Открытая система отопления остается популярной благодаря своей легкости в установке, доступной цене и удовлетворительной эффективности. Поняв ее принцип работы, комплектность и монтажные правила, вы сможете самостоятельно наладить тепловые сети в вашем доме.
Мы поделимся рекомендациями по созданию эффективной схемы отопления открытого типа. Разберем, как построить систему, строго следуя технологическим нормативам и требованиям при выборе и соединении компонентов. С нашими советами вы сможете сформировать надежный и действенный контур.
Для самодостаточных мастеров мы предлагаем ознакомиться с проверенными методами сборки. Представленная информация дополнена полезными иллюстрациями, фотоподборками и видеоруководствами.
Краткое содержание статьи
Комплектация и принцип работы системы
В водяной об Heating системе теплоносителем, который передает теплоту от котла к радиаторам, является жидкость. Циркуляция теплоносителя может происходить на значительных расстояниях, что позволяет прогревать дома и помещения разных размеров. Это и объясняет широкое распространение водяного теплоснабжения.
Система отопления открытого типа может функционировать без насоса. Циркуляция теплоносителя осуществляется благодаря термодинамическим принципам. Движение воды по трубам происходит за счет разницы в плотности горячей и холодной жидкости, а также за счет уклона установленных труб.
В таких контурах объем для расширяемого теплоносителя предоставляется открытым баком — это может быть стальная или пластиковая емкость с крышкой и отводом для сброса излишков в канализацию.
Системы открытого отопления имеют прямой контакт с атмосферой. Через бак воздух выходит, но при этом происходит и испарение, что требует периодического пополнения уровня теплоносителя.
Расширительный бак для системы отопления в частном доме можно изготовить из подручных материалов, таких как пластиковая канистра или старый металлический бидон.
В схемах соединения приборов соблюдаются стандартные принципы, включающие как двухтрубные, так и однотрубные варианты.
При двухтрубной системе теплоноситель подается в радиаторы по одной трубе и возвращается через другую. Однотрубные системы подразумевают, что теплоноситель течет от одного радиатора к другому и затем возвращается в котел по одной главной трубе.
Большинство открытых систем отопления являются гравитационными. Однако существуют и варианты с циркуляционным насосом, который подбирается для систем с нагрузкой, превышающей допустимые для закрытых схем параметры.
В открытых системах воздуха, как правило, выходит из бака. Исключения составляют контуры с нижним подключением приборов, которые требуют установки воздухоотводчиков на каждом радиаторе.
В открытых системах отопления могут использоваться любой тип приборов, применяемых в отопительных сетях, однако наиболее рекомендуемыми являются чугунные модели, которые обладают высоким уровнем теплоемкости.
Структура системы
Специфика функционирования открытого контура
Варианты самодельных баков
Однотрубная система подключения приборов
Двухтрубная теплообменная система
Использование циркуляционного насоса
Способы отвода воздуха из системы
Рекомендованные типы отопительных приборов
Необходимым элементом системы является открытый расширительный бак, в который поступают излишки нагретого теплоносителя. Этот резервуар обеспечивает автоматическую стабилизацию давления жидкости и устанавливается над всеми компонентами системы.
Процесс работы открытого теплоснабжения условно делится на два этапа:
- Подача. Нагретый теплоноситель движется от котла к радиаторам.
- Обратка. Избыточная теплая вода направляется в расширительный резервуар, где остывает и возвращается в котел.
В однотрубных схемах подача и обратка осуществляется по одной магистрали, тогда как в двухтрубных системах эти трубопроводы разделены.
Горячая вода имеет меньшую плотность по сравнению с холодной, что создает гидростатическое давление, благодаря которому теплоноситель поступает к радиаторам.
Однотрубная система считается самой простой и удобной для самостоятельного монтажа, представляя собой элементарную конструкцию.
Основное оборудование однотрубного теплообеспечения включает в себя:
- отопительный котел;
- радиаторы;
- расширительный бак;
- трубы.
