Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

С того времени, когда впервые была применена передача тепловой энергии с помощью воды, для ее распределения по батареям стала использоваться открытая система отопления. Она по сей день успешно служит для обогрева зданий, преимущественно — частных домов. Закрытая схема, работающая под давлением, появилась гораздо позже. Всю информацию, касающуюся устройства, работы и особенностей открытых систем, вы сможете почерпнуть из данной статьи.

Определение открытой отопительной системы

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:

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.

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.

Разновидности схем

Нагретую котлом воду можно доставить к батареям и вернуть в котел разными способами. По способам подачи открытая система отопления с насосом бывает:

В однотрубной системе подача теплоносителя организована посредством одной магистрали большого диаметра, проходящей мимо всех радиаторов. Приборы присоединяются к ней обоими патрубками, забирая воду из трубы и отдавая ее туда же. Раздающая магистраль может проходить горизонтально в пределах 1 этажа («ленинградка»), как показано на схеме:

Система может представлять собой вертикальные стояки, пронизывающие несколько перекрытий, а батареи к ним подсоединяются поэтажно. Типовая однотрубная схема отопления с принудительной циркуляцией с вертикальными стояками для двухэтажного дома изображена на рисунке:

Наряду с кажущейся простотой устройства подобных схем однотрубные системы имеют существенный недостаток: в каждый последующий прибор приходит все более холодная вода. Это накладывает ограничение на количество батарей, для эффективного прогрева их число не должно превышать 5. Другое дело – двухтрубная система, где теплоноситель приходит к радиаторам по одной магистрали, а уходит – по другой. В этом случае протяженность ветвей и количество батарей на каждой из них может быть значительно больше.

Кроме того, движение теплоносителя можно организовать в одном направлении, чтобы он проходил одинаковое расстояние через все радиаторы. Такая попутная система с циркуляционным насосом изображена на рисунке:

Двухтрубная система дает возможность доставлять ко всем, даже самым отдаленным батареям, воду с одинаковой температурой. Схема немного сложнее в монтаже, но проще в разработке и надежнее в эксплуатации.

Плюсы и минусы

Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:

• производить заполнение открытой системы теплоснабжения и спуск воздуха проще, нежели в закрытой. Не нужно следить за максимальным давлением, а при наполнении воздух очень быстро покидает трубопроводы через открытый расширительный бак. Остается только развоздушить радиаторы;
• проще осуществлять подпитку: опять же, контроль за давлением не требуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
• работа системы не зависит от наличия протечек: здесь рабочее давление весьма незначительно, поэтому пока в тепловой сети есть вода, она будет функционировать исправно.

Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:

• надо следить за уровнем воды в резервуаре и вовремя его пополнять;
• нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вредные вещества.

Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.

Заключение

Открытые водяные системы – настоящая находка для тех людей, кто хочет полной независимости от внешних источников энергии. Правда, за это приходится расплачиваться увеличенными диаметрами трубопроводов и обеспечением необходимых уклонов. В результате скрыть эти магистрали весьма непросто и они портят своим видом интерьер комнат. Также снижена скорость прогрева жилища, затруднено автоматическое регулирование с помощью термостатических радиаторных вентилей.

Знакомимся с отрытой системой отопления и изучаем ее отличия от закрытой

Сегодня почти все загородное жилье оснащено водяными отопительными механизмами. Чаще всего источником энергии выступают котлы, которые функционируют на жидком, твердом топливе, на электроэнергии или газе.

При этом нередко применяется схема, где движение носителя тепла естественное, что требует открытой системы отопления.

Но одновременно с ней существует система закрытого типа. Чем они отличаются и какая лучше?

Принцип работы

Схема отопления водяного типа подразумевает как естественное, так и принудительное движение носителя тепла. В роли нагревательного устройства выступают напольные или настенные модели котлов: один или два контура, носитель тепла в виде пара, воды или антифриза. Система отопления открытого типа чаще всего в виде теплоносителя имеет простую воду.

При этом ее движение осуществляется естественным путем из-за разной плотности холодной и горячей воды и уклону, под которым проложен трубопровод. Дело в том, что нагретая вода имеет намного меньшую плотность, нежели холодная. В результате создается гидростатический напор, благодаря которому горячая вода движется к радиаторам.

Строение и нюансы

В общем виде открытая система отопления состоит из котла, расширительного бака, радиаторов и труб прямого и обратного видов. Разогретый до значительной температуры теплоноситель стремится вверх при выходе из котла, поскольку снизу на него давит холодная вода, подающаяся из обратки.

Принцип работы открытой отопительной системы.

Особенности эксплуатации

Так как нагретые тела расширяются, излишки горячей воды должны куда-то «уйти». Радиаторы и трубы не в состоянии вместить этот объем: для данных целей открытая отопительная система имеет расширительный бак, куда и стекаются все остатки воды. Остыв, они отправляются обратно в систему. При таком механизме отопления бак должен располагаться максимально высоко — например, на чердаке.

Бак не закрывают крышкой – вода должна насыщаться кислородом. Из-за этого нюанса механизм был назван открытым.

Кроме того, во избежание появления воздушных пробок, препятствующих нормальной работе, схема предусматривает обязательный контроль воды в баке. Другая особенность открытой системы – это медленная циркуляция воды, соответственно, и нагрев ее должен быть постепенным.

Расположение бака в системе.

Нельзя допускать кипения — от этого изнашиваются все составляющие элементы (трубы, радиаторы). Если зимой обогрева по каким-либо причинам не требуется, воду нужно слить, чтобы она не замерзла.

Достоинства и недостатки

Отопление открытого типа имеет ряд преимуществ:

• все помещения равномерно прогреваются;
• открытая система не нуждается в циркулярном насосе, который часто выходит из строя;
• отсутствие шума и вибрации;
• не зависит от электропитания.

Есть и ряд недостатков. Во-первых, высокая цена, которая обусловлена необходимостью покупки труб большого диаметра. Во-вторых, необходимо просчитывать уклон на участках горизонтальных труб, что усложняет монтаж системы. В-третьих, есть риск того, что вода в расширительном баке замерзнет – именно от этого открытая система часто повреждается.

Открытая система отопления предусматривает и неудобные для пользователя ограничения: максимальная длина трубопровода – 30 метров, в качестве теплоносителя нельзя использовать антифриз. Расширительный бак не закрывается, и попадание кислорода в систему снижает срок службы радиаторов и труб из-за возможной коррозии.

Отличие от закрытой

В своем принципе работы открытая конструкция очень схожа с закрытой, однако закрытая система основана на принудительной циркуляции, из-за чего радиаторы и трубы нагреваются быстрее.

Плюсы и неожиданные минусы альтернативы

В сравнении с открытой системой, механизм закрытого типа, оснащенный циркулярным насосом, имеет следующие преимущества:

• ниже затраты на трубы и минимизирован риск замерзания из-за монтажа в помещении;
• бак герметичен и теплоноситель не испаряется, потому можно использовать как воду, так и антифриз;
• антифриз в качестве теплоносителя дает возможность разморозить систему, вернуть ее в работу, чего не произойдет в случае с водой.

