Открытая отопительная система

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.

Заключительный этап работ

На последнем этапе производится подключение радиаторов, при этом их внутренний диаметр и объем секций рассчитывается с учетом типа подачи и скорости остывания теплоносителя. Поскольку централизованное отопление представляет собой сложную систему взаимосвязанных компонентов, то произвести замену радиаторов или ремонт перемычек в конкретной квартире довольно сложно, ведь демонтаж какого-либо элемента способен вызвать перебои в работе теплоснабжения всего дома.

Поэтому владельцам квартир, использующим для обогрева центральное отопление, не рекомендуется самостоятельно проводить какие-либо манипуляции с радиаторами и системой трубопроводов, поскольку малейшее вмешательство может обратиться в серьезную проблему.

В целом же, грамотно разработанная, продуктивная схема отопления жилого многоквартирного дома позволяет добиться неплохих показателей в вопросах теплоснабжения и обогрева.

Классификация и обустройство водяной сети отопления

Различается два типа систем – с естественной и принудительной циркуляцией. Гравитационная (самотечная) сеть работает по физическим законам – вода транспортируется за счет повышения температуры и плотности. Контур обратного тока выкладывается с наклоном в сторону котла для облегчения транспортировки жидкости.

Принудительная сеть работает посредством циркуляционного насоса. Прибор обеспечивает транспортировку теплоносителя с повышенной интенсивностью. Система становится энергозависимой, но экономичной – за счет ускорения течения воды тратится меньше топлива на прогрев.

Отопление с естественной циркуляцией в одноэтажном строении

Гравитационные магистрали практичнее делать в одноэтажных домах. В этом случае трубопровод удобнее выложить с наклоном, чтобы обеспечить оптимальный режим циркуляции. Расчет уклона минимум 0,5% от положения контура. Проще говоря, надо делать наклон в 2 см на каждый 1 м магистрали.

Особенности монтажа системы отопления в частном доме без насоса:

Котел устанавливается в самой нижней точке схемы. Чаще всего его ставят в подвале. Оптимальный перепад высоты 100 см.
Расширительный бак монтируют в самой верхней точке схемы. Разница высот до 50 см.
От котла обустраивается длинный вертикальный стояк. Это разгонный трубопровод, по которому горячий теплоноситель поднимается вверх.
Скорость циркуляции 0,1-0,25 м/с. Чтобы обеспечить интенсивность, требуется тщательный расчет сечения трубопровода.
При установке герметичного расширительного бака выбирается уровень равный с котлом. В самую верхнюю точку системы врезается воздухоотводчик.

Схема отопительной системы одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

Более простой вариант, при котором не придется соблюдать уклон при выкладке контура обратного тока. Система дополняется насосом, который врезается в трубопровод обратной циркуляции рядом с котлом. До насоса устанавливают грязевой фильтр. Иногда сеть дополняют байпасом – устройство позволяет запускать циркуляцию воды при отсутствии электричества. На байпас монтируют группу безопасности, прибор поддерживает работоспособность сети в оптимальном режиме.

Система водяного отопления естественной циркуляции в двухэтажном доме

Для строения более 1 этажа подойдет вертикальная двухтрубная разводка отопления от котла в частном доме с естественной или принудительной циркуляцией. Гравитационная сеть 2-этажного дома мало отличается от строения такой же системы в одноэтажной постройке. Котел нагрева устанавливают в подвале, там же формируется разводка для батарей – их принято располагать друг над другом. Получается что два радиатора на разных этажах образуют стояк, подключенный в нижней части к обратному контуру.

Система отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажном доме

Рассматривая, как сделать отопление своими руками, учитывают тип разводки – при данном способе она должна быть горизонтальной. Получается, что под радиаторами прокладывается две трубы – подачи и обратки, каждая батарея стыкуется с обоими контурами.

Раздача теплоносителя организуется небольшим стояком, длина которого ограничена полом второго этажа. На первом этаже от стояка выполняется отвод в сторону горизонтальной разводки. На втором этаже стояк является продолжением контура подачи.

Если собрать сеть правильно, перебоев не возникнет, насос подает воду равномерно, обеспечивая нужный уровень давления.

Открытая и закрытая система теплоснабжения, разница в работе и конструкции.

