Особенности систем отопления открытого типа: преимущества и принцип работы

Открытая система отопления популярна по нескольким причинам: простота монтажа, эксплуатации, небольшая стоимость, высокая эффективность. Разобравшись в принципе работы, конструкции, монтаже, можно оборудовать своими силами.

Что это такое

Водяная открытая схема отопления работает по принципу прохождения нагретой воды от котла в радиаторы отопления. Можно отопить любую площадь, за счет циркуляции жидкости на любое расстояние. Водяное отопление получило широкое распространение.

Схема отопления работает с насосом, без. При отсутствии насоса движение жидкости происходит по термодинамическим законам, из-за разности плотности горячей и холодной воды, уклона контура.

Необходимо обеспечить условия для расширения воды. Функция обеспечивается при помощи открытого бачка, оснащенного крышкой, патрубком для удаления излишков по канализации. Расширительный бачок – важный элемент открытой схемы отопления, стабилизирующий давление теплоносителя.

Бачок расширения расположен в верхней точке открытой отопительной схемы

Принцип открытого теплоснабжения прост: с помощью котла происходит нагрев теплоносителя, по контуру поступающего к радиаторам. Возвращаясь, жидкость проходит через расширительный бак, разбавляется, остывает, снова поступает в котел.

Особенности устройства и работы

При выборе открытой схемы отопления, в схему с расширительным баком и циркуляционным насосом, при монтаже системы необходимо учесть:

1. Для эффективной работы открытой схемы отопления с правильной циркуляцией воды необходимо размещать котел внизу схемы, бак – наверху.
2. Для расширительной емкости лучшее место в доме — чердачное помещение. Если нет отопления, бак, трубы нужно утеплить.
3. Желательно, чтобы схема отопления имела минимум поворотных участков, мест соединения контуров, фасонных элементов.
4. Важно исключать закипание жидкости, циркуляция происходит не быстро. При слишком высокой температуре воды в контурах ускоряется износ, снижается срок службы радиаторов отопления.
5. Необходимо слить воду из открытой системы, если в зимний период она не будет запускаться. В противном случае, при понижении температуры воздуха, жидкость в контурах увеличится в объеме, разорвет трубы, батареи, повредит котел.
6. Важно, чтобы вода в расширительном бочке всегда была. Если не следить, трубы могут завоздушиться, открытая схема станет неэффективной.

Схемы, разновидности

Открытая отопительная схема предполагает два способа движения воды по контурам – естественный (гравитационный), искусственный (принудительный) при помощи насоса. Выбор зависит от:

1. Площади дома.
2. Теплового режима.
3. Этажности.

Естественный способ движения теплоносителя

Суть гравитационной открытой отопительной системы — отсутствие механизма, обеспечивающего движение жидкости в контурах. Главный двигатель – закон термодинамики, в основе которого, расширение горячего теплоносителя. Схема отопления работает при наличии транзитного стояка высотой не менее 3,5 метров. Если вертикальный разгонный стояк не устанавливать, вода, поступающая от котла, не сможет набрать достаточную скорость для дальнейшего движения.

Естественное движение жидкости

Способ теплоснабжения подходит для небольших помещений, не превышающих 60 м². Максимальное расстояние контура — 30 м. Нужно учесть высоту строения, условия монтажа разгонного стояка.

Открытую систему нельзя использовать для создания низкотемпературного режима. Отсутствие расширения станет причиной недостаточного давления внутри системы.

Самотечная открытая схема подходит для водяного теплого пола. При отключении электричества дом продолжает отапливаться.

При установке бойлера, фиксируют ниже бака расширения, но выше остальных элементов открытой системы. Чтобы обеспечить бесперебойную работу оборудования, оснащают циркуляционным насосом.

Искусственный принцип действия

Насос повышает скорость движения теплоносителя до 0,7 м/с, ускоряет обогрев помещений. Достигается равномерный прогрев участков открытой системы. При монтаже учитывают:

1. Насос работает от электричества. Установка на байпас обеспечит бесперебойную работу открытой системы при отключении электроэнергии.
2. Насос устанавливают на трубе-обратке за 1,5 метра до входа в котел.
3. При врезке насоса в контур учитывают направление движения воды.

Байпас

Расположение труб

В зависимости от планировки помещения, габаритов, выбирают разные способы расположения батарей, труб.

Одна или две трубы – что выбрать

Тепловые системы предполагают предварительный нагрев жидкости в котле, движение, поступление в радиаторы отопления, возврат через обратку в котел. Система может быть с использованием одной или двух магистралей.