Кроме того, механизм с циркулярным насосом позволяет подключать «теплые полы» и регулировать температуру в помещении. Однако закрытая система проигрывает открытому механизму в своей зависимости от электроснабжения. Поэтому последние по-прежнему популярны.

Открытая система отопления: принципиальные схемы и особенности обустройства

Благодаря простоте установки, невысокой стоимости и достаточной эффективности открытая система отопления продолжает пользоваться спросом. Разобравшись с принципом работы, комплектацией и правилами монтажа, получится организовать теплоснабжение дома самостоятельно. Главное – составить работоспособную схему отопления, а также четко следовать технологическим требованиям и нормам при выборе и соединении элементов системы.

Комплектация и принцип работы системы

В водяной системе отопления посредником при передаче тепловой энергии от котельной установки к радиаторам выступает жидкость. Циркуляция теплоносителя может выполняться на большие расстояния, обеспечивая нагрев домов и помещений разной площади. Это объясняет повсеместное внедрение водяного теплоснабжения.

Работоспособность системы отопления открытого типа возможна без использования насоса. Циркуляция теплоносителя основывается на принципах термодинамики. Движение воды по трубам происходит за счет разности в плотности горячей и холодной жидкости, а также благодаря уклону проложенных труб.

Плотность теплой воды ниже плотности холодной, поэтому в системе образуется гидростатический напор. Под давлением горячая вода продвигается к радиаторам

Незаменимый элемент системы – открытый расширительный бак, в который поступают излишки разогретого теплоносителя. Благодаря резервуару происходит автоматическая стабилизация давления жидкости. Емкость устанавливается над всеми компонентами системы.

Весь процесс функционирования «открытого теплоснабжения» условно делится на два этапа:

1. Подача. Разогретый теплоноситель движется от котла к радиаторам.
2. Обратка. Излишек теплой воды поступает в расширительный резервуар, остывает и возвращается в котел.

В однотрубных системах функцию подачи и обратки выполняет одна магистраль, в двухтрубных схемах подающая и обратная трубы независимы друг от друга.

Однотрубная схема считается самой простой и доступной для самостоятельного монтажа. Конструкция системы элементарна.

Базовая комплектация однотрубного теплоснабжения включает:

• отопительный котел;
• радиаторы;
• расширительный бак;
• трубы.

Некоторые отказываются от установки радиаторов и размещают по периметру дома трубу диаметром 8-10 см. Однако специалисты отмечают, что эффективность системы и удобство эксплуатации при таком решении снижается.

Схема гравитационной однотрубной системы открытого типа энергонезависима. Затраты на приобретение труб, арматуры и оборудование относительно невысоки. Возможна работа с котлами разных типов

Двухтрубный отопительный вариант сложнее в устройстве и дороже в исполнении. Однако расходы и сложность сооружения полностью компенсируются устранением стандартных недостатков однотрубных систем. Теплоноситель с равной температурой поставляется практически одновременно во все приборы, остывшая вода собирается обратной магистралью, а не перетекает в следующую батарею.

Для обслуживания каждого прибора в двухтрубном отопительном контуре устраиваются подающая и обратная магистраль, благодаря чему температура система поставляет теплоноситель равной температуры во все точки, а остывшую воду собирает и направляет к котлу обратка — независимая от подачи магистраль (+)

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.

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

Типы схем открытого теплоснабжения

В открытой схеме системы отопления движение теплоносителя осуществляется двумя различными способами. Первый вариант – естественная или гравитационная циркуляция, второй – принудительное или искусственное побуждение от насоса. Выбор схемы зависит от этажности и площади постройки, а также от предполагаемого теплового режима.

Естественная циркуляция в отоплении

В гравитационной системе отсутствует какой-либо механизм для обеспечения движения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счет расширения горячей воды. Для работоспособности схемы предусматривается разгонный стояк, высота которого – не менее 3,5 м.

Если пренебречь установкой вертикального транзитного стояка, то высока вероятность, что теплоноситель, поступающий от котла, не будет развивать достаточную скорость

Система теплоснабжения естественного циркуляционного типа оптимально подходит для построек площадью до 60 кв. м. Максимальной протяженностью контура, способного обеспечить теплом, считается магистраль 30 м. Немаловажный фактор – высота строения и этажность дома, позволяющая монтировать разгонный стояк. Схема естественной циркуляции не подойдет для низкотемпературного режима применения. Недостаточное расширение теплоносителя не создаст должного давления в системе.

Возможности самотечной схемы:

1. Подключение к теплым полам. На водяной контур, ведущий к полу, монтируется циркуляционный насос. Остальная система функционирует в обычном режиме. При отключении электричества дом продолжит отапливаться.
2. Работа с бойлером. Нагревательный прибор монтируется вверху системы – немного ниже расширительного бака.

Для обеспечения бесперебойной работы на бойлер можно установить насос. Тогда схема теплоснабжения и производства ГВС автоматически переходит в разряд принудительных вариантов. Дополнительно монтируется обратный клапан, предотвращающий рециркуляцию теплоносителя.

Принудительная система с насосом

С целью повышения скорости теплоносителя и сокращения времени на обогрев помещения, встраивается насос. Движение потока воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплоотдачи возрастает, и ветви магистрали прогреваются равномерно.

Насосные схемы сооружают как открытого, так и закрытого типа. В открытых контурах расширительный бачок устанавливается в наивысшей точке системы. Присутствие насоса позволяет увеличить трубопровод между отопительным котлом и батареями, как по высоте, так и по протяженности (+)

Важные моменты организации принудительной системы:

1. Схема со встроенным насосом энергозависима. Чтобы обогрев помещения не прекращался при отключении электричества, насосное оборудование размещается на байпасе.
2. Насос устанавливается перед входом в котел на обратной трубе. Расстояние до котла – 1,5 м.
3. При установке насоса учитывается направление движения воды.

На обратке монтируются два отсекающих крана и обводное колено с циркуляционным насосом. При наличии тока в сети краны закрываются – движение теплоносителя осуществляется через насос. Если напряжение отсутствует, то вентили надо открыть – система перестроится на естественную циркуляцию.

На подающем трубопроводе надо установить обратный клапан. Элемент размещается сразу после котла и предотвращает рециркуляцию теплоносителя при работе насоса

Варианты разводки трубопровода в системе

От схемы расположения отопительных приборов и соединяющих труб зависит эффективность, экономичность и эстетичность системы теплоснабжения. Выбор разводки определяется исходя из конструктивных особенностей и площади дома.

Специфика однотрубной и двухтрубной схем

Нагретая вода поступает к радиаторам и обратно в котел разными способами. В одноконтурной системе теплоноситель подается через одну магистраль большого диаметра. Трубопровод проходит через все радиаторы.

Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией:

• минимальный расход материалов;
• простота монтажа;
• ограниченное количество труб внутри жилого помещения.

Основной недостаток схемы с одной трубой, выполняющей обязанности подачи и обратки, заключается в неравномерном прогреве радиаторов отопления. Интенсивность нагрева и теплоотдача батарей падает по мере их отдаленности от котла.

