Разница между открытой системой отопления и закрытой: Открытая и закрытая система отопления: в чем разница

Возможно с нами кто-то не согласится, но плюсов у открытой системы, пожалуй, нет.

Поэтому отразим минусы открытой системы отопления:

• размещение расширительного бака только в верхней точке для развоздушивания и необходимость его утепления, если помещение не отапливаемое;
• необходимость контролировать уровень и подливать испарившейся теплоноситель;
• коррозия металлических элементов системы отопления из-за кислорода;
• невозможность держать более высокое давление теплоносителя, например, для котлов оборудованных датчиком минимального давления теплоносителя.

Теперь попробуем осветить основные особенности и плюсы закрытой системы отопления — наиболее распространенной и современной на текущий момент.

• В этих системах теплоноситель не контактирует с окружающим воздухом. Из этого следует основной и огромный плюс — в данных системах (при исправных элементах воздухоудаления) коррозия металлических элементов сведена к минимуму по сравнению с открытыми. Коррозия не только разрушает элементы системы, но и может приводить к блокировке элементов системы (вентили, насосы) и всей системы шламом. Также шлам способствует разрушению труб и фитингов (подшламовая коррозия и т.д.).
• В закрытых системах отопления, в основном, применяются мембранные расширительные баки, которые компенсируют температурное расширение теплоносителя. Данные баки нет необходимости размещать в верхней точке системы и их можно размещать практически в любой месте, в основном в котельной в непосредственной близости к котлу. Это позволяет легко обслуживать баки и не волноваться о его защите от замерзания.

С уважением, ООО «Бош Термотехника».

открытая или закрытая, что это такое, разница

При помощи теплоснабжения отапливаются практически все частные дома и квартиры. Возникает принцип естественной циркуляции тепла, благодаря чему в помещениях создается теплая и комфортная атмосфера. Как и отопление, все промышленные и жилые сооружения имеют подключение к горячему водоснабжению — специальной системе подачи нагретой воды.

Согласно методу транзита теплового носителя в помещение, имеет место деление на открытые системы отопления и закрытые аналоги теплоснабжения. Каждая со своими принципами работы и способами циркуляции. От пользователя требуется знать основные отличия систем, плюсы и минусы каждой из них, а также важные характеристики и качества для оптимального выбора, например, в частный дом.

Что это такое?

Тепловое обеспечение домов и квартир делятся на два типа:

• местные системы обеспечения, которые подразумевают поставку тепла в одно сооружение или небольшую группу;
• централизованная поставка теплового снабжения, которая применяется для целых поселков, районов.

Важно! Для обогрева квартир применяется отопление открытого или закрытого типов.

Каждый из них обладает некоторыми отличиями. Например, открытый тип заключается в подаче нагретого теплоносителя для пользователей непосредственно из тепловой сети. Каждый из пользователей забирает часть теплового носителя или его целиком. Закрытый тип подразумевает замкнутый контур, где нагрев теплоносителя и его потребление проходит в пределах одной системы.

Открытая

В представленной схеме теплоноситель (вода) регулярно подается из тепловой централи, что компенсирует ее потребление и расход даже в случае полного разбора. В отечественных советских условиях согласно такой схемы работало около 50 процентов тепловых сетей, что предоставляло наибольшую экономию и снижение расходов на обогрев и горячее водоснабжение.

Однако, несмотря на экономические преимущества и другие сильные стороны, открытая схема обладает некоторыми существенными недостатками. Чистота теплоносителя в трубах не проходит согласно санитарно-гигиенических показателей. Вода проходит в системе с довольно большой продолжительностью, в связи с чем сильно меняет цвет и приобретает неприятный запах. Во время тестирования качества воды сотрудники санитарно-эпидемиологической станции находят вредные бактерии в трубопроводах.

Обратите внимание! Чтобы прочистить транспортируемую воду в открытой системе, необходимо снизить эффективность и экономичность снабжения тепловой энергией.

Несмотря на обилие наиболее технологичных методов очистки теплоносителя, представленный минус системы устранить практически невозможно. В связи с большой длиной сети отопления, растет стоимость, однако качество очистки не меняется.

Открытая технология работает на основе классических термодинамических законов. Нагретый теплоноситель поднимается вверх, в связи с чем на выходе нагревателя появляется высокое давление. При этом на входе в тепловой генератор образуется невысокое разряжение. Последовательно вода перемещается из зоны с увеличенным давлением в участок с пониженным. Это обеспечивает естественную циркуляцию воды, в отличие от закрытой системы, где циркуляция зачастую принудительная.

Находясь в нагретом состоянии, вода постоянно увеличивает собственный объем. Для указанной системы необходима обязательная установка расширительного бака. Такое изделие не обладает полной герметичностью и контактирует с окружающей атмосферой. Именно по этой причине теплообеспечение такого типа носит название открытой системы водяного теплового снабжения.

При указанной технологии, вода проходит нагрев до 65 градусов по Цельсию и транзитом поступает в водоразборные краны. В дальнейшем она перемещается непосредственно к потребителям. Такая технологическая особенность позволяет применять стандартные недорогие смесители и обойтись без дорогостоящих изделий теплового обмена. Поскольку разбор нагретого теплоносителя происходит неравномерно, то линии транзита для конечных пользователей рассчитывают всегда с наиболее возможным потреблением.

Закрытая

Представленная система получила максимальное распространение в условиях частных домов или многоэтажек с индивидуальными котлами и обогревом. Такая технология заключается в конструкции, где вода, проходящая по трубопроводу, применяется только для отопления или нагрева, а вода из тепловой сети не расходуется на горячее водоснабжение.

Что такое закрытая система отопления, и почему она носит такое название, будет понятно, если рассмотреть ее схему на рисунке.

Все компоненты системы отопления не входят в контакт с окружающей атмосферой и наглухо закрыты. Схема обладает небольшой потерей воды, однако они автоматически восполняются с помощью регулятора подпитки.

Закрытая технология обеспечения нагрева теплоносителя для обогрева может быть отрегулирована централизованно. При этом количество воды в системе не меняется. Потребление тепловой энергии зависит от температуры нагрева проходящего по трубам теплового носителя.

Представленные системы с закрытой технологией функционируют с применением тепловых пунктов, в которые нагретая воды проходит от поставщика тепловой энергии. Им может выступать тепловая электрическая централь. После этого, температура воды приводится к необходимым параметрам для обеспечения теплом и транспортируется конечным пользователям.

При работе закрытой системы теплового снабжения технология предоставляет хорошее качество горячей воды и эффективность в направлении энергосбережения. Однако есть и негативный момент, который заключается в высокой сложности подготовки воды, в связи с большой продолжительностью одной тепловой точки от другой.

Плюсы и минусы

Открытая система поставки тепла по достоинствам и недостаткам отличается только чистотой воды. Первая имеет достаточно загрязненную воду и теплоноситель, в которых могут даже образовываться вредные бактерии. Поэтому, плюсы и минусы необходимо рассмотреть конкретно для централизованной системы или децентрализованной.

Автономная

Положительные качества систем в автономном отоплении:

• возможность включения и отключения отопления в любое удобное время;
• регулировка температуры лично пользователем на основании личных предпочтений;
• хорошая экономия средств на коммунальных платежах;
• при помощи котла подается отопление и горячая вода;

• необходимо приобрести квартиру или дом, подключенные к автономной системе, или получать специальное разрешение, что займет много времени и сил;
• ответственность за безопасное функционирование котла лежит только на пользователе;
• оборудование имеет высокую цену. Кроме этого, потребуется провести небольшой ремонт и монтаж оборудования, что тоже имеет довольно высокую стоимость;
• чтобы котел работал качественно и эффективно, следует соблюдать множество параметров, например: давление газа, напряжение в сети, чистота воды. Очень часто необходимо будет наличие источника бесперебойного питания, когда имеют место проблемы с электроэнергией.

Для централизованной системы характерны такие положительные качества:

• этот вид поставки тепла обходится дешевле на начальном этапе, поскольку не требуется покупка и монтаж специального оборудования;
• нет необходимости в выполнении регулярных настроек и регулировок;
• пользователь не несет ответственности за функционирование приборов, что обеспечивает полную безопасность;
• при отопительном сезоне обеспечивается непрерывность подачи тепла.

• требуется сооружение тепловых сетей;
• присутствуют лишние тепловые потери в сетях, которые достигают 20 процентов;
• стоимость подачи тепла повышенная, что сказывается на коммунальных услугах;
• отопительный сезон длится определенное время, у пользователя нет возможности включить систему ранее или выключить позже. В межсезонье некоторые могут испытывать дискомфорт.

Экономная система для частного дома

При наличии собственного дома нет смысла пользоваться централизованной системой отопления. В доме требуется возможность создания комфортной и энергосберегающей атмосферы в любое время года. Поэтому, лучше всего подойдет автономная открытая система отопления и подачи горячей воды. Источником для создания такого варианта может служить тепловой котел в газовом или электрическом исполнении.

Создание собственными руками

Выполнение системы закрытого типа является очень трудоемким и сложным процессом с множеством тонкостей. Требуется наличие практических знаний и достаточного опыта, чтобы система эффективно функционировала. Желательно доверить выполнение процедуры профессионалам. При любительском способе монтажа постоянно возникают проблемы и трудности, которые впоследствии скажутся на работе схемы.

Советы и рекомендации

Выбирать определенную систему требуется только в зависимости от личных предпочтений. Открытая отопительная технология подойдет для небольших зданий, дач и частных домов. Закрытая более сложна в монтаже, поэтому чаще применима для многоквартирных домов, коттеджей.

Закрытая и открытые системы отопления имеют небольшое количество отличий. Однако каждая обладает определенными преимуществами и недостатками. Выбор конкретной системы зависит только от предпочтений домовладельца.

Для отопления помещений применяется закрытая и открытая система теплоснабжения. Последний вариант дополнительно обеспечивает потребителя горячей водой. При этом необходимо контролировать постоянное пополнение системы.

Закрытая система применяет воду только как теплоноситель. Она постоянно циркулирует по замкнутому циклу, где потери минимальны.

Любая система состоит из трех главных частей:

• источник тепла: котельная, ТЭЦ и др.;
• тепловые сети, по которым транспортируется теплоноситель;
• потребители тепла: калориферы, радиаторы.

Особенности открытой системы

Достоинством открытой системы является ее экономичность. Из-за большой протяженности трубопроводов качество воды ухудшается: она становится мутной, приобретает цветность, имеет неприятный запах. Попытки очистить ее делают способ применения дорогим.

Трубы теплосети можно увидеть в больших городах. Они имеют большой диаметр и укутаны в теплоизолятор. От них делаются отводы к отдельным домам через тепловую подстанцию. Горячая вода поступает для использования и к радиаторам отопления из общего источника. Ее температура колеблется в пределах 50-75°С.

Подключение теплоснабжения к сети производится зависимым и независимым способами, реализующими закрытую и открытую системы теплоснабжения. Первый заключается в подаче воды напрямую – с помощью насосов и элеваторных узлов, где она доводится до требуемой температуры путем смешивания с холодной водой. Независимый способ заключается в подаче горячей воды через теплообменник. Он более затратный, но качество воды у потребителя выше.

Особенности закрытой системы

Тепловая магистраль выполнена в виде отдельного замкнутого контура. Вода в ней подогревается через теплообменники от магистрали ТЭЦ. Здесь требуются дополнительные насосы. Температурный режим получается более стабильный, а вода – лучше. Она остается в системе и не забирается потребителем. Минимальные потери воды восстанавливаются автоматической подпиткой.

Закрытая автономная система получает энергию от теплоносителя, поступающего на тепловые пункты. Там вода доводится до необходимых параметров. Для систем отопления и горячего водопровода поддерживаются разные температурные режимы.

Недостатком системы является сложность процесса водоподготовки. Также дорого обходится доставка воды в тепловые пункты, расположенные далеко друг от друга.

Трубы тепловых сетей

В настоящее время отечественные тепловые сети находятся в аварийном состоянии. В связи с большим износом коммуникаций дешевле заменить трубы для теплотрассы на новые, чем заниматься постоянным ремонтом.

Сразу обновить все старые коммуникации в стране невозможно. При строительстве или капитальном ремонте домов устанавливают новые трубы в пенополиуретановой изоляции (ППУ), в несколько раз сокращающие потери тепла. Трубы для теплотрассы изготавливают по специальной технологии, заливая пеной зазор между расположенной внутри стальной трубой и оболочкой.

Температура транспортируемой жидкости может достигать 140°С.

Использование ППУ в качестве теплоизоляции позволяет сохранять тепло значительно лучше традиционных защитных материалов.

Теплоснабжение многоквартирных жилых домов

В отличие от дачи или коттеджа, теплоснабжение многоквартирного дома содержит сложную схему разводки труб и нагревателей. Кроме того, в систему входят средства контроля и обеспечения безопасности.

Для жилых помещений существуют нормативы отопления, где указываются критические уровни температуры и допустимые погрешности, зависящие от сезона, погоды и времени суток. Если сравнить закрытую и открытую системы теплоснабжения, первая лучше поддерживает необходимые параметры.

Коммунальное теплоснабжение должно обеспечивать поддерживание основных параметров в соответствии с ГОСТ 30494-96.

Наибольшие потери тепла происходят на лестничных клетках жилых домов.

