Система отопления открытого типа: открытая система отопления с циркуляционным насосом и расширительным баком, схема

Contents

Из чего состоит система и как она работает

Чтобы тепло поступало от котельной к приборам отопления, в водяной системе используется посредник – жидкость. Теплоноситель такого типа перемещается по трубопроводу и нагревает помещения в доме, причем все они могут иметь разную площадь. Этот фактор делает популярной подобную систему отопления.

Движение теплоносителя может осуществляться естественным путем, в основе циркуляции лежат принципы термодинамики. Благодаря разной плотности холодной и нагретой воды и уклону трубопровода вода движется по системе.

Одним из важных элементов системы отопления является открытый расширительный бачок, сюда поступает лишняя нагретая жидкость. Именно этот элемент стабилизирует давление теплоносителя. Главное условие – бак следует располагать в самой верхней точке отопительной системы.

Открытое теплоснабжение функционирует по следующей схеме:

  • В котле нагревается вода и подается к приборам отопления в каждое помещение дома.
  • На обратном пути лишняя жидкость уходит в расширительный бак открытого типа, ее температура понижается, и вода обратно возвращается в котел.

открытая система отопления с насосом

Системы отопления однотрубного типа подразумевает использование одной магистрали для подачи и обратки. Двухтрубные системы имеют независимую подающую и обратную трубу. При решении самостоятельно монтировать зависимую систему отопления лучше выбрать однотрубную схему, она более проста, доступна и имеет элементарную конструкцию.

Однотрубное теплоснабжение состоит из следующих элементов:

  • Котел отопления.
  • Батареи или радиаторы.
  • Расширительный бачок.
  • Трубы.

Упрощенная схема подразумевает использование вместо радиаторов трубы сечением 80-100 мм, но следует учитывать, что такая система менее эффективна в эксплуатации.

Двухтрубная открытая система отопления с насосом более затратная в материальном плане и характеризуется сложным монтажом. Однако в этом случае практически устраняются все недостатки однотрубной системы, что позволяет компенсировать расходы и сложность устройства. Все приборы отопления получают теплоноситель с одинаковой температурой, при этом остывшая жидкость направляется в обратку.

Особенности обустройства и эксплуатации

Если выбор сделан в пользу отопления с насосом и расширительным баком, то при обустройстве теплоснабжения в доме следует принять во внимание некоторые ее особенности:

  • Чтобы теплоноситель нормально циркулировал, котел следует расположить в самой низкой точке системы, а расширительный бак – в самой верхней точке.
  • Лучше всего поместить расширительный резервуар на чердаке дома. Если это помещение не отапливается, то емкость и стояк требуют хорошей теплоизоляции в холодное время года.
  • Система должна иметь минимальное количество поворотов, соединений и фасонных элементов.
  • Из-за медленной циркуляции теплоносителя в системе нельзя допускать сильного нагревания. Кипение воды значительно снижает срок эксплуатации приборов отопления и труб.

отопление с насосом и расширительным баком

  • Если в зимнее время не планируется эксплуатация отопительной системы, то жидкость в обязательном порядке сливают. Это поможет избежать разрушения труб, батарей и котла.
  • Очень важно постоянно следить за уровнем воды в расширительном бачке, и при необходимости добавлять жидкость. Не соблюдение этого правила приведет к образованию воздушных пробок, следовательно, приборы отопления будут работать менее эффективно.
  • Оптимальный вариант теплоносителя – вода, так как антифриз характеризуется высокой токсичностью, что делает невозможным его использование в открытых отопительных системах. Такой вариант допускается применять при отсутствии возможности сливать теплоноситель зимой.

При сборке отопительной системы, включая схему отопления гаража с циркуляционным насосом, важно правильно рассчитать сечение труб и степень их уклона. Эти значения регламентируются СНиП 2.04.01-85. В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, трубы имеют большее сечение, чем в отоплении с принудительной циркуляцией. При этом в первом случае длина труб намного меньше. Что касается уклона, то его рекомендуется делать в системах с естественной циркуляцией жидкости, при этом регламентирующие документы устанавливают уклон 2-3 мм на один метр контура.

Схемы открытых систем отопления

В отопительных системах открытого типа теплоноситель может циркулировать двумя способами. В первом случае движение осуществляется естественным путем, его второе название гравитационная циркуляция. В отоплении открытого типа с насосом дополнительное оборудование заставляет перемещаться жидкость, такой вариант называют принудительным или искусственным перемещением. Выбирать тот или иной способ нужно в зависимости от площади помещения, количества этажей и используемого теплового режима.

Плюсы и минусы

Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:

  • производить заполнение открытой системы теплоснабжения и спуск воздуха проще, нежели в закрытой. Не нужно следить за максимальным давлением, а при наполнении воздух очень быстро покидает трубопроводы через открытый расширительный бак. Остается только развоздушить радиаторы;
  • проще осуществлять подпитку: опять же, контроль за давлением не требуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
  • работа системы не зависит от наличия протечек: здесь рабочее давление весьма незначительно, поэтому пока в тепловой сети есть вода, она будет функционировать исправно.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:

  • надо следить за уровнем воды в резервуаре и вовремя его пополнять;
  • нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вредные вещества.

Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.

Отличие от закрытой

В своем принципе работы открытая конструкция очень схожа с закрытой, однако закрытая система основана на принудительной циркуляции, из-за чего радиаторы и трубы нагреваются быстрее.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Плюсы и неожиданные минусы альтернативы

В сравнении с открытой системой, механизм закрытого типа, оснащенный циркулярным насосом, имеет следующие преимущества:

  • ниже затраты на трубы и минимизирован риск замерзания из-за монтажа в помещении;
  • бак герметичен и теплоноситель не испаряется, потому можно использовать как воду, так и антифриз;
  • антифриз в качестве теплоносителя дает возможность разморозить систему, вернуть ее в работу, чего не произойдет в случае с водой.

Кроме того, механизм с циркулярным насосом позволяет подключать «теплые полы» и регулировать температуру в помещении. Однако закрытая система проигрывает открытому механизму в своей зависимости от электроснабжения. Поэтому последние по-прежнему популярны.

Требования к монтажу и эксплуатации

Обустраивая теплоснабжение дома, требуется принять во внимание, что открытая отопительная система имеет ряд особенностей:

  • Котел (твердотопливный, газовый, жидкотопливный) должен располагаться в нижней точке магистрали, а расширительный бак – в самой верхней.
  • Удобнее всего разместить расширительный резервуар на утепленном чердаке, если крыша холодная – теплоизолируют саму емкость и магистрали.
  • Чем меньше поворотов и соединительных элементов в магистрали – тем эффективнее движется теплоноситель при естественной циркуляции.
  • Скорость движения теплоносителя в гравитационной системе не превышает 0,3 м/с, поэтому важно следить за температурой жидкости в котле, не допускать ее перегрева и кипения – это повредит трубам магистрали и приборам отопления.
  • Перед наступлением холодов воду из неиспользуемой отопительной системы сливают, чтобы трубы и рубашка котла не лопнули при перемерзании жидкости.
  • В расширительный бак регулярно требуется добавлять воду, так как она со временем испаряется, а недостаток теплоносителя приведет к формированию воздушных пробок и остановке системы. Можно организовать узел подпитки или заливать вручную из ведра – это проще в небольшом индивидуальном доме.
  • Открытая система отопления диктует использования воды в качестве теплоносителя. Это связано с тем, что антифриз относится к токсичным веществам, и его испарения из открытого бака вредны для человека. Кроме того, его придется регулярно подливать, увеличивая затраты на отопление. Если отоплением предполагается пользоваться нерегулярно, но хочется избежать хлопот с постоянным сливом жидкости из контура, допускается залить антифриз, но в этом случае расширительный бак снабжают крышкой с небольшим отверстием, чтобы снизить скорость испарения незамерзайки.
  • Ключевой этап обустройства отопления гравитационного типа – проектирование, поскольку важно правильно выполнить расчет сечения труб и уклон трубопровода. Соответствующие нормы указаны в СНиП 2.04.01-85. Протяженность контура должна составлять не более 30 метров, на горизонтальных участках магистрали трубы монтируют с уклоном не менее 2-3 мм на метр длины.

расположение котла
Котел должен быть расположен ниже самого низкого радиатора

Котел — какой выбрать

  • Тип здания.
  • Вид топлива.
  • Суммарная стоимость отопительной системы.

Для отопления дачных строений используют электрическое или печное отопление. В загородных домах постоянного проживания применяется система водяного отопления. Другой вариант — прямое электрическое отопление, если нет проблем с электроснабжением. Расход топлива зависит от объема дома, режима эксплуатации (круглый год или летом, полный или экономичный).

Самое дешевое топливо — природный газ, самое дорогое — солярка. Кроме стоимости топлива есть еще расходы за доставку, хранение, требуется оборудовать специальное помещение, создать подъездные пути. Комплект оборудования для традиционного отопления стоит дороже, чем электрообогреватели все вместе взятые.

Низкая цена природного газа компенсируется большими расходами на монтажные работы, включающие устройство котельной и прокладку труб. Установка прямого электрического отопления гораздо проще и дешевле, но зато дорогая электроэнергия.

Сервисные работы: контроль технического состояния системы, давления теплоносителя, давления газа и температуры отходящих газов. Проверка и регулировка автоматических приборов, системы безопасности.

Ремонтно-профилактические работы. Со временем оборудование изнашивается. Система на основе газа быстрее выходит из строя. Особенно негативно влияет на работу системы отопления пониженное давление газа в магистрали. Жидкое топливо плохого качества приводит к неисправности топливного насоса, засорению форсунок, образованию кислотных и сернистых соединений. Перебои в электрической сети выводят из строя приборы автоматического управления прямой электрической системы отопления.

Значительные финансовые вливания потребуются для ремонта и замены отдельных узлов системы в случае . аварийных протечек, взрывов котельного оборудования.

Идеальная  система отопления еще не придумана. В каждой системе есть положительные и отрицательные стороны. Так какой же из видов отопления выбрать? Задача сложная, требующая всестороннего изучения, консультации с профессионалами и четкого представления какие условия должны быть созданы в доме.

Рекомендуем:  Замена газового котла в частном доме: как правильно заменить старый агрегат, как подключить новый к системе отопления

Двухтрубное водяное отопление постепенно вытесняет традиционные однотрубные конструкции, поскольку его преимущества очевидны и очень весомы:

  • Каждый из включенных в систему радиаторов получает теплоноситель с определенной температурой, причем для всех она одинакова.
  • Возможность проводить регулировки для каждой батареи. При желании владелец может поставить термостат на каждый из отопительных приборов, что позволит ему получить нужную температуру в помещении. При этом теплоотдача остальных радиаторов в здании останется прежней.
  • Относительно небольшие потери давления в системе. Это дает возможность использовать для работы в системе экономичный циркуляционный насос сравнительно малой мощности.
  • При поломке одного или даже нескольких радиаторов система может продолжать свою работу. Наличие запорной арматуры на подводящих трубах позволяет проводить ремонтные и монтажные работы без ее остановки.
  • Возможность монтажа в здании любой этажности и площади. Потребуется только подобрать оптимально подходящий тип двухтрубной системы.

К недостаткам таких систем обычно относят сложность монтажа и большую, в сравнении с однотрубными конструкциями, стоимость. Это связано с двойным количеством труб, которые приходится устанавливать.

Однако надо учитывать, что для обустройства двухтрубной системы используются трубы и комплектующие небольшого диаметра, что дает определенную экономию средств. В итоге стоимость системы получается не намного выше, чем у однотрубного аналога, а преимуществ при этом она дает намного больше.

Двухтрубная система отопления в частном доме

Одно из значимых преимуществ двухтрубной отопительной системы – возможность эффективной регулировки температуры в помещении

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

Гравитационная циркуляция

В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, нет механизмов, способствующих перемещению жидкости. Процесс осуществляется благодаря расширению нагретого теплоносителя. Чтобы схема такого типа эффективно работала, устанавливают разгонный стояк высотой 3,5 метра и более.

Магистраль в системе отопления с естественной циркуляцией жидкости имеет некоторые ограничения по длине, в частности она не должна превышать 30 метров. Следовательно, такое теплоснабжение может использоваться в небольших строениях, оптимальным вариантом в этом случае считаются дома, площадь которых  не превышает 60 м2. Высота дома и количество этажей также имеют большое значение при монтаже разгонного стояка. Следует учитывать еще один фактор, в системе отопления естественного циркуляционного типа теплоноситель должен нагреваться до определенной температуры, при низкотемпературном режиме необходимое давление не создается.

отопление открытого типа с насосом

Схема с гравитационным движением жидкости имеет определенные возможности:

  • Сочетание с системами теплого пола. В этом случае на водяном контуре, ведущем к нагревательным элементам, устанавливают циркуляционный насос. В остальном функционирование осуществляется в обычном режиме, не прекращаясь даже при отсутствии электроснабжения.
  • Работа с бойлером. Установка прибора осуществляется в верхней части системы, но на более низком уровне, чем расположен расширительный бак. В некоторых случаях на бойлер устанавливают насос, чтобы он работал в бесперебойном режиме. Однако стоит понимать, что в такой ситуации система становится принудительной, что делает необходимым монтаж обратного клапана для предотвращения рециркуляции жидкости.

Расчет системы теплоснабжения

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

Расчет системы

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.

Циркуляционное давление

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%.

Котел в системе отопления

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.

Галерея изображенийФото из Самый простой вариант открытого расширительного бака представляет собой емкость произвольной формы с отверстием для отвода воздуха и пополнения теплоносителя, а также патрубком переливаПо этому принципу делают самодельные расширительные бачки из любых емкостей, объем которых равен 4 — 10 % от общего объема теплоносителяОткрытые расширительные бачки устанавливаются в наивысшей точке системы. Если располагаются в пределах неотапливаемого чердака, конструкцию следует утеплитьПодающая теплоноситель труба может быть ввернута или вварена в любом месте. Важно выбрать для ввода наиболее низкую точку в бачкеКонструкция простого открытого бачкаПринцип устройства самоделокМесто для расширительного бачкаОптимальное место для ввода подачи

Для обустройства трубопровода используют трубы из следующих материалов:

  1. Стальные. Отличаются высокой теплопроводностью и стойкостью к высокому давлению. Недостаток – сложность монтажа и необходимость задействования сварочного оборудования.
  2. Полипропиленовые. Основные плюсы: устойчивость к температурным колебаниям, прочность, герметичность и простота монтажа. Срок службы – 25 лет.
  3. Металлопластиковые. Материал не поддается коррозии, предупреждает засорение контура. Недостатки магистрали: ограниченный срок эксплуатации (до 15 лет) и высокая стоимость.
  4. Медные. Трубы с максимальной теплоотдачей и стойкостью к высоким температурам – до +500°С. Главный минус – дороговизна материала.

В открытом контуре теплоснабжения устанавливаются радиаторы, выполненные из металлов высокой прочности.

Наиболее распространены стальные модели. Они имеют оптимальное соотношение основных параметров: внешний вид, цена и тепловая мощность.

Стальной радиатор

Этапы монтажа открытой системы

Весь процесс организации гравитационной системы отопления можно разбить на несколько этапов:

  1. Монтаж котла. Оборудование фиксируется на напольной поверхности или подвешивается на стене. Выбор метода зависит от габаритов котла.
  2. Разводка трубопровода согласно выбранной схеме и разработанному проекту. Важно соблюдать рекомендованный угол уклона трубного контура.
  3. Установка радиаторов отопления и подключение их к системе.
  4. Монтаж расширительного бака и его утепление.
  5. Соединение всех элементов, проверка герметичности стыков и стартовый запуск системы.

После котла, на подающей трубе, желательно установить температурный датчик для контроля эффективности работы системы теплоснабжения.

Твердотопливный котел

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.

схема открытой системы отопления с насосом

Установка насоса также имеет свои особенности, он располагается на обводной трубе между двумя отсекающими кранами. Если есть электричество в сети, необходимое для работы насосного оборудования, то краны перекрывают. В этом случае теплоноситель проходит через обводное колено с циркуляционным насосом. При отсутствии напряжения вентили открывают, позволяя системе работать в гравитационном режиме.

Выбор циркуляционного насоса

Основные параметры выбора насосного оборудования: мощность прибора и напор. Эти характеристики определяются исходя из площади отапливаемого помещения.

Рекомендуем:  Маты для теплого водяного пола: виды, как выбрать, монтаж и установка

Ориентировочные показатели:

  • для домов в 250 кв.м подойдет насос мощность которого 3,5 куб.м/ч, а напор – 0,4 атм.;
  • в помещениях размером 250-350 кв.м устанавливают прибор на 4,5 куб.м/ч с напором 0,6 атм.;
  • если площадь дома составляет 350-800 кв.м, то целесообразно приобрести насос мощностью 11 куб.м/ч, напор которого не менее 0,8 атм.

При более скрупулезном подборе специалисты учитывают протяженность отопительной системы, вид и количество радиаторов, материал изготовления и диаметр труб, а также тип котла.

Установка насоса в магистраль

Размещение насоса производится на обратке, чтобы через прибор проходил не слишком горячий теплоноситель. На подающую магистраль возможна установка современных моделей из устойчивых к высоким температурам материалов.

При «врезке» насоса не должна нарушиться циркуляция воды. Важно, чтоб в любой точке магистрали при работе насосного агрегата гидростатическое давление оставалось избыточным.

Схемы установки насоса

Вариант 1. Подъем расширительного резервуара. Простой способ переоборудования системы естественной циркуляции на принудительную. Для реализации проекта понадобиться высокое чердачное помещение.

Вариант 2. Перемещение бака на дальний стояк. Трудоемкий процесс реконструкции старой системы, а для устройства новой – не оправдан. Возможны более простые и удачные способы.

Вариант 3. Труба расширительного бачка около патрубка насоса. Для изменения типа циркуляции необходимо отрезать резервуар от подающей магистрали, а затем подключить его к обратке – за циркуляционным насосом.

Вариант 4. Насос включен в подающую магистраль. Наиболее простой способ реконструкции системы. Минус метода – неблагоприятные условия эксплуатации насоса. Не каждый прибор выдержит высокие температуры.

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.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

При длинной цепочке разводки и большом количестве радиаторов последняя батарея может оказаться совершенно неэффективной. «Горячие» приборы отопления рекомендуется устанавливаться в комнатах северной стороны, детских и спальнях

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.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Двухтрубная система легко балансируется, обеспечивая подачу теплоносителя одинаковой температуры во все приборы отопления. Комнаты помещения прогреваются равномерно

Верхняя и нижняя подача теплоносителя

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

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

В открытых системах отопления с верхней разводкой нет необходимости в использовании устройств для отвода воздуха. Излишки его сбрасываются через сообщающуюся с атмосферой поверхность расширительного бачка (+)

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.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

В системах отопления с нижней разводкой возникает необходимость в использовании устройств для отвода воздуха, простейшим из которых является кран Маевского

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.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Вертикальную разводку используют при обустройстве домов в два, три и более этажа с чердачным помещением, в пределах которого можно проложить и утеплить трубопровод (+)

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.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Горизонтальные стояки, как правило, применяются в одно- и двухэтажных помещениях. Обустройство системы актуально в панельно-каркасных домах и жилых зданиях без простенков

Особенности сборки принудительной схемы

Чтоб принудительная система оправдала себя и функционировала исправно, необходимо правильно подобрать насос и грамотно «врезать» его в магистраль теплоснабжения.

Выбор циркуляционного насоса

Основные параметры выбора насосного оборудования: мощность прибора и напор. Эти характеристики определяются исходя из площади отапливаемого помещения.

  • для домов в 250 кв.м подойдет насос мощность которого 3,5 куб.м/ч, а напор – 0,4 атм.;
  • в помещениях размером 250-350 кв.м устанавливают прибор на 4,5 куб.м/ч с напором 0,6 атм.;
  • если площадь дома составляет 350-800 кв.м, то целесообразно приобрести насос мощностью 11 куб.м/ч, напор которого не менее 0,8 атм.

При более скрупулезном подборе специалисты учитывают протяженность отопительной системы, вид и количество радиаторов, материал изготовления и диаметр труб, а также тип котла.

Установка насоса в магистраль

Размещение насоса производится на обратке, чтобы через прибор проходил не слишком горячий теплоноситель. На подающую магистраль возможна установка современных моделей из устойчивых к высоким температурам материалов.

При «врезке» насоса не должна нарушиться циркуляция воды. Важно, чтоб в любой точке магистрали при работе насосного агрегата гидростатическое давление оставалось избыточным.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Четыре допустимые схемы отопительных систем с насосной циркуляцией и расширительным баком открытого типа. Гидростатическое давление сохраняется на нужном уровне

Вариант 1. Подъем расширительного резервуара. Простой способ переоборудования системы естественной циркуляции на принудительную. Для реализации проекта понадобиться высокое чердачное помещение.

Вариант 2. Перемещение бака на дальний стояк. Трудоемкий процесс реконструкции старой системы, а для устройства новой – не оправдан. Возможны более простые и удачные способы.

Вариант 3. Труба расширительного бачка около патрубка насоса. Для изменения типа циркуляции необходимо отрезать резервуар от подающей магистрали, а затем подключить его к обратке – за циркуляционным насосом.

Вариант 4. Насос включен в подающую магистраль. Наиболее простой способ реконструкции системы. Минус метода – неблагоприятные условия эксплуатации насоса. Не каждый прибор выдержит высокие температуры.

Элементы системы отопления открытого типа

Выше по тексту уже перечислялись все обязательные конструктивные и технологические элементы системы отопления открытого типа. Стоит рассмотреть их несколько подробней:

Котел

Прежде всего, необходимо определиться с требуемой мощностью этого источника тепловой энергии. Казалось бы, можно взять котел «с запасом», однако, практика показывает, что излишняя мощность, помимо удорожания самого агрегата, имеет еще несколько негативных моментов:

  • Отмечается усиленное образование конденсата в дымоходном канале.
  • Не исключены быстрый износ и поломка комплектующих.
  • Котел может работать неэффективно — он попросту не рассчитан на эксплуатацию «на малых оборотах».
  • Вполне вероятны случаи отказов автоматики – по той же причине.

Итак, котел должен быть необходимой, но отнюдь не избыточной мощности. Определить этот параметр можно по следующей формуле:

 Мk = Σs × Ms / 10

Мkрасчетная мощность требуемого котла;

Σs– суммарная площадь отапливаемых помещений дома;

Ms– удельная мощность, требуемая для обогрева на единицу площади

Показатель удельной мощности – величина дифференцированная, зависящая от региона, в котором строится дом. Примерная величина – указана в таблице.

Регион России, в котором ведется строительство Величина удельной мощности (кВт) на 10 м ²

Южные регионы страны (Северный Кавказ, Прикаспийские, Приазовские, Причерноморские области) 0,7 ÷ 0,9
Центральное Черноземье, Южное Поволжье 1,0 ÷ 1,2
Центральные области Европейской части, Приморье 1,2 ÷ 1,5
Северные районы Европейской части, Приуралье, Сибирь 1,6 ÷ 2,0

Пример: рассчитаем мощность котла для дома в Воронежской области, с отапливаемой площадью 180 м².

Мk= 180 × 1,2 / 10 = 21,6 кВт

Эту величину округляем в большую сторону, по стандартному значению имеющихся в производстве и продаже тепловых установок. Однако, есть еще три оговорки:

  • Эта формула справедлива для помещений высотой до 3 метров. Впрочем, в частном доме мало кто себе позволяет делать потолки выше.
  • Расчет справедлив лишь при условии доброкачественного утепления дома – стен, окон, дверей, пола и т.п.
  • Подобный расчет касается исключительно отопительного контура. Если есть планы подключить к отоплению, например, бойлер косвенного нагрева, то необходимо будет увеличить расчетную мощность еще на четверть.

При выборе котла можно пойти и другим путем. Многие производители, имеющие свои дилерские представительства в разных регионах, оказывают услуги по точному расчету требуемого оборудования. Нередко такие фирмы имеют собственные сайты, на которых размещены удобные и понятные калькуляторы, позволяющие быстро провести расчеты, вводя по запросу в окна данные по площади комнат, высоте потолков, материалу стен, типу дверей и окон, необходимости в контуре горячего водоснабжения и т.п. В итоге программа выдаст оптимальную мощность котла для установки в конкретном доме.