Некоторые решают не устанавливать радиаторы, а прокладывают по периметру дома трубу диаметром 8-10 см. Однако, по мнению специалистов, такая схема уменьшает эффективность системы и комфортность ее эксплуатации.
Гравитационная однотрубная система отопления является энергонезависимой. Расходы на покупку труб, фурнитуры и оборудования относительно невелики, и она совместима с котлами различных типов.
Хотя двухтрубная система сложнее в установке и дороже, такие вложения оправданы полным устранением недостатков однотрубных схем.
Теплоноситель подается с одинаковой температурой во все устройства, а остывшая вода собирается по обратной магистрали, не переходя к следующему радиатору.
Для каждого прибора в двухтрубной системе устанавливаются отдельные подающие и обратные линии, что позволяет регистрировать равномерное распределение теплоносителя по всей системе, а остывшая вода устраивается в обратку — независимую от подачи магистраль.
Требования к обустройству и эксплуатации
При планировании теплопостачания дома нужно учесть несколько особенностей открытой системы отопления:
- Для нормальной циркуляции котел должен находиться в нижней точке магистрали, а расширительный бак — в верхней.
- Оптимальным местом для установки расширительного бака является чердак. В зимний период необходимо утеплять и сам бак, и подающий стояк в неотапливаемом чердачном помещении.
- Прокладывая магистрали, следует избегать резких поворотов и излишнего количества соединений и деталей.
- В системе с гравитационной циркуляцией вода движется медленно (от 0,1 до 0,3 м/с), что требует постепенного нагрева. Нельзя допускать кипение, поскольку это приводит к ускоренному износу радиаторов и труб.
- Если отопление не используется зимнее время, следует слить воду для сохранения целостности труб, радиаторов и котла.
- Необходимо следить за уровнем теплоносителя в расширительном баке и периодически его пополнять. В противном случае могут возникнуть воздушные пробки, ухудшающие эффективность радиаторов.
- Вода является самым подходящим теплоносителем. Использование антифриза не рекомендуется в системах, имеющих открытый контакт с атмосферой, но возможно, если нет возможности сливать теплоноситель в холодный период.
Важное внимание стоит уделить расчету диаметра и наклона труб. Нормы проектирования оговорены СНиП 2.04.01-85.
В контурах с естественной циркуляцией диаметр трубы больше, чем в насосных системах, однако общая длина трубопровода меньше практически в два раза. Уклон горизонтальных участков, составляющий 2-3 мм на погонный метр, должен соблюдаться при установке систем с естественным движением теплоносителя.
Нарушение уклона при создании систем с естественной циркуляцией приведет к образованию воздушных пробок и недостаточной прогреву радиаторов, находящихся далеко от котла, тем самым снижая эффективность обогрева.
Типы схем открытого теплоснабжения
В открытой системе отопления существуют два способа перемещения теплоносителя. Первый — это естественная (гравитационная) циркуляция, второй — принудительная с использованием насоса.
Выбор схемы зависит от этажности и площади здания, а также от предполагаемого температурного режима.
Естественная циркуляция отопления
В гравитационной системе нет механических устройств для перемещения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счёт расширения горячей воды. Для эффективной работы схемы требуется наличие вертикального стояка, высота которого должна составлять не менее 3,5 м.
В случае отказа от установки такого стояка существует риск, что теплоноситель, идущий от котла, не сможет развить необходимую скорость.
Система естественной циркуляции оптимально подходит для зданий площадью до 60 кв. м. Максимальная длина контура, обеспечивающего тепло, составляет 30 м. Существенным фактором является высота постройки, допускающая монтаж разгонного стояка.
Схема естественной циркуляции не подходит для низкотемпературного режима. Недостаток расширения теплоносителя не создаст нужного давления в системе.
Возможности самотечной схемы:
- Подключение к теплому полу. На водяной контур, идущий к полу, устанавливается циркуляционный насос. Остальная часть системы работает в обычном режиме. При отключении электричества дом продолжит получать тепло.
- Работа с бойлером. Нагревательный прибор устанавливается в верхней части системы — чуть ниже расширительного бака.