Снабжение теплом большей частью производится по старым технологиям. По существу системы отопления и охлаждения должны объединяться в общий комплекс.

Недостатки централизованного отопления жилых домов приводят к необходимости создания индивидуальных систем. Сделать это сложно из-за проблем на законодательном уровне.

Автономное теплоснабжение жилого дома

В зданиях старого типа по проекту предусмотрена централизованная система. Индивидуальные схемы позволяют выбрать типы систем теплоснабжения в плане снижения расходов на энергоноситель. Здесь имеется возможность их мобильного отключения при отсутствии необходимости.

Проектирование автономных систем производится с учетом нормативов отопления. Без этого дом сдать в эксплуатацию невозможно. Следование нормам гарантирует комфорт для проживания жильцов дома.

Источником нагрева воды обычно служит газовый или электрический котел. Необходимо выбрать способ промывки системы. В централизованных системах применяется гидродинамический способ. Для автономной можно использовать химический. При этом необходимо учитывать безопасность влияния реагентов на радиаторы и трубы.

Правовые основы отношений в области теплоснабжения

Отношения энергетических компаний и потребителей регламентирует ФЗ о теплоснабжении № 190, вступивший в силу с 2010 г.

1. В главе 1 излагаются основные понятия и общие положения, определяющие сферу правовых основ экономических отношений в теплоснабжении. В нее также входит обеспечение горячей водой. Утверждаются общие принципы организации поставки тепла, заключающиеся в создании надежных, эффективных и развивающихся систем, что очень важно для проживания в сложном российском климате.
2. Главы 2 и 3 отражают обширную область полномочий местных органов власти, которые управляют ценообразованием в сфере теплоснабжения, утверждают правила его организации, учет расхода тепловой энергии и нормативы ее потерь при передаче. Полнота власти в этих вопросах позволяет контролировать организации теплоснабжения, относящиеся к монополистам.
3. В главе 4 отражаются отношения между поставщиком тепловой энергии и потребителем на основании договора. Рассматриваются все правовые аспекты подключения к тепловым сетям.
4. Глава 5 отражает правила подготовки к сезону отопления и ремонта тепловых сетей и источников. В ней описывается, что делать при неплатежах по договору и несанкционированных подключениях к тепловым сетям.
5. В главе 6 определяются условия перехода организации в статус саморегулируемой в области теплоснабжения, организации передачи прав на владение и пользование объектом теплоснабжения.

Пользователи тепловой энергии должны знать положения ФЗ о теплоснабжении, чтобы отстаивать свои законные права.

Составление схемы теплоснабжения

Схема теплоснабжения представляет собой предпроектный документ, в котором отражены правовые отношения, условия функционирования и развития системы обеспечения теплом городского округа, поселения. По отношению к ней в федеральный закон входят определенные нормы.

1. Схемы теплоснабжения для поселений утверждаются органами исполнительной власти или местного самоуправления, в зависимости от численности населения.
2. Для соответствующей территории должна быть единая теплоснабжающая организация.
3. В схеме указываются энергетические источники с указанием их основных параметров (загрузка, графики работы и др.) и радиусом действия.
4. Указываются мероприятия по развитию системы обеспечения теплом, консервации избыточных мощностей, созданию условий ее бесперебойной работы.

Объекты теплоснабжения размещаются в границах поселения согласно утвержденной схеме.

Цели применения схемы теплоснабжения

• определение единой теплоснабжающей организации;
• определение возможности подключения к тепловым сетям объектов капитального строительства;
• включение мероприятий по развитию систем подачи тепла в инвестиционную программу организации теплоснабжения.

Заключение

Если сравнить закрытую и открытую системы теплоснабжения, в настоящее время перспективной является внедрение первой. Горячее водоснабжение позволяет повысить качество подаваемой воды до уровня питьевой.

Несмотря на то что новые технологии являются ресурсосберегающими и сокращают выбросы в атмосферу, они требуют значительных инвестиций. При этом не хватает квалифицированных специалистов в связи с отсутствием специальной кадровой подготовки и низким уровнем заработной платы.

Способы внедрения находятся за счет коммерческого и бюджетного финансирования, конкурсов на инвестиционные проекты и др. мероприятий.

Сегодня почти все загородное жилье оснащено водяными отопительными механизмами. Чаще всего источником энергии выступают котлы, которые функционируют на жидком, твердом топливе, на электроэнергии или газе.

При этом нередко применяется схема, где движение носителя тепла естественное, что требует открытой системы отопления.

Но одновременно с ней существует система закрытого типа. Чем они отличаются и какая лучше?

Принцип работы

Схема отопления водяного типа подразумевает как естественное, так и принудительное движение носителя тепла. В роли нагревательного устройства выступают напольные или настенные модели котлов: один или два контура, носитель тепла в виде пара, воды или антифриза. Система отопления открытого типа чаще всего в виде теплоносителя имеет простую воду.

При этом ее движение осуществляется естественным путем из-за разной плотности холодной и горячей воды и уклону, под которым проложен трубопровод. Дело в том, что нагретая вода имеет намного меньшую плотность, нежели холодная. В результате создается гидростатический напор, благодаря которому горячая вода движется к радиаторам.

Строение и нюансы

В общем виде открытая система отопления состоит из котла, расширительного бака, радиаторов и труб прямого и обратного видов. Разогретый до значительной температуры теплоноситель стремится вверх при выходе из котла, поскольку снизу на него давит холодная вода, подающаяся из обратки.

Принцип работы открытой отопительной системы.

Особенности эксплуатации

Так как нагретые тела расширяются, излишки горячей воды должны куда-то «уйти». Радиаторы и трубы не в состоянии вместить этот объем: для данных целей открытая отопительная система имеет расширительный бак, куда и стекаются все остатки воды. Остыв, они отправляются обратно в систему. При таком механизме отопления бак должен располагаться максимально высоко — например, на чердаке.

Бак не закрывают крышкой – вода должна насыщаться кислородом. Из-за этого нюанса механизм был назван открытым.

Кроме того, во избежание появления воздушных пробок, препятствующих нормальной работе, схема предусматривает обязательный контроль воды в баке. Другая особенность открытой системы – это медленная циркуляция воды, соответственно, и нагрев ее должен быть постепенным.

Расположение бака в системе.

Нельзя допускать кипения — от этого изнашиваются все составляющие элементы (трубы, радиаторы). Если зимой обогрева по каким-либо причинам не требуется, воду нужно слить, чтобы она не замерзла.

Достоинства и недостатки

Отопление открытого типа имеет ряд преимуществ:

• все помещения равномерно прогреваются;
• открытая система не нуждается в циркулярном насосе, который часто выходит из строя;
• отсутствие шума и вибрации;
• не зависит от электропитания.

Минусы

Есть и ряд недостатков. Во-первых, высокая цена, которая обусловлена необходимостью покупки труб большого диаметра. Во-вторых, необходимо просчитывать уклон на участках горизонтальных труб, что усложняет монтаж системы. В-третьих, есть риск того, что вода в расширительном баке замерзнет – именно от этого открытая система часто повреждается.

Открытая система отопления предусматривает и неудобные для пользователя ограничения: максимальная длина трубопровода – 30 метров, в качестве теплоносителя нельзя использовать антифриз. Расширительный бак не закрывается, и попадание кислорода в систему снижает срок службы радиаторов и труб из-за возможной коррозии.

Отличие от закрытой

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

Схема закрытой системы отопления.

Плюсы и неожиданные минусы альтернативы

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

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

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

Автор Евгений Апрелев На чтение 4 мин. Просмотров 1.1k.

При планировании отопления собственного жилища практически каждый застройщик сталкивается с понятиями, требующими разъяснения, одним из которых является «открытая система отопления». О конструктивных особенностях и признаках, схемах и основных элементах данной системы обогрева (СО) и пойдет речь в этой публикации.

Определение открытой системы обогрева и ее элементы

По статистике, около 70% владельцев частных домов используют различные схемы водяного отопления, которые могут быть открытые и закрытые. Основным признаком открытой СО является отсутствие принудительного давления в контуре благодаря применению атмосферного расширительного бака. В высшей точке контура давление будет равно атмосферному, а в нижней, равняться давлению водяного столба.

Состав оборудования следующий:

Теплогенератор, который нагревает теплоноситель.

Последний (11) элемент, обозначенный на схеме – это кран, который предназначен для слива воды из СО.

Важно! При функционировании системы обогрева в штатном режиме, запорная арматура 9 и 11 должна находиться в закрытом положении.

Разновидности систем обогрева открытого типа

Данные СО различаются по способу перемещения теплоносителя в контуре. Он может быть:

• Естественным. Данный тип водяных СО называют гравитационными или самотечными.
• Принудительным. В данном способе главной движущей силой для теплоносителя является насос.

Система отопления открытого типа с естественным побуждением работает благодаря разнице в плотности и массе горячего и охлажденного теплоносителя. Более «тяжелая» охлажденная вода выдавливает «легкую» нагретую, из теплогенератора в трубопровод. При соблюдении необходимого диаметра и уклонов подающей и обратной магистральной трубы, в контуре возникает естественная циркуляция теплоносителя.

Основной проблемой данной СО является достаточно небольшая скорость естественного перемещения воды по контуру (0,1 – 0,3 м/с). При такой скорости, вода теряет большую часть тепловой энергии не доходя до последнего радиатора. Для увеличения скорости движения воды в контуре применяется насос.

В открытых СО с принудительным побуждением, скорость перемещения теплоносителя варьируется от 0,3 до 0,7 м/с, что значительно увеличивает его теплоотдачу, и соответственно эффективность работы отопления.

Совет! Проблема СО с насосом в том, что они энергозависимы. Чтобы при отключении электроэнергии отопительная система продолжала функционировать, необходима байпасная линия, на которой и монтируется циркуляционный насос.

Открытые СО различаются схемой разводки трубопровода. В однотрубной системе отопления все радиаторы включаются в подающую магистраль последовательно. Возврат охлажденной воды осуществляется по тому же трубопроводу.

В двухтрубных, подача теплоносителя на радиаторы осуществляется по одной подающей трубе, а отвод охлажденного – по другой.

Чаще всего, открытая СО используется без насоса, с перемещением воды по трубам самотеком. Низкое давление не дает возможности делать многоконтурные варианты с достаточной эффективностью обогрева, использовать систему «теплый пол» или организовать открытый способ присоединения системы горячего водоснабжения. Чтобы поднять давление в контуре необходимо использовать мембранный расширительный бак закрытого типа.

Достоинства и недостатки

Использование для обогрева небольших дачных и загородных домов открытой СО, актуально и в XXI веке. Главным ее достоинством считается возможность создания энергонезависимого отопления, что для многих домовладельцев является решающим фактором. Кроме этого, у данной СО есть и другие плюсы:

• Благодаря конструкции расширительного бака достаточно просто организовать подпитку напрямую из водопровода.
• Данная СО практически лишена такой проблемы, как воздушные пробки, опять же из-за конструкции емкости для компенсации теплового расширения воды.

Недостатками можно считать:

• Достаточно высокая стоимость материалов, из-за использования труб большого диаметра.
• Возможные проблемы при монтаже необходимого уклона магистрального трубопровода.
• Необходимость контроля за уровнем жидкости.
• Высокая инерционность из-за низкой скорости движения теплоносителя.

Многие застройщики спрашивают, какая разница между открытой и закрытой системой отопления, кроме особенностей конструкции расширительного бака?

Как уже говорилось выше, определяющим фактором закрытой СО является мембранный расширительный бак, который поддерживает повышенное давление в контуре. Благодаря этому, можно использовать трубы меньшего (чем в открытой) диаметра, что резко сокращает затраты на создание закрытой системы отопления, а герметичность расширительной емкости не допускает испарения теплоносителя из контура и дает возможность применять не только воду, но и различные типы антифризов.

Термодинамическая система определяется как определенное количество вещества или области в пространстве, на которой сосредоточено внимание для анализа проблемы. Все в этой вселенной вне системы называется окружением. Система отделена от окружающей среды границей системы. Каждое взаимодействие между системой и окружением происходит через границу. Существует два различных способа взаимодействия между системой и окружением, перечисленные ниже.

1. Массовое взаимодействие
2. Энергетическое взаимодействие (например, тепло, работа и т. Д.)

Стоит отметить, что энергетическое взаимодействие может быть в различных формах, таких как теплопередача, передача работы, передача электрической энергии и т. Д. Граница системы иногда допускает либо оба типа взаимодействия, либо только один тип взаимодействия, либо никакого взаимодействия. Основываясь на сценарии взаимодействия между системой и окружающей средой, термодинамические системы можно разделить на три категории, перечисленные ниже.

1. Открытая система
2. Закрытая система
3. Изолированная система

Все такие термодинамические системы, в которых происходит взаимодействие массы и энергии между рассматриваемой системой и ее окружением, называются открытыми системами.

Примеры открытой системы: Котел, Ядерный реактор, Камера сгорания, Турбина, Конденсатор, Насос, Теплообменник и т. Д.

Все такие термодинамические системы, в которых между рассматриваемой системой и ее средой происходит только энергетическое взаимодействие, называются закрытыми системами.Таким образом, не происходит массового взаимодействия между замкнутой системой и ее окружением.