Основываясь на вышесказанное, закрытая и открытая системы отличаются:

Стоимость открытого теплоснабжения ниже, особенности при самотёчной циркуляции, в отсутствие насоса и запорной арматуры. Но при этом её монтаж в частном доме затронет весь объём помещений, от подвала до чердака. К тому же необходимо соблюдение уклонов магистрали и диаметров труб.
Монтаж закрытой схемы, помимо прокладки трубопровода, предполагает установку большого количества дополнительных элементов.
КПД закрытой схемы будет выше в любом случае.
В закрытой схеме возможно применение не замерзающего теплоносителя — антифриза (оптимальный вариант для частных домов, не отапливаемых зимой)
В открытой системе необходим постоянный контроль уровня теплоносителя, из за его испарения в окружающую среду.
Закрытый тип энергозависим, за счёт постоянной работы циркуляционного насоса (проблема решается установкой автономного электрогенератора, но в то же время стоит учитывать затраты при его отсутствии)
Установка открытого вида теплоснабжения ограничена общей площадью помещений, в отличие от закрытого.
Срок службы закрытой системы более продолжителен за счёт почти полного отсутствия воздействия коррозии.

Чем отличается открытый тип от закрытой?

Открытая установка по техническим характеристикам похожа на закрытую. Однако есть и масса отличий:

Тип	Открытая	Закрытая
Место размещения расширительного бака	В наивысшем месте конструкции (например, на крыше здания)	В любом месте (в подвале, на крыше, в комнате и так далее)
Изолированность от открытого воздуха	Частичная	Полная
Тип труб для циркуляции теплоносителя	Используются толстостенные трубы большого диаметра	Зависит от мощности. Если отопительная конструкция маленькая, то можно использовать тонкие трубы небольшого диаметра.
Срок эксплуатации	Короткий срок службы из-за нарушения герметичности	Длинный срок службы, если отопительная конструкция полностью герметична
Нужно ли подключение к электросети?	Нет	Да
Есть ли возможность подключить ещё один источник отопления?	Нет	Да

Внимание! При установке мембранного бака в случае закрытой системы можно использовать антифриз, но в случае открытой использовать антифриз нельзя вне зависимости от бака

Какие бывают виды отопления

Существуют различные классификации отопления:

По типу источника тепла: газовое, угольное, мазутное, дровяное, солнечное, геотермальное, торфяное, пеллетное, электрическое.
По виду теплоносителя — водяное, жидкостное, воздушное, паровое, комбинированное.
По типу приборов: лучистое, конвективное, конвективно-лучистое.
По способу циркуляции теплоносителя: естественное и искусственное.
По расположению источника тепла: центральное и местное.
По виду режима работы: постоянное, периодическое, аккумуляционное.

На практике все эти системы в изолированном виде не существуют, а так или иначе комбинируются между собой.

Устройство

Основным компонентом системы является котел. От его правильного выбора напрямую зависит тепло в доме.
Они могут быть: электрические, газовые, твердотопливные и комбинированные. Есть еще твердотопливные длительного горения и двухконтурные котлы. Второй контур предназначен для ГВС. В средней полосе России, при минимальной уличной температуре -28 гр. С, обычно принято считать тепловую мощность котла 1 кВт на 1 кв. м. площади помещений. Это при условии, что нет возможности доверить расчет проектантам. Таким образом, получается, что, например, для площади 130 кв. м. и расстоянием до потолка 2,5-3 м, лучший вариант тепловой мощности котла 15 кВт (2 кВт, компенсация непредусмотренных теплопотерь).
Теплоотдающие приборы и при необходимости, система теплых полов.
Циркуляционный насос для закрытых систем или разгонный участок схемы в случаях применения открытой системы.
Мембранный расширительный бачок в закрытой схеме отопления.
Расширительный бачок (открытый или закрытый) в открытой схеме.
Группа безопасности для закрытых схем, включающая в себя манометр, предохранительный клапан, сепаратор воздуха автоматический.
Трубы, необходимая запорная и соединительная арматура. Как видно из схемы, теплоноситель подается и выходит из отопительных приборов системы по одному трубопроводу, являющимся общим для всех.

