Насосные контуры могут быть как в открытом, так и в закрытом варианте. В открытых контурах расширительный бак устанавливается в верхней точке системы, что позволяет контролировать уровень жидкости. Наличие насоса дает возможность увеличивать длину и высоту трубопровода между котлом отопления и радиаторами, обеспечивая более эффективное распределение тепла по дому.
Открытая система отопления: принципиальные схемы и особенности обустройства
Открытые системы отопления продолжают оставаться популярными благодаря своей простой установке, доступной стоимости и приемлемым эксплуатационным характеристикам. Понимание их принципа работы, компонентов и правил монтажа позволит вам организовать эффективное отопление в вашем доме.
В этой статье мы подробно расскажем о том, как создать эффективную систему отопления открытого типа. Мы объясним процесс сборки, основываясь на технологических требованиях и особенностях выбора и подключения всех необходимых элементов. Следуя нашим рекомендациям, вы сможете построить надежную и эффективную отопительную систему.
Для тех, кто предпочитает экспериментировать, мы предложим проверенные практические варианты сборки. Вся представленная информация будет дополнена полезными иллюстрациями, подборками фото и видеоуроками, что облегчит процесс монтажа.
Комплектация и принцип работы системы
В системе водяного отопления теплоносителем, который передает тепловую энергию от котельной к радиаторам, служит жидкость. В качестве теплоносителя обычно используется вода, способная циркулировать на большие расстояния и эффективно обогревать жилье и различные помещения. Это объясняет широкое применение водяного отопления в современных домах.
Одной из особенностей работы открытых систем отопления является возможность функционирования без насоса. Циркуляция теплоносителя основана на принципах термодинамики: вода движется по трубопроводам благодаря разнице в плотности горячей и холодной воды, а также за счет наклона труб.
В открытых контурах отопления объем теплоносителя, который может расширяться, обеспечивается герметичным расширительным баком, представляющим собой стальную или пластиковую емкость с крышкой и выходным патрубком для сброса излишков воды в канализацию.
Открытые системы отопления имеют прямое сообщение с атмосферой. Воздух выводится через расширительный бак, но также происходит и испарение воды, что требует периодического пополнения системы новыми порциями теплоносителя.
Расширительный бак для открытой системы отопления можно изготовить из подручных материалов, например, из старого металлического контейнера или пластиковой емкости, что делает его доступным для изготовления самостоятельно.
Существует два типа систем: двухтрубные и однотрубные. В двухтрубных системах теплоноситель заходит к приборам по одной трубе и уходит по другой. В однотрубных системах теплоноситель проходит от одного радиатора к следующему и затем возвращается в котел через единую главную трубу.
Большинство открытых систем отопления на практике работают по принципу гравитационной подачи. Однако возможно встречать варианты, где применяется циркуляционный насос, который способен обеспечить давление и нагрузки, превышающие стандарты, используемые в замкнутых системах.
При этом преобладающий объем воздуха из открытых контуров выводится через резервуар. Исключение составляют контуры с установками, подключенными снизу, которые требуют обеспечения вентиляции для каждого отдельного радиатора.
Все типы радиаторов, используемых в отопительных системах, могут быть применены в открытых контурах, но рекомендуется использовать чугунные модели, так как они обладают высокой теплоемкостью и способны поддерживать тепло в течение длительного времени.
Ключевым элементом данной системы является открытый расширительный бак, куда поступают излишки нагретого теплоносителя. Данный резервуар также призван автоматически стабилизировать давление жидкости в системе, устанавливаясь выше всех остальных компонентов отопления.
Процесс работы открытой отопительной системы условно делится на два основных этапа:
- 供給 (подача). Нагретый теплоноситель движется от котла к радиаторам.
- 戻る (возврат). Избыток горячей воды поступает в расширительный бак, охлаждается и возвращается в котел для повторного нагрева.
В однотрубной системе функция подачи и возврата выполняется одной трубой, в то время как в двухтрубной системе для этих целей используются две независимые трубы.