При длинной цепочке разводки и большом количестве радиаторов последняя батарея может оказаться совершенно неэффективной. «Горячие» приборы отопления рекомендуется устанавливаться в комнатах северной стороны, детских и спальнях

Двухтрубная схема отопления уверенно отвоевывает позиции. Радиаторы соединяют обратный и подающий трубопровод. Между батареями и источником тепла образуются локальные кольца.

Основные плюсы системы:

• все отопительные приборы равномерно разогреваются;
• возможность регулировки нагрева каждого радиатора отдельно;
• надежность эксплуатации схемы.

Двухконтурная система требует больших вложений и трудозатрат. Выполнить монтаж двух веток коммуникаций по строительным конструкциям будет сложнее.

Двухтрубная система легко балансируется, обеспечивая подачу теплоносителя одинаковой температуры во все приборы отопления. Комнаты помещения прогреваются равномерно

Верхняя и нижняя подача теплоносителя

Зависимо от места размещения магистрали, подающей горячий теплоноситель, различают верхнюю и нижнюю подводку.

В открытых системах отопления с верхней разводкой нет необходимости в использовании устройств для отвода воздуха. Излишки его сбрасываются через сообщающуюся с атмосферой поверхность расширительного бачка (+)

При верхней разводке теплая вода поднимается по главному стояку и через разводящие трубопроводы передается в радиаторы. Устройство такой системы отопления целесообразно в одно- и двухэтажных коттеджах и частных домах.

Достаточно практична система теплоснабжения с нижней разводкой. Подающая труба размещается внизу, рядом с обраткой. Движение теплоносителя в направлении снизу вверх. Вода, пройдя через радиаторы, по обратному трубопроводу направляется в нагревательный котел. Батареи оборудуются кранами Маевского для удаления воздуха из магистрали.

В системах отопления с нижней разводкой возникает необходимость в использовании устройств для отвода воздуха, простейшим из которых является кран Маевского

Вертикальные и горизонтальные стояки

По типу положения магистральных стояков различают вертикальные и горизонтальные способы разводки трубопровода. В первом варианте радиаторы всех этажей подключаются к вертикально расположенным стоякам.

Вертикальную разводку используют при обустройстве домов в два, три и более этажа с чердачным помещением, в пределах которого можно проложить и утеплить трубопровод (+)

Особенности «вертикальных» систем:

• отсутствие воздушных пробок;
• подходит для теплоснабжения высотных построек;
• поэтажное подключение к стояку;
• сложности установки квартирных теплосчетчиков в многоэтажных домах.

Горизонтальная разводка предусматривает подключение радиаторов одного этажа к единому стояку. Преимущество схемы – для устройства используется меньше труб, стоимость установки ниже.

Горизонтальные стояки, как правило, применяются в одно- и двухэтажных помещениях. Обустройство системы актуально в панельно-каркасных домах и жилых зданиях без простенков

Обустройство гравитационной магистрали отопления

Разработку проекта самотечной системы лучше доверить специалистам-теплотехникам. В документе указывается вид отопления, способ подключения радиаторов и циркуляции теплоносителя, рекомендуемые параметры оборудования, количество радиаторов и метраж трубопровода.

Расчет системы теплоснабжения

Необходимо определить гидравлические характеристики системы, которые в дальнейшем помогут правильно выбрать оптимальный диаметр трубопровода.

В естественной системе отопления котел рекомендуется монтировать в подвале или цокольном помещении. Это позволяет увеличить длину транзитного стояка

Для расчета значения циркуляционного напора (Рц) необходимо иметь следующие данные:

1. Дистанцию от центра котла отопления до центра радиатора (h). Чем больше расстояние между этими приборами, тем стабильней циркуляция.
2. Давление остывшей (Ро) и нагретой (Pr) воды.

Циркуляционное давление зависит только от разницы температуры теплоносителя. Точные показатели можно узнать из табличных данных.

Чем больше разница температур теплоносителя, тем давление в магистрали выше. Поэтому важно позаботится о «входящей» температуре жидкости

На ширину сечения трубопровода оказывает влияние тип материала. Диаметр стальной трубы должен составлять не меньше 50 мм. После разветвления, сечение магистрали сужается на один размер. Обратка, наоборот, компонуется с последующим расширением.

Особое внимание уделяется объему расширительного бака. Величина резервуара не должна быть меньше 5% общего объема теплоносителя в системе. Несоблюдение требования приведет к сливу воды из системы или порыву труб.

Подбор основных комплектующих

Для открытой системы лучше подобрать котел, работающий на твердом топливе или мазуте. Установка электрокотлов и газового оборудования запрещена. В магистрали иногда образуются воздушные пробки – это может привести к аварийной ситуации.

Мощность нагревателя определяется исходя из расчета – 1 кВт энергии тепла на 10 кв.м дома. В зависимости от качества утепления помещения к полученному значению добавляется 10-30%.

Котел размещается в отдельном помещении, оснащенном принудительной циркуляцией воздуха. Оборудование устанавливается на пожароустойчивый материал или забетонированный пол

Расширительный бак для отопительной системы гравитационного типа должен быть из стали. Полимерные материалы применять крайне нежелательно. Для отопления небольшого одноэтажного дома подойдет резервуар на 8-15 литров.

Стандартная конструкция расширительного бака включает: корпус, вытяжку для поступления воздуха, водосток, входящий и выходящий патрубок, трубу циркуляции и сигнальный поплавок

Для обустройства трубопровода используют трубы из следующих материалов:

1. Стальные. Отличаются высокой теплопроводностью и стойкостью к высокому давлению. Недостаток – сложность монтажа и необходимость задействования сварочного оборудования.
2. Полипропиленовые. Основные плюсы: устойчивость к температурным колебаниям, прочность, герметичность и простота монтажа. Срок службы – 25 лет.
3. Металлопластиковые. Материал не поддается коррозии, предупреждает засорение контура. Недостатки магистрали: ограниченный срок эксплуатации (до 15 лет) и высокая стоимость.
4. Медные. Трубы с максимальной теплоотдачей и стойкостью к высоким температурам – до +500°С. Главный минус – дороговизна материала.

Радиаторы в открытом контуре теплоснабжения должны быть сделаны из металлов высокой прочности. Наиболее распространены стальные модели. Они имеют оптимальное соотношение основных параметров: внешний вид, цена и тепловая мощность.

Стальные радиаторы благодаря тонким стенкам, небольшому весу и высокой степени теплоотдачи сравнивают с конвекторами. Оборудование быстро прогревает помещения, за счет ускоренного движения воздуха

Этапы монтажа открытой системы

Весь процесс организации гравитационной системы отопления можно разбить на несколько этапов:

1. Монтаж котла. Оборудование фиксируется на напольной поверхности или подвешивается на стене. Выбор метода зависит от габаритов котла.
2. Разводка трубопровода согласно выбранной схеме и разработанному проекту. Важно соблюдать рекомендованный угол уклона трубного контура.
3. Установка радиаторов отопления и подключение их к системе.
4. Монтаж расширительного бака и его утепление.
5. Соединение всех элементов, проверка герметичности стыков и стартовый запуск системы.

После котла, на подающей трубе, желательно установить температурный датчик для контроля эффективности работы системы теплоснабжения.

