов, вы сможете рассчитать необходимую мощность котла. Котел сможет работать как на газу, так и на дровах.
  • Радиаторы лучше выбрать стальные. Монтаж их осуществляется таким образом, чтобы они были размещены от стены на расстоянии 5 см. Радиаторы можно монтировать под подоконниками. В таком случае они защитят комнату от внешнего холода, играя роль завесы. От пола отступите не менее 40 см. Чтобы обогреть комнату площадью в 15 кв.м. вам нужно установить радиатор не менее 100 см.

stalnye-batarei-otopleniya-700x471.jpg
Металлические радиаторы

  • Трубы. По старинке использовали медные трубы. Однако они себя не оправдали. Медные трубы дорогостоящие и быстро ржавеют. Оптимальным вариантом станет выбор в пользу пластиковых труб. Их диаметр не менее 32 мм. Рассчитывайте длину труб, учитывая, что они выходят из верхней части радиатора и замыкают ее с нижней частью. Монтаж труб производят по наружной части стены. Нет необходимости монтировать их в стену. Соединить трубы между собой можно при помощи отводов. Также трубами не забудьте соединить воедино котел, расширительный бак и радиаторы.
  • Расширительный бак. Расширительный бак разместите на чердаке помещения или недалеко от котла. Расширительный бак не должен превышать 5% от объема всей системы отопления в целом. Чтобы отопить дом в один этаж, вам лучше выбрать бак на 8 литров. Для того чтобы не ошибиться, купите бак на 15 литров.

rash_bak-533x400.jpg
Расширительный бак

Рекомендации по установке

Монтаж открытой системы отопления должен быть выполнен строго по инструкции, иначе появится риск утечек и замерзания воды в зимний период. Представляем следующие рекомендации:

  • Нужно установить котел максимально низко по отношению к трубам, приборам отопления;
  • Необходимо утепление расширительного бака при установке на чердаке. Это предотвращает замерзание воды;
  • Должное внимание уделяется уклону при монтаже трубопровода;
  • Рекомендуется избегать многочисленных изгибов, колен и отводов;
  • Важно использовать наименьшее количество соединительных элементов;
  • Устанавливается труба с наибольшим диаметром на выходе из котла.

Важно правильно подобрать сечение труб:

  • Если площадь дома составляет 50-100 кв. м – нужно использовать трубы с диаметром 40 мм. Чем больше общая площадь отапливаемого помещения – тем больше диаметр.
  • Трубы, которые идут к радиаторам, имеют сходный диаметр со стояком. Трубы, которые подводят к радиаторам, могут иметь меньшее сечение.
  • Рекомендуемый уклон горизонтальных труб составляет 0,005-0,01%. Он выполняется от котла в направлении радиаторов.

Правила выбора насоса

Прибор выбирают по двум основным характеристикам: мощность и напор. Эти параметры напрямую зависят от площади отапливаемого строения. В большинстве случаев для ориентира берут следующие значения:

  • Для системы, обогревающей площадь 250 м2, требуется насос мощностью 3,5 м3/ч и напором в 0,4 атмосферы.
  • Для площади до 350 м2 лучше выбрать оборудование, мощность которого составляет 4,5 м3/ч и напор 0,6 атм.
  • Если строение имеет большую площадь, до 800 м2, то рекомендуется использовать насос мощностью 11 м3/ч  с напором более 0,8 атмосфер.

e6704a874e584d9c7a7603a0f01e850e.jpg

Если более тщательно подходить к выбору насосного оборудования, то во внимание принимаются дополнительные параметры:

  • Длина трубопровода.
  • Тип отопительных приборов и их количество.
  • Диаметр труб и материал, из которого они изготовлены.
  • Тип котла отопления.

Как сделать из открытой закрытую систему

Открытая расширительная ёмкость способствует естественному испарению теплоносителя и насыщению его кислородом из воздушных масс. Чтобы избавиться от этих проблем и продлить срок эксплуатации системы достаточно выполнить несложную переделку открытой схемы отопления в закрытую. При этом принцип циркуляции вполне можно сохранить, и вода будет перемещаться благодаря своим физическим свойствам, но оптимальным вариантом станет приобретение и монтаж циркуляционного насоса.

Основные этапы модернизации следующие:                                      

  • демонтаж и замена открытого расширительного бака;
  • установка группы безопасности;
  • монтаж экспанзомата.

Стандартная группа безопасности представлена манометром, предохранительной арматурой, а также автоматическим воздухоотводчиком. После переделки появляется возможность увеличить протяжённость магистрали и изменить схему подключения, повысить теплоотдачу и регулировать уровень нагрева радиаторных батарей в индивидуальном режиме. 

Видео

Добавьте свой комментарий: