Как устроена система отопления открытого типа – схема отопительной системы

Альтернатива

Популярность системы отопления открытого типа обусловлена ​​простотой монтажа, приемлемой стоимостью и высоким КПД. Также, поняв принцип работы, изучив его настройку и правила монтажа, вы сможете самостоятельно сделать систему отопления дома.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Важным условием является составление схемы отопления и строгое выполнение технологических норм и требований по выбору и подключению элементов системы.

Из чего состоит система и как она работает

Для того чтобы тепло от котельной поступало к отопительным приборам, в системе водоснабжения используется посредник – жидкость. Этот вид хладагента перемещается по трубе и обогревает помещения дома, причем все они могут иметь разную площадь. Этот фактор делает такую ​​систему отопления популярной.

Движение хладагента может осуществляться естественным путем, циркуляция основана на принципах термодинамики. Из-за разной плотности горячей и холодной воды и наклона трубы вода движется по системе.

Одним из важных элементов системы отопления является открытый расширительный бачок, куда поступает лишняя нагретая жидкость. Именно этот элемент стабилизирует давление теплоносителя. Главное условие – бак должен располагаться в самой высокой точке системы отопления.

Открытое теплоснабжение работает по следующей схеме:

  • Вода нагревается в бойлере и подается к отопительным приборам в каждой комнате дома.
  • На обратном пути лишняя жидкость уходит в расширительный бак открытого типа, понижает его температуру, и вода возвращается в котел.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Системы отопления однотрубного типа предполагают использование одной магистрали для подачи и обратки. Двухтрубные системы имеют отдельную подачу и обратку. Решив самостоятельно смонтировать зависимую систему отопления, лучше выбрать однотрубную схему, она проще, доступнее и имеет элементарную конструкцию.

Однотрубное теплоснабжение состоит из следующих элементов:

  • Отопительный котел.
  • Батареи или радиаторы.
  • Расширительный бак.
  • Трубопровод.

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

Открытая двухтрубная система отопления с насосом дороже по материалам и отличается сложным монтажом. Однако в этом случае устраняются практически все недостатки однотрубной системы, что позволяет компенсировать затраты и сложность устройства. Все отопительные приборы получают теплоноситель с одинаковой температурой, при этом охлажденная жидкость направляется в обратку.

Особенности обустройства и эксплуатации

Если выбрано отопление с насосом и расширительным баком, то при организации теплоснабжения в доме следует учитывать некоторые его особенности:

  • Для нормальной циркуляции теплоносителя котел должен располагаться в самой нижней точке системы, а расширительный бак – в самой верхней.
  • Расширительный бак лучше всего разместить на чердаке дома. Если это помещение не отапливается, то бак и стояк требуют хорошей теплоизоляции в холодное время года.
  • Система должна иметь минимальное количество витков, соединений и аксессуаров.
  • Из-за медленной циркуляции теплоносителя в системе нельзя допускать сильного нагрева. Кипячение воды значительно сокращает срок службы отопительных приборов и труб.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

  • Если эксплуатация системы отопления зимой не планируется, то жидкость необходимо слить. Это поможет предотвратить разрушение труб, батарей и котла.
  • Очень важно постоянно следить за уровнем воды в расширительном бачке и при необходимости доливать жидкость. Несоблюдение этого правила приведет к образованию воздушных карманов, поэтому отопительные приборы будут работать менее эффективно.
  • Оптимальный вариант теплоносителя – вода, так как антифриз отличается высокой токсичностью, что делает невозможным его использование в открытых системах отопления. Этот вариант можно использовать, если зимой нет возможности слить охлаждающую жидкость.

При монтаже системы отопления, в том числе контура гаражного отопления 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 естественно, трубы имеют большее сечение, чем в системах отопления 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 нормативными документами установлен уклон 2-3 мм на метр контура.

Схемы открытых систем отопления

В системах отопления открытого типа теплоноситель может циркулировать двумя путями. В первом случае движение осуществляется естественным образом, второе его название — гравитационная циркуляция. В отоплении открытого типа с насосом дополнительное оборудование заставляет жидкость двигаться, такой вариант называется принудительным или искусственным движением. Выбирать тот или иной способ нужно в зависимости от площади помещения, этажности и используемого теплового режима.

Гравитационная циркуляция

В системах, где хладагент циркулирует естественным путем, отсутствуют механизмы, способствующие движению жидкости. Процесс происходит за счет расширения нагретого теплоносителя. Чтобы схема такого типа работала эффективно, устанавливается разгонный стояк высотой от 3,5 метров.

Магистраль в системе отопления с естественной циркуляцией жидкости имеет некоторые ограничения по длине, в частности, она не должна превышать 30 метров. Поэтому такое теплоснабжение можно использовать в небольших постройках, в этом случае оптимальным вариантом считаются дома, площадь которых не превышает 60 м2. Высота дома и этажность также имеют большое значение при установке разгонного лифта. Необходимо учитывать еще один фактор, в системе отопления типа естественной циркуляции теплоноситель должен быть подогрет до определенной температуры; в низкотемпературном режиме необходимое давление не создается.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Схема с гравитационным движением жидкости имеет определенные возможности:

  • Комбинация с системами теплого пола. В этом случае в водяной контур, ведущий к нагревательным элементам, устанавливается циркуляционный насос. В остальном операция проводится обычным способом, без остановки даже при отсутствии питания.
  • Работа котла. Устройство устанавливается в верхней части системы, но ниже уровня расширительного бачка. В некоторых случаях в котел устанавливается насос для бесперебойной работы. Однако нужно понимать, что в такой ситуации система становится принудительной, что приводит к необходимости установки обратного клапана для предотвращения рециркуляции жидкости.

Системы с искусственным побуждением движения теплоносителя

Схемы открытой системы отопления с насосом в любом случае подразумевают использование соответствующего устройства. Это позволяет увеличить скорость движения жидкости и сократить время на обогрев дома. Поток теплоносителя в этом случае движется со скоростью около 0,7 м/с, за счет чего теплообмен становится более эффективным, а все участки системы теплоснабжения прогреваются одинаково.

При монтаже системы отопления открытого типа с насосом следует учитывать несколько особенностей:

  • Наличие встроенного циркуляционного насоса требует подключения к системе электроснабжения. Для бесперебойной работы при аварийном отключении электроэнергии насос рекомендуется устанавливать на байпас.
  • Насосное оборудование должно располагаться на обратке перед входом в котел, на расстоянии до 1,5 метров от него.
  • Насос сталкивается с трубой с учетом направления движения теплоносителя.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Насосная установка тоже имеет свои особенности, она располагается в перепускном трубопроводе между двумя запорными вентилями. Если в сети есть электричество, необходимое для работы насосного оборудования, то краны закрывают. При этом теплоноситель проходит через перепускное колено с циркуляционным насосом. При отсутствии напряжения клапаны открываются, позволяя системе работать в самотечном режиме.

Разводка труб в системе теплоснабжения

Схема открытой системы отопления с циркуляционным насосом должна быть не только эффективной и экономичной, но и гармонично вписываться в интерьер помещения без ущерба для его эстетических характеристик. Для этого используются различные схемы разводки труб и устройства отопительных приборов, выбор которых зависит от конструктивных особенностей помещения и его площади.

Однотрубные и двухтрубные системы отопления

В любой системе теплоснабжения вода нагревается в котле, затем поступает в отопительные приборы, после чего по обратному трубопроводу возвращается в котел. Однако указанное перемещение хладагента может осуществляться по-разному.

Однотрубная система предполагает движение жидкости по трубе большого диаметра и все отопительные приборы расположены на одной линии.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Однотрубная система отопления с естественным движением теплоносителя имеет ряд преимуществ:

  • Используйте минимальное количество расходных материалов.
  • Простая установка всех элементов и их соединение.
  • Минимальное количество труб в помещении.

Среди недостатков такой схемы обвязки следует обратить внимание на неравномерный нагрев батарей. Уходя от газового котла к открытой системе отопления, батареи меньше нагреваются, соответственно снижается и их теплоотдача.

Двухтрубная система набирает все большую популярность. Благодаря тому, что отопительные приборы подключаются как к подающим, так и к обратным трубам, система образует своеобразное замкнутое кольцо.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Среди преимуществ такой схемы можно выделить следующие:

  • Равномерный нагрев всех отопительных приборов.
  • Для каждого радиатора можно установить индивидуальную температуру.
  • Высокая надежность системы отопления.

Из недостатков двухтрубной системы отопления выделяют более сложный монтаж коммуникационных ответвлений внутри помещения и значительные капиталовложения и трудозатраты.

Способы подачи теплоносителя

Труба, по которой подается горячая жидкость, может быть устроена по-разному. В зависимости от этого подводка делится на верхнюю и нижнюю.

Воздушная разводка предполагает подачу горячего теплоносителя по основному стояку и разводку к радиаторам по распределительным трубам. Данную систему лучше всего использовать в частных жилых домах и загородных домах высотой в один или два этажа.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Система отопления с нижней разводкой считается более эффективной и практичной. При этом подающая и обратная трубы располагаются рядом друг с другом, а теплоноситель движется снизу вверх. Горячая вода проходит через нагреватели и по обратному трубопроводу возвращается в открытый отопительный котел. Для предотвращения скопления воздуха в системе отопления на каждый радиатор устанавливается кран Маевского.

Магистральные стояки

В зависимости от расположения основных шпилек разводка может быть вертикальной или горизонтальной.

В первом случае радиаторы на каждом этаже подключаются к вертикальному стояку. Такая система имеет свои особенности:

  • Воздушные карманы не образуются.
  • Эффективное отопление многоэтажных домов.
  • Возможность подключения радиаторов отопления на каждом этаже.
  • более сложная установка счетчиков тепла в квартирах многоэтажных домов.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

При горизонтальной разводке все напольные радиаторы подключаются к единому стояку. Основным преимуществом такой схемы является использование меньшего количества материалов для монтажа, и, соответственно, более низкая стоимость системы.

Монтаж системы теплоснабжения с естественной циркуляцией

Обустройство системы отопления всегда начинается с разработки проекта; в случае самотечной системы к проектированию должен привлекаться инженер-теплотехник. В документах такого типа необходимо указать тип системы отопления, способ подключения отопительных приборов и их количество, тип циркуляции жидкости, параметры оборудования и длину трубопровода.

Необходимые расчеты

Очень важно правильно провести гидравлические расчеты, на их основе выбирается диаметр трубопровода для контура отопления открытого типа с насосом.

Для расчета циркуляционного давления необходимо учитывать следующие параметры:

  • Расстояние от центральной оси котла до центра нагревателя. Чем выше это значение, тем стабильнее будет циркулировать охлаждающая жидкость.
  • Давление воды на выходе из котла и на его входе. Циркуляционное давление определяется разностью температур жидкости.

Диаметр труб во многом зависит от материала, из которого они изготовлены. Стальные трубы для системы отопления должны иметь сечение не менее 5 см. После разводки можно использовать трубы меньшего диаметра, но разводку, наоборот, необходимо расширить.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Параметры расширительного бака также имеют большое значение. Для эффективной работы системы следует использовать резервуар, объем которого составляет примерно 5% от объема всей жидкости в системе. Несоблюдение этого правила может привести к разрыву труб или выбросу лишней воды.

Комплектация системы

Отопление открытого типа в частном доме требует установки котла, работающего на твердом топливе или мазуте. Дело в том, что для этого вида отопления характерно периодическое образование воздушных заторов, что может стать причиной аварии при использовании газовых и электрических котлов.

Рассчитать мощность отопительного котла можно по стандартной схеме, согласно которой на обогрев 10 м2 площади помещения требуется 1 кВт энергии плюс 10-30% в зависимости от качества теплоизоляции.

В качестве материала для расширительного бака не следует использовать полимеры, лучшим вариантом в этом случае будет сталь. Объем бака зависит от площади отапливаемого помещения, например, в системе отопления небольшого одноэтажного дома можно использовать расширительный бак на 8-15 литров.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Что касается труб для контура системы отопления с циркуляционным насосом, то в данном случае могут использоваться следующие материалы:

  • Сталь. Такая труба отличается высокой теплопроводностью и устойчивостью к высокому давлению. Однако установка имеет некоторые сложности и требует использования сварочного оборудования.
  • Полипропилен. Такая система отличается простотой монтажа, прочностью и герметичностью, способна выдерживать перепады температур. Полипропиленовые трубы характеризуются безупречной работой на протяжении четверти века.
  • Металлопластик. Трубы из этого материала устойчивы к коррозии, на их внутренних стенках не образуются отложения, препятствующие естественному движению теплоносителя. Однако стоимость такой системы достаточно высока, а срок ее службы составляет всего 15 лет.
  • Медь. Медная труба считается самой дорогой, но она прекрасно переносит высокие температуры – до +500 градусов, отличается максимальной теплоотдачей.

Нагреватели в открытой системе отопления должны быть достаточно прочными, поэтому следует выбирать металлы со схожими свойствами. Наиболее популярны стальные радиаторы, что объясняется оптимальным сочетанием внешнего вида моделей, их цены и тепловой мощности.

Последовательность действий при самостоятельном монтаже системы

Обустройство системы отопления открытого типа предполагает последовательное выполнение следующих работ:

  • Установка котла отопления. В зависимости от габаритов оборудование надежно и прочно закрепляется на полу или закрепляется на стене.
  • Разводка труб. Трубопровод устанавливается по заранее составленному проекту и выбранной схеме. На этом этапе нельзя забывать о рекомендуемом уклоне по всему контуру.
  • Монтаж отопительных приборов и подключение их к общему трубопроводу.
  • Установка расширительного бака и его теплоизоляция (при необходимости).
  • Соединение элементов системы.
  • Пробный запуск, в ходе которого выявляются места неплотных соединений.
  • Запуск системы отопления.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

На выходе из котла рекомендуется установить датчик температуры, контролирующий эффективность системы теплоснабжения открытого типа.

Особенности систем с принудительной циркуляцией теплоносителя

Для качественной и эффективной работы принудительного контура системы отопления открытого типа с насосом требуется установка соответствующего оборудования. В этом случае необходимо правильно подобрать насос и место для его установки.

Правила выбора насоса

Устройство выбирают по двум основным характеристикам: мощности и напору. Эти параметры напрямую зависят от площади отапливаемого здания. В большинстве случаев за ориентир берутся следующие значения:

  • Для системы отопления площадью 250 м2 необходим насос производительностью 3,5 м3/ч и давлением 0,4 атмосферы.
  • Для площади до 350 м2 лучше выбирать оборудование производительностью 4,5 м3/ч и давлением 0,6 атм.
  • Если здание имеет большую площадь, до 800 м2, рекомендуется использовать насос производительностью 11 м3/ч с давлением более 0,8 атмосферы.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Если более внимательно подойти к выбору насосного оборудования, то учитываются дополнительные параметры:

  • Длина трубы.
  • Тип отопительных приборов и их количество
  • Диаметр труб и материал, из которого они изготовлены.
  • Тип отопительного котла.

Врезка насоса  в отопительный контур

Циркуляционный насос рекомендуется установить на обратке, в этом случае через устройство будет проходить уже остывшая жидкость. Однако при использовании более современных моделей, которые изготовлены из жаропрочных материалов, не исключено подключение к питающей магистрали. В любом случае установленное оборудование не должно нарушать циркуляцию хладагента.

Как работает система отопления открытого типа: схема системы отопления

Существует несколько вариантов изменить схему серьезности на принудительную:

  1. Установка расширительного бачка на более высоком уровне. Этот вариант можно назвать самым простым, но он потребует высокого чердачного помещения.
  2. Расширительный бак переносится на дальний стояк. Если вы используете этот метод для восстановления старой системы, это потребует много усилий и времени. Если по этой схеме оснастить новую систему, то она себя не оправдает.
  3. Размещение восходящей колонны расширительного бака очень близко к колену, где расположен насос. В этом случае труба с бачком отрезается от подающей линии, и врезается в обратку за насосом.
  4. Включение насоса в линию подачи. Этот способ считается наиболее оптимальным вариантом реконструкции контура отопления. Однако необходимо помнить, что не все устройства выдерживают высокие температуры.

Чтобы система отопления с открытым расширительным баком и насосом работала эффективно, важно правильно подобрать схему, рассчитать параметры всех составляющих элементов, подобрать соответствующее оборудование и последовательно провести монтажные работы.

Оцените статью
Добавить комментарий