Закрытая и открытая системы отопления

Открытая система отопления является самой простой и энергонезависимой системой с естественной циркуляцией. Основана такая система на законах термодинамики. На выходе из котла создаётся повышенное давление, далее горячая вода проходит по трубам в область с более низким давлением, при прохождении теряя температуру.

Далее охлаждённый теплоноситель возвращается обратно в отопительный котёл, где снова нагревается. Происходит естественная циркуляция теплоносителя. Система функционирует исключительно на воде, так как использование антифризов для отопления приводит к их быстрому испарению.

Открытая система отопления

В открытой системе теплоснабжения обязательно наличие расширительного бака, так как нагретая вода расширяется. Расширительный бак служит для приёма излишков воды при расширении и возврата её в систему при остывании, а также для удаления воды при чрезмерном её объёме. Бак герметичен не полностью, поэтому вода испаряется, вследствие чего необходимо постоянно возобновлять её уровень. В открытой системе отопления не используется насос. Система достаточно проста. Состоит из труб, стального расширительного бачка, радиаторов и котла. Применяются дизельные, газовые котлы и котлы на твёрдом топливе, кроме электрических.

В открытой системе отопления вода циркулирует медленно. Поэтому трубы при эксплуатации должны разогреваться постепенно, чтобы избежать их повреждения и закипания теплоносителя. Это может привести к преждевременному износу оборудования. Если в зимний период отопление не используется, то вода из системы обязательно сливается, во избежание замерзания трубопровода.

Чтобы циркуляция теплоносителя осуществлялась на необходимом уровне, необходимо производить монтаж отопительного котла в более низком месте системы, а в самом высоком устанавливать расширительный бак, например, на чердаке. Зимой расширительный бак необходимо утеплить. При установке трубопровода в открытой системе отопления требуется использовать минимальное количество поворотов, фасонных и соединительных деталей.

Закрытая система отопления

В закрытой системе отопления все элементы системы герметичны, отсутствует испарение воды. Циркуляция осуществляется при помощи насоса. Так называемая система с принудительной циркуляцией теплоносителя включает в себя трубы, котёл, радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос.

В закрытой системе отопления при повышении температуры клапан расширительного бака открывается и забирает излишки теплоносителя. При понижении температуры теплоносителя циркуляционный насос закачивает его обратно в систему. В данной системе отопления поддерживается давление в заранее установленных пределах. Благодаря этому, осуществляется функция деаэрации теплоносителя.

Для стабильной работы системы закрытого отопления также используется расширительный бак из высокопрочного металла. Это закрытый бак, состоящий из двух половин, завальцованных друг к другу.

Внутри располагается мембрана (диафрагма) из высокопрочной жаростойкой резины. Также внутри имеется небольшой объём газа (может быть азот, который закачивается на заводе-производителе, или воздух, накапливающийся в системе по необходимости). Мембрана разделяет бак на части: одна часть — куда поступают излишки воды при нагреве системы отопления, в другой части находится азот или воздух, не вступающие в прямое соприкосновение с водой. Таким образом, теплоноситель при нагреве поступает в расширительный бак и проникает в мембрану. При остывании теплоносителя газ, находящийся за мембраной, начинает выталкивать его обратно в систему.

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.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней 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.

Система отопления открытого типа. Особенности монтажа и эксплуатации

Система отопления открытого типа довольно широко применяется для создания комфортных условий проживания в частных домовладениях. Простой для самостоятельного монтажа и обладающий достойной эффективностью вариант теплоснабжения зданий обладает большим количеством достоинств, среди которых не только приемлемая стоимость обустройства, но и простота монтажа.

Что это такое?

Благодаря искусственному обогреву помещений разного назначения удаётся возмещать тепловые потери и поддерживать заданные температурные показатели. Условия теплового комфорта для проживания предполагают эксплуатацию открытой или закрытой отопительной системы. Любой тип сети теплового снабжения обладает неоспоримыми преимуществами и определёнными минусами, которые нужно учитывать при выборе схемы.

Достоинства и недостатки

Открытая система основана на термодинамических законах. К её основным достоинствам можно отнести:

• энергонезависимость;
• естественную циркуляцию теплового носителя;
• простоту обслуживания;
• бесшумную работу;
• минимум оборудования;
• высокий уровень надёжности;
• лёгкость самостоятельного монтажа.

Значимые недостатки представлены громоздкостью, риском появления кавитации, разрушающей элементы системы и низким КПД. Кроме прочего, эксплуатация открытой теплосети предполагает строгий контроль уровня теплоносителя, а также невозможность применения антифриза.

Отличия от закрытой системы

Автономные отопительные системы имеют ряд существенных отличий от теплосети закрытого типа. Особенности и основные различия в обязательном порядке учитываются при выборе оптимального варианта теплоснабжения помещения.

Параметры

Открытая

Закрытая

Соединение с атмосферой

Вместительный круглый или прямоугольный бак со сливной трубой

Двухкамерный с мембраной, рассчитанный на максимальное давление

В самой высокой точке монтируемой системы

Не имеет принципиального значения

В условиях централизованного отопления (квартиры) открытая система основана на подведении непосредственно к кранам горячего водоснабжения. Носитель тепла предварительно проходит дополнительное обезвоздушивание и обязательную очистку, а после использования сливается в канализационный коллектор.

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

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

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.

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.

Расширительный бак для открытой системы

Незаменимый элемент, обеспечивающий перемещение теплового носителя, отвечающий за предупреждение его утечек и разрыва трубной системы в результате быстрого роста давления, представлен расширительным баком. В открытой системе отопления отсутствует герметичность, а основными требованиями, предъявляемыми к таким резервуарам, является их достаточный объём и наличие патрубка-подводки.

Самая главная функция — это конечно компенсация теплового расширения теплоносителя вашей системы отопления открытого типа. Тепловое расширение происходит при нагреве теплоносителя. Объем увеличивается и его надо куда-то девать. Вот в расширительном баке есть для этого место.

Если даже бак оказался полный, то в него врезают сливную трубку для того, чтобы теплоноситель при расширении не полился через верх и не залил ваш потолок. В этом случае излишки теплоносителя сливаются через аварийную сливную трубку.

Так же расширительный бак в открытой системе отопления дома служит для отвода воздуха при заполнении и работе системы отопления.

Для защиты воды от попадания мусора устанавливается специальная решётка. К форме такого расширительного бака не предъявляются какие-либо повышенные требования, но чаще всего используются круглые, цилиндрические и прямоугольные резервуары. В качестве материала изготовления целесообразно отдавать предпочтение максимально устойчивым к коррозийным изменениям металлам (нержавейка и листовая сталь) или термостойким прочным пластикам.

Монтировать расширительный бачок нужно в самой высокой точке отопительной системы. При выборе способа установки выбирается оптимальный вариант:

• на подаче – резервуар располагается над котлом;
• на «обратке» – предупреждает закипание воды;
• комбинированный способ – установка пары резервуаров (на подаче и «обратке»).

В процессе монтажа следует врезать аварийную сливную трубу, утеплять корпус резервуара и патрубки, что позволит предотвратить замерзание системы отопления и выход её из строя.

Применение насоса в открытой системе

Установка насосного оборудования обеспечивает равномерное распределение тепла по всем радиаторам, минимизирует проблемы при недостаточном диаметре труб и несоблюдении уклонов. Особенно востребовано дополнение насосом в условиях чрезмерной протяжённости трубопроводов. Монтировать циркуляционный насос желательно между водонагревательным котлом и расширительным резервуаром.

Можно ли делать открытые системы из полипропилена?

Самотёчная отопительная система отопления из полипропиленовых труб – один из доступных по цене и простых для самостоятельного монтажа вариантов. Армированные трубы из полипропилена имеют рабочую температуру в пределах 70 о С и пиковые показатели на уровне 95 о С. Аналог стальных и чугунных конструкций отличается возможностью выдерживать давление 20 Бар и выше, а также обладает высокой термоизоляцией, антикоррозийной стойкостью и гигиеничностью. При соблюдении правил монтажа система способна прослужить 50 лет.

Как вы поняли, ппр трубами можно делать открытые системы отопления, но с эстетической точки зрения стальные трубы будут смотреться в доме лучше. Их всегда можно привести в цивильный вид, в то время как полипропиленовые трубы с годами будут становиться менее презентабельными.

Открытая система с теплоаккумулятором

Схема многоконтурного отопления с теплоаккумуляторами включает в себя специальные ёмкости квадратной или цилиндрической формы, которые оснащены разными по уровню расположения патрубками. Объём такого резервуара чаще всего варьирует в пределах 0,3-2,0 м³. Монтировать любой аккумулятор тепла нужно с учётом гидростатического давления теплоносителя на стенки. При расчётах следует прибавлять высоту водяного столба от резервуара до расширительного бака, установленного в самой высокой точке схемы.

Открытая или закрытая система. Что лучше?

Закрытый и открытый тип обогрева отличаются параметрами и функционалом, а также другими характеристиками. В каждом конкретном случае схема выбирается строго индивидуально. Открытый вариант системы больше подходит для организации отопления в небольших зданиях, включая загородные дачи или частные домовладения. При простоте схемы такая система имеет высокий уровень надёжности и не требует постоянного использования дорогостоящей электроэнергии.

Схему системы обогрева закрытого типа характеризует сложность монтажа, а также особенности эксплуатации, включая необходимость обеспечить электрическое питание. Тем не менее, именно этот вариант становится самым оптимальным для организации круглогодичного и максимально надёжного отопления в многоэтажных зданиях или загородных коттеджах большой площади с высокомощной выделенной линией электропитания.

Важно видеть следующее: открытые системы отопления не способны грамотно регулировать температуру в помещениях в виду своей ограниченности. С закрытыми насосными системами все это можно реализовать.

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.

Как можно модернизировать открытую систему отопления?

Мы с коллегами часто модернизируем открытые системы отопления. И первое, что мы делаем — это срезаем расширительный бак на крыше. Вместо него на кусочке трубы нарезаем резьбу и монтируем автомат воздухосброса и хорошенько его утепляем.

Возле котла в обратный трубопровод врезаем циркуляционный насос через байпас и мембранный расширительный бак закрытого типа с группой безопасности.

Таким образом, мы убираем лишний объем теплоносителя. А это от 50-ти до 200-от литров. Мы исключаем теплопотери из-за бака и мы исключаем замерзание соединительных трубок бака, и исключаем разрыв системы и выход ее из строя.

Здесь надо понимать, что если система у вас старая, то она может не выдержать давление. Вот почему предохранительный клапан на группе безопасности должен быть на 1,5 бара. Иначе при поднятии давления в системе она может дать течь. И чтобы подлатать, ее надо будет сливать, вызывать сварщика и так далее.

Открытая система отопления дома часто монтируется, как самотечная система, для того, чтобы не зависеть от электричества для работы насоса. В открытую систему отопления можно врезать энергонезависимые напольные газовые котлы. Есть так же специальные электрические котлы с увеличенными выводами подачи и обратки.

Если у вас смонтирована такая система отопления и нет перебоя с подачей электричества, то можно врезать любые энергозависимые котлы. При этом необходимо помнить, что часто открытые системы отопления сделаны стальными трубами. Поэтому при врезке в них новых котлов пред котлами необходимо врезать сетчатые фильтры. Дабы исключить попадание в них окалины и ржавчины.