Открытая система отопления

1 Принцип действия

Основной физический принцип для отопления гравитационного типа — способность любого теплоносителя (воды или антифриза) уменьшать плотность за счёт увеличения температуры. Из-за этого и возникает разница в гидравлическом давлении. Холодная вода, имея более высокую плотность, опускается по трубе, вытесняя вверх горячую.

Систему отопления дома можно условно разделить на несколько ключевых элементов. Верх контура функционирует для движения горячей воды, а нижняя часть — холодной

Самой важной задачей при конструировании системы является создание максимально возможной разницы между давлением в верхнем столбе (горячем) и нижнем (холодном)

Также одним из ключевых элементов является коллектор разгона теплоносителя. Это стояк, направленный напрямую от котла вверх. Теплоноситель в трубе должен иметь самую высокую температуру, поэтому стояк максимально утепляют. С другой стороны, если протяжённость коллектора небольшая, то можно и не утеплять его, поскольку вода в нём не успеет остыть.

Нижняя точка водяного контура, по которой движется остывшая вода, должна совпадать с нижней точкой котла. Хотя и необязательно так делать всегда, но в большинстве случаев крайне желательно, так как верхняя часть системы не должна сочетаться с нижней.

Для части, где протекает остывший теплоноситель в системе с естественной циркуляцией воды, тоже есть свои правила обустройства:

• при увеличении расстояния между верхом и низом системы, где подключается непосредственно батарея, будет увеличиваться длина столба воды с самым низким градусом и самым высоким давлением;
• от количества потерь тепла на нижнем участке будет зависеть функционирование системы, поскольку оно возможно только при хорошей теплоотдаче.

Высота системы не должна превышать более десяти метров. Если расстояние между входом и выходом будет больше, то она не будет достаточно прогреваться. Возможна даже ситуация, когда нагреваться будет только котёл и нижняя часть коллекторной трубы.

Также имеется и противоположная сторона такой схемы отопления с естественной циркуляцией, когда высота будет недостаточной. Таким образом, давление в горячей части упадёт незначительно, и процесс не будет запущен.

Плюсы и минусы открытой системы

Важнейшим преимуществом открытой конструкции считается возможность работы без электрической энергии.

Монтаж бака в верхней части системы способствует устранению воздуха из конструкции. Если установить крышку, то это предохранит конструкцию от загрязнения.

Чтобы конструкция эффективно работала нужно создавать разницу давления. Отверстие при выходе из отопительного прибора должно быть большим, а на обратке сечение трубы делается узким.

Система отопления открытого типа имеет следующие достоинства:

• отличается простотой в обслуживании и эксплуатации;
• характеризуется бесшумностью;
• схема обладает равномерным прогревом здания;
• оборудование устанавливается в короткие сроки и быстро запускается;
• схема открытой системы функционирует независимо от электроснабжения.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

У конструкции есть некоторые недостатки:

• риск замерзания воды в баке;
• при попадании воздуха в систему появляются воздушные пробки;
• для предотвращения испарения требуется регулярный контроль уровня воды.

Повысить эффективность работы поможет установка насосного оборудования. Насос разделяет расширительный бачок системы отопления и котел. Насосный аппарат прокачивает конструкцию и производит запуск. При сильных холодах повышается производительность конструкции.

2 Составные элементы замкнутой схемы отопления

Отличие от гравитационной системы заключается в необходимости монтажа специфических узлов. Отдельные из них обязательно используются в закрытой системе, но иногда применяются и при естественной циркуляции. Источник тепловой энергии – котлы. Некоторые из моделей настенных газовых и пеллетных, твердотопливных сразу оснащаются необходимой группой безопасности. Если она отсутствует, приобретается отдельно, устанавливается на трубе с горячей водой.

