Открытая система отопления: разводка схем открытого типа

Просмотров: 183

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.

Содержание

Что это такое?

Благодаря искусственному обогреву помещений разного назначения удаётся возмещать тепловые потери и поддерживать заданные температурные показатели. Условия теплового комфорта для проживания предполагают эксплуатацию открытой или закрытой отопительной системы. Любой тип сети теплового снабжения обладает неоспоримыми преимуществами и определёнными минусами, которые нужно учитывать при выборе схемы.

Достоинства и недостатки

Открытая система основана на термодинамических законах. К её основным достоинствам можно отнести:

  • энергонезависимость;
  • естественную циркуляцию теплового носителя;
  • простоту обслуживания;
  • бесшумную работу;
  • минимум оборудования;
  • высокий уровень надёжности;
  • лёгкость самостоятельного монтажа.

Значимые недостатки представлены громоздкостью, риском появления кавитации, разрушающей элементы системы и низким КПД. Кроме прочего, эксплуатация открытой теплосети предполагает строгий контроль уровня теплоносителя, а также невозможность применения антифриза.

Отличия от закрытой системы

Автономные отопительные системы имеют ряд существенных отличий от теплосети закрытого типа. Особенности и основные различия в обязательном порядке учитываются при выборе оптимального варианта теплоснабжения помещения.

Параметры

Открытая

Закрытая

Соединение с атмосферой

Постоянное

Отсутствует

Резервуар

Вместительный круглый или прямоугольный бак со сливной трубой

Двухкамерный с мембраной, рассчитанный на максимальное давление

Место монтажа

В самой высокой точке монтируемой системы

Не имеет принципиального значения

В условиях централизованного отопления (квартиры) открытая система основана на подведении непосредственно к кранам горячего водоснабжения. Носитель тепла предварительно проходит дополнительное обезвоздушивание и обязательную очистку, а после использования сливается в канализационный коллектор.

Будет ли по зубам самостоятельный монтаж?

Для того чтобы справиться с монтажом отопительной системы открытого типа, не нужно обладать особыми знаниями или большим опытом. В первую очередь устанавливают котел, который может быть или навесным, или напольным. Вид котла зависит от удобства размещения, а его мощность – от площади отапливаемого помещения.

Схема дома с установленной системой отопления

Мощность и размеры составных частей системы отопления зависят от общей площади дома

Далее рассчитывают и устанавливают радиаторы. Их можно заменить совсем простым вариантом – трубой диаметром 8-10 см, которая проходит по периметру всего дома и возвращается к котлу. Небольшой наклон трубы увеличит циркуляцию теплоносителя. При элементарной схеме бак устанавливают на обратке, рядом с котлом, но обязательно выше остального оборудования.

Другой вариант – однотрубная схема вертикального расположения, требующая монтажа расширительного бака на чердаке. Соответственно, чердак предварительно следует утеплить, чтобы бак не замерз в зимнее время.

Важно! Следует обратить внимание на правильный расчет величины расширительного бака. Недостаточный объем не выдержит высокого давления, в результате трубы просто разорвет.

Подбор составных частей

    Котел. Идеальное место для установки котла – отдельное помещение, достаточно просторное (для удобства обслуживания) и имеющее доступ к свежему воздуху. Напольное покрытие должно быть сделано из противопожарного материала, например, бетона. Высчитав площадь дома, можно определить необходимую мощность котла. Он может работать на угле, газе, дровах, дизельном топливе.

Расположение котла

Котел должен располагаться в отдельном просторном помещении

  • Радиаторы. Виды радиаторов: стальные, биметаллические, чугунные, алюминиевые. Наиболее популярными являются стальные. Их следует монтировать на расстоянии 3-5 см от стены, не меньше. Традиционное место установки – под окном, чтобы они служили барьером для холодного воздуха с улицы. Наиболее удобная высота – 40-60 см, чтобы оставались зазоры: сверху – до окна, снизу – до пола. Длина может быть любой, в зависимости от площади комнаты. Например, для спальни 15м² достаточно радиатора длиной 100 см.
  • Трубы. Медные трубы относительно дороги, стальные со времен покрываются ржавчиной, поэтому практически все выбирают пластиковые. Диаметр – 25 мм, 32 мм. Количество труб зависит от типа системы – однотрубной или двухтрубной. Как правило, их не встраивают в стену, а проводят открытым способом – прямо над полом. Трубы нарезают на удобные для монтажа отрезки и с помощью отводов соединяют с котлом, расширительным баком и радиаторами.
  • Расширительный бак. Его место расположения – на чердаке или возле котла. Следует запомнить, как соотносится объем бака с размерами системы в целом: он не должен быть менее 5% от объема всей системы. Для одноэтажного частного дома необходим бак не менее 8 литров, но лучше приобрести с запасом – 15 л.