Примеры закрытой системы: Хладагент или рабочая жидкость холодильного агрегата, Охлаждающая жидкость ядерного PWR или PHWR, Горячая вода, хранящаяся внутри бутылки из ПЭТФ и т. Д., Может рассматриваться как закрытая система для практических случаев.

Все такие термодинамические системы, в которых между рассматриваемой системой и ее средой не происходит ни массового, ни энергетического взаимодействия, называются изолированными системами.

Примеры изолированной системы: Идеальной изолированной системы не существует, поскольку взаимодействие энергии в форме теплового излучения всегда будет происходить, пока существует разность температур между системой и окружающей средой. Практически вещество внутри колбы со встроенными радиационными экранами можно рассматривать как изолированную систему.

1. Товары
2. Клиенты
3. Случаи использования

1. Переполнение стека Публичные вопросы и ответы
2. Команды Частные вопросы и ответы для вашей команды
3. предприятие Частные вопросы и ответы для вашего предприятия
4. работы Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
5. Талант Нанимать технический талант
6. реклама Связаться с разработчиками по всему миру

Глава 3а — Первый Закон — Закрытые системы

Глава 3: Первый закон термодинамики для Закрытые системы

а) Уравнение энергии для закрытых систем

Мы считаем, что первый закон термодинамики применяется в стационарные замкнутые системы как принцип сохранения энергии. Таким образом, энергия передается между системой и окружающей средой в форма тепла и работы, что приводит к изменению внутренней энергии системы.Внутреннее изменение энергии можно рассматривать как меру молекулярной активности, связанной с изменением фазы или температуры системы и уравнения энергии представлены следующим образом:

Heat (Q)

Энергия, переданная через границу системы в форма тепла всегда является результатом разницы температур между системой и ее непосредственным окружением. Мы не будем рассмотрим режим теплопередачи, будь то проводимость, конвекция или излучение, таким образом количество тепла, передаваемого в течение любого Процесс будет либо указан, либо оценен как неизвестный из уравнение энергии.По соглашению положительное тепло передается из окружающей среды в систему, что приводит к увеличению внутренняя энергия системы

Работа (Вт)

В этом курсе мы рассмотрим три режима работы передача через границу системы, как показано в следующем диаграмма:

В этом курсе нас больше всего интересует Пограничная работа из-за сжатия или расширения системы в поршневой цилиндр, как показано выше. Во всех случаях мы предполагаем идеальное уплотнение (нет массового потока в систему или из нее), нет потерь из-за трения и квазиравновесные процессы в том, что для каждого Пошаговое движение поршня в равновесных условиях поддерживается.По соглашению, положительная работа — это работа системы окружение, и отрицательная работа — то, что сделано окружением в системе, так как отрицательная работа приводит к увеличению внутренняя энергия системы, это объясняет отрицательный знак в выше уравнение энергии.

Граничная работа оценивается путем интегрирования силы F умножается на расстояние приращения d x между исходное состояние (1) до конечного состояния (2). Мы обычно имеем дело с поршневое устройство, таким образом, сила может быть заменена поршнем Площадь А умножается на давление Р, что позволяет нам заменить А. д х по изменению объема д В, следующим образом:

Это показано на следующей принципиальной схеме, где мы помним, что интеграция может быть представлена ​​областью под Кривая.

Обратите внимание, что проделанная работа — это путь Функция , а не свойство, таким образом, это зависит от пути процесса между начальным и конечным состояния. Напомним, в главе 1 , что мы представили некоторые типичные процессы Интересующие пути:

Изотермический (постоянная температура процесса)

Isochoric или Изометрические (процесс постоянного объема)

Изобарический (процесс постоянного давления)

Адиабатический (нет теплового потока в систему или из системы во время процесса)

Иногда удобно оценить конкретные выполненная работа, которая может быть представлена ​​диаграммой P-v , таким образом, если масса системы м [кг] у нас окончательно:

Мы отмечаем, что работа, проделанная системой на окружение (процесс расширения) является положительным, и это сделано на Система по окружению (процесс сжатия) отрицательна.

Наконец, для закрытой системы Вал Работа (из-за гребного колеса) и Электромонтажные работы (из-за напряжения, приложенного к электрическому резистору или мотор, ведущий на гребное колесо) всегда будет отрицательным (работа сделана на система). Положительные формы работы вала, например, из-за турбина, будет рассмотрено в главе 4, когда мы обсудим открытый системы.

Внутренняя энергия (и)

Третий компонент нашей закрытой системы энергии Уравнение — это изменение внутренней энергии в результате передачи тепла или работы.Поскольку удельная внутренняя энергия является свойством система, она обычно представлена ​​в таблицах свойств, таких как Steam Столы . Рассмотрим, например, Следующая решенная проблема.

Решена задача 3.1 — Напомним Решенная проблема 2.2 в главе 2a , в котором мы представили постоянную процесс давления. Мы хотим расширить проблему, чтобы включить энергию взаимодействия процесса, поэтому мы повторяем это следующим образом:

Два килограмма воды при 25 ° C помещаются в поршневое цилиндровое устройство под 3.Давление 2 МПа, как показано на схеме (Штат (1)). Тепло добавляется в воду при постоянном давлении до температура пара достигает 350 ° C (состояние (2)). определить работа, выполняемая жидкостью (W) и теплом, переданным жидкости (Q) во время этого процесса.

Подход к решению:

Сначала нарисуем схему процесса, включающую все соответствующие данные следующим образом:

Обратите внимание на четыре вопроса справа от диаграмма, которую мы всегда должны спрашивать, прежде чем пытаться решить любую термодинамическая проблема.С чем мы имеем дело — жидкость? чистая жидкость, такой как пар или хладагент? идеальный газ? В этом случае это пара, таким образом, мы будем использовать паровые столы для определения различных свойств в различных штатах. Масса или объем даны? Если так, мы будем указать и оценить уравнение энергии в килоджоулях, а не удельные количества (кДж / кг). Как насчет энтропии? Не так быстро — мы еще не учли энтальпию (ниже) — терпеливо ждать Глава 6 .

Так как работа включает в себя интеграл П. д В мы посчитайте удобным набросок схемы проблемы P-v как следует:

Обратите внимание на диаграмму P-v , как мы определяем конкретная работа выполняется как область под кривой процесса. Мы тоже обратите внимание, что в области сжатой жидкости постоянная температура линия по существу вертикальная. Таким образом, все значения имущества в государстве (1) (сжатая жидкость при 25 ° C) может быть определена по насыщенному Табличные значения жидкости при 25 ° C.

Энтальпия (ч) — новый объект

В последующих примерах мы находим, что один из основные приложения уравнения энергии замкнутой системы находятся в процессы теплового двигателя, в которых система аппроксимируется идеальной газ, таким образом, мы будем развивать отношения для определения внутренней энергии за идеальный газ.Мы также обнаружим, что новое свойство называется Энтальпия будет полезен как для закрытых систем, так и в частности для открытых систем, таких как компоненты паровых электростанций или холодильные системы. Энтальпия не является фундаментальным свойством, однако является комбинацией свойств и определяется следующим образом:

В качестве примера его использования в закрытых системах, рассмотрим следующий процесс постоянного давления:

Применяя уравнение энергии, получаем:

Однако, поскольку давление постоянно на протяжении процесс:

Подставляя в уравнение энергии и упрощая:

Значения для удельной внутренней энергии (u) и удельной энтальпия (ч) доступна в Steam Таблицы , однако для идеальных газов это необходимо разработать уравнения для Δu и Δh с точки зрения удельного Тепловые мощности.Мы разрабатываем эти уравнения в терминах дифференциальная форма уравнения энергии на следующей веб-странице:

Мы предоставили значения свойств для различных идеальных газы, включая газовую постоянную и удельную теплоемкость в следующая веб-страница:

к части б) Первый Закон — Двигатели Стирлинга Цикла

к части с) Первый Закон — Дизельные Велосипедные Двигатели

к части d) Первый Закон — Велосипеды Отто

Инженерная термодинамика, Израиль Уриэли лицензирован под Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 США Лицензия

и окружающая среда — Energy Education

Система , как она определена в физике или химии, представляет собой не что иное, как совокупность объектов (или более мелких систем), которые можно идентифицировать. Обычно слово «система» относится к совокупности, которая делает мышление о проблеме более удобным. , окружающий — это все, что не определено системой. Например, если исследуемая система представляет собой дом, то окружением будет все, что не является домом (другие дома, окрестности, общая среда вокруг дома и т. Д.).). Системы могут быть описаны тремя различными способами: [1] :

1. Изолированный: это система, в которой независимо от того, происходит ли обмен энергией с окружающей средой.
2. Закрыто: Это система, в которой только энергия обменивается с окружающей средой.
3. Open: — это система, в которой и материя, и энергия обмениваются с окружающей средой.

Часто наиболее удобной системой является изолированная система , в которой внешние воздействия можно игнорировать (либо потому, что они нейтрализуются, либо внешние воздействия незначительны).Например, два шарика, катящиеся по гладкой поверхности для удара друг о друга, могут рассматриваться как изолированная система, в то время как два шарика, катящиеся по гравийной дорожке или толстому ковру, подвержены влиянию трения, возникающего снаружи системы, и, следовательно, не являются изолированной системой.

Хотя система может быть чем угодно, большая часть изучения физики и химии посвящена выяснению того, какие системы полезно учитывать при изучении конкретного свойства или взаимосвязи элементов внутри системы.

Чтобы узнать больше о системах, посетите гиперфизику.

• Рисунок 2. Это открытая система. Система — это кастрюля, а окружающая — это кухня. [2]
• Рисунок 4. Это закрытая система. Система — кастрюля / крышка, и окружающая среда — кухня. [2]

Схема отопления открытого типа с насосом: Открытая система отопления: разводка схем открытого типа

Установка расширительного бака в системе отопления подключение и монтаж

Как установить мембранный расширительный бак системы отопления

Одним из элементов отопительной системы является мембранный расширительный бак. Как он выглядит, можно увидеть на фото. Это устройство необходимо для компенсации изменений объема воды, которые происходят по причине ее нагрева. Эластичная мембрана делит корпус бака на две части, в одной из них находится жидкий теплоноситель, а вторая наполняется азотом или воздухом, поступающим под высоким давлением.

Применение мембранных расширительных баков

Мембранные баки применяют в следующих случаях:

• при обустройстве отопительных систем, для работы которых используются автономные источники тепла;
• для функционирования конструкций отопления, подключенных к сетям централизованного теплоснабжения в соответствии с независимой схемой;
• в системах, где задействуют тепловые навесы и солнечные коллекторы;
• в схемах теплообеспечения, в которых имеются замкнутые контуры и переменная рабочая температура.

Преимущества применения мембранных устройств

Мембранные расширительные баки в системах отопления имеют ряд преимуществ:

• мембраны из бутила и натуральной резины разрешается применять в снабжении питьевой водой;
• устройства пригодны для воды любого качества, даже для той, в составе которой содержится много кальция;
• при необходимости мембрану можно без проблем заменить;
• мембранный расширительный бак системы отопления по сравнению с напорным типом, не имеющим ее, обладает большим объемом для вытеснения жидкости;
• отсутствует риск, что питьевая вода будет загрязнена;
• потребуется минимальная подкачка воздуха;
• отсутствуют потери теплоносителя в результате испарения;
• низкие эксплуатационные затраты;
• монтаж бака обходится недорого и выполняется быстро.

Конструкционные особенности

Назначение мембранного расширительного бака заключается в том, что на всех рабочих этапах устройство должно поддерживать равновесие между давлением обоих частей и при необходимости нивелировать чрезмерное давление или регулировать его перепады в отопительной конструкции. Таким образом, монтаж мембранного расширительного бака предотвращает возникновение повышенных нагрузок в контуре отопления и при аварийных ситуациях в случае выявления неисправностей.

Устройство бывает с заменяемой или несменной мембраной. В первом случае теплоноситель находится полностью в емкости гибкой мембраны и не может взаимодействовать со стальной внутренней поверхностью. Все работы, связанные с демонтажем и последующим монтажом нового изделия, выполняют через фланец, закрепляемый на болтах.

Если приобретено устройство с фиксированной диафрагмой, у него имеется внутренняя полость, состоящая из двух частей. В этом случае используется несменная диафрагменная мембрана, которая жестко зафиксирована.
Выбирают мембранный бак для системы отопления непосредственно под конкретную отопительную конструкцию с учетом количества теплоносителя. Если у устройства объем окажется недостаточным, то последствия могут быть самыми негативными – часто появляются трещинки и возможна протечка воды сквозь резьбу. Кроме этого нередко в системе падает давление ниже допустимой нормы, в результате чего воздух попадает внутрь бака. Поэтому выбор устройства должен соответствовать необходимым параметрам конструкции (детальнее: «Делаем подбор расширительного бака для отопления «).

Расширительный мембранный бак для систем обогрева применяют при создании циркуляции теплоносителя закрытого типа с целью компенсации его теплового расширения в результате увеличения или уменьшения температуры жидкости, тем самым предотвращая гидравлические удары. В постоянном режиме обе камеры устройства – водяная и газовая — имеют одинаковое давление, что позволяет соблюдать герметичность системы. Такое устройство расширительного бака системы отопления проверенно временем и признано наиболее практичным.