Герметичный бачок поддерживает давление, компенсирует объем теплоносителя. Его эффективное перемещение обеспечивает циркуляционный насос, который рекомендуется устанавливать на обратной магистрали у самого котла. Такое расположение продиктовано тем, что вода в этом месте довольно прохладная, устройство меньше подвержено перегреву. Остальные элементы те же, что в гравитационной системе: трубопроводы, радиаторы или регистры.

Основные недостатки воды как теплоносителя[править]

Основные недостатки воды как теплоносителя:

1. больший расход электроэнергии на перекачку сетевой воды по сравнению с ее расходом на перекачку конденсата в паровых системах;
2. большая «чувствительность» к авариям, так как утечки теплоносителя из паровых сетей вследствие значительных удельных объемов пара во много (примерно 20—40) раз меньше, чем в водяных системах (при небольших повреждениях паровые сети могут продолжительно оставаться в работе, в то время как водяные системы требуют остановки);
3. большая плотность теплоносителя и жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы.

По условиям удовлетворения теплового режима абонентских установок, определяемого средней температурой теплоносителя в абонентских теплообменниках, вода и пар могут считаться равноценными теплоносителями. Только в особых случаях, когда пар используется непосредственно для технологического процесса (обдувка, пропарка и т.д.), он не может быть заменен водой.

При теплоснабжении от котельных пар применяется и при тепловых нагрузках низкого потенциала. Серьезное значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. При теплоснабжении от котельных рационально, как правило, выбирать высокие параметры теплоносителя, допустимые по условиям техники транспортировки теплоты по сети и использования ее в абонентских установках. Повышение параметров теплоносителя приводит к уменьшению диаметров тепловой сети и снижению расходов по перекачке (при воде). При теплофикации необходимо учитывать влияние параметров теплоносителя на экономику ТЭЦ. Выбор водяной системы теплоснабжения закрытого или открытого типа зависит главным образом от условий водоснабжения ТЭЦ, качества водопроводной воды (жесткости, коррозионной активности, окисляемости) и располагаемых источников низкопотенциальной теплоты для горячего водоснабжения.

Обязательным условием как для открытой, так и для закрытой систем теплоснабжения является обеспечение стабильного качества горячей воды у абонентов в соответствии с ГОСТ 2974—82* «Вода питьевая». В большинстве случаев качество исходной водопроводной воды предопределяет выбор системы теплоснабжения. Преимущественное применение каждой из рассматриваемых систем теплоснабжения определяется следующими показателями исходной водопроводной воды. При закрытой системе: индекс насыщения J > — 0,5; карбонатная жесткость Жк≤7 мг-экв/л; (Сl + 3О4) ≤ 200 мг/л; перманганатная окисляемость не регламентируется. При открытой системе: перманганатная окисляемость О < 4 мг/л; индекс насыщения, карбонатная жесткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентируются.

При повышенной окисляемости (О > 4 мг/л) в застойных зонах открытых систем теплоснабжения (радиаторы отопительных установок и др.) развиваются микробиологические процессы, следствие которых — сульфидное загрязнение воды. Так, вода, отбираемая из отопительных установок для горячего водоснабжения, имеет неприятный сероводородный запах.

По энергетическим показателям и по начальным затратам современные двухтрубные закрытые и открытые системы теплоснабжения являются в среднем равноценными. По начальным затратам открытые системы имеют некоторые экономические преимущества при наличии на ТЭЦ источников мягкой воды, не нуждающейся в водоподготовке и удовлетворяющей санитарным требованиям к питьевой воде. При использовании открытых систем вода для горячего водоснабжения отбирается из тепловой сети, что, с одной стороны, разгружает сеть холодного водопровода и создает в ряде случаев дополнительные экономические преимущества, а с другой — часто вынуждает подводить к ТЭЦ магистральные водоводы, что увеличивает капитальные затраты.

По эксплуатационным расходам открытые системы несколько уступают закрытым в связи с дополнительными затратами на водоподготовку. В эксплуатации открытые системы сложнее закрытых из-за нестабильности гидравлического режима тепловой сети, усложнения санитарного контроля плотности системы.