В однотрубной системе жидкость движется по одному контуру с большим диаметром, радиаторы отопления расположены на этой же линии.

1. При монтаже требуется мало материала.
2. Простой монтаж.
3. В помещении не много труб.

Батареи прогреваются неравномерно, из-за отдаленного расположения котла меньше, как и показатели теплоотдачи.

Для частного дома

Во втором случае образуется эффект закрытого кольца, где отопительные приборы соединены с трубой подачи и отведения (обратной) воды.

1. Батареи отопления прогреваются равномерно.
2. У каждой батареи собственная температура – удобно, если комнаты различны по площади.
3. Надежность.

Минусы — сложный монтаж, большая стоимость.

Способы подачи воды

Направление подачи горячей воды зависит от места расположения магистрали – снизу или сверху. В одно-, двухэтажном доме выбирают первый вариант, нагретый теплоноситель поднимается по центральному стояку, контурам, подается к радиаторам.

Нижняя разводка: подающую трубу располагают около обратки.

Способы подключения батарей

Расположение стояка определяет тип разводки – вертикальный или горизонтальный.

При вертикальном подключении батареи соединяются с центральным стояком на каждом этаже. Исключается завоздушивание системы. Многоэтажное строение получает эффективный обогрев.

Во время горизонтальной разводки, на одном этаже батареи подключают к общей магистрали.

Гравитационная схема: монтаж

Монтаж открытой системы отопления начинается после разработки проекта теплотехником. Проектная документация должна содержать информацию о том, какая система отопления будет монтироваться, как и сколько приборов отопления будут подключены, способ циркуляции воды, протяженность контуров, эксплуатационные характеристики оборудования.

Место для бачка

Основные расчеты

Результат зависит от расчетов гидравлики, на основе которых, выбирают сечение труб для подключения насоса. Важный критерий – значение циркуляционного давления.

Помимо выбора расстояния между котлом и радиатором, учитывают материал труб. Если контуры изготовлены из стали, диаметр должен быть не меньше 5 см.

Рассчитать объем емкости расширительного бачка не сложно – 5% от объема теплоносителя. Если не учесть, возможен разрыв труб, переполненность емкости бочка.

Основные элементы системы

Нагрев теплоносителя осуществляется котлом.

В качестве материала бачка рекомендована сталь. Объем емкости выбирают, исходя из площади помещения. Для небольшого дома хватит бака объемом от 8 до 15 литров.

1. Стальные трубы обладают высокой теплопроводностью. Хорошо выдерживают высокое давление. Отличаются сложным монтажом.
2. Изделия из полипропилена просты, легко устанавливать. Прочные, герметичные, выдерживают перепады температуры. Срок службы не менее 25 лет.
3. Изделия из металлопластика не боятся коррозии, отложений на внутренней стороне труб. Минусы – стоимость, непродолжительный срок службы (не более 15 лет).
4. Дорогая разновидность – медные контуры. Справляются с температурой до 500 градусов, высокая теплоотдача.

Монтаж системы с естественной циркуляцией воды

Открытая отопительная система монтируется следующим образом:

1. На полу или стене устанавливают котел.
2. На основании проектной документации монтируют трубопровод, соблюдая вид схемы, уклон контура.
3. Монтируют батареи, подключают к магистрали.
4. Устанавливают расширительный бачок, выполняют теплоизоляцию, если установлен в неотапливаемом помещении.
5. Соединяют составляющие системы.
6. Проводят тестирование для выявления негерметичных участков соединения. Исправляют неполадки.
7. Запускают систему.

Чтобы контролировать эффективность работы открытой системы отопления, на выходе от котла устанавливают температурный датчик.

Схема принудительного типа – монтаж

Чтобы открытая система работала качественно, подключают оборудование. Важный этап – выбор насоса, точки врезки.

Выбираем насос

Характеристики мощности, напора при выборе насоса — определяющие, связаны с габаритами дома. Чем больше площадь, тем мощнее насос. Нужно учесть:

1. Длину магистрали.
2. Вид, количество батарей.
3. Сечение, материал труб.
4. Вид котла.

Насос для принудительной циркуляции

Выбор точки врезки насоса

Оптимальное место для врезки циркуляционного насоса — труба-обратка. Исключение — термостойкие модели, которые можно устанавливать на выходе из котла.

Способы врезки

Существует два способа врезки, принципиальной разницы между ними нет. Насос можно установить на обратку, подающую трубу. Но во втором случае насосы чаще выходят из строя из-за длительного закипания воды в твердотопливном котле.