Достоинства и недостатки системы

Для начала рассмотрим положительные стороны – не зря данную систему до сих пор активно используют.

  • Простота схемы. Давно известно: чем проще устройство, тем безотказнее оно действует и тем быстрее можно справиться с поломкой.
  • Функционирование оборудования, несмотря на отсутствие электроснабжения. Тепло в доме зависит только от наличия газа.
  • Простота установки. Подготовленные части можно собрать в течение одного дня.
  • Быстрое вхождение в рабочий режим, не менее быстрая остановка. Начало и конец работы системы зависят от включения/выключения котла.
  • Невысокая стоимость составных частей.

Безусловно, схема открытой системы отопления обладает своими недостатками. Всегда найдется пользователь, которому не понравятся те или другие свойства оборудования или эксплуатации.

Например, многих не устраивают большие размеры деталей и всей системы в целом. Если строение не очень большое, бывает сложно расположить оборудование так, чтобы оно не мешало комфортному проживанию.

Расширительный бак открытого типа

Объем открытого расширительного бака зависит от объема отопительной системы в целом

В некоторых случаях открытый расширительный бак отрицательно влияет на радиаторы и трубы: они подвержены коррозии.

Важно! Особое внимание следует уделить испарению жидкости в баке. Воздух, попадая в трубы, вызывает их перегрев. Один из способов решения данной проблемы – слой масла на воде толщиной 1-2 см.

Приверженцы закрытой системы утверждают, что открытый тип менее эффективен, его КПД намного ниже.

  • Распечатать

Конструктивные особенности

Чтобы самотечная система работала эффективно, нужно выполнить такие требования:

  • источником тепла выступает любой энергонезависимый теплогенератор с выходными патрубками диаметром 40—50 мм;
  • на выходе котла или печки с водяным контуром сразу монтируется разгонный стояк – вертикальная труба, по которой поднимается нагретый теплоноситель;
  • стояк заканчивается расширительным баком открытого типа, установленным на чердаке либо под потолком верхнего этажа (зависит от типа разводки и конструкции частного дома);
  • вместительность резервуара – 10% от объема теплоносителя;
  • под самотек желательно подобрать отопительные приборы с большими размерами внутренних каналов – чугунные, алюминиевые, биметаллические;
  • для лучшей теплоотдачи радиаторы отопления подключаются по разносторонней схеме – нижней или диагональной;
  • на радиаторных подводках ставятся специальные полнопроходные клапаны с термоголовками (подача) и балансировочные вентили (обратка);
  • батареи лучше оснастить ручными воздухоотводчиками – кранами Маевского;
  • подпитка тепловой сети организовывается в самой нижней точке – возле котла;
  • все горизонтальные участки труб прокладываются с уклонами, минимальный – 2 мм на метр погонный, средний – 5 мм/1 м.

Подключение котла к самотечному отоплениюСлева на фото – стояк подачи теплоносителя от напольного котла с насосом на байпасе, справа – подключение обратной линии

Примечание. Уклоны выполняют 2 функции – помогают теплоносителю течь в нужном направлении, а воздуху – подниматься по трубопроводам и уходить через открытую расширительную емкость. Оговорка касательно применяемых радиаторов: если система построена правильно, стальные панели тоже прекрасно греют.

Гравитационные системы отопления делаются открытыми, эксплуатируются при атмосферном давлении. Но будет ли самотек работать в схеме закрытого типа с мембранным баком? Отвечаем: да, естественная циркуляция сохранится, но скорость теплоносителя снизится, эффективность упадет.

Обосновать ответ несложно, достаточно упомянуть изменение физических свойств жидкостей, находящихся под избыточным давлением. При напоре в системе 1.5 Бар точка кипения воды сместится до 110 °C, ее плотность тоже увеличится. Циркуляция замедлится из-за малой разницы масс горячего и остывшего потока.