Монтаж отопительной системы надо осуществлять в теплое время года. Обустройство магистрали и ввод в эксплуатацию займет около одной недели

Особенности сборки принудительной схемы

Чтоб принудительная система оправдала себя и функционировала исправно, необходимо правильно подобрать насос и грамотно «врезать» его в магистраль теплоснабжения.

Выбор циркуляционного насоса

Основные параметры выбора насосного оборудования: мощность прибора и напор. Эти характеристики определяются исходя из площади отапливаемого помещения.

• для домов в 250 кв.м подойдет насос мощность которого 3,5 куб.м/ч, а напор – 0,4 атм.;
• в помещениях размером 250-350 кв.м устанавливают прибор на 4,5 куб.м/ч с напором 0,6 атм.;
• если площадь дома составляет 350-800 кв.м, то целесообразно приобрести насос мощностью 11 куб.м/ч, напор которого не менее 0,8 атм.

При более скрупулезном подборе специалисты учитывают протяженность отопительной системы, вид и количество радиаторов, материал изготовления и диаметр труб, а также тип котла.

Установка насоса в магистраль

Размещение насоса производится на обратке, чтобы через прибор проходил не слишком горячий теплоноситель. На подающую магистраль возможна установка современных моделей из устойчивых к высоким температурам материалов.

При «врезке» насоса не должна нарушиться циркуляция воды. Важно, чтоб в любой точке магистрали при работе насосного агрегата гидростатическое давление оставалось избыточным.

Четыре допустимые схемы отопительных систем с насосной циркуляцией и расширительным баком открытого типа. Гидростатическое давление сохраняется на нужном уровне

Вариант 1. Подъем расширительного резервуара. Простой способ переоборудования системы естественной циркуляции на принудительную. Для реализации проекта понадобиться высокое чердачное помещение.

Вариант 2. Перемещение бака на дальний стояк. Трудоемкий процесс реконструкции старой системы, а для устройства новой – не оправдан. Возможны более простые и удачные способы.

Вариант 3. Труба расширительного бачка около патрубка насоса. Для изменения типа циркуляции необходимо отрезать резервуар от подающей магистрали, а затем подключить его к обратке – за циркуляционным насосом.

Вариант 4. Насос включен в подающую магистраль. Наиболее простой способ реконструкции системы. Минус метода – неблагоприятные условия эксплуатации насоса. Не каждый прибор выдержит высокие температуры.

Видео об обустройстве системы отопления

Рекомендации по сборке отопительной системы с естественной циркуляцией:

Порядок установки циркуляционного насоса:

Важными аспектами обустройства эффективной системы отопления являются выбор работоспособной схемы, расчет параметров магистрали, подбор комплектующих и следование технологии монтажа. Собственноручная установка возможна при наличии сантехнических навыков, а разработку детального проекта лучше доверить профессионалам.

Понравилась статья? Поделитесь ей

Источники: http://cotlix.com/otkrytaya-sistema-otopleniya, http://x-teplo.ru/otoplenie/sistemy/otkrytaja.html, http://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/otkrytaya-sistema-otopleniya.html

Как вам статья?

Что такое открытая система отопления

С того времени, когда впервые была применена передача тепловой энергии с помощью воды, для ее распределения по батареям стала использоваться открытая система отопления. Она по сей день успешно служит для обогрева зданий, преимущественно — частных домов. Закрытая схема, работающая под давлением, появилась гораздо позже. Всю информацию, касающуюся устройства, работы и особенностей открытых систем, вы сможете почерпнуть из данной статьи.

Определение открытой отопительной системы

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:

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.

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.

Разновидности схем

Нагретую котлом воду можно доставить к батареям и вернуть в котел разными способами. По способам подачи открытая система отопления с насосом бывает:

• однотрубной;
• двухтрубной.

В однотрубной системе подача теплоносителя организована посредством одной магистрали большого диаметра, проходящей мимо всех радиаторов. Приборы присоединяются к ней обоими патрубками, забирая воду из трубы и отдавая ее туда же. Раздающая магистраль может проходить горизонтально в пределах 1 этажа («ленинградка»), как показано на схеме:

Система может представлять собой вертикальные стояки, пронизывающие несколько перекрытий, а батареи к ним подсоединяются поэтажно. Типовая однотрубная схема отопления с принудительной циркуляцией с вертикальными стояками для двухэтажного дома изображена на рисунке:

Наряду с кажущейся простотой устройства подобных схем однотрубные системы имеют существенный недостаток: в каждый последующий прибор приходит все более холодная вода. Это накладывает ограничение на количество батарей, для эффективного прогрева их число не должно превышать 5. Другое дело – двухтрубная система, где теплоноситель приходит к радиаторам по одной магистрали, а уходит – по другой. В этом случае протяженность ветвей и количество батарей на каждой из них может быть значительно больше.

Кроме того, движение теплоносителя можно организовать в одном направлении, чтобы он проходил одинаковое расстояние через все радиаторы. Такая попутная система с циркуляционным насосом изображена на рисунке:

Двухтрубная система дает возможность доставлять ко всем, даже самым отдаленным батареям, воду с одинаковой температурой. Схема немного сложнее в монтаже, но проще в разработке и надежнее в эксплуатации.

Плюсы и минусы

Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:

• производить заполнение открытой системы теплоснабжения и спуск воздуха проще, нежели в закрытой. Не нужно следить за максимальным давлением, а при наполнении воздух очень быстро покидает трубопроводы через открытый расширительный бак. Остается только развоздушить радиаторы;
• проще осуществлять подпитку: опять же, контроль за давлением не требуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
• работа системы не зависит от наличия протечек: здесь рабочее давление весьма незначительно, поэтому пока в тепловой сети есть вода, она будет функционировать исправно.

Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:

• надо следить за уровнем воды в резервуаре и вовремя его пополнять;
• нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вредные вещества.

Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.

Заключение

Открытые водяные системы – настоящая находка для тех людей, кто хочет полной независимости от внешних источников энергии. Правда, за это приходится расплачиваться увеличенными диаметрами трубопроводов и обеспечением необходимых уклонов. В результате скрыть эти магистрали весьма непросто и они портят своим видом интерьер комнат. Также снижена скорость прогрева жилища, затруднено автоматическое регулирование с помощью термостатических радиаторных вентилей.

Как устроена система отопления открытого типа – схема отопительной системы

Популярность системы отопления открытого типа обусловлена простой установкой, приемлемой стоимостью и высокой эффективностью. Кроме того, поняв принцип работы, изучив ее комплектацию и правила монтажа, можно самостоятельно выполнить систему обогрева в своем доме.

Важным условием является составление схемы отопления и четкое выполнение технологических норм и требований по выбору и соединению элементов системы.

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.

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.

Особенности обустройства и эксплуатации

Если выбор сделан в пользу отопления с насосом и расширительным баком, то при обустройстве теплоснабжения в доме следует принять во внимание некоторые ее особенности:

• Чтобы теплоноситель нормально циркулировал, котел следует расположить в самой низкой точке системы, а расширительный бак – в самой верхней точке.
• Лучше всего поместить расширительный резервуар на чердаке дома. Если это помещение не отапливается, то емкость и стояк требуют хорошей теплоизоляции в холодное время года.
• Система должна иметь минимальное количество поворотов, соединений и фасонных элементов.
• Из-за медленной циркуляции теплоносителя в системе нельзя допускать сильного нагревания. Кипение воды значительно снижает срок эксплуатации приборов отопления и труб.