Преимущества и недостатки закрытой системы отопления

На сегодняшний день закрытые системы отопления стали очень популярными. Это связано с тем, что такие отопительные конструкции имеют преимущества, перед открытыми аналогами:

такая система может функционировать довольно продолжительный период без участия человека, что говорит о её автономности;
возможность использования разных теплоносителей, которые испаряются в открытых конструкциях;
поддержание постоянных показателей давления необходимых для нормального обогрева частного дома;
монтаж такой конструкции при желании можно провести собственноручно;
снижение общих финансовых затрат на организацию такой системы;
высокий коэффициент теплоотдачи;
исключается необходимость в организации теплоизоляции для магистрали, отпадает необходимость в выставлении чётких углов её наклона;
не нужно постоянно добавлять теплоноситель в систему, так как исключается его испарение;
равномерный обогрев отопительных приборов, влияющих на отопление помещений;
уменьшение коррозийных воздействий на отопительное оборудование;
быстрый подогрев теплоносителя.

Использование антифриза в качестве теплоносителя для закрытой отопительной конструкции — отличное решение. Это связано с тем, что в зимний период появляется возможность пользоваться отопительной системой периодически, не опасаясь замерзания теплоносителя.

Естественную циркуляцию теплоносителя в закрытой системе организовать сложно, поэтому необходимо устанавливать насос

Закрытые системы имеют и некоторые недостатки:

монтаж закрытой отопительной конструкции предполагает покупку довольно большого расширительного бака (он стоит достаточно дорого);
ещё одним недостатком считается постоянная потребность в электроэнергии (для работы циркуляционного насоса).

Применение циркуляционных насосов в отоплении дома

Поскольку выше уже были упомянуты некоторые особенности эксплуатации циркуляционных насосов для воды в различных схемах отопления, следует подробнее коснуться главных черт их организации. Стоит отметить, что в любом случае нагнетатель ставится на трубе обратной подачи, если домашнее отопление подразумевает подъем жидкости на второй этаж — там устанавливается еще один экземпляр нагнетателя.

Закрытая система

Самая главная черта закрытой системы отопления — герметизация. Здесь:

теплоноситель никак не соприкасается с воздухом в помещении;
внутри герметичной системы трубопроводов давление выше атмосферного;
расширительный бак построен по схеме гидрокомпенсатора, с мембраной и областью воздуха, создающего обратное давление и компенсирующая расширение теплоносителя при нагревании.

Достоинств у закрытой системы отопления множество. Это и возможность провести обессоливание теплоносителя для нулевого осадка и накипи на теплообменнике котла, и заливка антифриза для предотвращения замерзания, и возможность использовать для передачи тепла широкий ряд составов и веществ, начиная от водно-спиртового раствора, заканчивая машинным маслом.

Схема закрытой системы отопления с насосом однотрубного и двухтрубного типа выглядит следующим образом:

При установке гаек Маевского на радиаторах отопления улучшается настройка контура, не нужна отдельная система выпуска воздуха и предохранители перед циркуляционным насосом.

Открытая система отопления

Внешние характеристики открытой системы похожи на закрытую: те же трубопроводы, радиаторы отопления, расширительный бак. Но есть кардинальные отличия в механике работы.

Основная движущая сила теплоносителя — гравитационная. Нагретая вода поднимается вверх по разгонной трубе, для увеличения циркуляции ее рекомендуют делать как можно длиннее.
Трубы подачи и обратки располагают под наклоном.
Расширительный бак — открытого типа. В нем теплоноситель соприкасается с воздухом.
Давление внутри открытой системы отопления равно атмосферному.
Циркуляционный насос, установленный на обратке подачи, выполняет роль усилителя циркуляции. Его задача состоит также в компенсации недостатков системы трубопроводов: излишнего гидравлического сопротивления из-за избыточных стыков и поворотом, нарушение углов наклона и прочего.

Открытая система отопления требует обслуживания, в частности, постоянном доливе теплоносителя для компенсации испарения из открытого бака. Также в сети трубопроводов и радиаторов постоянно идут процессы коррозии, из-за чего вода насыщается абразивными частицами, и рекомендуется устанавливать циркуляционный насос с сухим ротором.

Схема открытой системы отопления выглядит следующим образом:

Открытую систему отопления при правильных углах наклона и достаточной высоте разгонной трубы можно эксплуатировать и при отключении электропитания (прекращении работы циркуляционного насоса). Для этого в структуре трубопроводов делают байпас. Схема отопления выглядит так:

При прекращении подачи электричества достаточно открыть кран на обводной петле байпаса, чтобы система продолжила работу на гравитационной схеме циркуляции. Данный блок также делает более простым начальный запуск отопления.

Система теплый пол

В системе теплого пола правильный расчет циркуляционного насоса и выбор надежной модели — гарантия стабильной работы системы. Без принудительного нагнетания воды такая структура просто не может работать. Принцип установки насоса следующий:

на входной патрубок подается горячая вода из котла, которая через блок смесителя перемешивается с обраткой теплого пола;
подающий коллектор для теплого пола присоединяется к выходному патрубку насоса.

Распределительно-регулирующий узел теплого пола выглядит следующим образом:

Система работает по следующему принципу.

На входе насоса устанавливается основной терморегулятор, управляющий смесительным узлом. Он может получать данные из внешнего источника, например, выносных датчиков в комнате.
В подающий коллектор приходит горячая вода установленной температуры и расходится по сети теплого пола.
Пришедшая обратка имеет более низкую температуру, чем подача из котла.
Терморегулятор с помощью узла смесителя меняет пропорции горячего потока котла и остывшей обратки.
Через насос подается вода установленной температуры на входной распределительный коллектор теплого пола.

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.

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.

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.

Воздушное отопление

Такие виды отопления различных помещений считаются одними из самых старых. Впервые подобную систему применяли еще до нашей эры. На сегодняшний день такая отопительная система получила широкое распространение – как в общественных помещениях, так и производственных.

Воздушное отопление частного дома

Популярностью для обогрева зданий также пользуется нагретый воздух. При рециркуляции такой воздух может подаваться в помещение, где происходит процесс смешивания с внутренним воздухом и, таким образом, воздух охлаждается до температуры помещения и снова нагревается.

В системах воздушного отопления нагревание воздуха происходит за счет калориферов. Первичный отопитель для таких компонентов является горячий пар или вода. Для того чтобы прогреть воздух в помещении, можно использовать и другие приборы для отопления или любые источники тепла.

Местное воздушное отопление

При вопросе, какое бывает отопление, местное отопление часто приравнивается только к производственным помещениям. Приборы местного отопления используются для таких помещений, которые используются лишь в определенные периоды, в помещениях вспомогательного характера, в помещениях, которые сообщаются с наружными воздушными потоками.

Главными приборами системы местного отопления являются вентилятор и нагревательный прибор. Для воздушного отопления могут применяться такие устройства и приборы, как: воздушно-отопительные устройства, тепловые вентиляторы или тепловые пушки. Такие приборы работают на принципе воздушной рециркуляции.

Тепловая пушка

Центральное воздушное отопление

Центральное воздушное отопление делается в помещениях любого плана, если здание располагает центральной системой вентиляции. Такие типы систем отопления можно организовать по трем различным схемам: с прямоточной рециркуляцией, с частичной или полной рециркуляцией. Полная рециркуляция воздуха может использоваться, в основном, в нерабочие часы для дежурных видов отопления, или для того чтобы обогреть помещение перед началом рабочего дня.

Центральное воздушное отопление

Однако отопление по такой схеме может иметь место, если оно не противоречит никаким правилам противопожарной безопасности или основным требованиям гигиены. Для такой отопительной схемы должна быть использована система приточной вентиляции, но воздух будет забираться не с улицы, а с тех помещений, которые отапливаются. В центральной воздушной отопительной системе применяются такие конструктивные виды приборов отопления, как: радиаторы, вентилятор, фильтры, воздуховоды и другие приборы.

Воздушные занавесы

Холодный воздух может поступать в большом количестве с улицы, если в доме слишком часто открываются входные двери. Если не предпринять ничего для того чтобы ограничить количество холодного воздуха, который проникает в помещение, или не обогревать его, то он может негативно сказаться на температурном режиме, который должен соответствовать норме. Чтобы предотвратить данную проблему, можно в открытом дверном проеме создать воздушный занавес.

Ограничить количество поступающего холодного воздуха снаружи здания имеет место благодаря конструктивным изменением входа в помещение.

Электрические воздушные завесы

Все большей популярностью в последнее время пользуются воздушно-тепловые занавесы компактного типа. Самыми эффективными занавесами считаются занавесы «щиберующего» вида. Такие занавесы создают струйную воздушную преграду, которая защитит открытый дверной проем от проникновения холодных воздушных потоков. Как показывает сравнение видов отопления, такой занавес позволяет сократить потери тепла почти в два раза.

Виды однотрубных схем

Для обогрева загородных домов как одноэтажных, так и многоэтажных возможно применение 2 схем:

Считающаяся классической «ленинградская» схема с нижним горизонтальным подсоединением радиаторов. Современный метод подключения − диагональный.
Отопительная сеть с вертикальными магистралями. Оба вида схем работают и с принудительной и с естественной циркуляцией.

Схемы могут изменяться в зависимости от требований эксплуатации. Второй вид используется в 2-х этажных и многоквартирных индивидуальных домах. Стояк проходит сквозь перекрытия вертикально, а к нему на каждом этаже присоединяются радиаторы. Подача теплоносителя возможна из верхней магистрали или из нижней.

Элементы закрытой отопительной системы

Рассмотрим, из каких элементов состоит любая отопительная коммуникация закрытого типа:

котёл, оснащённый группой безопасности. Группа безопасности может быть смонтирована непосредственно в котёл или же на выходе из устройства (в подающем трубопроводе).
трубы;
батареи или радиаторы;
конвекторы;
в некоторых случаях — трубопровод в полу (тёплый пол);
циркуляционный насос, который необходим для нормального передвижения нагретой рабочей среды. Монтируется такое устройство, как правило, в месте, где температура ниже всего (на обратном трубопроводе). Это необходимо для исключения возможности перегрева насоса;
расширительный бачок. Как уже было сказано выше, это устройство компенсирует температурное расширения воды или антифриза.

Закрытый тип отопления позволяет установить и систему «теплый пол», работа которой также зависит от циркуляционного насоса

Это основные элементы, которые входят в состав закрытой отопительной коммуникации. Существуют и фасонные детали, к которым можно отнести соединительные элементы — фитинги, отличающиеся разнообразием форм и вариантов монтажа.

Виды однотрубных систем

Существует несколько основных видов одноконтурных теплосистем:

Проточные – тепловой носитель протекает внутри всех батарей, пока не дойдет до конца линии и не вернется в котел.
С байпасами – между верхней и нижней трубой, которые подходят к отопителям, ставятся перемычки – байпасы. Создается обходной путь, по которому вода быстрее достигает последней батареи.
Горизонтальные – трубы с них проложены вдоль комнат.
Вертикальные – в здании монтируются вертикальные стояки, к которым друг над другом крепятся радиаторы.

Все эти одноконтурные схемы могут быть:

Гравитационными и принудительными – в первом случае теплоноситель циркулирует без насоса, под действием нагрева и силы тяжести. Во втором – используется насосное оборудование, которое перегоняет жидкость по трубам.
Открытыми и закрытыми – их отличает конструкция расширительного бака (гидробака). Так называется емкость, которая принимает образовавшиеся излишки теплоносителя при скачках давления и предохраняет теплосистему от поломок. В открытом типе для этой цели используются канистры или любые негерметичные бачки, а для закрытого нужен расширительный бак с мембраной внутри.

Автономное теплоснабжение жилого дома

В зданиях старого типа по проекту предусмотрена централизованная система. Индивидуальные схемы позволяют выбрать типы систем теплоснабжения в плане снижения расходов на энергоноситель. Здесь имеется возможность их мобильного отключения при отсутствии необходимости.

Проектирование автономных систем производится с учетом нормативов отопления. Без этого дом сдать в эксплуатацию невозможно. Следование нормам гарантирует комфорт для проживания жильцов дома.

Источником нагрева воды обычно служит газовый или электрический котел. Необходимо выбрать способ промывки системы. В централизованных системах применяется гидродинамический способ. Для автономной можно использовать химический. При этом необходимо учитывать безопасность влияния реагентов на радиаторы и трубы.