Принципиальная схема самотекаУпрощенные схемы самотека с открытым и мембранным расширительным резервуаром

Мини-котельные

Сейчас выпускаются модели котлов, снабженные расширительным бачком, насосом, клапаном и манометром. Это могут быть ТЭНовые, электрические, дизельные, газовые агрегаты с принудительной тягой. Эти агрегаты можно назвать мини-котельными. Так, предохранительные клапаны в схеме электрического отопления частного дома с насосом монтируют сразу на теплообменнике вместе с ТЭНом. Такая конструкция позволяет быстро сбрасывать лишний теплоноситель, если он закипит при остановке насоса.

Схема подключения котла к системе отопления в этом случае не сложная. Нужно смонтировать всего лишь два шаровых крана, которыми можно отсечь котёл в случае необходимости. Ремонт агрегата или любые профилактические работы не будут доставлять сложностей.

Расчет самотечной системы

Чтобы рассчитать и спроектировать отопление с естественной циркуляцией, действуйте в таком порядке:

  • Выясните количество тепла, нужное для обогрева каждой комнаты. Воспользуйтесь для этого нашей инструкцией.
  • Подберите энергонезависимый котел – газовый либо твердотопливный.
  • Разработайте схему, приняв за основу один из предложенных здесь вариантов. Поделите разводку на 2 плеча – тогда магистрали не пересекут входную дверь дома.
  • Определите расход теплоносителя под каждое помещение и рассчитайте диаметры труб.

Примечание. Уклоны вычислять не нужно, принимайте стандартное значение 0.5 см на метр длины. Допускаются отклонения в большую или меньшую сторону в диапазоне 0.7…0.2 см/1 м.

Сразу отметим, что «ленинградку» разбить на 2 ветви не удастся. Это значит, что кольцевой трубопровод обязательно пройдет под порогом входной двери. Чтобы выдержать все уклоны, котел придется ставить в приямке.

Расчет диаметра труб на всех участках гравитационной двухтрубной системы делается так:

Приведем пример расчета самотечной системы в одноэтажном доме 100 м. кв. На представленной ниже планировке уже нанесены радиаторы отопления и указаны тепловые потери. Начинаем с основного коллектора котла и движемся в сторону последних помещений:

  • Величина теплопотерь дома Q = 10.2 кВт = 10200 Вт. Расход теплоносителя в главном стояке G = 0.86 х 10200 Вт / 25 °C = 350.88 кг/ч или 0.351 т/ч.
  • Площадь поперечника подающей трубы F = 0.351 т/ч / 3600 х 0.1 м/с = 0.00098 м², диаметр d = 35 мм.
  • Нагрузка на правую и левую ветку составляет 5480 и 4730 Вт соответственно. Количество теплоносителя: G1 = 0.86 х 5480 / 25 = 188.5 кг/ч или 0.189 т/ч, G2 = 0.86 х 4730 / 25 = 162.7 кг/ч или 0.163 т/ч.
  • Сечение правой ветви F1 = 0.189 / 3600 х 0.1 = 0.00053 м², диаметр составит 26 мм. Левое ответвление: F2 = 0.163 / 3600 х 0.1 = 0.00045 м², d2 = 24 мм.
  • В детскую и кухню придут линии DN32 и DN25 мм (округлили в большую сторону). Теперь считаем размеры коллекторов для спальни и гостиной + коридор с теплопотерями 2.2 и 2.95 кВт соответственно. Получаем оба диаметра DN20 мм.

Самотечная разводка на планировке домаДля подключения небольших батарей можно использовать подводки DN15 (наружный d = 20 мм), на плане указаны размеры DN20

Внимание! Полученные в результате расчетов диаметры указывают на размер внутреннего прохода трубопроводов (обозначение – DN или Ду).

Осталось подобрать трубы. Если варить отопление из стали, на котловой стояк пойдет Ø48 х 3.5, ветви — Ø42 х 3 и 32 х 2.8 мм. Оставшуюся разводку, в том числе подводки к батареям, делаем трубопроводом 26 х 2.5 мм. Первая цифра размера указывает на внешний диаметр, вторая – толщину стенки (сортамент водогазопроводных стальных труб).

