Открытая система теплоснабжения что это такое. Закрытая и открытая системы отопления

Диаметр труб во многом зависит от материала, из которого они изготовлены. Стальные трубы для систем отопления должны иметь сечение не менее 5 см. После разводки можно использовать трубы меньшего диаметра, но для этого разводка должна быть удлинена.

Закрытая и открытая системы отопления

Принцип работы заключается в следующем: Теплоноситель (вода) нагревается до нужной температуры в котле и поступает по трубам к радиаторам. Радиаторы отдают тепло и обогревают помещение. Вода охлаждается и возвращается в котел, создавая постоянно повторяющийся цикл. Движение воды может быть естественным или принудительным, что отличает рассматриваемые нами системы отопления.

Отличительной особенностью открытой системы отопления является то, что теплоноситель движется по трубам естественным образом. Это происходит из-за разницы в плотности холодной и горячей воды (плотность последней выше). Это создает гидростатическое давление, которое направляет теплоноситель к радиаторам. Наиболее часто используемым теплоносителем является чистая вода. Открытая система отопления состоит из котла, расширительного бака, прямых труб, обратных труб и радиаторов. Естественный цикл нагрева радиаторов происходит следующим образом. Вода достигает высокой температуры, наклоняется вверх на выходе из котла и вытесняется холодной водой. Когда она нагревается, вода расширяется и образуется избыток воды. Для этого и нужен расширительный бак; избыток воды направляется туда, чтобы предотвратить взрыв. Вода остывает в расширительном баке и поступает обратно в систему отопления.

Преимущества/недостатки открытой системы

Основными преимуществами открытой системы являются:

Закрытая система отопления

Основное отличие от закрытой системы отопления заключается в использовании циркуляционного насоса, который перемещает теплоноситель. В остальном принцип работы такой же, как и в открытой системе. В закрытой системе радиаторы нагреваются гораздо быстрее.

Преимущества/недостатки закрытой системы

Основными преимуществами закрытой системы являются:

Простота монтажа системы.
Более низкая стоимость отопительной конструкции. Обеспечивается благодаря возможности использования труб с меньшим диаметром.
Нет необходимости контроля за уровнем теплоносителя. Герметичность расширительного бака не позволяет теплоносителю испаряться.
Возможность регулировать температуру. Это происходит при увеличении/уменьшении количества подающегося теплоносителя.
Возможность обогрева пола. К отопительной системе подключается специальный дополнительный элемент.

У закрытой системы отопления есть один существенный недостаток. Система зависит от энергоснабжения. У закрытой системы отопления есть один существенный недостаток: она зависит от энергоснабжения. Энергоснабжение должно быть доступно в любое время. Лучшим вариантом является электростанция, работающая на нефти.

Особенности

Слово «теплоснабжение» говорит само за себя; оно однозначно означает подачу тепла во все здания и сооружения, включая жилые помещения. В теплоснабжении различают местное — также автономное — и центральное (централизованное) снабжение. Автономное или индивидуальное отопление изначально требуется для отдельных жилых помещений — например, дачных домиков.

Наиболее распространенным видом отопления является отопление горячей водой. Оно состоит из котла, нагревательных элементов (радиаторов) и труб для подключения. Котел нагревает воду, чтобы она текла по трубам к радиаторам. Тепло передается им, затем вода поступает обратно в котел, и процесс повторяется с самого начала. В системах отопления воду часто называют теплоносителем.

Централизованное теплоснабжение важно для снабжения как промышленных, так и жилых районов. По своей структуре оно схоже с местным теплоснабжением, разница лишь в масштабах. Системы центрального отопления используются вместо котла и могут одновременно обогревать большое количество зданий.

Местное и центральное отопление может быть представлено как открытая или закрытая система.

Система местного отопления называется открытой, если она находится в контакте с атмосферой через расширительный бак. Если контакта с атмосферой нет, то это закрытая система.

В открытой системе централизованного теплоснабжения вода из системы также поступает в краны. В закрытой системе централизованного теплоснабжения вода в теплообменнике нагревается за счет отопительной воды, поступающей в здание по трубам.

Лучше подробнее рассмотреть принцип, по которому работает центральная установка. В бойлере или ТЭЦ вода нагревается и компенсирует изменение температуры. Затем горячая вода поступает в отопительную сеть с помощью насоса, который циркулирует воду. Дома подключаются к тепловой сети через прямую и обратную линии. Вода поступает в дом по прямому трубопроводу и затем частично подается в отопительную систему, а частично предоставляется в распоряжение жильцов.

Виды

Системы отопления могут быть открытыми, закрытыми, независимыми или зависимыми. Это различие основано на способе их подключения к системе отопления и горячего водоснабжения.

Закрытая

В таких системах отопления вода, поступающая в трубы, служит только в качестве теплоносителя. Она также не используется для системы горячего водоснабжения. Такая схема означает, что система герметична и не сообщается с атмосферой.

Принципиальная схема для закрытой конструкции выглядит следующим образом:

котел;
насос;
краны для слива воды и системы отопления;
фильтр;
мембранный расширительный бак;
обратный и подающий трубопроводы;
отопительные приборы,
автоматический отводчик воздуха;
клапан;
слив.