Расширительный бачок

Как уже упоминалось, этот элемент можно приобрести готовым – они есть в продаже, либо сделать самостоятельно из металлического листа, либо из имеющейся металлической емкости. Лучше использовать металл, не подверженный коррозии – тогда отопление будет служить долго.

Для расширительного бачка лучше всего использовать нержавейку

При изготовлении простейшего бака необходимо предусмотреть откидную или съемную крышку – она позволит производить контроль за уровнем воды в системе, но в закрытом состоянии все же минимизирует испарение жидкости.

В верхней части бака должен быть установлен патрубок, по которому, в случае избытка жидкости, она будет стекать вниз.

Считается достаточным, если объем расширительного бака составляет ориентировочно до 10 % от общего объема отопительной системы.

Кстати, установка расширительного бака открытого типа прямо над котлом в высшей точке отнюдь не является какой-то догмой. Такая схема хороша, однако, далеко не всегда исполнима просто по причинам несоответствия ей реального расположения технических помещений здания.

Различные схемы установки расширительного бачка открытого типа

На рисунке представлено несколько различных вариантов размещения расширительного бака, их которых можно выбрать наиболее приемлемый к имеющимся условиям.

Примечательно, что в случае установки расширительного бачка на обратной трубе, все равно потребуется обязательный монтаж воздухотводного клапана в самой высшей точке системы (на схеме это не показано), а это – ненужные дополнительные сложности.

Радиаторы отопления

Ели котел – основной элемент в части получения тепловой энергии, то радиаторы – главные по части ее «раздачи» по помещениям. А это означает, что очень важно точно определить, в какой комнате, каких и сколько их нужно устанавливать.

Для начала, нужно определиться с видом радиаторов. Они различаются и конструктивно, и по материалу изготовления, а суммарно – по своим эксплуатационным характеристикам.

  • Традиционные чугунные батареи отлично подходят для открытой системы отопления. Да, они достаточно инертны в нагреве и остывании, но это даже неплохо в сочетании с аналогичными свойствами открытой схемы – очень точной настройке этот «комплекс» все равно не поддаётся, а вот экономия на такой инертности может быть достигнута весьма внушительная.
Рекомендуем:  Чем утеплить цоколь дома снаружи: пошаговая инструкция по выбору и монтажу теплоизоляции

Современные чугунные батареи

Нередко упрекают такие батареи за излишнюю массивность и за неэстетичный внешний вид. Ну, во-первых, насчёт вида можно поспорить – современные чугунные радиаторы очень симпатичны, а некоторые – так просто являются украшением помещений. А  во-вторых, насчет массивности – это скорее достоинство, если, конечно, правильно решить вопрос их надежного крепления.

  • Стальные радиаторы – недорогие, достаточно легкие, долговечные (если имеют качественное антикоррозийное покрытие).

Стальные радиаторы для домашнего автономного отопления — не самый лучший вариант

Казалось бы – хороший вариант, но вот для автономной системы отопления, тем более – открытой, их лучше не использовать. Дело в том, что они очень быстро отдают тепло и остывают – котел при таких радиаторах будет включаться очень часто.

  • Алюминиевые радиаторы – сегодня находятся в лидерах среди «собратьев». Они легки, долговечны, очень просто и быстро монтируются. Имеют великолепную теплоотдачу и нужную теплоемкость. Хорошо вписываются в любой интерьер.

Алюминиевые радиаторы — хорошая теплоотдача, но не слишком высокая стойкость к коррозии

Недостаток у них есть, и немалый – этот металл весьма неустойчив к кислородной коррозии. Значит, или нужны алюминиевые радиаторы со специальным антикоррозийным покрытием (такие есть в продаже, но они, безусловно, дороже), или теплоноситель должен быть определенного качества. К сожалению, второй пункт соблюсти в условиях открытой системы отопления – почти невозможно.

  • Биметаллические радиаторы – самый современный вариант, сочетающий в себе все лучшие качества. Недостатков практически нет, кроме одного – высокая цена. Подобные радиаторы хорошо подходят для отопления с высоким давлением в контуре, так как на них легко устанавливаются электронные или электромеханические термостаты, поддерживающие точный уровень температуры в помещении.

Биметаллические радиаторы — хороши всем, но несколько дороговаты

Увы, но при открытой системе отопления подобная возможность остается невостребованной, и нужно очень хорошо подумать, стоит ли переплачивать за такие батареи.

Второй вопрос – как определиться с требуемым количеством секций в батарее отопления. Все зависит от размеров помещения, его особенностей, и от удельной мощности каждого секции радиатора.