При дальней транспортировке теплоты в районах с относительно большой нагрузкой горячего водоснабжения при наличии вблизи ТЭЦ или котельной источников воды, удовлетворяющей санитарным требованиям, экономически оправдано применение открытой системы теплоснабжения с однотрубным (однонаправленным) транзитом и двухтрубной распределительной сетью.

Закрытая система отопления. Как правильно заполнить водой

Сейчас очень много владельцев квартир и частных домов выбирают именно закрытые системы отопления. Закрытая система представляет собой схему, внутри которой движение теплоносителя осуществляется при помощи движения теплоносителя — насоса, то есть принудительно. Особенность — расширительный бак мембранного типа. Основные элементы. котел, бак — мембрана, радиаторы, насос, трубы, также фитинги, крепежи и фильтровальное оборудование. Но очень часто покупатели такого «закрытого отопления» вскоре задаются вопросом, как можно наполнить ее и чем же закрыть отопительные трубы Ниже мы расскажем Вам как правильно заполнить закрытую систему отопления водой.

Заполнение отопительной системы происходит через питание котла. Это осуществляется при помощи электрического насоса, а также ручного опрессовщика. Система заполняется подготовленной сетевой водой или же антифризом, выполненным по специальной методике — он является незамерзающим теплоносителем. В это время происходит спускание воздуха во всей внутренней части системы ( краны, радиаторы, воздушники и так далее). Когда нужное давление будет достигнуто можно уже запускать систему в рабочее состояние. Иногда присутствуют сложности с созданием идеального давления. Закрытие же труб отопление во многом будет зависеть от индивидуальных пожеланий, дизайнерского решения помещения и расположения самих труб в квартире, их количества и размеров.

Часто возникают трудности при заполнении водой. Если система закрытая, то в обязательном порядке должен быть закрытым и расширительный мембранный бак ( до 6 бар давление внутри бака), предохранительный клапан до 3 бар. Должны быть установлены и специальные краны для спуска воздуха в местах скопления, а также кран для подпитки и заполнения труб и отопительного оборудования. Последовательность действий при заполнении закрытой системы такова:

Открутить винт, находящийся на насосе. Отверткой открутить вал насосной системы. Винт плотно закрутить.Открыть винт подпитки. Заполнить систему так, чтобы давление при этом приравнивалось примерно до 0, 5 бар. ( можно начать и от 0, 3 бар). Обязательно проверить нет ли при прохождении такой процедуры протечек!Поднять рабочее давление в системе до 2 бар. Проследить, чтоб нигде не протекало.Спустить воздух абсолютно во всех внутренних местах системы.Следующий шаг — сделать давление в системе около полтора бар. Это и будет самое оптимальное давление для закрытой отопительной системы. Если в системе будет проходить охлаждение или же нагревание, то колебания не должны быть значительными ( от 0,1 бар до 0,5 бар). Следите за диапазоном колебаний! Резкие перепады грозят поломкой всего оборудования, труб и фиттингов!

Уровня воды в таких закрытых системах нет. Наличие или отсутствие воды контролируется с помощью давления. При нормальном ее количестве оно должно составлять от одного до двух бар.

Закрытая отопительная система проста в эксплуатации, менее подвержена коррозии и разрушениям, ее легко пополнить, а при необходимости и спустить. Если у Вас возникают какие — либо вопросы, либо обнаружили неисправности в работе системы отопления ( перемерзание, протекание и другое), то незамедлительно обращайтесь в службу поддержки!

Отопительные котлы являются одними из основных типов отопительного оборудования и представляют собой устройства для нагрева до определенной температуры поступающих в отопительную систему теплоносителей. Теплоноситель проходит по замкнутому кругу отопительной системы.

Прежде, чем начать искать подрядчиков для благоустройства собственного балкона, ответьте себе на один вопрос: что я хочу получить в результате остекления Возможно, вы просто хотите использовать это помещение для сушки.

Такие привычные для большинства населения чугунные батареи, установленные много лет назад, уже не могут полноценно справляться с возложенными на них функциями по обогреву помещений и имеют довольно непривлекательный внешний вид.

Твердотопливные котлы отопления — это приборы, производящие отопление помещения благодаря твердым видам топлива (например, дерево, кокс, брикеты или уголь). Обычно подобные котлы являются универсальными, так как могут работать на любом.

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.

Преимущества:

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.

Преимущества:

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.

Системы с искусственным побуждением движения теплоносителя

Схемы открытой системы отопления с насосом в любом случае подразумевают использование соответствующего прибора. Это позволяет увеличить скорость перемещения жидкости и сократить время на обогрев дома. Поток теплоносителя в этом случае движется со скоростью около 0,7 м/с, поэтому теплоотдача становится более эффективной и все участки системы теплоснабжения прогреваются одинаково.

В процессе монтажа системы отопления открытого типа с насосом следует учитывать несколько особенностей:

• Наличие встроенного циркуляционного насоса требует подключения к системе электропитания. Для бесперебойной работы при аварийном отключении электричества насос рекомендуется устанавливать на байпас.
• Насосное оборудование должно стоять на обратной трубе перед входом в котел, на расстоянии до 1,5 метров от него.
• Насос врезается в трубопровод с учетом направления движения теплоносителя.

Выбираем схему разводки для систем с естественной циркуляцией

Существует огромное множество схем, согласно которым можно реализовать естественную регуляцию. Но все они делятся на 2 категории:

• Однотрубная
• Двухтрубная

Двухтрубная схема

Несмотря на более сложный монтажный процесс, распространение получила именно двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Жидкость транспортируется по двум трубам: одна прокладывается вверху и по ней течет разогретая вода, вторая внизу и течет остывшая вода.

Чтоб самостоятельно соорудить простой двухтрубный контур, можно придерживаться следующей инструкции:

• Вначале выбирается место, в котором будет размещаться накопительный агрегат
• Над котлом устанавливается расширительный бачок, вместе они соединяются вертикальной трубой, которую оборачивают в теплоизоляционный материал
• На уровне 1/3 расширительного бочка происходит врезание верхней трубы для транспортировки разогретого теплоносителя

• Замеряв расстояние от пола до самой верхней точки, необходимо на высоте примерно 2/3 сделать врезание к разводке
• Ближе к верху расширительного бачка врезается вторая труба – переливная, посредством которой в канализацию будет происходить удаление излишков
• Затем необходимо пустить трубы к радиаторам
• Батареи соединяются с нижним водопроводом, прокладка которого должна вестись параллельно верхнему

Необходимо постараться максимально точно расположить трубы в системе отопления с естественной циркуляцией и обеспечить оптимальную разницу высот между радиаторами и котлом. Последний следует располагать ниже батарей, поэтому предпочтение отдается напольным устройствам, которые размещают в специальном углублении или подвале.

Чердачное помещение придется утеплить. Если в нем будет слишком холодно, возможно замерзания жидкости в трубах.

Рассмотрим еще несколько правил, которых следует придерживаться:

1. Верхнюю трубу рекомендуется пускать с незначительным уклоном – 6-7 градусов
2. По возможности, котел устанавливают значительно ниже отопительных приборов
3. Нужно выбирать трубы из металлопласта или на основе полимеров с внутренним диаметром 32 мм

Балансировать двухтрубное отопление, если трубы подобраны правильно, не требуется. Тем не менее установить на подводках к каждой батарее дроссели следует в обязательном порядке. Также стоит отметить высокие первоначальные затраты на прокладку сразу двух контуров и продолжительность затраченного времени на проведение работ.

Однотрубная схема

Чтобы сократить монтажные затраты, выбирают вариант с прокладкой всего одной трубы. В этом случае получается циклический замкнутый контур, соответствующий следующим условиям:

1. Радиаторы должны врезаться параллельно основному кольцу, а не разрывать его в определенных точках
2. Необходимо снабдить воздушником каждую из батарей. Такое решение предоставит возможность стравливать воздух на одном конкретном участке
3. Для выравнивания температуры рекомендуется устанавливать термоголовки и дроссели

Популярностью пользуется закрытая однотрубная система отопления с естественной циркуляцией. В конкретном случае можно будет пренебречь расширительным бачком, полностью изолировав теплоноситель.

Что влияет на скорость циркуляции ?

Если в принудительной системе скорость циркуляции теплоносителя по трубам зависит от производительности насоса, здесь дела обстоят иначе. Чтобы ее увеличить, необходимо придерживаться ряду правил:

• Следует оптимально подбирать запорную арматуру и следить за переходами диаметров труб
• Многообразные повороты могут становиться непреодолимым препятствием, поэтому их количество сводят к минимуму, стараясь сделать все участки прямолинейными

1. Наиболее подходящий внутренний диаметр труб – 32-40 мм
2. Внутренняя поверхность труб должна быть идеально ровной и не скапливать на себе отложения, стальные изделия рассматривать не стоит

Видео рабочей системы

https://youtube.com/watch?v=Ej-3IVxqKbY

В заключении

Обустройство отопительных систем с естественной циркуляцией требует определенной подготовки, умений и знаний. Но чтоб оставаться уверенным в ее работоспособности, стоит осуществить врезание насоса, включение которого будет происходить в случае необходимости.

Схемы разводки

Конкретных примеров и схем того, как может быть реализовано отопление с естественной циркуляцией своими руками, ОЧЕНЬ много. Мы приведем по одному примеру простейших решений для двухтрубной и однотрубной разводки.

Двухтрубная

Разводка двухтрубного отопления с естественной циркуляцией.

Обозначения на схеме:

1. Отопительный котел.
2. Расширительный бак, который служит для компенсации изменения объема теплоносителя при колебаниях температуры и собирает вытесненный воздух.
3. Отопительные приборы — конвектора или радиаторы.

Т1 — нагретая котлом вода, Т2 — остывшая. Красными и синими стрелками показано направление движения теплоносителя.

Здесь при разводке актуальны те же основные принципы, которые были перечислены выше:

• Котел устанавливается по возможности ниже радиаторов.
• По току воды делается уклон в 5-7 градусов.
• Розливы там, где от них запитаны несколько радиаторов, выполняются трубой не ниже ДУ32 мм. Желательно — полимерной или металлопластиковой. Подводки к радиаторам традиционно выполняются трубой ДУ20.

Двухтрубное отопление частного дома с естественной циркуляцией при правильно подобранных диаметрах труб не требует балансировки, однако дроссели на подводках к радиаторам не помешают.

Наличие двух контуров по всему периметру дома будет довольно накладным: цена полипропиленовых армированных труб не так уж мала, да и сам монтаж займет значительное время. Поэтому для большинства одноэтажных домов применяется однотрубная разводка.

Однотрубная

Простейшая однотрубная схема барачного типа — Ленинградка.

Уклон и диаметр труб здесь такие же. Есть несколько нюансов, важных именно для этой схемы.

• Радиаторы не разрывают основное кольцо, а врезаются параллельно ему. Не переживайте, что в отопительных приборах не будет циркуляции — опыт доказывает обратное.
• Помимо расширительного бачка, воздушником снабжается каждый радиатор. Собственно, если не стравливать воздух полностью из одного отопительного прибора — без расширительного бачка и вовсе прекрасно можно обойтись. Если, конечно, система отопления закрытого типа (изолированная от атмосферного воздуха).
• Дроссели или термоголовки помогут выровнять температуру ближних к котлу и дальних радиаторов.

Вариант однотрубной схемы для двухэтажного дома с котлом в подвале.

Важные моменты при проведении монтажа системы отопления закрытого типа

Соорудить сеть отопления закрытого типа вполне возможно самостоятельно без помощи специалистов

Однако при монтаже немаловажно учитываются такие факторы:

1. Врезать насос следует в контур обратки. Он при отсутствии возможности установить в контур обратки, может быть размещён и на подаче, однако это приведёт к сокращению срока его эксплуатации. Это связано с тем, что электрическое устройство хотя и рассчитано на работу при высоких температурах, но желательно, чтобы они были не выше 70-80 градусов. Кроме того, насос имеет резиновые уплотнители, которые под действием высоких температур теряют свои первоначальные свойства.
2. Разрешается применять трубы малого диаметра. Это позволяет получить такие преимущества: сокращение расходов на покупке трубопровода, ускорение циркуляции теплоносителя, а также малый объем воды в сети отопления. Чем меньше воды в контуре, тем быстрее она нагревается.
3. Желательно устанавливать котёл современного типа, так как это позволит контролировать процесс обогрева автоматически.

Расширительные баки закрытого типа имеют разные размеры и формы, поэтому при выборе важно учитывать место его установки, а также объем воды в контуре. В завершении стоит подчеркнуть, что система закрытого типа пользуется популярностью

Главным преимуществом является увеличение срока службы, а также отсутствие необходимости монтировать бак на чердаке дома. При конструировании закрытой сети отопления соблюдаются вышеуказанные рекомендации, что позволяет соорудить надёжный обогревательный контур

В завершении стоит подчеркнуть, что система закрытого типа пользуется популярностью. Главным преимуществом является увеличение срока службы, а также отсутствие необходимости монтировать бак на чердаке дома. При конструировании закрытой сети отопления соблюдаются вышеуказанные рекомендации, что позволяет соорудить надёжный обогревательный контур.

Несмотря на повышенную надежность систем с естественной циркуляцией, в регионах с более-менее стабильным электропитанием они стремительно сдают позиции отоплению с принудительной циркуляцией. Все дело в том, что установка насоса одним махом решает важные проблемы:

• Нет необходимости использовать трубы большого сечения: насос успешно «продавит» теплоноситель.
• В небольших по диаметру трубах содержится небольшое количество теплоносителя. Чем меньше его, тем быстрее его можно нагреть, что снижает инерционность системы. Это значит, что поддерживать температуру можно более точно и тратить при этом меньше энергии, а значит, и отопление будет дешевле.
• Изменяя мощность работы насоса можно изменять количество отдаваемого тепла, что позволяет автоматизировать отопление. Современные водогрейные котлы, которые ставят в системы с принудительной циркуляцией, имеют встроенные насосы. Их работой управляет ими автоматика и вмешательство человека минимальное (например, настенные газовые котлы).
• Можно смонтировать систему с нижней раздачей, и не нужны уклоны. Главное, чтобы трубопровод был без участков с обратным уклоном (нижняя подача проще монтируется и ее проще спрятать в стены/пол – подводки к радиаторам значительно меньше).

Система автономного отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией (насос встроенный в котле)

Достаточно длинный список преимуществ. Недостатков существенных всего два:

• нет электричества – нет отопления;
• во время работы насос потребляет электроэнергию и его слышно.

Если говорить о зависимости системы от наличия электроэнергии, то снизить ее можно. Нужно установить источник бесперебойного питания с несколькими параллельно подключенными к нему аккумуляторами. Такая схема дает несколько часов работы системы (зависит от энергопотребления котла и насоса, а также от параметров ИБП и аккумуляторов). Большее время обеспечит дизель.

Что касается шума, который издает насос при работе. В большинстве колов ставят практически бесшумные агрегаты. Например, в газовых котлах горелка издает намного больше шума, чем насос. А электроэнергии он потребляет меньше настольной лампочки: 60-120Вт/час – в зависимости от мощности агрегата.