Для упрощения регулирования системы и ее работы в целом можно также использовать дополнительные элементы. Этого можно добиться с помощью клапанов, регулирующих давление, дренажных устройств, термометров, манометров, гидрантов Меевского и других. Стоит отметить, что закрытая система характеризуется герметичностью. Это позволяет продлить срок эксплуатации всей системы.

Перед тем как выбрать объем для бака и насоса, необходимо произвести некоторые расчеты. Необходимо учесть общий объем воды и объем, при котором она циркулирует.

Закрытый тип отопления работает по более сложному принципу. Основные функции выполняют котел, насос (для циркуляции воды) и расширительный бак. Во время теплового расширения часть воды попадает в мембранный бак. По этой причине важно рассчитать объем расширительного бака. После охлаждения вода закачивается обратно в трубы.

В закрытой системе давление поддерживается на определенном уровне, который был определен заранее. Для поддержания стабильности системы необходим расширительный сосуд. Идеальным решением является сосуд из очень прочного металла. Обычно это герметичный сосуд, состоящий из двух частей, свернутых в рулон. Внутри емкости должна находиться прочная резиновая мембрана и небольшое количество газообразного вещества, например, воздуха.

Мембрана разделяет расширительный сосуд на две части. В одной содержится жидкость, а в другой — газ. Вода и газ не вступают в прямой контакт друг с другом. Получается, что при нагревании жидкость поступает в сосуд. Когда вода остывает, газ выталкивает ее обратно.

В закрытой конструкции предполагается, что объем жидкости в системе постоянен. Значение температуры определяет расход тепла всей системы отопления. Нагретая вода, имеющая определенную температуру, поступает в тепловые пункты. Здесь температура автоматически устанавливается на нужное значение.

В режиме закрытого отопления вода уходит в качестве теплоносителя, но следует отметить, что она не материальна и может быть легко удалена. Если объем воды в системе уменьшается, она автоматически восполняется специальным регулятором.

В закрытой системе давление всегда выше, чем в открытой, а также зависит от температуры жидкости в системе. Поэтому необходимо установить предохранительный клапан на случай, если давление поднимется до опасного уровня. Также необходимо установить устройство для выхода воздуха.

Особенности обустройства и эксплуатации

Если вы решили использовать систему отопления с насосом и расширительным баком, есть некоторые особенности, о которых следует помнить при установке системы отопления в вашем доме:

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.

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 монтаже системы отопления, включающей в себя циркуляционный насос-нагреватель для гаража, важно рассчитать сечение труб и их уклон. Эти величины регламентированы в СНиП 2.04.01-85. В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, трубы имеют большее сечение, чем в системе отопления с принудительной циркуляцией. В то же время длина труб в первом случае значительно меньше. Что касается уклона, то в системах с естественной циркуляцией теплоносителя он рекомендуется, а нормативы предписывают уклон 2-3 мм на метр контура.

Схемы открытых систем отопления

Совет: Воспользуйтесь нашими строительными онлайн-калькуляторами, и вы сможете быстро и точно рассчитать строительные материалы или конструкции.

В открытых системах отопления теплоноситель может циркулировать двумя способами. В первом случае речь идет о физическом движении, второй описывается как гравитационная циркуляция. В открытой системе отопления с насосом стационарная установка заставляет жидкость циркулировать; этот вариант называется принудительной или искусственной циркуляцией. Выбор того или иного метода зависит от площади помещения, количества этажей и используемого режима отопления a

Типы схем открытого теплоснабжения

В открытой системе отопления жидкость циркулирует двумя различными способами. Первый способ — естественная или гравитационная циркуляция, второй — принудительная или искусственная индукция с помощью насоса.

Выбор зависит от этажа и площади здания, а также от желаемых тепловых условий.

Естественная циркуляция в отоплении

При гравитационной циркуляции отсутствует механизм, обеспечивающий движение теплоносителя. Процесс основан исключительно на расширении горячей воды. Для работы системы необходимо установить стояк высотой не менее 3,5 м.

Если вертикальный стояк не установлен, велика вероятность того, что теплоноситель от котла не наберет достаточной скорости.

Система отопления с естественной циркуляцией идеально подходит для зданий площадью до 60 квадратных метров. Максимальной длиной контура, способного обеспечить тепло, считается 30 метров. Важным фактором является высота здания и количество этажей, позволяющих установить стояк.

Система естественной циркуляции не подходит для низкотемпературных систем. Недостаточное расширение теплоносителя не приводит к соответствующему давлению в системе.

Возможности самотечной системы:

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

Для обеспечения бесперебойной работы в котле может быть установлен насос. Затем контур отопления и производства горячей воды для бытовых нужд автоматически переключается на работу под давлением. Также устанавливается обратный клапан для предотвращения рециркуляции теплоносителя.

Принудительная система с насосом

Для увеличения скорости движения теплоносителя и сокращения времени, необходимого для обогрева помещения, устанавливается насос. Поток воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплопередачи увеличивается, и ветви нагреваются равномерно.