Рекомендации по монтажу своими руками

Для прокладки основных линий естественной циркуляции лучше использовать полипропиленовые или стальные трубы. Причина – большой диаметр, полиэтилен Ø40 мм и больше стоит слишком дорого. Радиаторные подводки делаем из любого удобного материала.

Совет. При сборке самотечной сети отопления из металлопластика не ставьте компрессионные фитинги – они сильно уменьшают внутренний проход.

Самотечная разводка в гаражеПример монтажа двухтрубной разводки в гараже

Как правильно сделать разводку и выдержать все уклоны:

  • Начните с разметки. Обозначьте места установки батарей, точки подключения подводок и трассы магистралей.
  • Размечайте трассы на стенах карандашом начиная от дальних батарей. Величину наклона регулируйте длинным строительным уровнем.
  • Двигайтесь от крайних радиаторов к котельной. Когда вы прочертите все трассы, то поймете, на каком уровне ставить теплогенератор. Входной патрубок агрегата (для остывшего теплоносителя) должен располагаться на одном уровне или ниже обратной линии.
  • Если уровень пола топочной слишком высокий, попытайтесь сместить все обогреватели вверх. Следом поднимутся горизонтальные трубопроводы. В крайнем случае делайте под котлом углубление.

Подключение обратной линии в котельнойПрокладка обратной линии в топочной с параллельным подключением к двум котлам

После нанесения разметки пробейте отверстия в перегородках, вырежьте борозды под скрытую прокладку. Затем проверьте трассы еще раз, внесите корректировки и приступайте к монтажу. Соблюдайте тот же порядок: сначала закрепите батареи, потом кладите трубы в сторону топочной. Установите расширительный бачок со сливным патрубком.

Самотечная сеть трубопроводов заполняется без проблем, краны Маевского трогать не нужно. Просто медленно закачивайте воду через кран подпитки в нижней точке, весь воздух уйдет в открытый бачок. Если после прогрева какой-либо радиатор остается холодным, воспользуйтесь ручным воздухоотводчиком.

Расчёт диаметра труб контура

Для самотечных конструкций необходимо использовать трубы большего диаметра, чем для систем с принудительной циркуляцией.

Правильно рассчитать диаметр помогают следующие правила:

После подсчёта требуемой для обогрева помещения тепловой энергии, увеличивают полученный результат на 20%

По приведённым в СНиП формулам с помощью онлайн-калькулятора рассчитывают сечение труб.
Принимают во внимание материал будущего трубопровода: стальные трубы должны быть не менее 50 мм в диаметре. В качестве стояка к котлу рекомендуют присоединять именно такую трубу

После каждого разветвления контура уменьшают диаметр труб на 1 размер, для обратного тока, наоборот, увеличивают.

Грамотный расчёт диаметра используемых труб, а также их уклон позволяет создать систему отопления, функционирующую без каких-либо проблем.

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.

Варианты подключения

Система отопления открытого типа с насосом может быть реализована одним из предложенных способов. Каждый из них имеет свои слабые и сильные стороны, однако вам следует самостоятельно принять решение о том, какой из предложенных вариантов подойдёт именно вам. Например, для гаража будет уместна первая схема, в то время как для строения в несколько этажей нужна будет другая реализация.

Схема системы отопления с насосом достаточно проста и может быть реализована своими силами, без привлечения сторонних специалистов.

Гибридная

Такой вариант предполагает, что в случае отключения электричества схема продолжит работу по аварийному варианту, и пусть с небольшими потерями, но всё-таки продолжит подачу тепла там, где это необходимо.

Реализуется горизонтальным способом прокладки труб. Трубы должны быть большего диаметра, чем при остальных вариантах подключения. Теплоноситель, нагреваясь в котле, поднимается по трубам благодаря законам физики, и протекает по горизонтальной трубе, расположенной под потолком, с небольшим уклоном. От основной трубы идут отводы вниз, к радиаторам. Двигаясь по предложенной схеме, вода остывает и стекает вниз, уходя в нижнюю горизонтальную трассу, по которой возвращается к котлу для повторного нагрева.

Недостатками такого подключения является необходимость прокладки верхней трассы из труб большого диаметра, привлекающей к себе внимание, малая скорость циркуляции и неравномерность распределения тепла. Кроме того, подобный вариант необходимо основательно рассчитать, используя на разных участках трубы разных диаметров, чтобы компенсировать распределение тепла

А преимущество одно, но зато какое: система автономна и в сочетании с твёрдотопливным котлом – практически не требует ничего, кроме топлива.