Циркулирующая по контуру вода не содержит агрессивных газов и поэтому коррозия не приведет бак в непригодность, что позволяет эксплуатировать его продолжительное время. Напорное расширительное устройство помещают в помещении котельной, и по этой причине нет необходимости защищать его от промерзания.

Несмотря на то, что подбор бака для отопительной конструкции индивидуален, не следует забывать, что:

• начальное давление в мембранном баке для теплоснабжения, подключенном к холодному водоснабжению, должно превышать статическое давление в системе на 30-50 кПа;
• в устройстве необходимо наличие запасного количества теплоносителя для обеспечения компенсации возможных протечек.

Для защиты системы с замкнутым контуром и расширительным баком от слишком высокого давления устанавливают предохранительные клапаны.

Отличия от гидроаккумулятора

Конструкция герметичных расширительных баков схожа с конструкцией гидроаккумуляторов, однако, предназначение у этих приборов разное. Расширительный бак компенсирует расширение воды, происходящее из-за нагревания в системе отопления. Гидроаккумулятор аккумулирует объём воды под давлением в системе водоснабжения, имеющей напорный насос, чтобы уменьшить частоту включения данного насоса и сгладить гидроудары. Кроме того, чаще внутри гидроаккумулятора находится груша, сделанная из пищевой резины. Именно она накачивается водой, в результате вода не контактирует с корпусом бака. Расширительный бак для систем отопления изготовлен с мембраной, выполненной из технической резины. Она делит корпус на два отсека, а теплоноситель имеет контакт с корпусом.

Расчёт объёма

Объём – это главная характеристика, по которой выбирается расширительный бак. Многие источники советуют выбирать объём расширительного бака в пределах 10% общего объёма теплоносителя в отопительной системе. Этот способ определения вместимости устройства основан на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве +100 градусов не превышают 0,08. Такой метод расчётов не учитывает давление в системе, поэтому может дать неточности. Есть более точный метод расчёта объёма мембранного расширительного бака. Здесь используется соотношение:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax)), где

• С – объём теплоносителя в системе;
• Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя;
• Pмin – начальное давление в баке;
• Pmax – допустимое давление в системе.

Объём теплоносителя в отопительной системе определяют, учитывая все её узлы. Данный параметр получают из проектной документации на отопление. Если такой возможности нет, можно воспользоваться ориентировочным расчётом, который основан на том, что объём теплоносителя в системах отопления связан с мощностью отопления – на каждый кВт приходится 15 л жидкости. Коэффициент теплового расширения жидкости определяют с помощью её состава – чаще всего, в отопительных системах квартир и домов не исключено добавление в воду гликолей для улучшения её характеристик. Этот коэффициент может зависеть и от температуры теплоносителя. Можно найти необходимые величины в таблицах объёма воды в трубе.

Максимальное давление в отопительной системе определяют с помощью минимальной из величин, которые допускаются для разных узлов. Переходной клапан настраивается именно на неё. Первоначальное давление в отопительной системе при охлаждённом теплоносителе соответствует настроечному (минимальному) давлению. Для многих устройств возможно точное его регулирование распространёнными средствами (стравливание воздуха из бака или его накачивание насосом). Давление в баке контролируется во время установки на него манометра. Расчётные данные дадут увеличение объёма теплоносителя в системе в процессе его нагревания. Для выбора бака коэффициент заполнения округляют в большую сторону. Коэффициент зависит от максимального и начального давления и может быть найден с помощью таблиц, предоставляемых производителями или в специальной литературе.

Где и как устанавливается бачок

Теплоноситель в индивидуальных системах отопления может двигаться самотёком, или же за счёт создаваемого насосом напора. Но в любом случае её необходима ёмкость, которая будет компенсировать расширение. Не нужно это только если нагрев воды осуществляется газовым котлом, так как в нём имеется встроенный бачок.

Расширительная ёмкость внутри газового котла
Система на основе твердотопливного котла требует установки расширительного бака
Схема с электрическим котлом

Правила установки закрытых расширителей

Установленный расширитель отопления.

1. Установка расширительного бака закрытого типа в системе отопления может осуществляться в любой точке схемы, но оптимальным является монтаж перед циркуляционным насосом (для система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя).
2. Установка допускается в любом положении, но вариант с верхним подводом жидкости является предпочтительным, так как позволяет естественным образом выходить пузырькам воздуха. Такой монтаж обеспечит работоспособность бака даже при разрыве мембраны.
3. Если в процессе эксплуатации системы отопления обнаружится, что объема установленного бака недостаточно вместо его замены рациональней установить дополнительный требуемых размеров.
4. При переходе с воды на другой теплоноситель может понадобиться замена расширительного бака на более объемный. Возможна установка дополнительного расширителя.
5. Некоторые модели отопительных котлов имеют встроенный расширительный бачок, в этом случае установка дополнительного не требуется.
6. Установка закрытого расширителя в систему отопления с естественной циркуляцией требует установки «автосбросника» (автоматического поплавкового клапана) в верхней точке системы для автоматического сброса воздуха при наполнении системы и во время работы котла.

Установка мембранных расширительных баков

До того, как установить расширительный мембранный бак, необходимо познакомиться с инструкцией, прилагаемой к устройству, которую включают в техническую документацию. Изначально его поставляют с избыточным давлением газа, который полностью заполняет весь его объем. До монтажа бак накачивают под предварительно рассчитанное давление.

Необходимо поставить предохранительный клапан. Как правило, схема подключения мембранного расширительного бака предусматривает, что перед устройством обустраивают дренаж.
Производить установку должен специалист, в крайнем случае, нужна его консультация.

Когда выполняется монтаж, следует учесть несколько моментов:

• бак лучше устанавливать до места разветвления водопровода. Надо обеспечить возможность подпитывать систему и сливать теплоноситель, при этом температура в помещении не может быть ниже нуля градусов;
• место крепления устройства должно быть несущим, поскольку не допускается дополнительная нагрузка на изделие со стороны труб и других элементов. Когда оно имеет объем 8-30 литров, его монтируют на стену, если больше, то модель устанавливают на пол (прочитайте также: «Монтаж и установка расширительного бака в системе отопления своими руками «).

Посмотрите также видео о мембранных расширительных баках системы отопления:

В обязательном порядке расширительный мембранный бак для водоснабжения или отопления необходимо заземлять, чтобы избежать электролитической коррозии. На входе в устройство ставят обратный клапан, когда он не предусмотрен в конструкции циркуляционного насоса. На выходе монтируют манометр и автоклапан для спуска воздуха.

Правильное положение емкости

При подключении расширительного бака к закрытой системе отопления обязательно нужно учесть расположение воздушной камеры устройства.

Резиновая мембрана периодически растягивается и затем сокращается. Из-за такого воздействия со временем на ней появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются. После этого мембрану приходится заменять новой.

Если воздушная камера такого бака при установке останется внизу, то давление на мембрану усилится за счет гравитационного воздействия. Трещины появятся быстрее, ремонт понадобится раньше.

Разумнее устанавливать расширительный бачок таким образом, чтобы отсек, заполненный воздухом, оставался сверху. Это позволит продлить срок службы устройства.

Особенности выбора места установки

Существует ряд требований, которые нужно учитывать при установке мембранного расширительного бака:

1. Его нельзя ставить вплотную к стене.
2. Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
3. Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
4. Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
5. Трубы, подведенные к расширительной емкости, при настенной установке также нужно прикрепить к стене, чтобы снять возможную дополнительную нагрузку с патрубка бака.

Для мембранного устройства наиболее подходящим местом подключения считается обратный отрезок магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Теоретически можно поставить расширительный бачок и на подающей трубе, но высокая температура воды отрицательно скажется на целостности мембраны и сроке ее службы.

При использовании твердотопливного оборудование такое размещение опасно еще и тем, что из-за перегрева в емкость может попасть пар. Это серьезно нарушит работу мембраны и даже может ее повредить.

Помимо запорного крана и “американки” рекомендуется при подключении устанавливать дополнительно тройник и кран, который позволит опустошить расширительный бачок перед отключением.

Настройка прибора перед использованием

Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.

Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,2-0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.

В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.

Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.

Бак как дополнительная емкость

Современные модели отопительных котлов нередко уже снабжены встроенным расширительным баком. Однако его характеристики далеко не всегда соответствуют требованиям конкретной отопительной системы. Если встроенная емкость слишком мала, нужно установить дополнительный резервуар.

Он обеспечит нормальное давление теплоносителя в системе. Такое дополнение будет актуальным и в случае изменения конфигурации отопительного контура. Например, когда самотечную систему переделывают под циркуляционный насос и оставляют старые трубы.

Это верно и для любых систем со значительным объемом теплоносителя, например, в двух-трехэтажном коттедже или там, где помимо радиаторов имеется теплый пол. Если используется котел со встроенным мембранным баком небольшого размера, установка еще одной емкости практически неизбежна.

Расширительный бак будет уместен и при использовании бойлера косвенного нагрева. Клапан сброса, подобный тому, что устанавливают на электрокотлах, здесь не будет эффективным, экспанзомат – адекватный выход из положения.

Монтаж герметичных резервуаров

Установка расширительного бака в динамической (закрытой) системе отопления осуществляется в любой точке контура. Это так, но не совсем. Все же есть важные аспекты, которые следует учитывать. Ниже представлены несколько примеров, куда нельзя устанавливать расширительный бак в системе отопления:

• нельзя монтировать расширительный бачок после насоса, нагнетающего давление в контуре.

Как установить расширительный бачок в системе отопления? Непосредственно за насосом точно нельзя, это приведет к постоянным скачкам стрелки манометра. Все дело в том, что нанос постоянно нагнетает давление, которое на участке за ним выше, чем на возврате. Работа бачка в таких условиях будет некорректной. Технически грамотной и рациональной будет установка расширительного бачка в системе отопления на участке обратного хода теплоносителя. Он, проходя по контуру, испытывает на себе силу трения и сопротивления. Это снижает его скорость. Помимо этого, проходя весь цикл, теплоноситель отдает свое тепло и, соответственно, уменьшается в объёме. Все эти факторы сопутствуют уменьшению давления в системе отопления. И в результате получается, что на возврате теплоносителя давление немного меньше и оно более стабильное, чем сразу за насосом;

• нельзя ставить расширительный резервуар по ходу теплоносителя сразу за котлом.

Монтаж расширительного бака в закрытой системе отопления сразу за котлом выполнять нельзя, потому что на этом отрезке самая высокая температура теплоносителя. Жидкость в этом месте находится в состоянии своего максимального расширения для данного контура. Поэтому давления там выше, чем во всей системе. Не стоит забывать, что бачок настраивается под определенное давление в системе, и отклонения могут привести к перепадам. Нестабильность давление на этом участке также может быть вызвано наличием встроенного насоса в электрическом котле;

• нежелательно расположение герметичного бачка таким образом, чтобы жидкость в него поднималась.

Установка расширительного бачка в системе отопления должна выполняться таким образом, чтобы ниппель воздушной камеры смотрел вниз. Все дело в воздухе, который может быть в контуре. Мембранный бак является герметичным. Связи между камерами, разделенными мембраной, также нет. Если установить бак таким образом, что теплоноситель будет спускаться в бачок, то весь возможный воздух туда попасть никак не сможет. Так как по законам физики его выталкивает вверх и он успешно может добраться до места его выхода наружу. В системе предусмотрена установка в самой высокой точке воздухоотводчика. Это такой клапан, который автоматически стравливает воздух из контура. Также в радиаторах современного образца, вверху на торце, есть спусковой клапан для воздуха, который работает в ручном режиме. Перед тем как установить расширительный бак в систему отопления, нужно помнить, что мембранный бачок не может выводить воздух из системы. Если ниппель будет смотреть вверх, то проходящие мимо пузырьки воздуха непременно окажутся в бачке. После этого его уже будет не выгнать, что постепенно приведет к уменьшению полезного объёма резервуара.

Ставьте расширительный бачок перед котлом на обратке, там же нужно ставить манометр. Так как на этом участке стабильное давление.

Расширительный бачок для отопления закрытого типа устанавливается посредствам специальных фитингов, в народе именуемых «американкой». Это вид соединения, который легко откручивается, при этом он надежный и герметичный. Его конструкция состоит из двух частей, которые не имеют резьбового соединения. При ее накручивании можно не использовать паклю или герметик, так как внутри есть уплотнительная резинка. Если при монтаже расширительного бака не использовались американки, и он был посажен намертво, то дальнейшее обслуживание становится затрудненным.

Перед тем как установить расширительный бак для отопления, надо поставить кран. Это позволит проводить текущее обслуживание и проверить работоспособность резервуара. Для определения исправности бака, перед запуском котла нужно перекрыть доступ рабочей жидкости в резервуар, перекрыв кран. Затем включить систему и не открывать его, пока стрелка шкалы манометра не дойдет до единицы. После этого надо открыть вентиль и наблюдать за показаниями манометра. Если бак работает исправно, давление дойдет до 0,2 атмосферы, так как в него вытисниться лишняя жидкость. Распространенная ошибка, которую допускают при монтаже расширительного бака отопления закрытого типа – это установка крана после американки, перед самим баком, а не до нее.