Итак, для среднестатистических комнат (жилые, с высотой потолков 2,5 ÷ 3 м) обычно принимают нормой мощность отопления, равную 41 Вт/м³ объема помещения. Таким образом, несложно подсчитать потребную суммарную мощность, умножив объем(произведение длины, ширины и высоты комнаты) на 41.

Например, комната 3,5 × 6 × 2,7 м. Объем равен 56,7 м³.  Требуемая базовая мощность радиаторов – 2325 Вт или 2,33 кВт. Однако не зря было упомянуто, что эта мощность – базовая. Она рассчитана на комнату внутри здания с одной внешней стеной и одним окном на улицу. Если реально условия иные, то в это значение требуется внести некоторые поправки – смотри таблицу.

Особенности помещенияПоправка к значению суммарной мощности радиаторов отопления

Угловая комната: две внешние стены и одно окно +20%
Угловая комната: две внешние стены и два окна +30%
Окна выходят на север или северо-восток +10%
Радиаторы спрятаны в ниши под подоконниками +5%
Радиаторы закрываются декоративными экранами или решетками + 15%

Допустим, что в рассматриваемом нами примере комната угловая, с одним окном, с выходом на север, а радиаторы убраны в нишу. Значит, к полученному значению необходимо добавить: 20% за угловое расположение, 10% — за север и 5% – за расположение батареи под окном. Итого поправка – 35%, а суммарная мощность – 3,15 кВт.

Теперь нужно разделить полученное значение на удельную мощность одной секции радиатора. Этот показатель обязательно указывается в технических характеристиках любой модели радиаторов (в случае со стальными неразборными радиаторами – указывается мощность целого блока).

Допустим, в нашем случае запланирована установка биметаллических радиаторов «Рифар» с удельной мощностью секции в 204 Вт. Несложное деление дает 15, 44, или округлённо 16 секций для нормального отопления данной, достаточно большой и холодной комнаты.

Перелагаем воспользоваться возможностями нашего специального калькулятора, который поможет быстро и точно просчитать требуемое количество секций радиатора для помещения:

Циркуляционный насос

Как уже упоминалось, грамотно собранная система может работать без принудительной циркуляции. Тем не менее, если есть возможность, то насос следует обязательно установить – он существенно снизит эксплуатационные расходы и повысит эффективность отопления. Да, этот прибор потребляет определенное количество электроэнергии, сравнимое со средней лампочкой накаливания, однако эти потери в полной мере компенсируются экономией на потреблении основного энергоносителя.

Насос должен по свои параметрам соответствовать системе отопления

Насосы – вовсе не все одинаковые. Даже визуально заметно, что они существенно различаются по своим техническим характеристикам. Речь не о диаметре трубы, на которую производится врезка – основными параметрами будут являться производительность прибора м создаваемый им напор жидкости. Эти характеристики насоса должны соответствовать конкретной системе отопления, а значит – нужно уметь проводить хотя-бы простейшие расчеты.

1.    Требуемую производительность насоса можно вычислить по формуле:

G =Мk: (Δt× Сt)

G – вычисляемый параметр, производительность циркуляционного насоса

Мk– мощность отопительной системы (как она рассчитывается, было рассказано, в статье в разделе о котле).

Δt– разница температур теплоносителя на входе в котел и на выходе из него. Для обычных систем отопления принимается в 20 градусов. Для «теплых полов» или конвекторных теплообменников может быть и меньше, но подобные схемы в открытой системе отопления не используются.

Ct– коэффициент, учитывающий удельную теплоемкость рабочей жидкости системы отопления. Он вычисляется по нескольким параметрам, однакобольшойточность в данном случае не требуется. Так как в открытой системе отопления в подавляющем числе случаев используется обычная вода, то этот коэффициент можно принять за 1.16.

Для примера, какой производительности потребуется насос, если для отопления жилья необходима суммарная мощность 21.6 кВт:

 G = 216 00/ (20 × 1,16) = 931

Полученное значение выражено в килограммах в час. Для удобства осталось привести его в используемой величине — м³/час. Для этого необходимо разделить полученное значение на плотность воды при температуре около 60 — 80 градусов (972 кг/м³)

В итоге получаем:

931 / 972 = 0,96 м³/час, округленно – 1 м³/час.

Трубы и схемы их разводки

В прокладке системы важен и материал труб, и диаметр, и схема их разводки.

  • Металлические, стальные трубы сегодня, по большому счету, считаются уже пережитками прошлого. Они тяжелы, требуют особых навыков и специального оборудования для монтажа. Да и стоимость самого металла, даже обычной стали – весьма высока, не говоря уже о нержавейке.
  • Медные трубы на системе отопления, безусловно, очень качественны и надежны, но высокая цена материала сразу же делает его предметом своеобразной роскоши.
  • Металлопластиковые трубы использовать вполне можно, но только если это – качественный, проверенный материал. Недостаток – подобные трубопроводы не рекомендуется вмуровывать в стены – они всегда должны быть на виду из-за недостаточной надежности металлических фитинговых соединений – они могут окисляться или же нуждаться в периодической подтяжке.
  • Более современный вариант – трубы из сшитого полиэтилена (PE-Xa, PE-RT), а еще лучше — с металлическим армированием и кислородным барьером (например, PE-Xc/Al/PE-HD). Среди всех современных материалов этой категории подобные трубы – самые надежные. Их используют даже для теплых полов, заливая стяжкой и нисколько не беспокоясь за сохранность – тем более они подойдут для внешней разводки стояков отопления. Удобная система соединительных фитингов делает монтаж таких труб легким и быстрым делом.