Для обеспечения стабильной работы к бойлеру можно добавить насос. В таком случае схема отопления и горячего водоснабжения автоматически станет принудительной. При этом дополнительно устанавливают обратный клапан, предотвращающий обратную циркуляцию теплоносителя.
Принудительная система с насосом
Для повышения скорости циркуляции теплоносителя и уменьшения времени, необходимого на обогрев комнат, в систему устанавливается насос. Скорость потока воды возрастает до 0,3-0,7 м/с, что приводит к увеличению теплоотдачи и равномерному прогреву всех веток магистрали.
Насосные установки могут быть как открытыми, так и закрытыми. В открытых контурах расширительный бак располагается в самой верхней точке системы. Благодаря насосу, возможно удлинение трубопровода между котлом и радиаторами как по вертикали, так и горизонтали.
- Схема с встроенным насосом требует наличия электроэнергии. Чтобы отопление не прекращалось при отключении электричества, насосное оборудование размещается на байпасной линии.
- Насос устанавливается перед котлом на обратной трубе, расстояние до него должно составлять 1,5 метра.
- При установке насоса необходимо учитывать направление, в котором движется теплоноситель.
На обратном трубопроводе устанавливаются два крана запорного типа и обводное соединение с насосом. Если электроснабжение активно, то краны закрыты, и теплоноситель движется через насос. В случае отключения электроэнергии, вентили открываются, и система переключается на естественную циркуляцию.
На подающем трубопроводе требуется установка обратного клапана. Эта деталь монтируется сразу после котла и предотвращает нежелательную рециркуляцию теплоносителя, когда насос работает.
Варианты разводки трубопровода в системе
Эффективность, экономичность и эстетика системы отопления во многом зависят от схемы расположения радиаторов и труб. Выбор схемы зависит от конструктивных особенностей и площади здания.
Особенности однотрубной и двухтрубной схем
Нагретая вода может поступать к радиаторам и возвращаться в котел по-разному. В однотрубной системе теплоноситель движется через одну крупную магистраль, которая проходит по всем радиаторам.
Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией включают:
- недорогие материалы;
- простота установки;
- меньшее количество труб в жилых помещениях.
Основным минусом однотрубной схемы, выполняющей как подачу, так и обратку, является неравномерный нагрев радиаторов. Температура и теплоотдача батарей снижаются по мере их удаления от котла.
При длительной разводке и большом числе радиаторов последняя батарея может оказаться совершенно неэффективной. «Горячие» радиаторы лучше устанавливать в северных комнатах, детских и спальнях.
Двухтрубная система отопления постепенно завоевывает популярность. В этой схеме радиаторы соединяются с обратным и подающим трубопроводами, формируя локальные контуры между теплоисточником и приборами.
Ключевые достоинства этой системы:
- равномерный нагрев всех радиаторов;
- возможность индивидуальной регулировки температуры в каждом радиаторе;
- надежность эксплуатации конструкции.
Однако двухтрубная система требует больших затрат и трудозатрат на монтаж. Установка двух веток трубопровода более сложна в осуществлении.
Эта система легко настраивается, обеспечивая равномерный поток теплоносителя нужной температуры к каждому радиатору, что способствует равномерному прогреву помещений.
Верхняя и нижняя подача теплоносителя
В зависимости от расположения подающей магистрали, различают верхнюю и нижнюю разводку.
В открытых системах отопления с верхней подводкой нет необходимости в устройствах для удаления воздуха, так как избыток воздуха уходит через расширительный бак, соединенный с атмосферой.
При верхней разводке горячая вода поднимается по главному стояку и через ответвления подается в радиаторы. Такая схема отопления целесообразна для одно- и двухэтажных коттеджей и частных домов.
Система с нижней разводкой также является практичной. Здесь подающая труба располагается внизу, рядом с обратной. Циркуляция теплоносителя происходит снизу вверх: прошедшая через радиаторы вода по обратному трубопроводу возвращается в котел. Для удаления воздуха из системы батареи могут быть оборудованы кранами Маевского.
В системах с нижней разводкой возникает необходимость в установке оборудования для удаления воздуха, простейшим из которых является кран Маевского.
Вертикальные и горизонтальные стояки
В зависимости от расположения стояков, разводка труб может быть вертикальной или горизонтальной. В вертикальном варианте радиаторы каждого этажа подключаются к стоякам, расположенным вертикально.
Вертикальная разводка часто используется в многоэтажных домах, где есть чердачное помещение, где можно проложить и утеплить трубопроводы.
Особенности вертикальных схем:
- отсутствие воздушных пробок;
- подходит для высотных сооружений;
- поэтажное подключение к стоякам;
- сложности установки систем учета тепла в многоэтажных домах.
Горизонтальная разводка предполагает подключение радиаторов одного этажа к общему стояку. Преимуществом этой схемы является то, что для ее реализации требуется меньше труб, а стоимость работ ниже.
Горизонтальные стояки обычно используются в одно- и двухэтажных зданиях. Установка таких систем актуальна в панельно-каркасных домах и жилых зданиях без перегородок.
Обустройство гравитационного типа отопления
Проектирование системы самотечного отопления имеет смысл доверить квалифицированным специалистам в области теплотехники. В проекте должны быть указаны тип отопления, способы подключения радиаторов, схемы циркуляции теплоносителя, рекомендованные параметры оборудования, количество радиаторов и длина трубопровода.
Расчет системы теплоснабжения
Необходимо установить гидравлические параметры системы, что позволит правильно выбрать оптимальный диаметр труб.
Для системы отопления на основе естественной циркуляции рекомендуется устанавливать котел в подвале или цокольном этаже, это поможет увеличить длину транзитной разводки.
Для расчета циркуляционного давления (Рц) нужны следующие данные:
- Расстояние от центра котла до центра радиатора (h). Большее расстояние между этими элементами способствует стабильной циркуляции.
- Давление холодной (Ро) и горячей (Pr) воды.
Циркуляционное давление определяется разницей температур теплоносителя. Точные данные можно получить из таблиц.
С увеличением разницы температур теплоносителя давление в трубах возрастает. Поэтому очень важно контролировать вводимую температуру жидкости.
Сечение трубопровода зависит от материала, из которого он изготовлен. Минимальный диаметр стальной трубы составляет 50 мм. После разделения, сечение трубопровода уменьшается на один размер, а на обратной линии, наоборот, происходит расширение.
Во внимание стоит взять и объем расширительного бака. Его величина должна составлять не менее 5% от общего объема теплоносителя в системе. Несоблюдение этого требования может привести к сбросу воды из системы или повреждению труб.
Выбор основных компонентов
Для открытой системы стоит выбирать котел, работающий на твердом топливе или мазуте, так как установка электрокотлов или газового оборудования недопустима. Воздушные пробки могут образовываться в трубах, что приведет к потенциально аварийным ситуациям.
Мощность котла рассчитывают исходя из условия 1 кВт на 10 квадратных метров площади дома. В зависимости от качества утепления помещения к этому значению прибавляется 10-30%.
Котел устанавливают в отдельном помещении, где предусмотрена принудительная вентиляция. Он должен располагаться на пожаробезопасном основании или забетонированном полу.
Расширительный бак для системы с естественной циркуляцией должен быть металлическим; использование полимерных материалов крайне нежелательно. Для обогрева небольшого одноэтажного дома подойдет бак объемом 8-15 литров.
Галерея изображений
Простейший вариант открытого расширительного бака представляет собой резервуар произвольной формы с выходом для удаления воздуха и пополнения теплоносителя, а также с переливным патрубком.
По этому принципу можно изготовить самодельные расширительные баки из разных емкостей, чье содержание составляет 4-10% от общего объема теплоносителя.
Открытые расширительные бачки устанавливаются в самой высокой части системы. Если они находятся на неотапливаемом чердаке, конструкцию нужно утеплить.
Подающая труба может быть как вставлена, так и приварена в любом месте. Важно выбрать для подключения наиболее низкую точку в бачке.