• Если в зимнее время не планируется эксплуатация отопительной системы, то жидкость в обязательном порядке сливают. Это поможет избежать разрушения труб, батарей и котла.
• Очень важно постоянно следить за уровнем воды в расширительном бачке, и при необходимости добавлять жидкость. Не соблюдение этого правила приведет к образованию воздушных пробок, следовательно, приборы отопления будут работать менее эффективно.
• Оптимальный вариант теплоносителя – вода, так как антифриз характеризуется высокой токсичностью, что делает невозможным его использование в открытых отопительных системах. Такой вариант допускается применять при отсутствии возможности сливать теплоноситель зимой.

При сборке отопительной системы, включая схему отопления гаража с циркуляционным насосом, важно правильно рассчитать сечение труб и степень их уклона. Эти значения регламентируются СНиП 2.04.01-85. В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, трубы имеют большее сечение, чем в отоплении с принудительной циркуляцией. При этом в первом случае длина труб намного меньше. Что касается уклона, то его рекомендуется делать в системах с естественной циркуляцией жидкости, при этом регламентирующие документы устанавливают уклон 2-3 мм на один метр контура.

Схемы открытых систем отопления

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.

В отопительных системах открытого типа теплоноситель может циркулировать двумя способами. В первом случае движение осуществляется естественным путем, его второе название гравитационная циркуляция. В отоплении открытого типа с насосом дополнительное оборудование заставляет перемещаться жидкость, такой вариант называют принудительным или искусственным перемещением. Выбирать тот или иной способ нужно в зависимости от площади помещения, количества этажей и используемого теплового режима.

Гравитационная циркуляция

В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, нет механизмов, способствующих перемещению жидкости. Процесс осуществляется благодаря расширению нагретого теплоносителя. Чтобы схема такого типа эффективно работала, устанавливают разгонный стояк высотой 3,5 метра и более.

Магистраль в системе отопления с естественной циркуляцией жидкости имеет некоторые ограничения по длине, в частности она не должна превышать 30 метров. Следовательно, такое теплоснабжение может использоваться в небольших строениях, оптимальным вариантом в этом случае считаются дома, площадь которых не превышает 60 м 2 . Высота дома и количество этажей также имеют большое значение при монтаже разгонного стояка. Следует учитывать еще один фактор, в системе отопления естественного циркуляционного типа теплоноситель должен нагреваться до определенной температуры, при низкотемпературном режиме необходимое давление не создается.

Схема с гравитационным движением жидкости имеет определенные возможности:

• Сочетание с системами теплого пола. В этом случае на водяном контуре, ведущем к нагревательным элементам, устанавливают циркуляционный насос. В остальном функционирование осуществляется в обычном режиме, не прекращаясь даже при отсутствии электроснабжения.
• Работа с бойлером. Установка прибора осуществляется в верхней части системы, но на более низком уровне, чем расположен расширительный бак. В некоторых случаях на бойлер устанавливают насос, чтобы он работал в бесперебойном режиме. Однако стоит понимать, что в такой ситуации система становится принудительной, что делает необходимым монтаж обратного клапана для предотвращения рециркуляции жидкости.

Системы с искусственным побуждением движения теплоносителя

Схемы открытой системы отопления с насосом в любом случае подразумевают использование соответствующего прибора. Это позволяет увеличить скорость перемещения жидкости и сократить время на обогрев дома. Поток теплоносителя в этом случае движется со скоростью около 0,7 м/с, поэтому теплоотдача становится более эффективной и все участки системы теплоснабжения прогреваются одинаково.

В процессе монтажа системы отопления открытого типа с насосом следует учитывать несколько особенностей:

• Наличие встроенного циркуляционного насоса требует подключения к системе электропитания. Для бесперебойной работы при аварийном отключении электричества насос рекомендуется устанавливать на байпас.
• Насосное оборудование должно стоять на обратной трубе перед входом в котел, на расстоянии до 1,5 метров от него.
• Насос врезается в трубопровод с учетом направления движения теплоносителя.

Установка насоса также имеет свои особенности, он располагается на обводной трубе между двумя отсекающими кранами. Если есть электричество в сети, необходимое для работы насосного оборудования, то краны перекрывают. В этом случае теплоноситель проходит через обводное колено с циркуляционным насосом. При отсутствии напряжения вентили открывают, позволяя системе работать в гравитационном режиме.

Разводка труб в системе теплоснабжения

Схема открытой системы отопления с циркуляционным насосом должна быть не только эффективной и экономичной, она должна гармонично вписываться в интерьер помещения, не снижая его эстетических характеристик. Для этой цели используются различные разводки труб и расположения приборов отопления, выбор которых зависит от конструктивных особенностей помещения и его площади.

Однотрубные и двухтрубные системы отопления

В любой системе теплоснабжения вода нагревается в котле, затем поступает в приборы отопления, после чего по обратной трубе возвращается в котел. Однако такое движение теплоносителя может осуществляться разными способами.

Однотрубная система предполагает движение жидкости по одной трубе большого диаметра, причем все отопительные приборы располагаются на этой же магистрали.

Однотрубная система отопления с естественным движением теплоносителя имеет несколько преимущественных моментов:

• Использование минимального количества расходных материалов.
• Простой монтаж всех элементов и их соединение.
• Минимальное количество труб в помещении.

Из недостатков такой схемы разводки труб следует обратить внимание на неравномерный прогрев батарей. При удалении от газового котла для открытой системы отопления батареи нагреваются меньше, соответственно снижается их теплоотдача.

Двухтрубная система завоевывает все большую популярность. Благодаря тому, что приборы отопления соединены и с подающей, и с обратной трубой, система образует своеобразное замкнутое кольцо.

Среди преимуществ такой схемы можно отметить следующее:

• Равномерный прогрев всех отопительных приборов.
• Для каждого радиатора может устанавливаться индивидуальная температура.
• Высокая надежность отопительной системы.

Из минусов двухтрубной системы отопления выделяется более сложная установка веток коммуникации внутри помещения и значительные вложения и трудозатраты.

Способы подачи теплоносителя

Трубопровод, по которому подается горячая жидкость, можно разместить несколькими способами. В зависимости от этого подводка делится на верхнюю и нижнюю.

Верхняя разводка подразумевает подачу горячего теплоносителя по основному стояку и распределение по радиаторам через разводящие трубы. Такую систему лучше всего использовать в частных жилых строениях и коттеджах высотой в один или два этажа.

Более эффективной и практичной считается отопительная система с нижней разводкой. В этом случае подающая и обратная труба располагаются рядом, причем теплоноситель движется снизу вверх. Горячая вода проходит через отопительные приборы и возвращается в котел для открытой системы отопления по обратной трубе. Для предотвращения скопления воздуха в системе отопления на каждый радиатор устанавливают кран Маевского.

Магистральные стояки

В зависимости от расположения магистральных стояков разводка может быть вертикальной или горизонтальной.