Когда электричество есть – вода прогоняется по трубам помпой, скорость тока увеличивается, прогрев происходит быстрее и распространяется более равномерно.

Однотрубная

Вариант практически не отличается от описанного выше, за исключением того, что трубы можно брать меньшего диаметра, а стояк вести вдоль пола. Такой вариант подключения известен под названием Ленинградка, в честь города, где был разработан и впервые внедрён.

Ленинградка – это отличный способ прокладки тепла в доме, реализуется она следующим образом: Вода, разогретая в котле и прокаченная насосом, движется по горизонтальному стояку. От которого идут отводы вверх, к радиаторам отопления. Сам стояк может быть спрятан в полу. Установка игольчатых клапанов на местах входа и выхода из радиатора позволяет проводить дальнейшее обслуживание без отключения всей сети. Установка такого клапана на участке находящемся между отводами к радиатору топления, позволяет в дальнейшем провести тонкую настройку и выровнять нагрев на разных участках цепи.

Двухтрубная

Как следует из названия, предполагает использование двух стояков. По одному из них тепло подаётся к радиаторам, по второму отводится от них. Применяется в основном с целью возможности настраивать температуру каждого отдельного радиатора в каждом отдельном помещении. Радиаторы дополняются реостатами, и благодаря тому, что теплоноситель подаётся к каждому из них практически одномоментно и обладает одинаковой стартовой температурой, могут быть настроены с предельной точностью.

Кроме того, такое подключение позволяет дополнять систему, устанавливая тёплые полу, отводы в линию горячего водоснабжения и другие необходимые дополнения.

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.

В чем же плюсы и минусы открытой системы отопления?

Плюсы, которые предоставляет открытая схема отопления:

  • Довольно просто смонтировать отопление по несложной схеме. Простота в обслуживании и замене вышедших из строя деталей;
  • Для того чтобы запустить систему, важно иметь доступ к газовой системе;
  • Монтаж системы осуществляется за считанные часы;
  • Легко включается в работу и отключается от нее. Чтобы запустить отопление открытого типа, достаточно включить газ;
  • Доступность по цене запасных частей.

Однако есть и недостатки в открытой системе отопления. Не все оценивают ее по достоинству. Есть потребители, которые не довольны размерами котла и полной системы. Открытая система отопления с насосом не всегда может быть установлена в небольшом помещении, чтобы она не загромождала свободное пространство. При открытом расширительном баке высока вероятность ржавчины на радиаторах и трубах.

Запомните, чтобы испаряющаяся жидкость в баке не портила окружающее оборудование, налейте на поверхность воды масло. Его слой не менее 2 см. Есть мнение, что открытая система отопления не очень эффективна для обогрева жилого помещения, поскольку ее КПД невысок.

Как сделать из открытой закрытую систему

Открытая расширительная ёмкость способствует естественному испарению теплоносителя и насыщению его кислородом из воздушных масс. Чтобы избавиться от этих проблем и продлить срок эксплуатации системы достаточно выполнить несложную переделку открытой схемы отопления в закрытую. При этом принцип циркуляции вполне можно сохранить, и вода будет перемещаться благодаря своим физическим свойствам, но оптимальным вариантом станет приобретение и монтаж циркуляционного насоса.

Основные этапы модернизации следующие:

  • демонтаж и замена открытого расширительного бака;
  • установка группы безопасности;
  • монтаж экспанзомата.

Стандартная группа безопасности представлена манометром, предохранительной арматурой, а также автоматическим воздухоотводчиком. После переделки появляется возможность увеличить протяжённость магистрали и изменить схему подключения, повысить теплоотдачу и регулировать уровень нагрева радиаторных батарей в индивидуальном режиме.

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 м

2

. 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.

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.

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.

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

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.

Описание системы отопления циркуляционного типа без насоса

Устройство водяного отопления, работающее самотеком, включает нагревательный элемент (котёл), трубы, прокладываемые разными способами, расширительный бак и радиаторы.

Принцип действия

Роль теплоносителя в контуре играет вода, которая движется по трубам под влиянием термодинамических сил. Принцип действия системы основывается на разнице физических свойств горячей и холодной воды.