Разница в плотности горячей и холодной воды создает в системе высокое гидростатическое давление, которое позволяет горячей воде поступать в радиаторы, обеспечивая их нагрев.
Однотрубные системы обладают простотой и удобством в эксплуатации, а также легкостью установки. Такие системы гораздо проще настроить и использовать.
Базовая однотрубная система отопления может включать в себя следующие элементы и компоненты, обеспечивающие ее эффективное функционирование.
Некоторые владельцы домов решают отказаться от установки радиаторов и прокладывают по периметру помещения трубы диаметром 8-10 см. Однако эксперты отмечают, что в таких случаях эффективность системы снижается, а комфорт использования становится менее удобным.
Требования к обустройству и эксплуатации
Установив открытую систему отопления в своем доме, важно учесть несколько ключевых аспектов, чтобы добиться оптимальной работы и высокой эффективности системы:
- Для обеспечения нормальной циркуляции установка бойлера должна производится в самой нижней точке магистрали, тогда как расширительный бак должен находиться в самой высокой точке.
- Наилучшим местом для размещения расширительного бака считается чердак. В зимний период бак и подводящие трубы, находящиеся на неотапливаемом чердаке, должны быть хорошо изолированы, чтобы избежать их замерзания.
- Система трубопроводов должна иметь минимальное количество изгибов, соединителей и фитингов, что обеспечит эффективное движение теплоносителя.
- В гравитационных системах отопления вода проходит медленно (0,1-0,3 м/с) и требует постепенного нагрева. Важно, чтобы вода не закипала, так как это может привести к преждевременному износу радиаторов и труб.
- Если система отопления не используется в зимний период, следует слить жидкость, чтобы предотвратить повреждение труб, радиаторов и котлов.
- Необходимо внимательно следить за уровнем жидкости в расширительном бачке и регулярно подливать теплоноситель. Нехватка жидкости может привести к образованию воздушных пробок и снижению эффективности радиаторов.
- Вода остается наилучшим теплоносителем для обогрева помещений. Антифриз токсичен и не рекомендуется к использованию в системах, имеющих прямой контакт с атмосферой. Использовать его можно только в случаях, когда теплоноситель не может быть своевременно слит в период без отопления.
На проектирование системы стоит обратить особое внимание, особенно в отношении расчета площади поперечного сечения и уклона трубопровода. Правила проектирования таких систем регламентируются нормами, прописанными в СНиП 2.04.01-85.
Для самотечных контуров характерна больший диаметр трубы по сравнению с насосными системами, но общая длина трубопровода в этом случае сокращается почти вдвое. Наклон трубопровода в 2-3 мм на 1 метр длины в горизонтальных участках системы необходим, однако, такие параметры применимы лишь для систем с естественной подачей.
При системах, где теплоноситель движется естественным образом, несоблюдение показателя наклона труб может стать причиной засорения и недостаточного нагрева радиаторов, находящихся в удалении от котла. Это приводит к снижению общей тепловой эффективности всей системы.
Объем расширения теплоносителя в открытых отопительных системах обеспечивается герметичным расширительным баком — это может быть стальная или пластиковая емкость с крышкой и выходным патрубком, который позволяет сбрасывать излишки воды в канализацию.
Открытые системы теплоснабжения
В открытых системах отопления вода постоянно поступает из системы, что позволяет восполнять её запасы даже при полном опорожнении. В советский период около 50% централизованных тепловых сетей функционировали по данному принципу. Это считалось экономически выгодным и позволяло минимизировать расходы на отопление и горячую воду.
Тем не менее, открытые системы теплоснабжения имеют и свои недостатки. Качество воды в трубах может быть ниже норм гигиенической безопасности. Проходя через длинные трубопроводы, вода может приобретать неприятные запахи и различные оттенки. Когда специалисты санэпидемслужбы берут пробы из таких систем, в воде зачастую обнаруживаются вредные бактерии.
Проблема с чистотой жидкости в открытых системах делает их крайне экономически невыгодными. Современные технологии по очистке не могут полностью устранить этот недостаток. Расходы возрастает из-за большой протяженности теплосетей, однако, эффективность очистки остаётся на прежнем уровне.
Открытые системы работают по принципам термодинамики: по мере подъема горячей воды из котла создается высокое давление на выходе, а на входе в теплогенератор формируется небольшой вакуум. В результате происходит естественная циркуляция теплоносителя из области с высоким давлением в область с низким давлением.
Так как при нагревании вода увеличивается в объеме, для открытых систем отопления требуется расширительный бак, что наглядно демонстрирует представленный рисунок. Этот резервуар должен быть полностью водонепроницаемым и соединен с атмосферой, что полностью позволяет назвать данный тип теплоснабжения открытой системой водяного отопления.
В открытых системах вода может быть нагрета до 65°C, прежде чем использоваться для горячего водоснабжения. Это позволяет применять более доступные краны вместо дорогого теплообменного оборудования. Кроме того, проектирование линии подачи к конечному потребителю немного отличается от стандартов. Это производится для того, чтобы максимально оптимизировать уровень потребления.
Закрытые системы теплоснабжения
Закрытые системы отопления сконструированы таким образом, что циркулирующий теплоноситель используется только для отопительных нужд, без непосредственного отбора воды из сети для горячего водоснабжения.
В таких системах все их элементы герметично изолированы от внешней среды. Закрытые системы отопления допускают минимальную утечку теплоносителя, однако эти потери могут быть компенсированы специальными автоматическими клапанами, предназначенными для пополнения системы (подробно об этом можно прочитать в материалах по автоматическому пополнению систем отопления — геометрия и узлы клапана наполнения).
В закрытых системах отопления, как правило, подача тепла осуществляется централизованно, а уровень жидкости в системе поддерживается постоянным. Потребление тепла при этом зависит непосредственно от температуры теплоносителя, который циркулирует по трубам и радиаторам.
В системах отопления с замкнутым циклом широко используются теплообменники, куда от поставщика тепла, например, когенерационного оборудования, поступает горячая вода. Затем температура теплоносителя повышается до значений, необходимых для эффективной подачи тепла и горячего водоснабжения потребителю.
При эксплуатациях закрытых систем отопления надежность предоставления качественной бытовой горячей воды достигается значительно лучше, и это помогает сэкономить расход энергии. Однако основной недостаток заключается в том, что расстояние между тепловыми точками может быть значительно увеличено, что усложняет подготовку воды.
Зависимая и независимая системы теплоснабжения
Как открытые, так и закрытые системы отопления могут быть подключены либо зависимым, либо независимым способом.
Зависимый метод подключения для открытых систем подразумевает использование лифтов и насосов для подачи горячей воды. В то же время в независимой системе теплоноситель подается через теплообменник.
В отличие от зависимого подключения, независимый способ считается более дорогостоящим, но качество воды в трубах значительно выше (подробности можно найти в материалах о разнице между зависимыми и независимыми системами отопления, их преимуществах и недостатках).
Зависимый тип подключения в закрытых системах означает, что вода поступает к потребителю в обход подстанции подогрева. В данном случае нет необходимости в установке насосов, регуляторов теплообменника или автоматических регуляторов, что упрощает монтаж. Однако это влечет за собой недостаток в виде невозможности регулирования теплоснабжения внутри системы.
Независимые закрытые системы отопления могут сэкономить 10-40% энергетических ресурсов в год. Они обеспечивают возможность регулирования подаваемого тепла, контроля температуры теплоносителя и улучшения его качественных характеристик, что ведет к надежной и эффективной работе системы отопления.
В этой статье мы продемонстрировали основные отличия, преимущества и недостатки как открытых, так и закрытых систем отопления, что может помочь вам сделать правильный выбор для вашего дома.