Трубы металлопластиковые из сшитого полиэтилена — самый современный материал для контуров отопления

  • А самым недорогим вариантом остаются полипропиленовые трубы. Если приобрести качественный материал, со стекловолоконным армированием, рассчитанным на высокие температуры, то надежности таких труб хватит с избытком на долгие годы. А монтаж, хотя и требует специального сварочного аппарата, несложен, и легко может быть освоен любым среднестатистическим домашним мастером. Аппарат же для работы за вполне умеренную плату можно арендовать в специализированном магазине.

Полипропиленовые трубы со стекловолоконным армированием

Схем разводок труб системы отопления немало – каждая из них имеет свои достоинства и недостатки.

  • Например, однотрубная система – проста в исполнении и потребует минимальное количество материалов. Для отопления открытого типа с естественной циркуляцией она является чуть ли ни идеальным вариантом.

Схема движения теплоносителя в однотрубной системе отопления

Недостаток: от радиатора к радиатору температура заметно падает, а это означает достаточно неравномерный прогрев помещений – самые удаленные от котла комнаты отапливаться будут хуже. Впрочем, если отопление монтируется в небольшом и компактно спланированном доме, то такая схема будет полностью оправдана.

  • Двухтрубная система потребует более тщательного планирования и значительно большего расхода труб.  Но зато равномерность обогрева, при правильном подборе диаметра труб, существенно улучшается, и кроме того, появляется возможность временного или постоянного отключения от отопления помещений, которые в немпо каким-то причинам в настоящий момент не нуждаются.

Несколько вариантов двухтрубной системы отопления открытого типа

  • Самый удобной, но и самой сложной в исполнении является коллекторная схема разводки – к каждому обогревательному прибору (или, иногда, к группе приборов) идет собственная подача от общего коллектора. Правда, затраты на материалы в этом случае получаются максимальными. В системах открытого типа подобный подход практически не применяется.

Очень большое значение для правильной циркуляции теплоносителя имеет уклон горизонтальных участков трубопроводов. Обычная рекомендация – не менее 1:100 (1 см перепада высоты на 1 погонный метр трубы). Однако, очень часто опытные мастера дают советы такой уклон увеличивать даже до 3 см на погонный метр – это обеспечит надежную и устойчивую естественную циркуляцию, если будет необходимость перейти на нее.

И, наконец, диаметр труб также не является единой величиной для всей разводки открытой системы отопления. Максимальный диаметр – всегда на восходящей от котла к расширительному баку трубе подачи. Далее, идет постепенное заужение, с тем расчетом, чтобы с помощью варьирования диаметром обеспечить равномерное распределение потоков жидкости по точкам теплообмена.

На схемах внизу представлено несколько готовых, профессионально просчитанных вариантов с указанием условного диаметра труб (в дюймах). Одну из этих схем вполне можно взять за основу при проектировании собственной системы.

Диаметр и уклон труб в отоплении открытого типа (рис. 1)Диаметр и уклон труб в отоплении открытого типа (рис. 2)

Точный расчет требуемой разводки под конкретное здание, с учетом всех параметров системы, может провести только квалифицированный специалист. «Самодеятельность» в этом вопросе достаточно опасна тем, что, не учтя каких-либо, казалось бы, незначительныхмелочей, можно получить полностью «запертые», статичные участки контура отопления, перемещение теплоносителя по которым не сможет обеспечить даже циркуляционный насос.

Видео: базовые принципы открытой системы отопления

Заключение

Открытые системы для отопления дома – незаменимый вариант для местности, расположенной вдали от центральных коммуникаций. При наличии стабильного электроснабжения данный вид отопления выбирают при желании максимально снизить сезонные финансовые затраты на теплоснабжение небольшого по площади дома.

Видео по теме:

Источники
  • https://teplospec.com/montazh-remont/kak-ustroena-sistema-otopleniya-otkrytogo-tipa-skhema-otopitelnoy-sistemy.html
  • http://teplosten24.ru/otkrytaya-sistema-otopleniya-s-tsirkulyatsionnym-nasosom.html
  • https://ProfiTeplo.com/sistemy-otopleniya/105-otkrytaya.html
  • https://ManRem.ru/otkrytaya-sistema-otopleniya-razvodka-skhem-otkrytogo-tipa/
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/otkrytaya-sistema-otopleniya.html
  • https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/pechi-i-sistemy-otopleniya/otkrytaya-sistema-teplosnabzheniya.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Mastack.ru
Adblock
detector