1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Закрытые системы отопления

Открытая и закрытая система отопления: основные различия, все достоинства и недостатки

Перед началом установки отопительной системы перед каждым человеком встаёт вопрос: закрытую или открытую систему теплоснабжения выбрать для частного дома. Для выявления разницы необходимо ознакомиться с принципом действия и устройством каждой из представленных схем.

Открытая система отопления.

Наиболее простой при монтаже и обладающий приемлемой эффективностью тип сети. К тому же отличается достаточно низкой ценой.

Данная система может работать как по принципу принудительной циркуляции теплоносителя (с насосом), так и в качестве самотёчной схемы.

Во втором случае движение жидкости будет обусловлено рядом физических законов и углом наклона труб.

Работа открытой сети состоит из двух этапов, которые постоянно следуют друг за другом:

  1. Подача горячего теплоносителя из котла во все приборы.
  2. «Обратка». Весь переизбыток жидкости направляется в расширительный бак и охлаждаясь поступает обратно в котёл.

Схема открытой системы теплоснабжения

В открытой системе отопления можно применить как однотрубную так и двухтрубную схему отопления. В первом случае оба процесса происходят в одном трубопроводе, а во втором подача и обратка осуществляются в обособленных друг от друга трубах.

В состав простейшей однотрубной системы открытого типа входят следующие части:

  • Котёл для нагревания теплоносителя.
  • Приборы отопления (батареи)
  • Расширительный резервуар открытого типа
  • Трубопровод

В двухтрубной открытой сети увеличен метраж трубопровода, за счёт создания отдельных контуров подачи и обратки.

Но в то же время к каждой батарее поступает жидкость примерно одинаковой температуры, и тем самым устраняется главный недостаток однотрубной схемы.

Так же стоит выбрать как будет происходить циркуляция во всей системе, либо это будет естественная циркуляция, либо принудительная схема с циркуляционным насосом.

Циркуляционный насос в системе отопления

Рассматривая гравитационную и принудительную схемы открытого теплоснабжения стоит отметить:

  • При самотёчной схеме циркуляция теплоносителя происходит за счёт его расширения при нагревании. Помимо этого должен присутствовать такой элемент, как разгонный стояк (его высота должна быть более 3,5 м). Во втором типе для повышения эффективности системы устанавливается циркуляционный насос. Под его воздействием скорость жидкости возрастает на 0,4-0,6 м/с и происходит более равномерный нагрев отопительных приборов. Однако, стоит не забывать, что работа насоса обусловлена наличием электричества.
  • Применение гравитационной системы должно использоваться в помещениях до 60 кв. м. Рекомендуемая длина трубопровода, не более 30 м. И обязательно наличие разгонного стояка. Условия работы принудительной схемы не так строги. Помимо этого можно создать комбинированную сеть, в которой при выключении насоса, будет происходить самотёчная циркуляция.

При обустройстве открытой системы отопления нужно учитывать следующее:

  • Для хорошей циркуляции теплоносителя котёл должен быть установлен в самой низкой точке сети (обычно подвал), а расширительный резервуар как можно выше (обычно чердак). Однако стоит не забывать, что в холодное время чердак должен быть утеплён.
  • Уровень жидкости в открытом расширительном резервуаре постоянно будет понижаться, в следствие его испарения в окружающую среду. В результате могут появиться воздушные пробки, понижающие работоспособность сети. Именно поэтому необходимо постоянно следить за его уровнем.
  • Так как система открыта для испарения теплоносителя в окружающую среду, то для безопасности стоит использовать только воду (для примера: испарения антифриза токсичны).
  • Укладку трубопровода стоит делать с небольшим количеством поворотов и с минимумом соединительных элементов.
  • В зимнее время, при отключении системы, воду из неё стоит слить. Для предотвращения поломок.

Закрытая система отопления: различия от открытой.

Схема закрытой системы отопления

Данная сеть включает в себя следующие элементы:

  • Котёл для нагрева теплоносителя
  • Воздухоотводный клапан

Схема работы воздухоотводчика

  • Термостатический клапан
  • Отопительные приборы (батареи, тёплый пол и т.д.)
  • Трубы
  • Расширительный резервуар закрытого типа, то есть герметичный от окружающей среды

    Расширительный бачок закрытой системы отопления

  • Балансировочный клапан
  • Вентиль шаровой
  • Манометр
  • Соединительные элементы
  • Главное отличие закрытой и открытой системы теплоснабжения состоит в том, что при закрытом типе теплоноситель полностью изолирован от окружающей среды.

    Циркуляционный насос в закрытой системе отопления

    В данной системе вмонтирован насос, для облегчения циркуляции жидкости. Подобная схема исключает большое количество минусов, которые присутствуют в открытом теплоснабжении.

    Особенности разницы функционирования закрытой схемы от открытой состоят в следующем:

    • Расширение жидкости, происходящее в результате её нагревания в котле, компенсируется в мембранном расширительном резервуаре. После того как поступивший в бак теплоноситель охладился, он снова возвращается в систему. Таким образом в ней поддерживается постоянное давление.
    • Создание необходимого давления происходит ещё на стадии установки контура отопления.
    • Циркуляция жидкости осуществляется только при помощи насоса. В следствие этого закрытая схема целиком зависит от наличия электричества (помимо случаев подключения автономного генератора).
    • Наличие циркуляционного насоса не налагает строгих рамок на диаметр используемых труб. Помимо этого трубопровод не обязательно должен быть расположен с уклоном. Главное условие — это расположение насоса на «обратке», для того чтобы в него поступал охлаждённый теплоноситель.
    • Отсутствие уклона труб может сыграть отрицательную роль. Ведь даже при небольшом уклоне система будет функционировать и без электричества. А при горизонтальном расположении труб данная система не работает. Данный минус закрытой схемы перекрывает его высокий коэффициент полезного действия и иные плюсы.
    • Установка данной сети проста и может быть применена для любых помещений, независимо от их площади. Помимо этого не требуется утепление магистрали, так как трубы нагреваются очень быстро.
    • В закрытом типе существует возможность использовать антифриз в качестве теплоносителя, вместо воды. Так же данная схема меньше подвергается коррозии, вследствие её герметичности.
    • Несмотря на закрытость системы от окружающей среды, её герметичность может быть нарушена. Это может произойти в местах стыков схемы, либо на стадии заполнения её теплоносителем. Так же особо критичными являются места перегибов труб и верхние точки. Для того, чтобы избавиться от воздушных пробок, сеть оборудуется спец. клапанами и кранами Маевского. При наличие в схеме алюминиевых приборов отопления, отводчики воздуха обязательны (при контакте алюминия и теплоносителя выделяется кислород).

    Воздухоотводчик в закрытой и открытой системе отопления

    Помимо этого стоит придерживаться ряда правил монтажа и запуска закрытой системы:

    • Теплоноситель должен двигаться в том же направлении, что и воздух. То есть снизу вверх.
    • После включения системы открыть краны, отводящие воздух, и закрыть краны, спускающие воду.
    • Как только из крана отвода воздуха пойдёт вода — перекрыть его.
    • Только после всего вышеперечисленного запускать циркуляционный насос.

    Открытая и закрытая система теплоснабжения, разница в работе и конструкции.

    Основываясь на вышесказанное, закрытая и открытая системы отличаются:

    1. Стоимость открытого теплоснабжения ниже, особенности при самотёчной циркуляции, в отсутствие насоса и запорной арматуры. Но при этом её монтаж в частном доме затронет весь объём помещений, от подвала до чердака. К тому же необходимо соблюдение уклонов магистрали и диаметров труб.
    2. Монтаж закрытой схемы, помимо прокладки трубопровода, предполагает установку большого количества дополнительных элементов.
    3. КПД закрытой схемы будет выше в любом случае.
    4. В закрытой схеме возможно применение не замерзающего теплоносителя — антифриза (оптимальный вариант для частных домов, не отапливаемых зимой)
    5. В открытой системе необходим постоянный контроль уровня теплоносителя, из за его испарения в окружающую среду.
    6. Закрытый тип энергозависим, за счёт постоянной работы циркуляционного насоса (проблема решается установкой автономного электрогенератора, но в то же время стоит учитывать затраты при его отсутствии)
    7. Установка открытого вида теплоснабжения ограничена общей площадью помещений, в отличие от закрытого.
    8. Срок службы закрытой системы более продолжителен за счёт почти полного отсутствия воздействия коррозии.

    Итоговый выбор закрытой или открытой системы теплоснабжения зависит от условий и места её установки. Но нужно помнить, что для монтажа закрытой системы необходимо обладать определёнными навыками, либо обратиться за консультацией к профессионалам.

    Закрытая система отопления, ее создание, оборудование, параметры работы

    Отопление в доме должно обеспечивать качественный прогрев всего объема помещений, особенно у пола, и при этом быть максимально экономичным. Обогрев должен быть удобным в управлении, не требовать много усилий и затрат времени на обслуживание. А также отдавать энергию для нагрева воды для бытовых нужд. Как создать и обеспечить в доме тепловой комфорт, рассмотрим далее в подробностях, в том числе и примерный подбор оборудования, схемы разводки труб…

    Когда отопление окажется комфортным

    Современные системы отопления с насосом называют замкнутыми или закрытыми. Только под воздействием насоса можно обеспечить качественную подачу энергии ко всем потребителям в частных домах, в том числе, к примеру, в теплый пол, к бойлеру, нагревающему воду для бытовых нужд (работает от отопления), в отнесенные контуры второго этажа, гаража, оранжереи, подвала… или просто в низкие и внутрипольные радиаторы отопления, имеющие большое гидравлическое сопротивление.

    Без насоса, отопление будет самотечным, что тоже осуществимо для небольших площадей. Но это дорого за счет большого диаметра труб, не функционально, не комфортно.

    Почему называют закрытыми или замкнутыми

    Насос создает небольшое повышенное давление впереди по ходу жидкости и разрежение позади рабочего колеса. Если в системе будет открытый расширительный бак и атмосферное давление, то возможно, что жидкость из него просто выльется или произойдут другие гидравлические неприятности… Для нормальной работы в системе должно быть небольшое повышенное давление, норма 1,5 – 2,0 атм для не разогретого состояния.

    Для поддержания повышенного давления система закрывается и применятся расширительный бак закрытого типа, мембранный, одна половина которого первоначально закачивается воздухом до давления 1,3 – 1,4 атм. Теперь, при тепловом расширении жидкость не убегает «в кастрюлю», а ее избыточная часть сжимает воздух в баке и давление в системе немного повышается. Система отопления оказывается замкнутой (закрытой).

    Чтобы систему не разрушило давлением

    Расширительный бак должен быть объемом не менее 1/10 от объема заливаемой в систему жидкости, тогда давление будет поддерживаться стабильно без риска значительного увеличения. Если высчитать проблематично, то можно измерить объем сливаемой жидкости и затем подобрать бак…

    Всегда на подаче возле котла устанавливаются манометр, предохранительный клапан на 3 атм, который сбрасывает воду при достижении такого давления, и автоматический воздухоотводчик. Вместе они образуют группу безопасности. Автоматизированные котлы всегда комплектуются такими приборами.

    Подбор насоса отопления для не автоматизированного котла

    Насос должен создавать определенное давление, чтобы протолкнуть теплоноситель по замкнутой системе отопления. Давление должно быть достаточным, чтобы двигался определенный объем теплоносителя, и происходила передачи всей энергии от котла радиаторам.

    В продаже циркуляционные насосы стандартных типоразмеров — на 40, 50, 60, 80, 100, 120 кПа. Существует вполне успешная практика подбора насоса для твердотопливного котла руководствуясь отапливаемой площадью. Это же рекомендуется и самими производителям. В автоматизированных котлах встроенные насосы подобраны изначально по мощности котла (по отапливаемой площади).

    Так насос 25/40 (первая цифра – диаметр подключения, вторая – давление в кПа) подходит до 120 м кв. 50 – до 170 м кв.; 60 – до 240 м кв.; 80 – до 320 м кв. Повышенной мощности выбирать не следует.

    Котел в системе

    Как и в случае с насосом, самостоятельные расчеты «гидравлических и других теплопотерь» абсолютно не помогут в выборе мощности котла. Лучше воспользоваться такой же эмпирической формулой, от которой не отнекиваются и сами производители – 1 кВт мощности на 10 м кв. отапливаемой площади плюс запас 20%. Но для любого ли дома подходят такие расчеты?

    Формула работает всегда и везде, если в доме холодно нужно утеплять, а не менять отопление на более мощное.

    Обогрев комнат радиаторами – как сделать лучше…

    Суммарная мощность отопительных приборов должна быть чуть больше чем у котла. Принято считать, что одна секция полноразмерного радиатора (500 мм между подводами), не зависимо от его типа дает 150 Вт мощности при средней температуре нагрева +70 град С. Но есть и панельные, и конвектора которые подбираются целиком по имеющимся в комнате теплопотерям.
    Подробнее можно узнать здесь о расчетах мощности отопительных приборов в каждой комнате

    При установке радиатора рекомендуется

    • Закреплять радиатор горизонтально.
    • Установить заглушки, отключающие или регулирующие краны, термоголовки, воздушный клапан, с использованием льняной подмотки с качественной силовой затяжкой всех резьбовых соединений.
    • Предусмотреть схему подключения труб «диагональная», как обеспечивающую больших КПД, или возвратноточную для коротких радиаторов.
    • Обеспечивать зазоры не менее 10 см сверху и снизу радиаторов, а также со стеной. Не устаноавливать по возможности в нишах, не закрывать….

    Чтобы схема работала стабильно

    Не менее важными для закрытой системы отопления является подбор труб. Если диаметр будет мал, будет перегружаться насос, возникнет большая скорость движения и будет шум, что не допустимо в жилом доме. Большой диаметр, — не только большая переплата, но и воздушные пробки из-за малой скорости даже на небольших неровностях (воздушные пузырьки не уносятся потоком).

    Известно, что скорость движения теплоносителя рекомендуется в пределах 0,3 – 0,7 м/с…… Но как это согласуется с забором необходимой мощности от котла и производительностью насоса?

    Оказывается, что и здесь все давно просчитано, и не подходящих диаметров просто нет в продаже, и рекомендовать их никто не будет. Существуют таблицы рекомендуемых диаметров труб в зависимости от подключенной мощности. Ими рекомендуется следующее: один радиатор подключается 16 мм (внутренний диаметр), 5радиаторов в тупике – 20 мм. На два тупика (до 12 радиаторов) – 25 мм. На 24 радиатора (от котла) – 32 мм. Можно ознакомится с подбором диаметра труб из полипропилена

    В чем главные преимущества закрытой системы отопления

    В закрытую систему отопления вы можете включить дополнительно один или несколько контуров, дополнительный котле, резервный или работающий постоянно и создать самую сложную систему развязки.

    Пример сложно-сочиненной системы закрытого типа представлен на схеме отопления двухэтажного дома. Здесь присутствует гидрострелка для выравнивания давления между множеством подключенных насосов. Также имеется солнечный коллектор и подключенный бойлер нагрева воды. Подобное невозможно для открытой (самотечной) схемы.

    Недопустить кислород в систему

    Недопустимо пополнение растворенного кислорода в теплоносителе. В открытых системах теплоноситель сообщался с атмосферой и беспрепятственно обогащался кислородом, это было одной из причин скорейшего выхода со строя всех металлических элементов системы. Сейчас нормой является закрытая система отопления, при этом трубопроводы из измененного полиэтилена содержат металлическую фольгу или специальный слой полимера, имеющий значительное сопротивление диффузии кислорода.

    Рекомендуется приобретать и применять трубы специальные для отопления, соответствующие этому требованию – PEX, PERT, металллопластик, полипропилен. Сейчас наиболее востребованными остаются полипропиленовые трубы PN25, как низкой цены со простейшим монтажем, армированные и металлопластиковые трубы из измененного полиэтилена с включением слоя алюминиевой фольги, которые и рекомендуются как обеспечивающие наиболее надежные стыки.

    Подключаем теплый пол

    Теплый пол, сделанный на основе массивной нагреваемой стяжки, является главным отопительным прибором для создания комфортной обстановки. Лучшее распределение температуры по высоте и лучшая экономия. Но остается не забыть, что также необходима и радиаторная сеть, для оперативного изменения температуры в доме и его отопления во время больших холодов. Структурная схема подключения теплого пола к закрытой системе отопления – схема прямого включения смесительного узла на основе трехходового клапана в радиаторную закрытую сеть отопления.

    При создании водяного обогреваемого пола

    • Создать достаточную теплоизоляцию под стяжкой теплого пола (обычно от 15 см экстрдуированного пенополистирола), в противном случае будут слишком большие теплопотери.
    • Обеспечить толщину стяжки не менее 8 см, чем достигается прочность при тепловых расширениях и теплораспределение от трубопровода.
    • Создать армировку железобетонной стяжки с помощью металлической сетки, а также пластикфикацию и миркоармировку бетона (фиброволокно) по требованиям нормативов.
    • Спланировать отопительные контура примерно одинаковой длины, разделить стяжку на фрагменты под каждый контур, обеспечить требуемую плотность и рисунок укладки трубопровода, согласно правил теплого пола.
    • Не допускать наличие в стяжке соединений трубопровода, прокладывать трубы только рекомендуемые (металлопластик).

    Подключаем бойлер нагрева воды

    Комфортное проживание в доме невозможно без наличия большого количества горячей воды на бытовые нужды. Рациональнее ее получить от дешевой энергии системы отопления. Для этого используется косвенный бойлер и система рециркуляции в подаче воды. Но управлять этим бойлером умеют лишь автоматизированные котлы. Тогда его подключения довольно простое, в соответствии с инструкцией к котлу. С твердотопливным котлом включить бойлер в закрытую систему отопления можно с применением трехходового клапана по следующие структурной схеме, которая является лишь примером реализации идеи…

    Распределение теплоносителя в закрытой системе

    К обогревательным приборам теплоноситель подается по определенной схеме трубопровода. Сейчас уже наработаны определенные выводы в этом вопросе, и рекомендуются двухтрубные закрытые системы отопления, которые называются тупиковая, попутная, коллекторная. Соответствующие этим названиям схемы приведены на рисунках. На основе этих схем и строится вся разветвленная сеть отопительного трубопровода в доме.

    Закрытая и открытая система отопления на примерах схем

    Закрытая и открытая система отопления являются основными схемами, используемыми для обогрева жилых зданий. Открытая отопительная система является самой распространенной среди систем с естественной циркуляцией. В основе работы данной системы лежат термодинамические законы. На выходном канале котла образуется зона повышенного давления, под воздействием которого разогретая жидкость двигается по трубопроводу, постепенно отдавая тепловую энергию.

    Охладившись, теплоноситель поступает обратно в котел, где опять осуществляется его нагрев. Таким образом работает система с естественной циркуляцией. В такой конструкции можно использовать только воду, поскольку антифризы, используемые для отопления, слишком быстро испаряются.

    Открытая система отопления

    Открытая система отопления схема которой предполагает наличие расширительного бачка, используется во многих домах. При расширении излишки жидкости попадают именно в расширительный бак. Кроме того, при избытке воды в системе она также поступает в бачок.

    Расширительный бак не герметичен, что обуславливает постоянное испарение воды, поэтому ее необходимо периодически доливать. Схема открытой системы отопления довольно проста, но при этом отличается надежностью. Открытая система теплоснабжения не предусматривает наличие насоса. Количество входящих в систему элементов довольно невелико: трубопровод, расширительный бачок, отопительные приборы и котел. В такой конструкции можно устанавливать любые котлы, кроме электрических.

    Жидкость в открытой системе отопления двигается довольно медленно, поэтому трубы в процессе использования нужно постепенно прогревать, чтобы предотвратить их износ и закипание воды (подробнее: «Как устроена система отопления открытого типа – схема отопительной системы»).

    В том случае, если в холодную пору года отопление не функционирует, воду из системы необходимо слить, чтобы избежать замерзания или прорыва труб.
    Для обеспечения хорошей циркуляции отопительный котел должен быть установлен на самом низком уровне, а в самой высокой точке системы располагается расширительный бачок. Для использования открытой системы отопления в зимних условиях бачок нужно утеплять. При прокладке трубопровода для такой системы желательно использовать минимум соединительных деталей.

    Закрытая система отопления

    Если в процессе работы жидкость расширяется выше определенного уровня, то клапан расширительного бачка открывается и устраняет излишки теплоносителя. Когда температура в системе понизится, насос закачает жидкость обратно в систему.

    Давление в таких системах всегда находится в определенных пределах, поэтому теплоноситель постоянно подвергается деаэрации.
    Бак для закрытой отопительной системы обычно изготавливается из высокопрочного металла. Конструктивно бак состоит из двух частей, которые завальцованы друг к другу. Во внутренней полости бака находится диафрагма из термостойкой резины. Кроме того, внутри постоянно находится небольшое количество газа (как правило, азота или воздуха). Диафрагма делит бака на две части, в одну из которых попадает расширившаяся жидкость, а во второй находится газ. Попадая в бак, вода давит на мембрану, заполняя свободное пространство бака, а при остывании жидкости в системе под воздействием диафрагмы находящаяся в баке вода вытесняется обратно.

    Различия открытой и закрытой системы

    Что же лучше – открытая или закрытая система отопления?

    Существует ряд параметров, существенно различающих открытую и закрытую отопительные системы:

    1. Место размещения расширительного бачка. В открытой системе бак необходимо располагать в самой высшей точке, а закрытая система отопления не предъявляет к расположению бака никаких требований.
    2. В закрытой системе отопления поддерживается постоянное атмосферное давление, поскольку извне воздух в такую систему не попадает (детальнее: «Замкнутая система отопления — схема на примерах»). За счет этого значительно увеличивается длительность службы отопления. Дополнительное давление в верхней части системы позволяет уменьшить риск возникновения воздушных пробок, закупоривающих расположенные сверху радиаторы.
    3. Для открытой отопительной системы необходимы трубы большого диаметра, которые довольно неудобны при монтаже и в процессе эксплуатации. Кроме того, их довольно трудно замаскировать, что негативно сказывается на дизайне помещений. Для работы такой системы необходим постоянный уклон, создание которого требует дополнительных усилий.
    4. Закрытая система конструктивно значительно проще и дешевле, поскольку монтаж тонких труб менее трудоемкий, а их стоимость гораздо ниже стоимости толстых труб.
    5. При правильной установке циркуляционного насоса можно будет избежать постоянного шума.

    Достоинства открытой отопительной системы:

    • простота эксплуатации;
    • отсутствие необходимости установки насоса;
    • равномерное распределение тепла по помещениям;
    • легкий пуск и остановка системы;
    • независимость от электричества;
    • надежность;
    • упрощенный монтаж.

    Недостатки открытой отопительной системы:

    • ухудшение износоустойчивости системы при попадании в нее воздуха;
    • плохая сопротивляемость низким температурам окружающей среды при непостоянной работе;
    • медленный прогрев после запуска;
    • необходимость постоянного наблюдения за уровнем теплоносителя в расширительном бачке;
    • несовместимость системы с антифризами;
    • большие габариты;
    • низкий КПД.

    Достоинства закрытой системы отопления:

    • простая установка;
    • отсутствие необходимости наблюдать за уровнем теплоносителя в бачке;
    • хорошая устойчивость перед замерзанием за счет использования антифриза в качестве теплоносителя;
    • возможность регулировать температуру системы за счет увеличения или уменьшения количества энергоносителя;
    • возможность долгосрочного использования одной партии воды, что происходит за счет герметичности системы;
    • контролируемый уровень давления;
    • экономичность;
    • технологичность, обуславливающая долгий срок эксплуатации;
    • возможность работы в связке с дополнительными обогревательными приборами.

    Недостатки закрытой отопительной системы:

    • зависимость от электроэнергии, которая требуется для функционирования насоса (решить проблему можно, установив компактный генератор);
    • любое нарушение герметичности может привести к попаданию воздуха в систему;
    • расширительные бачки с диафрагмами имеют довольно большие габариты, что зачастую затрудняет их установку.

    Заключение

    Выбор подходящей отопительной системы – дело сугубо индивидуальное, и каждый домовладелец может выбрать самый удобный вариант. Закрытая и открытая система отопления имеет самые разные параметры и функционал, различается по большому количеству характеристик и подходит для разных случаев.

    Открытая отопительная система гораздо больше подходит для небольших зданий: чаще всего такую систему можно встретить на дачах или в загородных домах. Схема отопления открытого типа выглядит довольно просто, а ее надежность очень высока.

    Закрытая система сложнее как в установке, так и в использовании, но она обладает рядом преимуществ. Отопительные системы закрытого типа обычно используют в многоэтажных зданиях или коттеджах.

    Читать еще:  Закачка теплоносителя в систему отопления
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector