В чем преимущества открытой системы отопления? Схема установки и принцип работы

Основное отличие открытых или гравитационных систем (ОС) от закрытых состоит в том, что в ОС теплоноситель сообщается с окружающим воздухом в открытом расширительном баке.

Теплоноситель находится в системе под атмосферным давлением, избыточное давление отсутствует.

Низкая скорость циркуляции

Так, если теплоноситель циркулирует слишком медленно, то теплоноситель не будет в полной мере передавать полученное тепло и, как следствие, вода в котле закипит. Это относится только к тем системам, в которых естественная циркуляция жидкости, а угол наклона или диаметр труб подобран неправильно.

Обратите внимание! В системах с принудительной циркуляцией это бывает исключительно в тех случаях, когда мощность насоса слишком низкая или же он вовсе вышел из строя.

Принцип работы

Схематично отопительный контур ОС можно представить в виде длинного вертикального кольца. Одна сторона кольца – с горячей водой (стояк подачи от котла к РБ), другая сторона – с холодной (стояк с обраткой от радиаторов). Плотность горячего теплоносителя меньше, чем холодного – от нагревания вода расширяется.

Следовательно, вес воды и давление водяного столба в холодной части контура будет выше, чем вес воды и давление столба в горячей ветке.

По закону сообщающихся сосудов жидкость будет стремиться к уравновешиванию давлений – к переходу из холодной ветки в горячую.

Так как контур — это такое замкнутое кольцо, происходит циркуляция или самотёк теплоносителя.

В ОС из физического принципа циркуляции следуют три конструктивные особенности системы:

• Стояк подачи максимально утепляется по всей высоте.
• Котёл находится как можно ниже последнего радиатора.
• В контуре имеется ёмкость для выхода избыточного объёма нагретого теплоносителя – расширительный бак (для обеспечения пониженной плотности и низкого давления водяного столба в нагретой ветке).

С естественной циркуляцией

Теплоноситель при естественной циркуляции движется под действием циркуляционного напора Pн (в мм. водного столба):

Pн=H x (pхол — pгор).

• Н – перепад высот между котлом и последним радиатором, м;
• pхол — плотность воды в холодном стояке обратки, кг/м³;
• pгор — плотность воды в горячем стояке подачи, кг/м³.

Во время циркуляции по контуру теплоноситель тратит часть давления на преодоление гидравлического сопротивления труб, радиаторов, запорной арматуры. Поэтому при проектировании ОС выбирают материалы с низким гидравлическим сопротивлением, чтобы они в сумме не превышали расчётный напор Pн(не запирали систему).

Важно! В теплоносителе ОС присутствует воздух, который подмешивается в расширительном бачке. Для удаления воздуха трубы делают с наклоном не менее 3–5 мм на п. м. трубы.

С циркуляцией от насоса

Для увеличения естественного напора в контур ОС включают циркуляционный насос.

Существует два места врезки насоса в существующую ОС:

1. На трубе обратки перед котлом. Расширительный бачок при этом переподключают к трубе обратки перед насосом (в зоне всасывания).
2. На верхней подающей трубе сразу после точки подключения расширительного бачка.

Справка! Место врезки насоса оборудуют байпасом с лепестковым обратным клапаном.

Однотрубная

Однотрубная система с естественной циркуляцией делается только с верхней раздачей теплоносителя.

Все радиаторы в стояке однотрубной ОС соединяются последовательно – выход одной батареи подключается ко входу другой.

• Малое количество труб.
• Простота монтажа.

• Несбалансированность системы – верхние батареи горячие, нижние – холодные. Для выравнивания температурного режима нижние радиаторы устанавливают с большим количеством секций.
• Невозможность проведения терморегуляции из-за высокого сопротивления регулирующих кранов.

Двухтрубная

Двухтрубная система характеризуется тем, что к каждому радиатору подходят две трубы: одна доставляет горячий теплоноситель от стояка подачи, другая отводит охлаждённую воду в стояк обратки.

Плюсы двухтрубной системы:

• Сбалансированность всех батарей по температуре.
• Радиатор можно заменить без отключения котла.

• Увеличенный расход труб.
• Трудоёмкость монтажа.

С верхней подачей

Горячая вода подаётся от котла вверх по вертикальному стояку на чердак или под крышу, откуда разводится по лежакам к вертикальным радиаторным веткам (как однотрубным, так и двухтрубным). Пройдя радиаторы, охлаждённый теплоноситель собирается в обратку и поступает в котёл.

С нижней подачей

При нижней подаче нагретый теплоноситель поступает в радиаторные ветки снизу вверх. Трубопроводы подачи и обратки прокладываются рядом друг с другом на уровне пола.

Внимание! Такая система не загромождает помещение обилием труб, но требует установки кранов Маевского на каждый радиатор для выпуска воздуха.

• Простота монтажа.
• Долговечность.
• Для циркуляции не требуется электроэнергия.
• Система саморегулирующаяся – скорость теплоносителя зависит от температуры в комнатах.

• Подходит не для всех помещений – нужен чердак, где ставится расширительный бак и прокладываются горизонтальные трубы.
• Требует как можно более низкого расположения котла – в приямке или подвале.
• Медленный нагрев при запуске.
• Непрезентабельный внешний вид (железные трубы большого диаметра, чугунные радиаторы).
• Малый радиус действия – не более 30 метров от котла.
• Невозможность использования антифриза из-за ядовитости испаряемых паров.

Мало теплоносителя

Если в системе слишком мало воды или образовались воздушные пробки, то это также может стать причиной того, почему вода кипит в отопительном котле. Если есть расширительный бак, то нужно попросту добавить воды. В остальных же случаях достаточно стравить воздух (если отсутствует автоматический клапан, разумеется).

Для повышения интенсивности циркуляции следует переоборудовать отопительную систему, а лучше, если есть возможность, поставить циркуляционный насос. В таком случае даже при неправильном наклоне труб вода будет должным образом циркулировать.

Причины перегрева котлов

Существует много различных причин, из-за которых может произойти подобное, попробуем рассмотреть их на примерах котлов с различными способами работы.

Газовые

Первая причина, почему перегревается газовый котел, и жидкость в нем бурлит — это отсутствие циркуляции в отопительном контуре. Причина этого кроется в засорении фильтров, или произошло завоздушивание отопительного контура. Необходимо просмотреть все фильтры, промыть их, а при необходимости, заменить новыми. Если проблема кроется в завоздушивании, необходимо удалить воздух. Очень часто такая ситуация возникает в старых газовых устройствах фирмы Навьен.

Следующей причиной может послужить банальное засорение накипью, то есть, частички налета отслоились и забили проток. При этом во время работы могут идти щелчки, или такие звуки, будто он стучит. Решение довольно простое — необходимо прочистить аппарат при помощи специальных химических средств, или используя кислоты.

Так же возможно, что было продолжительное неиспользование системы, а затем ее пуск без предварительной прогонки вентиляционной системы. При запуске возможны звуки шума, и устройство выдает ошибку о недостаточной циркуляции. Этому может служить залипание в насосе по причине простоя. Нужно разобрать насос и промыть, затем повторить запуск вновь.

Некачественная газовоздушная смесь может послужить причиной взрыва, существуют нижние и верхние пределы, при которых происходит взрыв.

Еще одна причина — это несоблюдение рекомендаций по месту установки оборудования. Если помещение имеет высокую влажность воздуха или низкую температуру, металл, из которого изготовлен котел, будет портиться. Возможно образование коррозии в случае, если использовали сернистое топливо.

Ведь существую такие участки, которые нет возможности прочистить полностью при помощи продувки, например зазоры труб и перегородок. Если котел постоянно находится в рабочем состоянии влага не сможет повредить ему, а когда он отключен зола, а также поверхность обмуровки впитывают влагу, которая потом приводит к коррозии, а это в свою очередь может привести к утечки газа и взрыву.

Часто у пользователей возникает вопрос, почему булькает вода, причин может быть несколько. Первая — вышел из строя насос или подклинивает, происходит закипание теплоносителя и слышны подобные звуки. Вторая — засорилась батарея.

Если у вас происходит перегрев устройства необходимо выполнить следующие действия для устранения:

• Проверьте, циркулирует ли теплоноситель в отопительном контуре.
• Прочистка и замена фильтров.
• Проверить исправность кранов радиатора.
• Проверить исправность циркуляционного насоса.
• Чистка теплообменника.

• Проверить тягу в дымоходе, обратите внимание, нет ли при работе запаха угарного газа.

Твердотопливные

Очень часто ненормальная работа твердотопливного котла отопления связана с неправильным выбором модели. То есть, выбирая дровяной котел, пользователь отдает предпочтение устройству, которое обладает большой по размерам топкой, которая рассчитана на отопление площади свыше 150 м2.

Однако если у вас отапливаемое помещение всего 70м2 это приведет к тому, что устройство перегревается. А так же к росту давления в котле, что может в конечном итоге привести к взрыву. Еще одной причиной может послужить неверная установка, ведь часто такое ответственное дело доверяют не квалифицированным специалистам, а людям с улицы.

Следующая ситуация, способная повысить давление, это, если внезапно отключается электричество, и, как следствие этого, останавливается циркуляционный насос. Теплоноситель прекращает циркулировать по отопительной системе, резко повышается давление, и начинает быстро закипать жидкость, все это может привести к возникновению аварии.

Циркуляционный насос в системе отопления

Что делать, если это случилось? Перекройте подачу топлива к камере сгорания, категорически запрещается тушить пламя водой, так как это может привести к термическому ожогу кожи и взрыву котла. Чтобы безопасно потушить пламя, можно воспользоваться песком, золой.

Паровые

Рассмотрим, каковы основные причины, почему может взорваться котел. Если в паровом котле резко снизить уровень жидкости. Эта причина является самой частой, из-за уменьшения жидкости происходит перегрев стенок выше максимально допустимого значения. Происходит изменения химической структуры металла, уменьшается его сопротивление, и при воздействии на стенки давления, они поддаются выдуванию, что в конечном итоге приводит к взрыву.

При снижении уровня воды ни в коем случае нельзя заполнять его холодной водой, это приведет в кому, что металл потеряет свою пластичность, повысится его хрупкость и образуются трещины. Если обнаружили снижения воды, необходимо постепенно отключить устройство, прекратить подачу топлива. После того, как он остынет, заполните его жидкостью до установленной нормы, затем запустите вновь.

Для недопущения снижения уровня жидкости до критического значения он должен быть оборудован устройством, контролирующим верхние и нижние границы уровня жидкости, и при обнаружении несоответствия значений прекратить подачу топлива.

Жидкость несоответствующего качества. Происходит вследствие изменения химического состава воды, а чаще всего, повышение ее жесткости, поскольку увеличивается отложение накипи. Если вода, которая течет у вас в трубопроводе, не соответствует заявленным в инструкции характеристикам, необходимо очистить ее.

Для этого используют содово-известковый раствор, натриевый, фосфатное осаждение, можно также очищать катионированием, этот метод предполагает фильтрацию воды через специальный материал катион.

Образование накипи на внутренних элементах, которая образуется в результате скопления солей, содержащихся в питающей жидкости. Избежать этого можно используя фильтры очистки, которые устанавливаются перед входом в устройство. Если она уже скопилась, необходимо прочистить котел, дабы избежать его перегрева. Слой накипи не должен превышать 0,5 мм для исправной работы устройства.

Скопление в топочной камере взрывоопасного газа, возникающее вследствии неправильной работы вентиляционной системы, либо поступления топлива.

Часто причиной взрывов устройств служат дефекты или неисправность главных узлов, уменьшение их запаса прочности, вследствии неправильной эксплуатации, поломки датчиков контроля, а также измерительных устройств.

Увеличение рабочего давления. Основной причиной подобной неисправности служит выход из строя элементов безопасности, а также несоблюдение установленного режима.

Группа безопасности котла отопления

Для того, чтобы своевременно выявить неисправность, необходимо периодически подвергать их техническому освидетельствованию (один раз за год), а также испытаниям, для большей безопасности проводите их не только по плану.

Электрические

Причины перегрева в электрокотлах:

Неисправен термостат, и, как следствие, ТЭН не отключается, а продолжает греть жидкость, растет температура. Как следствие, плавятся все пластиковые элементы внутри устройства, плавятся кнопки включения. На практике было много случаев, когда это приводило к взрыву устройства.

Засорение накипью. Часто при этой неисправности бойлер будто дышит.

Испортилась мембрана.

Мембрана трехходового клапана

Не работает циркуляционный насос, как следствие, не циркулирует теплоноситель, и его температура растет.

Недостаточное количество теплоносителя.

Закрыты вентили на подаче в обратке.

Высокая мощность котла

В случае если мощность прибора выше теплоотдачи магистрали, это также может привести к закипанию воды. Особенно если система регулировку воздухоподачи сломана или отсутствует вовсе. Здесь есть несколько вариантов решения проблемы:

• поставить автоматическую систему регулировки;
• поставить аналогичную, но полуавтоматическую;
• поменять котел (если тот сделан своими руками);
• нарастить количество батарей;
• повысить их мощность.

Обратите внимание! Кроме того, вы можете врезать в магистраль бойлер косвенного нагрева – это прибор будет «впитывать» в себя некоторую часть энергии из системы для подогрева воды и послужит при этом своего рода теплоаккумулятором.

Меры предупреждения и профилактика перегрева

К мерам предупреждения и недопущения аварийных ситуаций можно отнести следующее:

• Устанавливайте дополнительный контур для охлаждения котла, который работает на твердом топливе. В двухконтурном котле при повышении теплоносителя, жидкость сможет охладиться за счет системы водоснабжения.
• Установка буферной емкости, она предупредит закипания котла, возьмет на себя лишнюю температуру, а также может хранить тепло для отопительного контура.
• Нужно установить источник бесперебойного питания. Если произойдет отключение электроэнергии, автоматически включится бесперебойник, энергия будет поступать из аккумулятора, и система продолжит работать.
• Периодически прочищать вентиляционную систему.

Наиболее распространенные ситуации

Чаще всего встречается такой источник проблемы, как воздушная пробка в одном из узлов. Нужно тщательно исследовать всю систему, ориентируясь на циркуляцию горячей воды. Если из какого-то трубопровода вместо горячей поступает теплая жидкость, значит, именно здесь образовалось скопление воздуха. Необходимо стравить лишний воздух из системы с помощью спускных клапанов. Если данная неполадка не была обнаружена в ходе проверки, вероятнее всего, причина кипения кроется непосредственно в функционале котла.

Перегрев котла, заложенного в основу гравитационной отопительной системы, может быть вызван недостаточной интенсивностью циркуляции теплоносителя в контуре. В данной ситуации следует разместить расширительный бак в такой точке дома, которая будет самой возвышенной, в этом случае на котел будет оказана дополнительная нагрузка и к нему направится требуемый нагреваемый ресурс.

Самым практичным методом решения проблемы специалисты признают монтаж циркуляционного насоса и оснащение системы отопления контуром подмеса. Оба вида приспособлений позволяют снизить нагрузку на функционал отопительного прибора, в сеть будет добавляться остывшая вода. Котел будет получать обратку, она обеспечит естественное его охлаждение.

Почему кипит газовый котел

При нормальной работе техники теплоноситель в контуре прогревается до заданной температуры. После чего естественным путем или принудительно за счет насоса разносится по системе отопления. Так прогреваются радиаторы в помещении. Затем жидкость движется по обратному контуру и возвращается в котел.

В случае перегрева теплоносителя срабатывают термодатчики. В результате работа прибора блокируется. Что делать, если котел закипел? Для восстановления нагрева необходимо найти причину поломки. Иногда система самодиагностики выводит на дисплей код ошибки :

Но если этого не произошло, выявить неполадку можно по внешним признакам.

Что служит причиной перегрева:

• Засор фильтров;
• Скопление воздуха;
• Засор теплообменника накипью;
• Проблемы с циркуляционным насосом;
• Несоблюдение нормативов для помещения, где установлено оборудование.

что делать если котел отопления закипел

2. В какой-то момент перестают нагреваться и ближние контуры, и все батареи становятся холодными, а котел закипает.

Система отопления кипит. Почему? Вывод

3. Далее нужного результата достигаю по-разному: лихорадочно кручу центральную пробку в насосе, выпуская пар и теплоноситель, включаю и выключаю насос, последний раз это все длилось более 2-х часов, процесс вообще неуправляем. Такое впечатление, что насос работает сам на себя и ничего не качает, делаю все наугад.

4. Потом в какой-то момент вдруг все как бы пробивается, батареи ВСЕ моментально становятся горячими, и температура в котле падает до 60 градусов. Далее так все может оставаться и хорошо работать несколько часов или снова через 2-3 часа могут остыть батареи и подняться температура в котле.

К сожалению, вы не указали, первый ли это запуск после монтажа, либо система отопления успешно работала ранее. Будем считать, что проектирование и монтаж осуществлены верно, ёмкость компенсационного бачка и сечения трубопроводов выбраны правильно. Схема поэтажной разводки, которую вы прислали, проста и должна обеспечивать удовлетворительную циркуляцию теплоносителя. Кстати, подсоединение радиатора на лестнице до вертикальной магистрали — нерационально, правильным решением было бы осуществить подключение после стояка.

Причин тому, что температура теплоносителя периодически повышается до критической отметки, а радиаторы остаются холодными, может быть несколько:

Чаще всего подобные проблемы создаёт «пробка», воздушная либо грязевая. Воздух особенно активно выделяется в первый месяц после заполнения системы, стравливать его рекомендуется ежедневно. Развоздушиватель (кран Маевского) следует устанавливать на каждом отопительном приборе. Автоматические воздухооотводчики монтируют в верхних точках магистралей отопления, в котельной, на самом котле, на коллекторах (у вас, судя по схеме, их нет). Завоздушивание системы — наиболее частая причина нестабильной работы отопления. Рекомендуем начать проверку с тщательного спуска воздуха, сначала наверху, двигаться вниз. Если воздух приходится спускать часто, а давление в системе падает, где-то нарушена герметичность.

Развоздушиватель следует устанавливать на каждом радиаторе отопления

Препятствовать свободному току теплоносителя может также грязевая «пробка». В первую очередь следует проверить фильтр, если таковой имеется. Также грязь и шлам могут забить и развоздушиватели, особенно игольчатые (краны Маевского).

Подобное устройство совмещает в себе функции автоматического развоздушивателя и грязевого фильтра. Обслуживается легко, позволяет обеспечивать чистоту и нормальный газовый состав теплоносителя

Причины нестабильной работы отопления могут крыться и в вашем циркуляционном насосе. Хотя, чаще он выходит из строя сразу и насовсем. Работает ли насос, можно проверить, приложив к корпусу руку. Должна ощущаться лёгкая вибрация. Для начала рекомендуем проверить и зачистить электрические контакты. Причина может крыться в износе деталей электродвигателя либо в образовании известковых отложений, если в качестве теплоносителя используется неподготовленная водопроводная вода.

Устройство расширительного бачка

Конструктивно данная емкость очень простая. Материалом изготовления выступает полупрозрачный пластик. Также в бачок может быть дополнительно встроен датчик, который сигнализирует водителю о критическом снижении уровня ОЖ.

Сверху бачок закрыт крышкой, в которую установлен клапан для регулировки давления. Если давление в системе растет, тогда происходит срабатывание клапана.

Также на стенке бачка имеется указатель уровня в виде о и «максимум», позволяя контролировать уровень жидкости

Важно понимать, что на холодном моторе уровень не должен опускаться ниже минимального. Также не допускается превышение максимального уровня

Что касается крышки бачка с клапаном, она на холодном ДВС герметично закрывает емкость. Однако когда двигатель выходит на рабочую температуру и происходит нагрев ОЖ, в системе охлаждения и в бачке давление закономерно повышается.

Если рост давления дошел до отметки, в среднем, 120 кПа, происходит открытие клапана. Когда давление снижается до средней отметки около 83.4 кПа, клапан закрывается. Такая работа клапана необходима для того, чтобы избежать разрыва патрубков, повреждений радиатора и т.д.

Параллельно с этим после остывания мотора давление в системе начинает падать, объем ОЖ уменьшается и создается разрежение. При падении давления, в среднем, ниже отметки в 3 кПа, происходит открытие впускного клапана расширительного бачка для забора воздуха. В результате разница давлений нивелируется, а недостающий объем жидкости компенсируется из бачка.