В первом случае радиаторы на каждом этаже подключаются к вертикальному стояку. Такая система имеет свои особенности:

• Воздушные пробки не образуются.
• Эффективный обогрев строений высотой в несколько этажей.
• Возможность подключения радиаторов отопления на каждом этаже.
• Более сложная установка теплосчетчиков в квартирах многоэтажных домов.

При горизонтальной разводке все радиаторы этажа подключаются к единому стояку. Главное преимущество подобной схемы заключается в использовании меньшего количества материалов для монтажа и соответственно более низкой стоимости системы.

Монтаж системы теплоснабжения с естественной циркуляцией

Обустройство отопительной системы всегда начинается с разработки проекта, в случае с самотечной системой проектированием должен заниматься специалист-теплотехник. В документах подобного типа необходимо указать вид отопительной системы, способ подключения приборов отопления и их количество, вид циркуляции жидкости, параметры оборудования и протяженность магистрали.

Необходимые расчеты

Очень важно правильно выполнить гидравлические расчеты, на их основании подбирается диаметр трубы для схемы отопления открытого типа с насосом.

Чтобы рассчитать циркуляционное давление, следует учитывать следующие параметры:

• Расстояние от центральной оси котла до центра отопительного прибора. Чем больше это значение, тем стабильнее циркулирует теплоноситель.
• Давление воды на выходе из котла и на входе в него. Циркуляционный напор определяется разницей температуры жидкости.

Диаметр трубопровода во многом зависит от материала, из которого они изготовлены. Стальные трубы для системы отопления должны иметь сечение не меньше 5 см. После разводки можно использовать трубы меньшего диаметра, а вот разводка, наоборот, должна расширяться.

Параметры расширительного бачка также имеют большое значение. Для эффективной работы системы следует использовать резервуар, объем которого составляет около 5% от объема всей жидкости в системе. Пренебрежение этим правилом может стать причиной разрыва труб или выплескиванию излишков воды.

Комплектация системы

Отопление открытого типа в частном доме требует установки котла, который работает на твердом топливе или мазуте. Дело в том, что такой тип отопления характеризуется периодическим образованием воздушных пробок, которые могут стать причиной аварии при использовании электрических и газовых котлов.

Рассчитать мощность котла отопления можно по стандартной схеме, согласно которой для обогрева 10 м 2 площади помещения требуется 1 кВт энергии плюс 10-30% в зависимости от качества теплоизоляции.

В качестве материала для расширительного резервуара не стоит использовать полимеры, оптимальным вариантом в этом случае будет сталь. Объем бака зависит от площади отапливаемого помещения, к примеру, в системе теплоснабжения небольшого строения высотой в один этаж может использоваться расширительный бачок на 8-15 литров.

Что касается труб для схемы системы отопления с циркуляционным насосом, то в этом случае могут использоваться следующие материалы:

• Сталь. Для такого трубопровода характерна высокая теплопроводность и устойчивость к высокому давлению. Однако монтаж имеет некоторые сложности и требует использования сварочного оборудования.
• Полипропилен. Такая система отличается не сложным монтажом, прочностью и герметичностью, она способна выдерживать температурные колебания. Полипропиленовые трубы характеризуются безупречной эксплуатацией на протяжении четверти века.
• Металлопластик. Трубы из этого материала устойчивы к коррозии, на их внутренних стенках не образуются отложения, препятствующие естественному движению теплоносителя. Однако стоимость такой системы достаточно высокая, а срок ее эксплуатации составляет всего 15 лет.
• Медь. Трубопровод из меди считается самым дорогим, но он отлично переносит высокую температуру, до +500 градусов, и характеризуется максимальной теплоотдачей.

Отопительные приборы в открытой системе теплоснабжения должны быть достаточно прочными, поэтому следует выбирать металлы с подобными свойствами. Наибольшей популярностью пользуются стальные радиаторы, что объясняется оптимальным сочетанием внешнего вида моделей, их цены и тепловой мощности.

Последовательность действий при самостоятельном монтаже системы

Обустройство отопительной системы открытого типа подразумевает последовательное выполнение следующих работ:

• Установка отопительного котла. В зависимости от габаритов, оборудование надежно и прочно фиксируют на полу или закрепляют на стене.
• Разводка труб. Трубопровод монтируется в соответствии с ранее составленным проектом и выбранной схемой. На этом этапе нельзя забывать о рекомендованном уклоне по всему контуру.
• Монтаж приборов отопления и их подключение к общему трубопроводу.
• Установка расширительного бачка и его теплоизоляция (при необходимости).
• Соединение элементов системы.
• Тестовый запуск, в процессе которого выявляются места не плотного соединения.
• Начало работы отопительной системы.

На выходе из котла рекомендуется установить температурный датчик, с помощью которого контролируется эффективность работы системы теплоснабжения открытого типа.

Особенности систем с принудительной циркуляцией теплоносителя

Для качественной и эффективной работы принудительной схемы системы отопления открытого типа с насосом требуется монтаж соответствующего оборудования. При этом необходимо правильно выбрать насос и место для его установки.

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 м 2 , требуется насос мощностью 3,5 м 3 /ч и напором в 0,4 атмосферы.
• Для площади до 350 м 2 лучше выбрать оборудование, мощность которого составляет 4,5 м 3 /ч и напор 0,6 атм.
• Если строение имеет большую площадь, до 800 м 2 , то рекомендуется использовать насос мощностью 11 м 3 /ч с напором более 0,8 атмосфер.

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.

Врезка насоса в отопительный контур

Циркуляционный насос рекомендуется устанавливать на обратной трубе, в этом случае через прибор будет проходить уже остывшая жидкость. Однако при использовании более современных моделей, которые выполнены из термостойких материалов, не исключена врезка на подающую магистраль. В любом случае устанавливаемое оборудование не должно нарушать циркуляцию теплоносителя.

Существует несколько вариантов изменения гравитационной схемы в принудительный вариант:

1. Установка расширительного бачка на более высоком уровне. Этот вариант можно назвать самым простым, однако для этого потребуется высокое чердачное помещение.
2. Расширительный бак переносят на дальний стояк. Если использовать этот способ для реконструкции старой системы, то потребуется много сил и времени. Если по этой схеме обустраивать новую систему, то она не оправдает себя.
3. Размещение стояка расширительного бака в непосредственной близости к колену, на котором расположен насос. В этом случае трубу с резервуаром вырезают с подающей магистрали и врезают ее на обратной трубе за насосом.
4. Врезка насоса в подающую магистраль. Этот способ считается самым оптимальным вариантом реконструкции отопительного контура. Однако следует помнить, что не каждый прибор может выдержать высокую температуру.

Чтобы система отопления с открытым расширительным баком и насосом работала эффективно, важно правильно выбрать схему, рассчитать параметры всех составляющих элементов, подобрать соответствующее оборудование и последовательно выполнять монтажные работы.

Как устроена система отопления открытого типа – схема отопительной системы

Содержание:

Популярность системы отопления открытого типа обусловлена простой установкой, приемлемой стоимостью и высокой эффективностью. Кроме того, поняв принцип работы, изучив ее комплектацию и правила монтажа, можно самостоятельно выполнить систему обогрева в своем доме.

Важным условием является составление схемы отопления и четкое выполнение технологических норм и требований по выбору и соединению элементов системы.

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.

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.

Особенности обустройства и эксплуатации

Если выбор сделан в пользу отопления с насосом и расширительным баком, то при обустройстве теплоснабжения в доме следует принять во внимание некоторые ее особенности:

• Чтобы теплоноситель нормально циркулировал, котел следует расположить в самой низкой точке системы, а расширительный бак – в самой верхней точке.
• Лучше всего поместить расширительный резервуар на чердаке дома. Если это помещение не отапливается, то емкость и стояк требуют хорошей теплоизоляции в холодное время года.
• Система должна иметь минимальное количество поворотов, соединений и фасонных элементов.
• Из-за медленной циркуляции теплоносителя в системе нельзя допускать сильного нагревания. Кипение воды значительно снижает срок эксплуатации приборов отопления и труб.

• Если в зимнее время не планируется эксплуатация отопительной системы, то жидкость в обязательном порядке сливают. Это поможет избежать разрушения труб, батарей и котла.
• Очень важно постоянно следить за уровнем воды в расширительном бачке, и при необходимости добавлять жидкость. Не соблюдение этого правила приведет к образованию воздушных пробок, следовательно, приборы отопления будут работать менее эффективно.
• Оптимальный вариант теплоносителя – вода, так как антифриз характеризуется высокой токсичностью, что делает невозможным его использование в открытых отопительных системах. Такой вариант допускается применять при отсутствии возможности сливать теплоноситель зимой.

При сборке отопительной системы, включая схему отопления гаража с циркуляционным насосом, важно правильно рассчитать сечение труб и степень их уклона. Эти значения регламентируются СНиП 2.04.01-85. В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, трубы имеют большее сечение, чем в отоплении с принудительной циркуляцией. При этом в первом случае длина труб намного меньше. Что касается уклона, то его рекомендуется делать в системах с естественной циркуляцией жидкости, при этом регламентирующие документы устанавливают уклон 2-3 мм на один метр контура.

Схемы открытых систем отопления

В отопительных системах открытого типа теплоноситель может циркулировать двумя способами. В первом случае движение осуществляется естественным путем, его второе название гравитационная циркуляция. В отоплении открытого типа с насосом дополнительное оборудование заставляет перемещаться жидкость, такой вариант называют принудительным или искусственным перемещением. Выбирать тот или иной способ нужно в зависимости от площади помещения, количества этажей и используемого теплового режима.

Гравитационная циркуляция

В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, нет механизмов, способствующих перемещению жидкости. Процесс осуществляется благодаря расширению нагретого теплоносителя. Чтобы схема такого типа эффективно работала, устанавливают разгонный стояк высотой 3,5 метра и более.

Магистраль в системе отопления с естественной циркуляцией жидкости имеет некоторые ограничения по длине, в частности она не должна превышать 30 метров. Следовательно, такое теплоснабжение может использоваться в небольших строениях, оптимальным вариантом в этом случае считаются дома, площадь которых не превышает 60 м². Высота дома и количество этажей также имеют большое значение при монтаже разгонного стояка. Следует учитывать еще один фактор, в системе отопления естественного циркуляционного типа теплоноситель должен нагреваться до определенной температуры, при низкотемпературном режиме необходимое давление не создается.

Схема с гравитационным движением жидкости имеет определенные возможности:

• Сочетание с системами теплого пола. В этом случае на водяном контуре, ведущем к нагревательным элементам, устанавливают циркуляционный насос. В остальном функционирование осуществляется в обычном режиме, не прекращаясь даже при отсутствии электроснабжения.
• Работа с бойлером. Установка прибора осуществляется в верхней части системы, но на более низком уровне, чем расположен расширительный бак. В некоторых случаях на бойлер устанавливают насос, чтобы он работал в бесперебойном режиме. Однако стоит понимать, что в такой ситуации система становится принудительной, что делает необходимым монтаж обратного клапана для предотвращения рециркуляции жидкости.

Системы с искусственным побуждением движения теплоносителя

Схемы открытой системы отопления с насосом в любом случае подразумевают использование соответствующего прибора. Это позволяет увеличить скорость перемещения жидкости и сократить время на обогрев дома. Поток теплоносителя в этом случае движется со скоростью около 0,7 м/с, поэтому теплоотдача становится более эффективной и все участки системы теплоснабжения прогреваются одинаково.

В процессе монтажа системы отопления открытого типа с насосом следует учитывать несколько особенностей:

• Наличие встроенного циркуляционного насоса требует подключения к системе электропитания. Для бесперебойной работы при аварийном отключении электричества насос рекомендуется устанавливать на байпас.
• Насосное оборудование должно стоять на обратной трубе перед входом в котел, на расстоянии до 1,5 метров от него.
• Насос врезается в трубопровод с учетом направления движения теплоносителя.

Установка насоса также имеет свои особенности, он располагается на обводной трубе между двумя отсекающими кранами. Если есть электричество в сети, необходимое для работы насосного оборудования, то краны перекрывают. В этом случае теплоноситель проходит через обводное колено с циркуляционным насосом. При отсутствии напряжения вентили открывают, позволяя системе работать в гравитационном режиме.

Разводка труб в системе теплоснабжения

Схема открытой системы отопления с циркуляционным насосом должна быть не только эффективной и экономичной, она должна гармонично вписываться в интерьер помещения, не снижая его эстетических характеристик. Для этой цели используются различные разводки труб и расположения приборов отопления, выбор которых зависит от конструктивных особенностей помещения и его площади.

Однотрубные и двухтрубные системы отопления

В любой системе теплоснабжения вода нагревается в котле, затем поступает в приборы отопления, после чего по обратной трубе возвращается в котел. Однако такое движение теплоносителя может осуществляться разными способами.

Однотрубная система предполагает движение жидкости по одной трубе большого диаметра, причем все отопительные приборы располагаются на этой же магистрали.

Однотрубная система отопления с естественным движением теплоносителя имеет несколько преимущественных моментов:

• Использование минимального количества расходных материалов.
• Простой монтаж всех элементов и их соединение.
• Минимальное количество труб в помещении.

Из недостатков такой схемы разводки труб следует обратить внимание на неравномерный прогрев батарей. При удалении от газового котла для открытой системы отопления батареи нагреваются меньше, соответственно снижается их теплоотдача.

Двухтрубная система завоевывает все большую популярность. Благодаря тому, что приборы отопления соединены и с подающей, и с обратной трубой, система образует своеобразное замкнутое кольцо.

Среди преимуществ такой схемы можно отметить следующее:

• Равномерный прогрев всех отопительных приборов.
• Для каждого радиатора может устанавливаться индивидуальная температура.
• Высокая надежность отопительной системы.

Из минусов двухтрубной системы отопления выделяется более сложная установка веток коммуникации внутри помещения и значительные вложения и трудозатраты.

Способы подачи теплоносителя

Трубопровод, по которому подается горячая жидкость, можно разместить несколькими способами. В зависимости от этого подводка делится на верхнюю и нижнюю.