Например, порвалась мембрана и надо устранять неполадку. Есть разборные модели бачков, а есть неразборные. В разборных можно поменять только мембрану, а вот неразборные меняются целиком. В любом случае надо снимать бак с контура. Перекрываем кран, который стоит после американки, и весь теплоноситель из системы вытечет после того, как буде снят расширительный бак для отопления. Если бы схема установки была правильной, и кран стоял до американки, такое не произошло бы.

Расширительный бак крепится к стене. Для этого к его корпусу приварены уши, с отверстиями для крепежа. Если таких креплений в конструкции бака не предусмотрено, можно использовать универсальное крепление с хомутом. Сначала оно крепится на стену, а затем вокруг резервуара затягивается хомут.

Монтаж негерметичных резервуаров

Установка расширительного бака в открытой системе отопления осуществляется в самой высокой точке контура. У него часто даже крышки нет. Основное ее назначение – это защита теплоносителя от попадания в него мусора. Получается, что вода в бачке контактирует с воздухом. Этот аспект является одним из недостатков данной системы. Повышенный уровень кислорода в воде ведет к разрушению стенок трубы. Воздух вступает в реакцию с металлом и чем его больше, тем разрушительный эффект сильнее. Правильно установленный бачок помимо того, что компенсирует изменения объема теплоносителя, он также выводит из него воздух. Так как является самой высокой точкой в системе. Открытые системы отопления работают без насосов. Жидкость в них циркулирует самотеком. Такие системы делаются под наклоном. Теплоноситель движется медленно, медленнее, чем в замкнутых системах.

Есть несколько вариантов, где устанавливать расширительный бак в системе отопления:

Первый и самый классический вариант – это установка расширительного бака в системе отопления на стояке, прямо над котлом. В этом случае нагретый в котле теплоноситель поднимается вверх и не только продвигается по контуру, а и попадает в бачок. В результате там всегда высокая температура, иногда доходит даже до кипения, если были допущены ошибки в расчетах. При этом бачок будет издавать звуки, похожие на те, которые появляются при кипении чайника. Не свист, но слышно хорошо;

В расширительном баке для отопления открытого типа, установленном на обратке, теплоноситель будет холоднее, чем на подаче. Поэтому проблемы кипения и постоянных звуков исключаются;

• комбинированно;

Бывает и так, что устанавливают два резервуара: один на подаче, второй на обратке. Это в тех случаях, когда возникают карманы для воздуха в системе отопления, а установка дополнительного расширительного бака на обратном ходе теплоносителя решает эту проблему.

На форумах есть мнение, что в схеме установки расширительного бака на обратке в замкнутой системе отопления должны присутствовать насосы. Есть и опровержения этому, в частности, личный опыт автора, который успешно эксплуатирует подобную систему без насоса больше двадцати лет.

Настройка прибора перед использованием

Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.

Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.

В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.

Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.

Закрытый бак своими руками

Закрытый (герметичный) бачок

Герметичные баки делаются в производственных условиях. Сделать расширительный бак для отопления своими руками можно и дома, но это какой трудоемкий и сложный процесс, что овчинка не стоит выделки. Поэтому на практике очень редко можно встретить самодельные герметичные расширительные баки для отопления. Инструкция с описанием этапов самостоятельного изготовления резервуара:

• изготовить каркас, состоящий из двух половинок;
• на каждую из частей наварить по фланцу, благодаря которым крепится мембрана и соединяются части корпуса. Получиться две камеры: в одной воздух, во второй – вода. Они не должны контактировать. Конструкция должна быть герметична;
• в одну из частей нужно врезать патрубок для прохода жидкости, а во второй ниппель, через который будет регулироваться количество воздуха;
• купить, или вырезать, из резины мембрану и поместить её между двумя частями, скрутить болтами фланец. При этом нельзя забывать о герметичности;
• установить на контур и провести настройку расширительного бака для отопления.

Лучше отказаться от этой затеи в пользу покупки заводского изделия, не поскупившись на более дорогую модель с встроенным ниппелем. Так как сделать расширительный бак для отопления, учитывая количество инструментов, которые будут нужны для работы, и необходимость наличия навыков достаточно высокого уровня, крайне сложно.

Давление в воздушной камере герметичного бачка настраивается под определенные требования котла. Поэтому есть риск, что купленная дешевая модель без ниппеля не будет работать в вашей системе отопления должным образом.

Открытый бак своими руками

Другое дело расширительный бачок для отопления дома открытого типа. Раньше, когда в частных домах собирали только открытие системы, о покупке бака даже речи быть не могло. Как правило, расширительный бак в системе отопления, схема которого состоит из пяти основных элементов, делали прямо по месту монтажа. Не известно, можно ли было, вообще, его купить в то время. Сегодня проще, так как можно это сделать в специализированном магазине. Сейчас в преимущественном большинстве жилье обогревается герметичными системами, хотя есть еще много домов, где стоят открытие контуры. А как известно, бачки имеют свойство прогнивать и может возникнуть необходимость его замены.

Устройство расширительного бака системы отопления, который продается в магазине, может и не соответствовать требованиям вашего контура. Есть вариант, что он не поместится. Возможно, придётся изготовить его самостоятельно. Для этого вам понадобятся:

• рулетка, карандаш;
• болг

Открытая система отопления: схема с циркуляционным насосом

Возможность использования воды в качестве теплоносителя позволило человечеству изобрести эффективный обогрев своих жилищ. Открытая система отопления — классический вариант, который до сих пор пользуется популярностью, благодаря простому принципу функционирования и минимальному количеству необходимых устройств.

Как выглядит система открытого типа на практике

Принцип действия

В водяной отопительной системе жидкость является средством транспортировки тепловой энергии к передающим тепло воздуху приборам. Этими приборами могут быть радиаторы либо сам трубопроводный контур внутри пола или вдоль стен (в последнем случае используют трубы большого сечения: 8-10 см).

Благодаря этому, тепла котла (является единственным источником тепла) хватает даже для теплоснабжения нескольких находящихся на удалении от теплогенератора помещений. Кроме того, за счет изменения количества радиаторов, можно равномерно прогревать комнаты разной площади. В этом и заключается преимущество водяного отопления перед установкой обычной печи, способной обогревать только прилегающие к ней помещения.

Перемещение жидкости по контуру в силу физических законов может осуществляться самотеком: плотность нагретого теплоносителя ниже, чем остывшего. Помимо принципа термодинамики функционирование обеспечивается за счет монтажа труб под некоторым уклоном. Для повышения эффективности можно также задействовать циркуляционный насос. Многие ошибочно полагают, что насос — атрибут только закрытой системы: в открытых контурах также допустима принудительная циркуляция теплоносителя.

Открытая система теплоснабжения характеризуется в первую очередь расширительным баком открытого типа. Он представляет собой емкость без крышки для образовавшихся в результате теплового расширения воды излишков теплоносителя. Резервуар позволяет автоматически стабилизировать давление в системе. А для того, чтобы жидкость не выливалась по принципу сообщающихся сосудов, расширительный бак крепят в самой верхней точке контура. Резервуар одновременно выполняет функцию воздушного клапана: через него в атмосферу выходит воздух из системы (при ее наполнении и работе).

Подробная схема функционирования открытой отопительной системы

Отопление дома обеспечивается по следующему принципу:

• подача — теплоноситель нагревается в котле и перемещается к радиаторам;
• обратка — остывшая в расширительном баке и радиаторах жидкость стремится «уйти» в нижнюю точку и за счет наклона труб попадает в котел.

Установка циркуляционного насоса делает процесс более интенсивным, но принцип работы от этого не меняется.

Разновидности открытых систем

Система отопления открытого типа бывает:

• Однотрубной, которая в базовом варианте включает в себя котел отопления, расширительный бак, батареи + трубы стандартного сечения либо просто трубы увеличенного сечения без радиаторов. Особенность: для подачи и обратки прокладывается одна магистраль, из-за чего по мере удаления от котла ухудшается прогрев помещений. Однотрубная открытая система отопления пригодна лишь для небольших одноэтажных домов, в остальных случаях для качественного теплоснабжения ее эффективности недостаточно.
• Двухтрубной, которая является более сложной и дорогой в монтаже разновидностью системы. Однако, она позволяет равномерно прогревать весь дом.

Схемы

Схема системы отопления открытого типа подбирается в зависимости от параметров дома, требований к эффективности системы, планируемого объема финансовых вложений в ее проектирование и монтаж. Открытая система теплоснабжения может быть гравитационной или с принудительной циркуляцией, что во втором случае требует установки специального оборудования.

Выбирая схему, нужно учитывать:

• Общую площадь помещений, где должно быть проведено водяное отопление. Если значение меньше 60 кв. м., достаточно системы с естественным движением теплоносителя (гравитационной).
• Этажность постройки, высоту потолков. Для гравитационной системы потребуется разгонный сток от котла, чтобы исключить образование воздушных пузырей в контуре – они помешают нормальному движению жидкости и эффективность теплоснабжения.
• Расчетный тепловой режим функционирования системы. Если предполагается использование низкотемпературного отопления, то в открытую систему обязательно ставят циркуляционный насос. Без него не будет движения теплоносителя, так как одного лишь теплового расширения воды в 45-60 градусов будет недостаточно для естественной циркуляции.

Проанализировав показатели и рассчитав тепловые потери, можно сделать вывод относительно более удобной и выгодной для использования схемы теплоснабжения.

Более подробно рассмотрим каждую из систем теплоснабжения.

Естественная циркуляция

В открытой системе отопления гравитационного типа не предусмотрено механизма, заставляющего теплоноситель перемещаться по контуру. Движение обеспечивается за счет теплового расширения жидкости. Чтобы сделать систему работоспособной, в контур включен разгонный стояк высотой от 3,5 м. – по нему нагретый теплоноситель поднимается вверх, и далее движется по наклонным трубам к радиаторам отопления, заставляя остывшую воду вернуться в котел по трубе обратки.

При расчете гравитационной системы важно учесть не только высоту разгонного стояка, но и расположение расширительного бака, который должен находиться в самой высокой точке контура. Таким образом, разгонный стояк должен быть подсоединен к расширительному баку снизу (в идеале) или сбоку, если высота потолков или крыши не позволяет иначе установить резервуар.

Пример однотрубной системы с естественной циркуляцией

Самотечная система позволяет использовать для отопления дома водяной теплый пол, но на его контур придется установить отдельный циркуляционный насос. При отсутствии электроснабжения теплый пол будет отключаться, но работоспособность радиаторной системы сохранится.

Если открытая система теплоснабжения с естественной циркуляцией предполагает одновременную подготовку воды для ГВС, то бойлер косвенного нагрева монтируют ниже расширительного бака.

Принудительная циркуляция

Открытая система отопления с циркуляционным насосом отличается более быстрым прогревом помещений за счет интенсивного движения теплоносителя – скорость возрастает до 0,3-0,7 м/с. За счет ускоренного перемещения нагретой жидкости равномернее прогреваются все ветви отопительной магистрали.

Система отопления с принудительной циркуляцией – энергозависимый вариант, поскольку встроенный насосный агрегат требует энергоснабжения. Избежать проблем, связанных с перебоями в электроснабжении поможет устройство байпаса – перемычки, на которую и монтируется насос с сопутствующим оборудованием. В этом случае при отключении электроэнергии теплоноситель продолжит свободно перемещаться по отопительному контуру естественным путем, и дом не останется без тепла.

Пример однотрубной системы с принудительной циркуляцией для двухэтажного домаСхема монтажа двухтрубной системы с принудительной циркуляцией в двухэтажном доме

Циркуляционный насос ставят на обратную трубу недалеко от ее входа в котел (до теплоагрегата должно оставаться около 1,5 м). По обеим сторонам от байпаса с насосом устанавливают два отсекающих крана, с помощью которых перекрывается поток жидкости по основной трубе, если насос работает. При отключении электроэнергии краны открывают, восстанавливая естественную циркуляцию.

Если вы задумались, можно ли поставить насосный агрегат для принудительного движения жидкости в контуре открытой системы теплоснабжения, важно знать, что не стоит забывать о разгонном стояке и правильном уклоне труб – без этого при отключении электроэнергии система работать не сможет. Учтите, что насос в открытой системе высокотемпературного отопления – дополнительный элемент, призванный повысить эффективность, а в низкотемпературной – базовый компонент, обеспечивающий функциональность.

Обвязка циркуляционного насоса

Требования к монтажу и эксплуатации

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

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

Открытая система: достоинства и недостатки

При обустройстве отопления в частном доме немало людей отдает предпочтение классическому варианту системы, в которой используется открытый расширительный бак, несмотря на растущую популярность более передовых систем закрытого типа. Этот выбор обусловлен достоинствами, которыми обладают открытые системы обогрева дома, в их число входит:

1. Энергонезависимость. Для местности с нестабильным электроснабжением актуален вопрос отопления без использования оборудования, потребляющего электричество. Помимо обустройства открытой системы важно использовать энергонезависимый котельный агрегат.
2. Надежность. Это основной плюс – данный вариант теплоснабжения доказал свою функциональность десятилетиями эксплуатации в самых разных условиях, в том числе в регионах с суровым климатом. По сути, надежность открытых систем сводится к надежности котлов, поскольку в ней больше нет элементов, которые могут выйти из строя. Важно лишь внимательно подойти к выбору приборов отопления и элементов для прокладки трубопровода – от их срока эксплуатации зависит продолжительность функционирования системы.
3. Простая схема. Отсутствуют сложные узлы, монтаж можно осуществить самостоятельно.
4. Не требуется отладка и настройка — после завершения монтажа, контур заполняют водой. Если нагретый теплоноситель начал циркулировать, все сделано правильно.
5. Бесшумная работа, отсутствие вибраций (если не используется циркуляционный насос).
6. Возможность дополнить энергонезависимое отопление циркуляционным насосом, сделав универсальную систему и повысив ее эффективность.

К недостаткам эксплуатации отопительного контура открытого типа относят:

• Ограничение в применении. Для больших домов такая система не подходит – если длина горизонтальной магистрали превышает 30 метров, величина гидравлического сопротивления в трубах превышает уровень напора потока нагретого теплоносителя, то есть, естественная циркуляция невозможна, наступит статическое равновесие.
• Инертность. Без установки циркуляционного насоса прогрев системы (выход в рабочий режим) будет занимать немало времени, поскольку скорость перемещения нагретой жидкости чрезвычайно низка. По этой же причине невозможно организовать оперативное управление микроклиматом в помещении.
• Конструкционные нюансы. Чтобы минимизировать гидравлическое сопротивление в трубопроводе, его монтируют из труб разного диаметра (по мере удаления от котла диаметр должен уменьшаться, чтобы поддерживалась нормальная скорость перемещения жидкости), а это усложняет монтаж и требует дополнительных расходов – трубы большого диметра дороже, нужны переходники и т.д.
• Особенности монтажа. Обязательно следует соблюдать расчетный уклон труб на каждом участке магистрали – даже единственная ошибка способна сделать систему неработоспособной или снизить ее эффективность. В последнем случае для преодоления гидравлического сопротивления придется повысить рабочую температуру теплоносителя, что ведет к перерасходу топлива и увеличению финансовых затрат на теплоснабжение.
• Обслуживание. Из-за интенсивного испарения горячей жидкости из открытого расширительного бака, требуется постоянно следить за уровнем воды и вовремя ее подливать.
• Активная коррозия металла. Через бак в теплоноситель постоянно поступает кислород, что ускоряет коррозионные процессы. Это снижает долговечность металлических элементов системы, в том числе стального теплообменника котельного агрегата.

Заключение

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

Видео по теме:

Открытая система отопления — схема работы системы открытого типа

Благодаря простоте установки и обслуживания, а также невысокой цене до сих пор пользуется популярностью открытая система отопления. С годами она претерпела некоторые изменения и уже в обновленном виде успешно применяется в селах, деревнях, коттеджных поселках, которые обеспечены газоснабжением. Она является отличным вариантом для отопления помещения небольшой площади, например, одноэтажного дачного домика. Недорогое обслуживание плюс достаточная эффективность – по этим критериям многие дачники выбирают данную схему.

Принцип действия открытой системы

Для полноценной работы система отопления открытого типа не нуждается в дополнительном использовании насоса. Теплоноситель циркулирует по трубам благодаря разности в плотности – речь идет о холодной и горячей воде.

На схеме хорошо видны основные части открытой системы отопления: котел, расширительный бак, радиаторы и трубы

Конструкция системы элементарна и состоит из нескольких основных частей:

• твердотопливный, газовый, дизельный котел отопления – следует выбрать оптимальный вариант;
• чугунные или стальные радиаторы;
• стальной расширительный бачок;
• трубы.

В основе принципа действия – общеизвестные законы физики. Вода нагревается в котле и под действием высокого давления устремляется по трубам, в зону более низкого давления. Пройдя через все радиаторы и остыв, она возвращается обратно в котел. Не секрет, что при нагревании вещества расширяются, это происходит и с водой. По этой причине обязательная часть системы открытого типа – расширительный бак, который компенсирует излишки теплоносителя. Он не должен быть герметичным. Насос не требуется, но существуют варианты его использования. Врезной кран необходим для удаления воздуха.

Условно всю схему можно разделить на 2 части. Первая – «подача»: нагревание теплоносителя и движение его по трубам и радиаторам; вторая – «обратка»: охлаждение и возвращение ее в котел.

Особенности открытой схемы:

• расширительный бак должен находиться выше остальных частей системы;
• чем больше диаметр труб, тем лучше циркуляция;
• вода более желательный теплоноситель, чем антифриз;
• вода испаряется, поэтому следует наблюдать за ее уровнем.

Чтобы такая система отопления правильно функционировала, важно соблюдать рекомендованное давление. Для этого устанавливается специальный узел, называемый подпидкой. Более подробно об этом вы можете прочитать в нашем следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotelnaya/podpitka-sistemy-otopleniya.html.

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.

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.

Обратите также внимание на материал о том, как правильно сделать расчёт количества секций радиаторов отопления: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/raschety/raschet-kolichestva-sektsiy-radiatorov-otopleniya.html

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.

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.

О выборе труб для монтажа системы отопления, их видах и характеристиках вы можете прочитать в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/uchebnik/truby/kakie-truby-dlya-otopleniya-luchshe-vybrat.html.

Достоинства и недостатки системы

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

1. Простота схемы. Давно известно: чем проще устройство, тем безотказнее оно действует и тем быстрее можно справиться с поломкой.
2. Функционирование оборудования, несмотря на отсутствие электроснабжения. Тепло в доме зависит только от наличия газа.
3. Простота установки. Подготовленные части можно собрать в течение одного дня.
4. Быстрое вхождение в рабочий режим, не менее быстрая остановка. Начало и конец работы системы зависят от включения/выключения котла.
5. 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.

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.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Открытая система отопления с циркуляционным насосом в частном доме: схема, фото, видео, заполнение

Обустройство частного дома отопительной системой – важный и достаточно серьезный процесс, от которого зависит комфорт проживания в нем. Среди всего многообразия тепловых обвязок, люди все чаще отдают свое предпочтение недорогим блокам, к которым и относится открытая система отопления с циркуляционным насосом.

Принцип работы

Чтобы запустить блок вовсе не нужно оснащать ее насосной установкой. Теплоноситель всегда пребывает в замкнутом контуре, что позволяет исключить какие-либо теплопотери. Монтаж системы отопления открытого типа настолько прост, что не требует особых умений и знаний. Поэтому с устройством подобного теплового блока сможет справиться даже неопытный домовладелец.

Схемы систем отопления с насосной циркуляцией

В обвязку отопительной системы открытого типа входят следующие функционирующие элементы:

1. Нагревательный котел (газовый, электрический, твердо- или жидкотопливный)

Тип котла во многом зависит от дешевизны топлива (кому-то выгодно отапливать свое жилье газовым нагревателем, а у кого-то огромные запасы угля или дров, поэтому для них идеальным вариантом станет твердотопливный агрегат).

1. Обогревательные приборы

Радиаторы, представленные сегодня на рынке в большом разнообразии. Это могут быть как современные биметаллические, алюминиевые и стальные радиаторы, так традиционные чугунные батареи.

1. Металлический расширительный бак

Экспанзомат сантехнический – емкость с резиновой мембраной внутри, которая необходима для обеспечения нужного напора во всех трубах системы. Также требуется для гашения силы гидроудара.

1. Трубы

Для обвязки котла – полипропиленовые, металлопластиковые, нержавеющие и т.п.

С этой статьей читают: Обвязка радиаторов отопления полипропиленом

Как функционирует система

Схема обвязки котла

В первую очередь нагревательный котел осуществляет прогрев теплоносителя, то есть воды. Далее подогретая вода под давлением поступает в трубы, достигая при этом зоны низкого давления. Затем она заполняет собой батареи, и, после того, как теплоноситель совершит полный круговорот и отдаст тепловую энергию всем функционирующим элементам, он возвращается в котел для дальнейшего прогрева. В силу того, что вода при нагреве расширяется (0,3% на 1 литр воды), то открытая система отопления должна обязательно включать в себя экспанзомат (расширительный бак).

За счет этого конструктивного элемента будет осуществляться компенсация лишнего объема воды и, при необходимости, пополнение необходимым количеством теплоносителя при его испарении. Чтобы облегчить запуск системы отопления следует выполнить установку врезного крана. При помощи последнего появляется возможность спуска воздуха из тепловой магистрали.

Принцип работы разделяется на несколько этапов:

• цикл подачи, который включает в себя прогрев теплоносителя, переход его в систему и обогрев помещения;
• цикл возврата, характеризующийся возвращением «отработанной», то есть остывшей воды.

С этой статьей читают: Мембранный расширительный бак для отопления

Тонкости устройства системы с насосом и без него

1. Расширительный бак открытого типа располагается в самой высокой точке тепловой магистрали. Если этого не сделать, то эффективность работы всей отопительной системы будет крайне низкой.
2. Для устройства подобных узлов желательно использовать трубы большого диаметра. Благодаря такому подходу удастся увеличить пропускную способность теплового контура, а значит, теплоноситель будет быстрее циркулировать по нему.
3. Некоторые предпочитают заполнять трубопровод специальными незамерзающими растворами – антифризами. Однако, если в этом нет необходимости (магистраль не проходит через улицу и т.п.), то лучше всего использовать простую воду. Во-первых – это экономически выгодно, а во-вторых – вода имеет самую высокую теплоотдачу.
4. В силу того, что вода во время нагрева способна испаряться, необходимо постоянно контролировать ее количество в нагревателе и своевременно пополнять запасы.

ВИДЕО: Хорошее и не очень о насосах для систем отопления

Преимущества и недостатки

Такие блоки характеризуются следующими достоинствами:

• простота в устройстве и эксплуатации;
• экономическая выгода по сравнению с другими вариантами обвязки;
• на монтаж узла вы затратите минимум времени и усилий;
• легко включается в работу и отключается от нее – достаточно лишь включить газ.

Справедливости ради стоит отметить и недостатки этого отопительного узла. Так, при отсутствии подключения к централизованной газопроводной магистрали он не сможет работать. Кроме этого, открытые экспанзоматы повышают вероятность возникновения ржавчины на батареях и трубопроводе.

Устройство открытого отопления своими руками

Даже если вы никогда не занимались подобными работами, то, придерживаясь рекомендаций и советов специалистов, вы сможете своими силами выполнить обвязку открытой системы отопления.

Этап №1

В первую очередь осуществляется установка котла. Его можно разместить как на напольной поверхности (желательно на противовозгораемом материале или на бетонной стяжке), так и подвесить на стене, что позволит сэкономить место. А вот что касается мощности нагревателя, то она выбирается в зависимости от площади прогреваемого помещения.

Универсальной формулой подсчета является 1 киловатт тепловой энергии на 10 квадратных метров помещения при стандартной высоте потолков. В зависимости от качества теплоизоляции дома добавляется от 10 до 30% к расчетной мощности.

Этап №2

Следующим шагом станет разводка и фиксация приборов обогрева. Их количество рассчитывается исходя из площади одной комнаты. Также следует определить количество секций радиатора из расчета 100 ватт тепловой мощности на 1 квадратный метр жилья.

Если нет желания оснащать свое жилье батареями, можно просто увеличить диаметр тепловой магистрали до 100 мм. Этот вариант является самым простым. Труба отводится от котла, проходит по всему периметру дома и возвращается назад к нагревателю.

Чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя, специалисты рекомендуют выполнять разводку трубопровода под определенным уклоном: 5 мм на 1 метр трубного контура.

Установка расширительного бачка в открытой системе отопления осуществляется на обратке как можно ближе к нагревательному элементу.

Вот, собственно, и все тонкости устройства такого узла.

Можно еще выполнить вертикальную разводку, устанавливая расширительный бачок открытого типа на чердаке. А с целью его эффективной работы необходимо позаботиться о его утепление.

При устройстве отопительного блока необходимо уделить особое внимание расчету объема экспанзомата. В противном случае ошибки могут закончиться крайне плохо (взрыв бачка, повреждение приборов, находящихся рядом, деформация магистрали и т.п.).

Несколько советов

Чтобы улучшить работу узла, специалисты рекомендуют придерживаться следующих рекомендаций:

1. Нагреватель размещается в отдельном помещении. Важно также учесть и то, что к нему должен поступать воздух. Напольную поверхность, где будет устанавливаться нагреватель, лучше устелить материалом, который не воспламеняется. А лучше всего, просто забетонировать участок помещения.

1. Предпочтение стоит отдавать биметаллическим радиаторам. Во-первых, они легкие, что играет немаловажную роль при монтаже, а во-вторых – их показатели теплоотдачи значительно выше, чем у чугунных батарей. Так, чтобы исключить вероятность попадания холодного воздуха из окон, радиаторы лучше размещать под подоконниками. Кроме этого, такие обогревательные приборы располагаются от стенового перекрытия на расстоянии 50 мм. Отступ от пола – не менее 40 см.
2. Наилучшим вариантом для обвязки теплового узла станут металлопластиковые трубы. Они имеют большой эксплуатационный срок (при правильной разводке и креплении такая магистраль прослужит как минимум полвека). И да, старайтесь как можно меньше использовать соединительные резьбовые элементы. Рано или поздно такие соединения могут дать течь.
3. Что касается объема экспанзомата сантехнического (гидробака), то он не должен превышать 5% от объема всего отопительного узла. Для обогрева одноэтажного дома будет достаточно 8-литрового бака.

Зная тонкости устройства подобных обвязок, вы сможете самостоятельно создать в своем доме комфортные температурные условия для проживания.

ВИДЕО: Как циркулирует теплоноситель

типы схемы и расширительный бак

Простота сборки, эффективность работы – основные показатели, которыми обладает открытая система отопления. Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки схемы. Хозяину пригодится обзор основных и вспомогательных элементов конструкции для обеспечения бесперебойной и длительной эксплуатации.

Что такое открытая система отопления

Открытой магистраль называется по типу расширительного бака – это емкость без крышки, которая монтируется в самой верхней точке конструкции. Классическая схема открытой системы отопления отличается от герметичной параметрами давления в магистрали. Давление всегда равно тому, которое поддерживается атмосферой.

Поэтому для обустройства конструкции нужно намного меньше комплектующих, расчеты проще. Движение теплоносителя может быть гравитационным самотечным и принудительным. Первое обеспечивается физическими свойствами расширения воды при нагревании, второе – насосным оборудованием.

Принцип работы, преимущества и недостатки

Чтобы компенсировать повышение объема при расширении нагретой воды, в верхней точке конструкции устанавливается бак с достаточным свободным объемом для компенсации увеличения количества жидкости. Поскольку бак открытый, то он выполняет функции воздухоотводика – скопления газов в трубах выходят естественным путем. Необходимо поддерживать определенный слой носителя в баке, чтобы воздух не попал в магистраль отопления, в этом случае образуются воздушные пробки.

Принцип работы простой – вода нагревается, поступает по трубам в контур отопления, прогревает радиаторы и возвращается обратно в котел для последующего подогрева. При снижении температуры носителя, давление бака обеспечивает проталкивание воды по системе, благодаря чему и поддерживается циркуляция.

К достоинствам схемы относят:

1. Надежность. Если все расчеты проведены правильно, бак установлен с оптимальным объемом, то ничего сломаться тут попросту не может. Конструкция предельно проста и главное, нужно следить за объемом теплоносителя, то есть доливать воду в бак.
2. При выборе самотечной схемы не будет шума от насоса. Но нужно обеспечить требуемый уклон трубопровода.
3. Быстрый пуск, остановка магистрали.
4. Самотечные схемы считаются автономными и не зависят от электроснабжения.

Самое важное при формировании – подобрать элементы конструкции для обеспечения и поддержания оптимальной мощности подачи теплоносителя. Конструкция проста по размещению, формированию и сделать ее сможет домашний мастер без особого опыта.

К недостаткам относятся:

• открытый бак повышает риск попадания кислорода в теплоноситель, что может привести к коррозии трубопроводов;
• риск промерзания теплоносителя;
• длительный период нагрева системы после включения в работу;
• необходимость контроля уровня носителя в баке;
• невозможность использования антифриза – испарения вещества предстают ядовитыми.

Также нужно знать, что система отопления открытого типа требует правильного размещения приборов – котел отопления в самой нижней точке схемы, расширительный бак – в самой высокой.

Рекомендуем к прочтению:

Комплектация открытой системы

Конструктивно магистраль состоит из основных и вспомогательных узлов – котла, циркуляционного насоса, расширительного бака, трубопроводов, батарей. Стоит рассмотреть все элементы подробнее.

Котел

Чтобы отопление открытого типа работало бесперебойно, нужно подобрать правильную мощность котла.

Недостаток показателя обернется плохой циркуляцией теплоносителя, избыток – увеличением расходов, а также:

• образованием конденсата в дымоходе;
• снижением срока эксплуатации элементов системы;
• неэффективностью работы котла, который не рассчитан на работу при сниженных нагрузках;
• отказом автоматики.

Расчет мощности производится по сложной формуле, но можно обойтись стандартом – на 10 м2 площади требуется 1 кВт мощности, плюс 15-30% запаса. Таким образом расчет производится довольно быстро. Помощь оказывают и производители оборудования, выкладывая на своих сайтах бесплатные калькуляторы расчета с учетом всех особенностей дома – утепления, схемы разводки, количества радиаторов и прочего.

Циркуляционный насос

Несмотря на то, что самотечная конструкция пользуется спросом, открытая система отопления с циркуляционным насосом отличается большей эффективностью, поэтому для строений площади от 50 м2 следует предусмотреть наличие этого агрегата. Установка прибора снижает эксплуатационные расходы, а потребление электричества не больше, чем у обычной лампы накаливания.

Подбирается насос не только по диаметру, но и производительности, мощности создаваемого напора жидкости. Все параметры указываются в техническом паспорте и дополнительных рекомендациях от производителя, потому инструкцию читать обязательно.

Расширительный бак

Мастеру с минимальными навыками сварки не составит труда сделать резервуар собственными руками. Важно учесть общий объем теплоносителя и сделать бачок с запасом пространства на расширение воды (примерно +10% к общему объему). При изготовлении бака следует отдать предпочтение металлу, стойкому к процессам коррозии.

Радиаторы отопления

Батареи – обязательный элемент конструкции, передающий энергию теплоносителя воздуху в комнате.

Различаются радиаторы по материалу изготовления:

1. Чугунные радиаторы. Прочные, стойкие к коррозии, дорогие приборы длительного срока эксплуатации. Большая масса и высокая инертность агрегатов – плюс для открытой системы отопления.
2. Стальные приборы отличаются легкой массой, но подвержены коррозии. Выбирать следует приборы с антикоррозийным покрытием, которые отличаются сниженной теплопроводностью. Иначе расходы на отопление значительно возрастут.
3. Алюминиевые батареи считаются оптимальным выбором. Легкие и прочные приборы обладают хорошей теплоотдачей, теплоемкостью. Монтаж отличается простотой.
4. Биметаллические батареи – лидер по сочетанию качеств и оптимальной стоимости. Недостатков нет, но лучше такие приборы применять в системах с постоянным высоким давлением. При выборе самотечной схемы установка биметаллических радиаторов нецелесообразна.

Рекомендуем к прочтению:

Важно! Перед выбором типа приборов необходимо рассчитать количество батарей, которое будет встраиваться в магистраль. Вполне вероятно, что достаточно 3-4 агрегатов для полноценного отопления дома, в этом случае чугунные батареи более чем оправданы.

Трубы открытой системы отопления

Выбор элементов магистрали производится с учетом диаметра, схемы разводки и материала изготовления деталей, в частности:

• металлические трубы тяжелы в монтаже, стоят дорого и не применяются в системах автономного отопления;
• медные отличаются предельно длительным сроком эксплуатации, выдерживают любые нагрузки, но стоят дорого;
• металлопластиковые – оптимальный вариант, но придется регулярно проверять прочность соединений, подтягивать стыки для снижения риска протечек;
• трубы из сшитого полиэтилена хорошо подходят для формирования тепловой системы, а простая сборка на фитинги облегчает монтаж, однако выбор затруднен большим количеством «кустарной» продукции, не отвечающей требованиям безопасности и практичности;
• полипропиленовые элементы считаются лучшими, такая магистраль проста в монтаже, служит долго и не требует особого ухода.

Важно! Чтобы получить качественное водяное отопление открытого типа с насосом, следует выбрать армированные полипропиленовые трубы. Аппарат для пайки стыков стоит дорого, но можно взять в аренду. Стекловолоконное армирование труб лучше алюминиевого.

Схемы разводки открытой системы

Различается схема разводки с насосом и самотечная. Выбор определяется с учетом следующих нюансов:

1. Общая площадь жилых и нежилых помещений, которые нужно отапливать. Если показатель больше 50-60 м2, то без принудительной циркуляции не обойтись.
2. Количество этажей в доме, высота потолков. Для самотечной схемы важный элемент – наличие разгонного стояка, без него в системе появляется воздух, поэтому при низких потолках и высоте дома более 2-х этажей следует монтировать циркуляционный насос.
3. Расчет теплового режима работы. При низкотемпературном режиме следует отдать предпочтение принудительной циркуляции теплоносителя, так как малое расширение воды не обеспечит необходимого давления в теплосистеме.

Далее определяется схема, которая может быть одно-, двухтрубной. Рассмотрим обе схемы подробно:

• Однотрубная открытая система отопления с принудительной циркуляцией – это схема, которая предусматривает наличие одного трубопровода, выходящего и входящего в котел. Приборы подключаются последовательно, материалов уходит немного. Минус – снижение температуры носителя, то есть до крайнего радиатора в схеме вода будет доходить уже холодной. Выход – обустройство однотрубной системы в домах с небольшой площадью, до 50-60 м2.
• Двухтрубная схема потребует большего расхода материалов, так как от котла отходят две магистрали – 1 на подачу теплоносителя, 2 на возврат. Расходы оправданы подачей теплоносителя нужной температуры к каждому радиатору, возможностью регулировать интенсивность нагрева батарей и проведением ремонта без отключения всей тепловой системы.

Коллекторная разводка считается сложной в монтаже, но применяется довольно часто. Выглядит конструкция как подача тепла и отвод обратки для каждого радиатора или группы батарей. Схема пригодится при формировании системы отопления в доме с большим количеством батарей, необходимости подвести обогрев к отдаленным помещениям (флигелю, крылу дома). Минусы – большой расход материалов, а также значительные затраты на энергию, поэтому в открытых системах коллекторная разводка практически не применяется.

Особенности монтажа системы

Значение имеет обеспечение оптимальной скорости тока теплоносителя, то есть его циркуляции. Если нет насоса, хозяину следует уложить магистрали трубопроводов с определенным наклоном. Стандартом считается 10 мм перепада на каждый метр магистрали, но мастера выкладывают уклон до 30 мм, чтобы циркуляция была постоянной.

Важно! Уклон рекомендуется делать даже в системах с насосом, это гарантирует поддержание работы отопительной конструкции при отсутствии электричества, когда насос не работает.

Также следует просчитать диаметр труб, максимальный показатель должен быть на трубах от котла к расширительному баку, затем идет постепенное снижение диаметра так, чтобы распределение потоков жидкости, давления по точкам теплообмена было равномерным.

Принудительная циркуляция

Открытая система отопления с насосом – энергозависимая схема, в которой теплоноситель циркулирует более равномерно и быстро. Важно выбрать точку монтажа оборудования, как правило, это труба обратного тока перед входом в бойлер. Оптимальное расстояние – 1,5 метра до бойлера. Лучше всего купить не насос, а комплект – байпас, где есть уже сам насос, фильтр и отсекающие краны – это упростит монтаж оборудования.

Важно! Монтаж насоса производится с учетом движения теплоносителя.

Гравитационная схема

Это система, в которой нет приборов для принудительной циркуляции, ток воды обеспечивается естественными физическими причинами и осуществляется за счет повышенного давления при нагревании теплоносителя. Монтаж рекомендуется с наличием разгонного стояка высотой не менее 3,5 метров – если стояка нет, теплоноситель не набирает скорости и циркуляция будет замедлена.

Для обеспечения нормальной функциональности системы диаметр трубы для разгонного стояка подбирается на 1 размер меньше сечения основной магистрали.

Также учитываются следующие нюансы:

1. Монтаж труб с уклоном в сторону приборов отопления.
2. Котел должен располагаться в самой нижней точке схемы. Лучше всего поставить котел в подвале, затем вывести стояк разгона и после него оборудовать магистрали подачи теплоносителя.
3. Расширительный бак размещается на чердаке или под потолком – это должна быть самая высокая точка схемы.

На заметку! Электрический или газовый котел для открытой системы отопления не рекомендуется. Велик риск появления воздушных пробок, которые приведут к перегреву теплообменника. Проще выбрать твердотопливный котел или работающий на жидком топливе.

Установка циркуляционного насоса в систему отопления открытого типа: схема, фото

На настоящий момент во многих частных домах до сих пор используются системы отопления старого типа — открытого. В таких сетях нагретая вода течет по трубам самотеком за счет теплового расширения, что не слишком удобно. Дальние от котла радиаторы в таких системах нагреваются хуже ближних. В результате тепло распределяется о дому неравномерно. Выходом из этой ситуации может стать врезка в систему циркуляционного насоса. Стоит такое оборудование не слишком дорого и электроэнергии потребляет немного. Польза же от него бывает огромной. Установка циркуляционного насоса в систему отопления – операция несложная, и вполне может быть произведена своими руками.

Устройство

Приобрести насос можно в любом магазине, специализирующимся на продаже оборудования для разного рода инженерных систем. Конструкция его довольно-таки проста. В корпусе из нержавеющего металла размещен электродвигатель. На его валу закреплена крыльчатка. Она-то и перегоняет воду по трубам.

Разновидности

Существует два типа циркуляционных насосов:

• «Сухие». Этот тип чаще всего устанавливается в системах отопления многоэтажных зданий. Такие насосы очень сильно шумят и отличаются большой мощностью. Устанавливают их обычно в отдельных помещениях.
• «Мокрые». У таких насосов ротор вращается прямо в воде. Это не слишком мощное, «тихое» оборудование. В том случае, если хозяева загородного дома пришли к решению о том, что установка циркуляционного насоса в систему отопления частного дома – дело необходимое, им стоит подумать о приобретении именно такой модели.

Как выбрать

При покупке циркуляционного насоса в первую очередь следует обратить внимание на такой параметр, как выдаваемый напор. Определить его очень просто. Для этого общую длину водопровода нужно разделить на 10 и умножить на 0.5. Выдаваемый насосом напор указывается в техническом паспорте (в метрах).

Где устанавливается

Монтировать циркуляционный насос следует таким образом, чтобы доступ к нему в последующем был свободным. Ведь, как и любое другое оборудование, он может выйти из строя. В этом случае понадобится его ремонт или замена.

Установка циркуляционного насоса в открытую систему отопления (как и в закрытую) производится на обратной трубе. В этом случае через него будет проходить не такой горячий теплоноситель. Это может значительно продлить срок его службы. На подающую магистраль можно ставить только самые современные модели, изготовленные из материалов, устойчивых к повышенным температурам.

Монтировать насос в открытую систему отопления лучше всего на байпасе. Такая схема наиболее удобна. При отключении электроэнергии систему можно будет просто перевести на режим естественной циркуляции.

В закрытых системах отопления циркуляционный насос обычно устанавливают в непосредственной близости от расширительного бака. В открытых его можно ставить куда угодно. Но наилучшим вариантом считается все же монтаж рядом с котлом.

Что еще нужно приобрести

Помимо собственно насоса хозяевам дома придется купить фильтр грубой очистки. Это оборудование устанавливается на байпасе непосредственно перед самим насосом. Врезать его следует обязательно. Иначе крыльчатка быстро забьется илом или окалиной. Вода даже в очень чистых скважинах содержит разного рода примеси. Помимо этого хозяевам дома, решившим произвести такую процедуру, как установка циркуляционного насоса в систему отопления открытого типа, нужно приобрести:

• Запорную арматуру. Понадобятся два качественных шаровых крана, соответствующих мощности насоса (3/4 или 1) и один с диаметром, равным тому же показателю обратной магистрали.
• Американку, 2 концевика, необходимых для вставки крана в магистраль и два под сам насос.
• Паклю, крепежные хомуты для кранов, ниппель для фильтра.

Монтаж пошагово

Установка циркуляционного насоса в систему отопления начинается с откачки теплоносителя. Далее монтаж производится так:

• В обратную трубу врезают кран.
• Выполняют собственно такую операцию, как сборка узла циркуляционного насоса. В систему отопления он должен встраиваться строго горизонтально (расположение вала). Также при монтаже следует проследить за тем, чтобы клемная коробка располагалась сверху. Для установки берут шаровый кран и наматывают на его резьбу паклю, промазывают ее краской и навинчивают фильтр.
• Накручиваются последовательно ниппель и разъемное соединение, идущее в комплекте с насосом.
• На второй кран через паклю накручивается соединение.
• Далее на насос устанавливаются вторые части соединений.
• После того как насосный узел будет собран, можно приступать к его монтажу в магистраль. Для этого в краны, располагающиеся по обеим его сторонам, вставляются отрезки трубы.
• Вся конструкция приставляется к магистрали таким образом, чтобы врезанный в нее кран оказался посередине. Далее на трубе делаются отметки, по которым вырезаются отверстия. В них и нужно вварить отводы.
• На заключительном этапе система заполняется водой и проводится ее опрессовка.

Схема установки циркуляционного насоса в систему отопления представлена на рисунке ниже.

Расширительный бачок

Этот элемент в системе отопления используется обязательно. Ведь объем закачанной в магистрали воды при ее нагревании и остывании может значительно меняться. В системах с естественной циркуляцией обычно устанавливают бачки открытого типа. Стоят они меньше мембранных и довольно-таки хорошо справляются со своей задачей. В связи с этим у владельцев частных домов может возникать вопрос о том, нужно ли менять этот элемент при выполнении такой операции, как установка циркуляционного насоса в систему отопления с естественным током теплоносителя.

При недостатке средств можно оставить все как есть. Однако бак лучше все же заменить. Мембранные конструкции по сравнению с обычными имеют такие преимущества:

• Устанавливаются они в непосредственной близости от котла, а не на чердаке, что, конечно же, облегчает обслуживание системы.
• При использовании бака такой конструкции полностью исключается контакт теплоносителя с воздухом. Следовательно, внутренние части системы (котла, насоса и т. д.) окисляются меньше и служат дольше.
• При использовании циркуляционного насоса у владельцев дома появляется возможность создания в системе избыточного давления. Это делается для того, чтобы в радиаторах не скапливался воздух. Если в схему системы включен бак открытого типа, это становится невозможным.

Правила эксплуатации

Итак, технология проведения такой процедуры, как установка циркуляционного насоса в систему отопления своими руками, нами рассмотрена во всех подробностях. Как видите, произвести эту операцию не слишком сложно.

Однако как бы аккуратно ни был установлен насос, при несоблюдении правил эксплуатации долго он не прослужит. Чтобы продлить срок его службы, специалисты советуют придерживаться следующих рекомендаций:

• Нельзя включать устройство при отсутствии в системе теплоносителя.
• Объем воды в трубах должен держаться в пределах эксплуатационных характеристик насоса.
• В том случае, если устройство будет долго простаивать, его следует время от времени запускать. Делать это нужно раз в месяц примерно на пятнадцать минут.
• Нельзя допускать нагревания теплоносителя выше +65 градусов.

Осмотр насоса

Установка циркуляционного насоса в систему отопления (фото наиболее подходящего оборудования и процесса его врезки представлены на странице), таким образом – процедура, которую можно выполнить и самостоятельно. При точном соблюдении технологии монтажа перекачивающее теплоноситель устройство будет работать бесперебойно. Но только в случае его периодических осмотров. Причем проводить эту операцию следует минимум один раз в месяц. Порядок осмотра насоса следующий:

• Устройство включается в сеть и проверяется на предмет наличия посторонних шумов.
• Производится проверка напора теплоносителя.
• Проверяется температура нагрева насоса.
• Осматриваются и при необходимости смазываются резьбовые фланцы.
• Проверяется наличие заземления между корпусом и клеммой.
• Насос осматривается на предмет наличия течей.
• Осматривается клеммная коробка.

Правильная установка циркуляционного насоса в систему отопления и соблюдение хозяевами всех правил его эксплуатации – гарантия того, что он прослужит верой и правдой долгие годы, а жизнь в доме будет комфортной, в том числе и в зимний период времени.

Howland Current Pump Circuit

Простой источник тока не идеален для переменных нагрузок, поскольку ток через нагрузку также изменяется в зависимости от сопротивления нагрузки. Решением этой проблемы является источник постоянного тока, такой как схема насоса Howland Current.

Насос Howland Current Pump был изобретен в 1962 году профессором Брэдфордом Хаулендом из Массачусетского технологического института. Он состоит из операционного усилителя IC и симметричного резистивного моста для поддержания постоянного значения тока через нагрузку даже при изменении значения сопротивления нагрузки.Здесь мы поймем базовую работу и схему Howland Current Source , построив его на аппаратном обеспечении.

Принципиальная электрическая схема основного токового насоса Howland

Теперь, применяя закон Кирхгофа и закон Ома, мы видим, что выходной ток равен сумме входного тока и тока через резистор R4.

R ₁ и R ₂ с операционным усилителем образуют неинвертирующий усилитель по отношению к напряжению нагрузки V _L .Таким образом, получаем

Поместите значение V _A из уравнения (2) в уравнение (1),

Теперь, решив и положив значение i _o = AV ₁ — V _L / R _O ,

Следовательно, оценивая R _O из уравнения, получим:

Чтобы сделать выходной ток постоянным или независимым по отношению к выходному напряжению сопротивления нагрузки, мы должны достичь состояния балансного моста, которое составляет

Моделирование токового насоса Howland

Howland — это идеальная схема источника тока, которая поддерживает постоянный ток в зависимости от изменения сопротивления нагрузки или напряжения на ней.В приведенном ниже видеоролике моделирования вы можете видеть, что значение тока постоянно, независимо от R _L . Здесь моделирование запускается три раза с тремя разными значениями резистора нагрузки, то есть 1 кОм, 2 кОм и 3 кОм, но ток через резистор остается постоянным независимо от номинала резистора. Здесь мы получаем постоянный выходной ток 9 мА в любых условиях.

Требуемый компонент

• Микросхема операционного усилителя — LM741
• Резистор — (3.9к — 2 шт., 1к- 3 шт.)
• Макет
• Питание 9 В
• Соединительные провода

ИС операционного усилителя LM741

Операционный усилитель LM741 — электронный усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления со связью по постоянному току. Это небольшая микросхема с 8 контактами. ИС операционного усилителя используется в качестве компаратора, который сравнивает два сигнала: инвертирующий и неинвертирующий. В операционном усилителе IC 741 PIN2 — это инвертирующий входной терминал, а PIN3 — неинвертирующий входной терминал.Выходной контакт этой ИС — PIN6. Основная функция этой ИС — выполнять математические операции в различных схемах.

Когда напряжение на неинвертирующем входе (+) выше, чем напряжение на инвертирующем входе (-), тогда на выходе компаратора высокий уровень. И если напряжение инвертирующего входа (-) выше, чем неинвертирующего конца (+), то выходное напряжение НИЗКОЕ. В этой схеме переключателя беспроводной связи LM741 используется для подачи тактового импульса с низкого на высокий на IC 4017 каждый раз, когда передается передача по LDR.Узнайте больше об операционном усилителе 741 здесь.

Установка насоса в открытую систему отопления

Сегодня всё больше и больше наших современников делают осознанный выбор в пользу загородного дома, предпочитая свой собственные домовладения домовладениям общим, которыми можно назвать любой многоквартирный дом. И такому выбору есть разумные объяснения: при сравнительно одинаковой стоимости хорошего загородного дома и хорошей квартиры в центе – последний обладает большим метражом, близким отсутствием соседей асоциального характера, тишиной, свежим воздухом и другими уникальными чертами.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом является на сегодняшней день самой надёжной и проверенной временем системой.

Но к чему обычно не готов новоиспечённый собственник – это к грузу ответственности, который сваливается на его хрупкие плечи. Всё то, чем раньше занимались специализированные коммунальные службы, теперь полностью на его балансе. Такие занятия, как: уход за придомовой территорией и очистка её от осадков; поддержание в рабочем состоянии кровли и наружных стен знания; проводка, отопление – всё это предстоит отныне решать самостоятельно.

Вот и приходится постоянно выбирать и принимать решения. Например, открытая система отопления с циркуляционным насосом, что это за схема, насколько она оправдана в частном доме, и не лучше ли поставить что-то другое – чтобы найти ответ на этот вопрос, нужно понимать, что собой представляют такие сети.

Подробно рассмотрим приложенный вариант, в том числе поговорим о том, как выполняется установка насоса в открытую систему, постараемся подробно осветить подобные системы, чтобы вопросов к ним уже не оставалось.

Основное устройство такого вида отопления

В качестве примера выступит схема отопления гаража с циркуляционным насосом, давайте рассмотрим, из каких узлов и агрегатов она состоит и по какому принципу работает.

При отоплении открытого типа есть запрет на использование в трубах антифриза, так как его испарения токсичны.

Раньше такие схемы работали без насоса, и весьма удачно справлялись с поставленными задачами. Насос нужен для того, чтобы обеспечить ускорение естественной циркуляции теплоносителя по трубам, что даёт более быстрый выход сети на максимальные показатели. Однако стоит рассмотреть вариант комбинированной системы, что позволит в дальнейшем не зависеть от наличия в доме электричества.

Отопление открытого типа названо так потому, что использует атмосферный расширительный бак. Особенностями такой схемы подключения являются в первую очередь:

• Минимальное давление в трубах. За счёт открытого расширительного бака давление в системе практически отсутствует;
• Нет необходимости ставить манометр, клапан травления воздуха и аварийный клапан, что существенно снизит стоимость установки;
• Запрет на использование в трубах антифриза, так как его испарения токсичны. Обратно от этого – необходимость постоянно добавлять воду, которая выступает в роли теплоносителя, так как она будет выпариваться в достаточном количестве.

Работает данное отопление следующим образом:

• Теплоноситель поступает в котёл, где нагревается до рабочей температуры;
• С помощью насоса или естественным путём, он устремляется вверх по трубам отопления;
• Остывая, вода возвращается к насосу, который перекачивает её обратно в котёл и цикл повторяется вновь.

Расширительный бак устанавливают в самой верхней точки такой схемы. О том, как происходит подача теплоносителя к радиаторам отопления, поговорим далее.

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.

Заключение

Как видите, схема отопления с насосом достаточно проста и может быть реализована своими силами, без привлечения сторонних специалистов. Такой подход позволит вам самостоятельно изучить все тонкости работы построенного инженерного комплекса, и запастись материалом и инструментов на случай, если будет необходимо проводить обслуживание.

Открытые варианты сетей отопления безопасны и надёжны, вам потребуется разве что специальный фильтр, для защиты лопастей помпы от мусора, который может случайно занести в трубы.

Источник https://infradom.ru/2021/01/15/raznica-mezhdu-otkrytoj-sistemoj-otopleniya-i-zakrytoj-otkrytaya-i-zakrytaya-sistema-otopleniya-v-chem-raznica/

Источник https://infradom.ru/2021/03/13/%D1%81%D1%85%D0%B5%D0%BC%D0%B0-%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%BE%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D1%82%D0%B8%D0%BF%D0%B0-%D1%81-%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE/

Источник https://ventkam.ru/otoplenie/sistemy/otkrytaya

Источник