Пока работает котёл, в трубах всегда есть горячая вода, которая постепенно остывает, проходя по контуру и отдавая тепло в окружающую среду.

Плотность и масса воды при нагреве уменьшается, поэтому она легко вытесняется вверх остывшей жидкостью.

После достижения верхней точки контура, горячая вода распределяется по трубам, соединённым с радиаторами, отдаёт тепло через материал батарей, а затем по нижней части контура стекает к котлу, где снова нагревается.

Достоинства установки

Основными достоинствами отопительного контура гравитационного типа являются:

  • простота установки и использования;
  • высокая отдача тепла и стабильность микроклимата помещений;
  • экономичность ресурсов при условии качественного утепления строения;
  • отсутствие шума;
  • полная независимость от электричества;
  • редкие поломки и долгий срок службы при условии проведения периодических профилактических мероприятий.

Справка! Сконструировать систему отопления с естественной циркуляцией можно самостоятельно. Правильный расчёт параметров, выбор схемы контура и грамотная установка всех компонентов гарантирует срок работы конструкции до 35 лет.

Главный недостаток — конструкция может отопить частные дома площадью не более 100 м2, имеющих радиус около 30 м.

Существует ещё несколько недостатков, ограничивающих применение самотечной конструкции:

  • обязательное наличие чердака для установки расширительного бачка;
  • медленный обогрев помещений;
  • необходимость утепления контура в неотапливаемых местах для предотвращения замерзания воды в трубах.

С дополнительными агрегатами

В любой системе с одним котлом нужно установить прибор для перекачки. Но в более сложных разводках понадобятся и дополнительные. Это случается в следующих ситуациях:

  • при использовании двух и более генераторов;
  • при применении буферной ёмкости;
  • если присутствует несколько контуров или бойлер;
  • при установке гидроразделителя;

    Фото 1. Гидроразделитель модели Heatmix с термоизоляционным кожухом, резьба подключения — 1 1/2», производитель — «Grundfos».

  • при суммарной длине труб более 80 метров;
  • при использовании тёплого пола.

Чтобы создать правильную систему из нескольких нагревателей на разном топливе, потребуется разместить резервные насосы. В подобной ситуации магистраль разделится на две части: отопительную и котельную. Буферная ёмкость делает то же самое, хотя контуров может стать больше. Подобные схемы реализуют в 3-этажных и больших домах.

Поскольку происходит разветвление, трубы разбивают на несколько независимых участков, к каждому из которых монтируют насос. Они равномерно распределяют теплоноситель по этажам. Вне зависимости от количества, каждый размещают на байпас. Желательно дополнить их шаровыми вентилями, чтобы уменьшить расход в летний сезон.

При использовании тёплых полов ставят два циркуляционных насоса. Комплекс устройств поможет подготовить рабочую жидкость, прогреть до нужной температуры и поддерживать её.

Чтобы мощности хватало, длина обвязки не должна превышать 50 метров. В противном случае система работает неравномерно.

Справка! При использовании некоторых устройств насосы не нужны. Это касается электрических и газовых генераторов настенного вида. В их конструкцию прибор для принудительной циркуляции устанавливают производители.

Обустройство гравитационной магистрали отопления

Расчет системы теплоснабжения

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

Расчет системы

В естественной системе отопления котел рекомендуется монтировать в подвале или цокольном помещении. Это позволяет увеличить длину транзитного стояка

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

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

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

Циркуляционное давление

Чем больше разница температур теплоносителя, тем давление в магистрали выше. Поэтому важно позаботится о «входящей» температуре жидкости

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

Котел размещается в отдельном помещении, оснащенном принудительной циркуляцией воздуха. Оборудование устанавливается на пожароустойчивый материал или забетонированный пол

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 изображений

Фото из

Конструкция простого открытого бачка

Самый простой вариант открытого расширительного бака представляет собой емкость произвольной формы с отверстием для отвода воздуха и пополнения теплоносителя, а также патрубком перелива

Принцип устройства самоделок

По этому принципу делают самодельные расширительные бачки из любых емкостей, объем которых равен 4 — 10 % от общего объема теплоносителя

Место для расширительного бачка

Открытые расширительные бачки устанавливаются в наивысшей точке системы. Если располагаются в пределах неотапливаемого чердака, конструкцию следует утеплить

Подающая теплоноситель труба может быть ввернута или вварена в любом месте. Важно выбрать для ввода наиболее низкую точку в бачке

Конструкция простого открытого бачка

Принцип устройства самоделок

Место для расширительного бачка

Оптимальное место для ввода подачи

Для обустройства трубопровода используют трубы из следующих материалов:

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

Радиаторы в открытом контуре теплоснабжения должны быть сделаны из металлов высокой прочности. Наиболее распространены стальные модели. Они имеют оптимальное соотношение основных параметров: внешний вид, цена и тепловая мощность.