Верхняя разводка подразумевает подачу горячего теплоносителя по основному стояку и распределение по радиаторам через разводящие трубы. Такую систему лучше всего использовать в частных жилых строениях и коттеджах высотой в один или два этажа.

Более эффективной и практичной считается отопительная система с нижней разводкой. В этом случае подающая и обратная труба располагаются рядом, причем теплоноситель движется снизу вверх. Горячая вода проходит через отопительные приборы и возвращается в котел для открытой системы отопления по обратной трубе. Для предотвращения скопления воздуха в системе отопления на каждый радиатор устанавливают кран Маевского.

Магистральные стояки

В зависимости от расположения магистральных стояков разводка может быть вертикальной или горизонтальной.

В первом случае радиаторы на каждом этаже подключаются к вертикальному стояку. Такая система имеет свои особенности:

• Воздушные пробки не образуются.
• Эффективный обогрев строений высотой в несколько этажей.
• Возможность подключения радиаторов отопления на каждом этаже.
• Более сложная установка теплосчетчиков в квартирах многоэтажных домов.

При горизонтальной разводке все радиаторы этажа подключаются к единому стояку. Главное преимущество подобной схемы заключается в использовании меньшего количества материалов для монтажа и соответственно более низкой стоимости системы.

Монтаж системы теплоснабжения с естественной циркуляцией

Обустройство отопительной системы всегда начинается с разработки проекта, в случае с самотечной системой проектированием должен заниматься специалист-теплотехник. В документах подобного типа необходимо указать вид отопительной системы, способ подключения приборов отопления и их количество, вид циркуляции жидкости, параметры оборудования и протяженность магистрали.

Необходимые расчеты

Очень важно правильно выполнить гидравлические расчеты, на их основании подбирается диаметр трубы для схемы отопления открытого типа с насосом.

Чтобы рассчитать циркуляционное давление, следует учитывать следующие параметры:

• Расстояние от центральной оси котла до центра отопительного прибора. Чем больше это значение, тем стабильнее циркулирует теплоноситель.
• Давление воды на выходе из котла и на входе в него. Циркуляционный напор определяется разницей температуры жидкости.

Диаметр трубопровода во многом зависит от материала, из которого они изготовлены. Стальные трубы для системы отопления должны иметь сечение не меньше 5 см. После разводки можно использовать трубы меньшего диаметра, а вот разводка, наоборот, должна расширяться.

Параметры расширительного бачка также имеют большое значение. Для эффективной работы системы следует использовать резервуар, объем которого составляет около 5% от объема всей жидкости в системе. Пренебрежение этим правилом может стать причиной разрыва труб или выплескиванию излишков воды.

Комплектация системы

Отопление открытого типа в частном доме требует установки котла, который работает на твердом топливе или мазуте. Дело в том, что такой тип отопления характеризуется периодическим образованием воздушных пробок, которые могут стать причиной аварии при использовании электрических и газовых котлов.

Рассчитать мощность котла отопления можно по стандартной схеме, согласно которой для обогрева 10 м² площади помещения требуется 1 кВт энергии плюс 10-30% в зависимости от качества теплоизоляции.

В качестве материала для расширительного резервуара не стоит использовать полимеры, оптимальным вариантом в этом случае будет сталь. Объем бака зависит от площади отапливаемого помещения, к примеру, в системе теплоснабжения небольшого строения высотой в один этаж может использоваться расширительный бачок на 8-15 литров.

Что касается труб для схемы системы отопления с циркуляционным насосом, то в этом случае могут использоваться следующие материалы:

• Сталь. Для такого трубопровода характерна высокая теплопроводность и устойчивость к высокому давлению. Однако монтаж имеет некоторые сложности и требует использования сварочного оборудования.
• Полипропилен. Такая система отличается не сложным монтажом, прочностью и герметичностью, она способна выдерживать температурные колебания. Полипропиленовые трубы характеризуются безупречной эксплуатацией на протяжении четверти века.
• Металлопластик. Трубы из этого материала устойчивы к коррозии, на их внутренних стенках не образуются отложения, препятствующие естественному движению теплоносителя. Однако стоимость такой системы достаточно высокая, а срок ее эксплуатации составляет всего 15 лет.
• Медь. Трубопровод из меди считается самым дорогим, но он отлично переносит высокую температуру, до +500 градусов, и характеризуется максимальной теплоотдачей.

Отопительные приборы в открытой системе теплоснабжения должны быть достаточно прочными, поэтому следует выбирать металлы с подобными свойствами. Наибольшей популярностью пользуются стальные радиаторы, что объясняется оптимальным сочетанием внешнего вида моделей, их цены и тепловой мощности.

Последовательность действий при самостоятельном монтаже системы

Обустройство отопительной системы открытого типа подразумевает последовательное выполнение следующих работ:

• Установка отопительного котла. В зависимости от габаритов, оборудование надежно и прочно фиксируют на полу или закрепляют на стене.
• Разводка труб. Трубопровод монтируется в соответствии с ранее составленным проектом и выбранной схемой. На этом этапе нельзя забывать о рекомендованном уклоне по всему контуру.
• Монтаж приборов отопления и их подключение к общему трубопроводу.
• Установка расширительного бачка и его теплоизоляция (при необходимости).
• Соединение элементов системы.
• Тестовый запуск, в процессе которого выявляются места не плотного соединения.
• Начало работы отопительной системы.

На выходе из котла рекомендуется установить температурный датчик, с помощью которого контролируется эффективность работы системы теплоснабжения открытого типа.

Особенности систем с принудительной циркуляцией теплоносителя

Для качественной и эффективной работы принудительной схемы системы отопления открытого типа с насосом требуется монтаж соответствующего оборудования. При этом необходимо правильно выбрать насос и место для его установки.

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.

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.

Врезка насоса в отопительный контур

Циркуляционный насос рекомендуется устанавливать на обратной трубе, в этом случае через прибор будет проходить уже остывшая жидкость. Однако при использовании более современных моделей, которые выполнены из термостойких материалов, не исключена врезка на подающую магистраль. В любом случае устанавливаемое оборудование не должно нарушать циркуляцию теплоносителя.

Существует несколько вариантов изменения гравитационной схемы в принудительный вариант:

1. Установка расширительного бачка на более высоком уровне. Этот вариант можно назвать самым простым, однако для этого потребуется высокое чердачное помещение.
2. Расширительный бак переносят на дальний стояк. Если использовать этот способ для реконструкции старой системы, то потребуется много сил и времени. Если по этой схеме обустраивать новую систему, то она не оправдает себя.
3. Размещение стояка расширительного бака в непосредственной близости к колену, на котором расположен насос. В этом случае трубу с резервуаром вырезают с подающей магистрали и врезают ее на обратной трубе за насосом.
4. Врезка насоса в подающую магистраль. Этот способ считается самым оптимальным вариантом реконструкции отопительного контура. Однако следует помнить, что не каждый прибор может выдержать высокую температуру.

Чтобы система отопления с открытым расширительным баком и насосом работала эффективно, важно правильно выбрать схему, рассчитать параметры всех составляющих элементов, подобрать соответствующее оборудование и последовательно выполнять монтажные работы.