Если шаровый кран на байпасе заменить на шариковый, переключение принудительной и естественной циркуляции происходит в автоматическом режиме.

Эффективность, безопасность, корректная работа открытой системы отопления зависят от расчетов, оборудования.

Открытая и закрытая системы отопления — блог об инжиниринге в загородных домах и коммерческих объектах

Устройство открытой системы отопления

Эта система является самой старой и самой простой из современных систем отопления. Ее так и называют естественной, самотечной, а еще зависимой, а еще гравитационной.

Открытой она называется потому, что негерметична, то есть расширительный бак, входящий в ее состав, является открытым сосудом, с поверхности которого свободно испаряется вода.

Зависимость ее состоит в том, что отбор теплоносителя происходит непосредственно из подающей трубы, от которой и зависят все параметры этой системы. Естественной, или самотечной, ее называют из-за того, что она не требует дополнительной энергии, перемещение воды идет самотеком. Название гравитационной она получила вследствие того, что в основе работы лежит закон гравитации.

В систему входит:

• Котел различной конструкции;
• Трубы;
• Расширительный бак;
• Приборы отопления.

Принцип работы

Принцип работы основан на умелом использовании физических законов термодинамики. Горячая и холодная вода имеют разную плотность. Горячая вода плотнее холодной. По законам физики эта разность плотностей и создает движущую силу, направленную от источника тепла к радиаторам.

Из водопроводной трубы в водогрейный котел подается холодная вода. Здесь она нагревается и расширяется. В верхней части котла создается повышенное давление, которое усиливает подпирающая снизу холодная вода.

Под таким давлением горячая вода по магистральной трубе подается к приборам отопления, отдавая им свое тепло. Остывшая вода снова идет в котел для подогрева. Таким образом, осуществляется естественная циркуляция.

Вода при подогреве увеличивается в объеме. Поэтому, чтобы котел не разорвало от внутренних напряжений, и существует расширительный бак, в который изливается излишняя вода. Он должен находиться, как можно выше, чтобы вода под действием гравитации сама поступала в котел.

Трубы должны находиться под небольшим уклоном: к расширительному баку снизу вверх, от него – сверху вниз.

Для преодоления гидравлического сопротивления необходимы трубы довольно большого для помещений диаметра порядка 35-40 мм.

В такой системе необходимо использовать минимум поворотов, фасонных и соединительных деталей, чтобы не замедлять и без того медленную циркуляцию теплоносителя. Зимой расширительный бак надо утеплять.

Если в зимнее время отопление не функционирует по каким-то причинам, то воду из системы необходимо удалить во избежание разрыва труб.

Виды отопления открытого вида

Добавлен в корзину

Удален из корзины

Добавлен в избранное

Удален из избранного

Принцип действия состоит следующем: теплоноситель (вода) нагревается в котле до необходимой температуры и по трубопроводу поступает к радиаторам. Последние отдают тепло и обогревают помещение. Вода остывает, возвращается в котел и таким образом получается постоянно повторяющийся цикл. Движение воды может быть естественным и принудительным, что и различает системы отопления, которые мы рассматриваем.

Открытая система

Особенность открытой системы отопления заключается в том, что теплоноситель движется по трубам естественным путем. Это происходит из-за разности в плотности у холодной и горячей воды (у последней она больше). Поэтому создается гидростатический напор который направляет теплоноситель в радиаторы. В качестве теплоносителя чаще всего используется обычная вода. В состав открытой отопительной системы входит отопительный котел, расширительный бак, прямые и обратные трубы и радиаторы. Естественная циркуляция, при которой нагреваются радиаторы, происходит следующим образом. Вода достигает высокой температуры, стремится вверх на выходе из котла, выталкивается холодной водой. При нагревании структура воды расширяется, появляются её излишки. Именно для этого нужен расширительный бак, туда лишняя вода отправляется, чтобы избежать разрыва. Теплоноситель остывает в расширительном баке, возвращается в систему отопления.

Рекомендации по использованию

Расширительный бак устанавливается максимально высоко, на чердаке, который не отапливается. Бак открыт, обеспечен постоянный доступ кислорода. Постоянный контроль за уровнем бака позволяет предотвратить воздушные пробки в трубопроводе. Необходимо следить за медленным нагреванием воды, так как циркуляция воды происходит медленно. Если довести температуру до максимальной (точка закипания) – есть риск быстрого износа всей системы отопления. Если не используете отопление зимой – необходимо сливать теплоноситель для сохранности труб, радиаторов и котла.

Рекомендации по установке

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

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

Важно правильно подобрать сечение труб:

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

Преимущества/недостатки открытой системы

Главными преимуществами открытой системы являются:

• Равномерность прогрева. Тепло поступает во все отапливаемые помещения, создается комфортная и уютная атмосфера.
• Бесшумная работа. Достигается благодаря отсутствию циркуляционного насоса.
• Длительная эксплуатация. Насос может выходить из строя, в открытой системе его нет.
• Независимость от электричества. Не потревожат перепады в сети и полное отключение электроэнергии.

Открытые системы стали менее популярными. Одна из причин – следующие недостатки:

• Высокие цены на оборудование. В открытой системе используются трубы большого диаметра.
• Сложный монтаж. Необходимо рассчитать уклон горизонтальных участков труб.
• Угроза замерзания воды в открытом расширительном баке.
• Опасность коррозии труб, радиаторов. Открытый расширительный бак дает возможность кислороду проникнуть в систему.
• Изменение уровня теплоносителя. Необходим постоянный контроль расширительного бака.
• Невозможность использования антифриза.
• Долгое время на нагрев.

Закрытая система отопления

Основное отличие закрытой системы отопления – использование циркуляционного насоса, который осуществляет движение теплоносителя. В остальном – принцип работы тот же, что в открытой системе. В закрытой системе трубы, радиаторы нагреваются гораздо быстрее.

Рекомендации по использованию

Бак мембранного типа обладает герметичностью, что препятствует испарению теплоносителя. Это означает, что может быть использован антифриз. Его применение дает возможность надолго покидать жилье зимой: риск заморозки и порчи системы снижается практически до нуля.

Рекомендации по установке

Для должного функционирования закрытой системы отопления рекомендуем придерживаться следующих советов:

• Расширительный бак устанавливают прямо в помещении. При этом сокращаются затраты на элементы трубопровода и теплоноситель не перемерзает.
• Использование труб меньшего диаметра совсем не означает, что нужно устанавливать трубы с минимальным сечением. Этот способ сэкономить средства может деструктивно повлиять на всю систему отопления. Есть риск увеличения давления в трубопроводе, а насос может с этим не справиться.
• Особое внимание нужно уделить правильности установки насоса. Ротор располагается горизонтально относительно собственной оси. Это способствует бесшумной работе и меньшему трению с теплоносителем.
• Циркуляционный насос и расширительный бак устанавливаются перед входом в котел.

Преимущества/недостатки закрытой системы

Главными преимуществами закрытой системы являются:

• Простота монтажа системы.
• Более низкая стоимость отопительной конструкции. Обеспечивается благодаря возможности использования труб с меньшим диаметром.
• Нет необходимости контроля за уровнем теплоносителя. Герметичность расширительного бака не позволяет теплоносителю испаряться.
• Возможность регулировать температуру. Это происходит при увеличении/уменьшении количества подающегося теплоносителя.
• Возможность обогрева пола. К отопительной системе подключается специальный дополнительный элемент.

Закрытая система отопления имеет один существенный недостаток. Система зависит от электроснабжения. Должно обеспечиваться постоянное потребление электроэнергии. Придется приобретать источники резервного питания на случай аварийной ситуации. Лучше всего – электростанции на жидком топливе.

Разводка отопления: виды и особенности

Вне зависимости от выбранной системы отопления нужно знать, что существуют следующие виды разводки: однотрубная, двухтрубная и лучевая. На их применение влияют место прохождения главной трубы, способы подсоединения радиаторов, стояков подающей функции, расположение стояков.

Однотрубная разводка

Однотрубная разводка бывает горизонтальной и вертикальной. Горизонтальная не дает возможности регулировки величины теплоносителя. Поэтому при её использовании устанавливаются байпасы. Вертикальная разводка используется в основном для многоэтажных зданий.

Двухтрубная разводка

Двухтрубный тип разводки наиболее распространен. К каждому радиатору проведены две трубы – подающая теплоноситель и отводящая охлажденную воду. Трубопровод делается в форме звезды, шлейфа или лучевой.

Лучевая разводка

Позволяет регулировать нагрев каждого отдельного радиатора. Требует сложного монтажа, нескольких распределительных коллекторов и наибольших расходов на трубы.

Таким образом, мы рассмотрели устройство, основные особенности, преимущества и недостатки закрытой и открытой системы отопления. Выбор должен основываться не только на Ваших пожеланиях, но и возможности установки системы в доме. Поэтому очень важно обратиться за профессиональной консультацией к проверенному специалисту. Расчет и монтаж системы должны выполнять специалисты лицензированных фирм. На основе представленных рекомендаций желаем Вам правильно выбрать и установить систему отопления!