Стальные радиаторы благодаря тонким стенкам, небольшому весу и высокой степени теплоотдачи сравнивают с конвекторами. Оборудование быстро прогревает помещения, за счет ускоренного движения воздуха

Этапы монтажа открытой системы

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

  • Монтаж котла. Оборудование фиксируется на напольной поверхности или подвешивается на стене. Выбор метода зависит от габаритов котла.
  • Разводка трубопровода согласно выбранной схеме и разработанному проекту. Важно соблюдать рекомендованный угол уклона трубного контура.
  • Установка радиаторов отопления и подключение их к системе.
  • Монтаж расширительного бака и его утепление.
  • 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

Монтаж отопительной системы надо осуществлять в теплое время года. Обустройство магистрали и ввод в эксплуатацию займет около одной недели

Для чего нужна принудительная циркуляция?

Естественная циркуляция теплоносителя происходит по физическим законам: нагретая вода или антифриз поднимаются в верхнюю точку системы и, постепенно остывая, опускается вниз, возвращаясь в котел. Для успешной циркуляции необходимо строго выдерживать угол наклона прямой и обратной трубы. При небольшой протяженности системы в одноэтажном доме сделать это несложно, и перепад высоты будет невелик.

Для домов большой площади, а также многоэтажных домов. такая система чаще всего непригодна — в ней возможно образование воздушных пробок, нарушение циркуляции и, как следствие, перегрев теплоносителя в котле. Эта ситуация опасна и может стать причиной повреждения элементов системы.

Поэтому в обратную трубу, непосредственно перед вводом в теплообменник котла, устанавливают циркуляционный насос, который создает в системе нужное давление и скорость циркуляции воды. При этом нагретый теплоноситель своевременно отводится в отопительные приборы, котел работает в штатном режиме, а в микроклимат в доме остается стабильным.

Схема: элементы системы отопления

  • система устойчиво работает в зданиях любой длины и этажности;
  • можно использовать трубы меньшего диаметра, чем при естественной циркуляции, что экономит затраты на их приобретение;
  • допускается располагать трубы без уклона и прокладывать их скрыто в полу;
  • к принудительной системе отопления можно подключить теплые водяные полы;
  • стабильный температурный режим продлевает срок службы фитингов, труб и радиаторов;
  • существует возможность регулировать нагрев для каждого помещения.

Недостатки системы с принудительной циркуляцией:

  • требуется расчёт и установка насоса, подключение его к электросети, что делает систему энергозависимой;
  • насос при работе издает шум.

Недостатки успешно решаются правильным размещением оборудования: насос ставят в отдельном помещении котельной рядом с отопительным котлом и устанавливают резервный источник электропитания — аккумуляторную батарею или генератор.

Способы подачи теплоносителя

Трубопровод, по которому подается горячая жидкость, можно разместить несколькими способами. В зависимости от этого подводка делится на верхнюю и нижнюю.

Верхняя разводка подразумевает подачу горячего теплоносителя по основному стояку и распределение по радиаторам через разводящие трубы. Такую систему лучше всего использовать в частных жилых строениях и коттеджах высотой в один или два этажа.

газовый котел для открытой системы отопления

Более эффективной и практичной считается отопительная система с нижней разводкой. В этом случае подающая и обратная труба располагаются рядом, причем теплоноситель движется снизу вверх. Горячая вода проходит через отопительные приборы и возвращается в котел для открытой системы отопления по обратной трубе. Для предотвращения скопления воздуха в системе отопления на каждый радиатор устанавливают кран Маевского.

Магистральные стояки

В зависимости от расположения магистральных стояков разводка может быть вертикальной или горизонтальной.

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

  • Воздушные пробки не образуются.
  • Эффективный обогрев строений высотой в несколько этажей.
  • Возможность подключения радиаторов отопления на каждом этаже.
  • более сложная установка теплосчетчиков в квартирах многоэтажных домов.