Контуры насосов проектируются как открытые и закрытые контуры. В открытых контурах расширительный бак устанавливается в самой высокой точке системы. Наличие насоса позволяет увеличить высоту и длину труб между котлом и радиаторами.

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

На обратке устанавливаются два запорных клапана и байпасный изгиб с циркуляционным насосом. При наличии напряжения в сети клапаны закрыты, и тепло передается через насос. Если напряжения нет, клапаны необходимо открыть — система переключается на естественную циркуляцию.

Варианты разводки трубопровода в системе

Расположение радиаторов и соединительных труб определяет эффективность, экономичность и эстетику системы отопления. Расположение труб определяется конструкцией и размерами дома.

Специфика однотрубной и двухтрубной схем

Нагретая вода движется по разным путям к радиаторам и обратно к котлу. В одноконтурной системе теплоноситель направляется по одной трубе большого диаметра. Эта труба проходит через все радиаторы.

Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией:

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

Основным недостатком однотрубной системы с подачей и обраткой является неравномерный нагрев радиаторов. Интенсивность нагрева и теплоотдача радиаторов уменьшается тем больше, чем дальше они находятся от котла.

При длинной распределительной цепи и большом количестве радиаторов последний радиатор может оказаться совершенно неэффективным. Мы рекомендуем размещать «теплые» радиаторы в комнатах, выходящих на север, детских комнатах и спальнях.

Двухтрубная система отопления находится на подъеме. Радиаторы подключаются к обратной и подающей трубе. Между радиаторами и источником тепла образуются местные кольца.

Основные преимущества системы:

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

Двухконтурная система требует больших капиталовложений и трудозатрат. Проложить две ветки подающих труб в строительных конструкциях сложнее.

Двухтрубную систему легко сбалансировать так, чтобы теплоноситель подавался ко всем радиаторам при одинаковой температуре. Помещения обогреваются равномерно

Верхняя и нижняя подача теплоносителя

В зависимости от того, где расположена система труб для подачи горячей воды, различают верхнюю и нижнюю трубу подачи отопительной воды.

В случае открытой системы отопления с верхним отводом нет необходимости в устройствах для удаления воздуха. Избыточный воздух удаляется через расширительный бак, который соединен с атмосферой.

В отдельно стоящей системе горячая вода поднимается в главном стояке и по распределительным трубам направляется к радиаторам. Этот тип системы отопления практичен в одно- и двухэтажных домах и отдельно стоящих домах.

Система теплоснабжения с распределением снизу довольно практична. Подающая труба находится внизу, рядом с обратной трубой. Теплоноситель течет снизу вверх. Пройдя радиаторы, вода направляется через обратную трубу в котел. Радиаторы оснащены клапанами Меевского для удаления воздуха из сети.

Как сделать из открытой закрытую систему

Открытый расширительный бак способствует естественному испарению теплоносителя и насыщению кислородом воздушных масс. Чтобы избежать этих проблем и продлить срок службы системы, достаточно просто перейти с открытого на закрытый контур отопления. В этом случае можно сохранить принцип циркуляции и обеспечить движение воды за счет ее естественных свойств, но лучшим вариантом будет приобретение и установка циркуляционного насоса.

Основные этапы модернизации следующие:

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

Типичный узел безопасности состоит из манометра, предохранительных клапанов и автоматического воздухоотводчика. После модернизации можно увеличить длину трубы и изменить схему подключения, повысить тепловую эффективность и регулировать нагрев радиаторов по отдельности.

Как можно модернизировать открытую систему отопления?

Мы с коллегами часто модернизируем открытые системы отопления. И первое, что мы делаем, — отрезаем расширительный бак на крыше. Вместо этого мы нарезаем резьбу в куске трубы, устанавливаем автоматический воздухоотводчик и хорошо его изолируем.

В обратной трубе возле котла мы устанавливаем циркуляционный насос через байпас и закрытый мембранный расширительный бак с группой безопасности.

Таким образом, мы удаляем избыточное количество теплоносителя. А это от 50 до 200 литров. Мы исключаем потери тепла через бак, исключаем замерзание соединительных линий бака и исключаем поломку и выход системы из строя.

Если ваша система старая, она может не выдержать давления. По этой причине предохранительный клапан в группе безопасности должен быть 1,5 бар. В противном случае при повышении давления в системе может возникнуть утечка. Чтобы ее устранить, нужно слить воду, вызвать сварщика и так далее.

Система отопления открытого пространства часто устанавливается как гравитационная система, чтобы не зависеть от электроэнергии для работы насоса. В системе отопления открытого пространства можно установить напольные газовые котлы, обладающие энергонезависимостью. Существуют также специальные электрические котлы с увеличенными отверстиями подачи и обратки.

Если у вас установлена такая система отопления и нет перебоев с электричеством, вы можете установить любые энергонезависимые котлы. Однако имейте в виду, что открытые системы отопления часто изготавливаются из стальных труб. Поэтому при установке новых котлов перед ними необходимо установить фильтр. Это предотвратит попадание солей и ржавчины в трубы.

Подписывайтесь на Youtube, Вконтакте, Яндекс Дзен, там много полезного и интересного контента!