Открытая система отопления: схемы и варианты открытого типа

Открытая система отопления: схемы и варианты открытого типа

Благодаря простоте установки, невысокой стоимости и достаточной эффективности открытая система отопления продолжает пользоваться спросом. Разобравшись с принципом работы, комплектацией и правилами монтажа, получится организовать теплоснабжение дома самостоятельно.

Главное – составить работоспособную схему отопления, а также четко следовать технологическим требованиям и нормам при выборе и соединении элементов системы.

• Комплектация и принцип работы системы
• Требования к обустройству и эксплуатации
• Типы схем открытого теплоснабжения
  • Естественная циркуляция в отоплении
  • Принудительная система с насосом
  • Специфика однотрубной и двухтрубной схем
  • Верхняя и нижняя подача теплоносителя
  • Вертикальные и горизонтальные стояки
  • Расчет системы теплоснабжения
  • Подбор основных комплектующих
  • Этапы монтажа открытой системы
  • Выбор циркуляционного насоса
  • Установка насоса в магистраль

  Комплектация и принцип работы системы

  В водяной системе отопления посредником при передаче тепловой энергии от котельной установки к радиаторам выступает жидкость. Циркуляция теплоносителя может выполняться на большие расстояния, обеспечивая нагрев домов и помещений разной площади. Это объясняет повсеместное внедрение водяного теплоснабжения.

  Работоспособность системы отопления открытого типа возможна без использования насоса. Циркуляция теплоносителя основывается на принципах термодинамики. Движение воды по трубам происходит за счет разности в плотности горячей и холодной жидкости, а также благодаря уклону проложенных труб.

  

  

  

  

  

  

  

  

  Незаменимый элемент системы – открытый расширительный бак, в который поступают излишки разогретого теплоносителя. Благодаря резервуару происходит автоматическая стабилизация давления жидкости. Емкость устанавливается над всеми компонентами системы.

  Весь процесс функционирования «открытого теплоснабжения» условно делится на два этапа:

  1. Подача. Разогретый теплоноситель движется от котла к радиаторам.
  2. Обратка. Излишек теплой воды поступает в расширительный резервуар, остывает и возвращается в котел.

  В однотрубных системах функцию подачи и обратки выполняет одна магистраль, в двухтрубных схемах подающая и обратная трубы независимы друг от друга.

  

  Однотрубная схема считается самой простой и доступной для самостоятельного монтажа. Конструкция системы элементарна.

  Базовая комплектация однотрубного теплоснабжения включает:

  • отопительный котел;
  • радиаторы;
  • расширительный бак;
  • трубы.

  Некоторые отказываются от установки радиаторов и размещают по периметру дома трубу диаметром 8-10 см. Однако специалисты отмечают, что эффективность системы и удобство эксплуатации при таком решении снижается.

  

  Двухтрубный отопительный вариант сложнее в устройстве и дороже в исполнении. Однако расходы и сложность сооружения полностью компенсируются устранением стандартных недостатков однотрубных систем. Теплоноситель с равной температурой поставляется практически одновременно во все приборы, остывшая вода собирается обратной магистралью, а не перетекает в следующую батарею.

  

  Требования к обустройству и эксплуатации

  При устройстве теплоснабжения дома важно учитывать ряд особенностей открытой отопительной системы:

  1. Для обеспечения нормальной циркуляции монтаж котла выполняется в самом низком месте магистрали, а расширительного бачка – в наивысшей точке.
  2. Оптимальное место для размещения расширительного бачка – чердачное помещение. В холодное период года емкость и подающий стояк в пределах неотапливаемого чердака надо утеплять.
  3. Прокладка магистрали выполняется с минимальным числом поворотов, соединительных и фасонных деталей.
  4. В гравитационной отопительной системе вода циркулирует медленно (0,1-0,3 м/с), поэтому и нагрев должен происходить постепенно. Нельзя допускать кипения – это ускоряет износ радиаторов и труб.
  5. Если зимой отопительная система не используется, то жидкость необходимо слить – эта мера сохранит целыми трубы, радиаторы и котел.
  6. Уровень теплоносителя в расширительном баке необходимо контролировать и периодически восполнять. В противном случае в магистрали возникнуть воздушные пробки, снижающие эффективность работы радиаторов.
  7. Вода – оптимальный теплоноситель. Антифриз токсичен, его не рекомендуется использовать в системах, имеющих свободный контакт с атмосферой. Его использование целесообразно, если нет возможности сливать теплоноситель в неотапливаемый период.

  Особое внимание уделяется расчету сечения и уклону трубопровода. Нормы проектирования регламентированы СНиП за номером 2.04.01-85.

  В контурах с гравитационным движением теплоносителя размер сечения трубы больше, чем в насосных схемах, но общая протяженность трубопровода меньше почти в два раза. Уклон горизонтальных участков системы, равный 2 — 3 мм на погонный метр, устраивают только при монтаже теплоснабжения с естественным движением теплоносителя.

  

  Типы схем открытого теплоснабжения

  В открытой схеме системы отопления движение теплоносителя осуществляется двумя различными способами. Первый вариант – естественная или гравитационная циркуляция, второй – принудительное или искусственное побуждение от насоса. Выбор схемы зависит от этажности и площади постройки, а также от предполагаемого теплового режима.

  Естественная циркуляция в отоплении

  В гравитационной системе отсутствует какой-либо механизм для обеспечения движения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счет расширения горячей воды. Для работоспособности схемы предусматривается разгонный стояк, высота которого – не менее 3,5 м.

  

  Система теплоснабжения естественного циркуляционного типа оптимально подходит для построек площадью до 60 кв. м. Максимальной протяженностью контура, способного обеспечить теплом, считается магистраль 30 м. Немаловажный фактор – высота строения и этажность дома, позволяющая монтировать разгонный стояк. Схема естественной циркуляции не подойдет для низкотемпературного режима применения. Недостаточное расширение теплоносителя не создаст должного давления в системе.

  Возможности самотечной схемы:

  1. Подключение к теплым полам. На водяной контур, ведущий к полу, монтируется циркуляционный насос. Остальная система функционирует в обычном режиме. При отключении электричества дом продолжит отапливаться.
  2. Работа с бойлером. Нагревательный прибор монтируется вверху системы – немного ниже расширительного бака.

  Для обеспечения бесперебойной работы на бойлер можно установить насос. Тогда схема теплоснабжения и производства ГВС автоматически переходит в разряд принудительных вариантов. Дополнительно монтируется обратный клапан, предотвращающий рециркуляцию теплоносителя.

  Принудительная система с насосом

  С целью повышения скорости теплоносителя и сокращения времени на обогрев помещения, встраивается насос. Движение потока воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплоотдачи возрастает, и ветви магистрали прогреваются равномерно.

  

  Важные моменты организации принудительной системы:

  1. Схема со встроенным насосом энергозависима. Чтобы обогрев помещения не прекращался при отключении электричества, насосное оборудование размещается на байпасе.
  2. Насос устанавливается перед входом в котел на обратной трубе. Расстояние до котла – 1,5 м.
  3. При установке насоса учитывается направление движения воды.

  На обратке монтируются два отсекающих крана и обводное колено с циркуляционным насосом. При наличии тока в сети краны закрываются – движение теплоносителя осуществляется через насос. Если напряжение отсутствует, то вентили надо открыть – система перестроится на естественную циркуляцию.

  

  Варианты разводки трубопровода в системе

  От схемы расположения отопительных приборов и соединяющих труб зависит эффективность, экономичность и эстетичность системы теплоснабжения. Выбор разводки определяется исходя из конструктивных особенностей и площади дома.

  Специфика однотрубной и двухтрубной схем

  Нагретая вода поступает к радиаторам и обратно в котел разными способами. В одноконтурной системе теплоноситель подается через одну магистраль большого диаметра. Трубопровод проходит через все радиаторы.

  Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией:

  • минимальный расход материалов;
  • простота монтажа;
  • ограниченное количество труб внутри жилого помещения.

  Основной недостаток схемы с одной трубой, выполняющей обязанности подачи и обратки, заключается в неравномерном прогреве радиаторов отопления. Интенсивность нагрева и теплоотдача батарей падает по мере их отдаленности от котла.

  

  Двухтрубная схема отопления уверенно отвоевывает позиции. Радиаторы соединяют обратный и подающий трубопровод. Между батареями и источником тепла образуются локальные кольца.

  Основные плюсы системы:

  • все отопительные приборы равномерно разогреваются;
  • возможность регулировки нагрева каждого радиатора отдельно;
  • надежность эксплуатации схемы.

  Двухконтурная система требует больших вложений и трудозатрат. Выполнить монтаж двух веток коммуникаций по строительным конструкциям будет сложнее.

  

  Верхняя и нижняя подача теплоносителя

  Зависимо от места размещения магистрали, подающей горячий теплоноситель, различают верхнюю и нижнюю подводку.

  

  При верхней разводке теплая вода поднимается по главному стояку и через разводящие трубопроводы передается в радиаторы. Устройство такой системы отопления целесообразно в одно- и двухэтажных коттеджах и частных домах.

  Достаточно практична система теплоснабжения с нижней разводкой. Подающая труба размещается внизу, рядом с обраткой. Движение теплоносителя в направлении снизу вверх. Вода, пройдя через радиаторы, по обратному трубопроводу направляется в нагревательный котел. Батареи оборудуются кранами Маевского для удаления воздуха из магистрали.

  

  Вертикальные и горизонтальные стояки

  По типу положения магистральных стояков различают вертикальные и горизонтальные способы разводки трубопровода. В первом варианте радиаторы всех этажей подключаются к вертикально расположенным стоякам.

  

  Особенности «вертикальных» систем:

  • отсутствие воздушных пробок;
  • подходит для теплоснабжения высотных построек;
  • поэтажное подключение к стояку;
  • сложности установки квартирных теплосчетчиков в многоэтажных домах.

  Горизонтальная разводка предусматривает подключение радиаторов одного этажа к единому стояку. Преимущество схемы – для устройства используется меньше труб, стоимость установки ниже.

  

  Обустройство гравитационной магистрали отопления

  Разработку проекта самотечной системы лучше доверить специалистам-теплотехникам. В документе указывается вид отопления, способ подключения радиаторов и циркуляции теплоносителя, рекомендуемые параметры оборудования, количество радиаторов и метраж трубопровода.

  Расчет системы теплоснабжения

  Необходимо определить гидравлические характеристики системы, которые в дальнейшем помогут правильно выбрать оптимальный диаметр трубопровода.

  

  Для расчета значения циркуляционного напора (Рц) необходимо иметь следующие данные:

  1. Дистанцию от центра котла отопления до центра радиатора (h). Чем больше расстояние между этими приборами, тем стабильней циркуляция.
  2. Давление остывшей (Ро) и нагретой (Pr) воды.

  Циркуляционное давление зависит только от разницы температуры теплоносителя. Точные показатели можно узнать из табличных данных.

  

  На ширину сечения трубопровода оказывает влияние тип материала. Диаметр стальной трубы должен составлять не меньше 50 мм. После разветвления, сечение магистрали сужается на один размер. Обратка, наоборот, компонуется с последующим расширением.

  Особое внимание уделяется объему расширительного бака. Величина резервуара не должна быть меньше 5% общего объема теплоносителя в системе. Несоблюдение требования приведет к сливу воды из системы или порыву труб.

  Подбор основных комплектующих

  Для открытой системы лучше подобрать котел, работающий на твердом топливе или мазуте. Установка электрокотлов и газового оборудования запрещена. В магистрали иногда образуются воздушные пробки – это может привести к аварийной ситуации.

  Мощность нагревателя определяется исходя из расчета – 1 кВт энергии тепла на 10 кв.м дома. В зависимости от качества утепления помещения к полученному значению добавляется 10-30%.

  

  Расширительный бак для отопительной системы гравитационного типа должен быть из стали. Полимерные материалы применять крайне нежелательно. Для отопления небольшого одноэтажного дома подойдет резервуар на 8-15 литров.

  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.

  

  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.

  

  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.

  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.

  

  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.

  

  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.

  Выбор точки врезки насоса

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

  

  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.

  Источник https://je7.ru/otkrytaya-sistema-otopleniya-shemy-i-varianty-otkrytogo-tipa/

  Источник https://laminatepol.ru/32465-osobennosti-sistem-otopleniya-otkrytogo-tipa-preimushhestva-i-princzip-raboty.html

  Источник

  Источник