котел для открытой системы отопления

При горизонтальной разводке все радиаторы этажа подключаются к единому стояку. Главное преимущество подобной схемы заключается в использовании меньшего количества материалов для монтажа и соответственно более низкой стоимости системы.

Элементы системы с принудительной циркуляцией

Принудительная циркуляция — процесс, требующий установки не только насоса, но и других обязательных элементов.

  • К ним относятся:
  • расширительный бак для компенсации объема теплоносителя при изменении температуры;
  • группа безопасности, включающая манометр, термометр, предохранительный клапан;
  • радиаторы, подключенные по одной из схем разводок;
  • краны Маевского или сепаратор воздуха;
  • обратный клапан;
  • краны заполнения и слива системы;
  • фильтр грубой очистки.

Кроме того, при использовании в качестве нагревателя твердотопливного котла, без функции автоматической загрузки топлива, рекомендуется включить в систему теплоаккумулятор — накопительный бак нужного объема. Это позволит выровнять температуру теплоносителя и избежать ее суточных колебаний.

Необходимые расчеты

Очень важно правильно выполнить гидравлические расчеты, на их основании подбирается диаметр трубы для схемы отопления открытого типа с насосом.

Чтобы рассчитать циркуляционное давление, следует учитывать следующие параметры:

  • Расстояние от центральной оси котла до центра отопительного прибора. Чем больше это значение, тем стабильнее циркулирует теплоноситель.
  • Давление воды на выходе из котла и на входе в него. Циркуляционный напор определяется разницей температуры жидкости.

Диаметр трубопровода во многом зависит от материала, из которого они изготовлены. Стальные трубы для системы отопления должны иметь сечение не меньше 5 см. После разводки можно использовать трубы меньшего диаметра, а вот разводка, наоборот, должна расширяться.

схема отопления открытого типа с насосом

Параметры расширительного бачка также имеют большое значение. Для эффективной работы системы следует использовать резервуар, объем которого составляет около 5% от объема всей жидкости в системе. Пренебрежение этим правилом может стать причиной разрыва труб или выплескиванию излишков воды.

Правила выбора насоса

Прибор выбирают по двум основным характеристикам: мощность и напор. Эти параметры напрямую зависят от площади отапливаемого строения. В большинстве случаев для ориентира берут следующие значения:

  • Для системы, обогревающей площадь 250 м

    2

    , требуется насос мощностью 3,5 м

    3

    /ч и напором в 0,4 атмосферы.

  • Для площади до 350 м

    2

    лучше выбрать оборудование, мощность которого составляет 4,5 м

    3

    /ч и напор 0,6 атм.

  • Если строение имеет большую площадь, до 800 м

    2

    , то рекомендуется использовать насос мощностью 11 м

    3

    /ч с напором более 0,8 атмосфер.

система отопления открытого типа с насосом схема

Если более тщательно подходить к выбору насосного оборудования, то во внимание принимаются дополнительные параметры:

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

Врезка насоса в отопительный контур

Циркуляционный насос рекомендуется устанавливать на обратной трубе, в этом случае через прибор будет проходить уже остывшая жидкость. Однако при использовании более современных моделей, которые выполнены из термостойких материалов, не исключена врезка на подающую магистраль. В любом случае устанавливаемое оборудование не должно нарушать циркуляцию теплоносителя.

отопление с открытым расширительным баком и насосом

Существует несколько вариантов изменения гравитационной схемы в принудительный вариант:

  • Установка расширительного бачка на более высоком уровне. Этот вариант можно назвать самым простым, однако для этого потребуется высокое чердачное помещение.
  • Расширительный бак переносят на дальний стояк. Если использовать этот способ для реконструкции старой системы, то потребуется много сил и времени. Если по этой схеме обустраивать новую систему, то она не оправдает себя.
  • Размещение стояка расширительного бака в непосредственной близости к колену, на котором расположен насос. В этом случае трубу с резервуаром вырезают с подающей магистрали и врезают ее на обратной трубе за насосом.
  • Врезка насоса в подающую магистраль. Этот способ считается самым оптимальным вариантом реконструкции отопительного контура. Однако следует помнить, что не каждый прибор может выдержать высокую температуру.

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


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий