Открытая отопительная система

Расчет емкости бачка

Данный элемент отопительной сети не должен быть слишком громоздким, или недопустимо маленьким. Существуют специальные формулы для расчета его емкости.

Однако подобные методики настолько сложны, что осилить их может только специалист — теплотехник. Можно поступить проще и выполнить необходимый расчет более доступным способом, так как подобрать расширительный бак для закрытой системы отопления надо, исходя из нескольких факторов.

Объем теплоносителя в отопительной сети при нагревании увеличивается на 5-10 процентов — это общеизвестный факт. Определить первоначальное количество воды в контуре можно двумя способами:

• практическим — замерить количество воды при пробной закачке в контур;
• расчетный — подсчитать, какое количество теплоносителя помещается в теплообменнике котла, в радиаторах и трубах. Такие данные по котлу и батареям есть в паспортах на оборудование. Внутренний объем труб определяется перемножением площади сечения каждой трубы на ее длину.

Полученный объем теплоносителя умножается на 10 процентов (для гарантии). Полученный результат и есть величина емкости расширительного бачка, который подходит для конкретной отопительной системы.

Кроме определения объема расширительного бачка, важно правильно назначить место его расположения. Бытует мнение, что в закрытой системе его можно устанавливать в любом месте отопительного контура

Это не совсем так. Есть некоторые нюансы, и о них надо помнить. Расширительный бак нельзя монтировать:

• следом за насосом, создающим давление в системе;
• сразу после котла по ходу движения горячей воды.

Наиболее удобным является место расположения резервуара на обратной трубе, перед котлом. Неплохо рядом вмонтировать манометр для контроля давления, в этой точке оно всегда стабильно.

Что это такое и чем отличается от привычных водяных систем

Многие люди считают что паровое и водяное отопление — это одно и то же. Это ошибочное мнение. При паровом отоплении тоже есть батареи и трубы, есть котел. Но по трубам движется не вода, а водяной пар. Котел требуется совсем другой. Его задача испарить воду, а не просто нагреть ее до определенной температуры, соответственно, мощность его намного выше, так же как и требования к надежности.

Несколько паровых котлов

Элементы системы

При паровом отоплении по трубопроводу перемещается водяной пар. Его температура — от 130°C до 200°C. Такие температуры налагают особые требования на элементы системы. Во-первых, трубы. Это только металлические трубы — стальные или медные. Причем они должны быть бесшовными, с толстой стенкой.

Упрощенная схема парового отопления

Во-вторых, радиаторы. Подходят только чугунные, регистры или труба с оребрением. Чугунные при таких условиях менее надежные — в нагретом состоянии от контакта с холодной жидкостью они могут лопнуть. Более надежны в этом плане регистры из труб, змеевики или труба с прикрепленными к ней ребрами — отопительный прибор конвекторного типа. Сталь более терпима к попаданию холодной воды на ее разогретую поверхность.

Срок службы и область применения

Но не стоит думать, что стальная система парового отопления будет служить очень долго. В ней циркулирует очень горячий и влажный пар, а это идеальные условия для коррозии стали. Элементы системы быстро выходят и строя. Обычно они лопаются в самых изъеденных ржавчиной местах. При том что внутри под давлением находится пар с температурой выше сотри градусов, опасность очевидна.

Структурная схема котла для парового отопления

Потому паровое отопление признано опасным и запрещено для обогрева общественных мест и многоквартирных домов. Оно еще используется в некоторых частных домах или для обогрева производственных помещений. На производстве оно очень экономно, если пар — производная технологического процесса. В частных домах паровое отопление применяется в основном в домах сезонного проживания — на дачах. Все из-за того, что оно нормально переносит заморозку — воды в системе мало и она не может навредить, а также из-за его экономичности на стадии устройства (по сравнению с водяными системами) и высокой скоростью прогрева помещений.

Как сделать из открытой закрытую систему

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

Основные этапы модернизации следующие:                                      

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

Правила выбора насоса

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

• Для системы, обогревающей площадь 250 м2, требуется насос мощностью 3,5 м3/ч и напором в 0,4 атмосферы.
• Для площади до 350 м2 лучше выбрать оборудование, мощность которого составляет 4,5 м3/ч и напор 0,6 атм.
• Если строение имеет большую площадь, до 800 м2, то рекомендуется использовать насос мощностью 11 м3/ч  с напором более 0,8 атмосфер.

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

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

Характеристики Ленинградки

При выборе установки следует обращать внимание, что она отличается по способу циркуляции теплоносителя:

• Вода передвигается принудительно. Ленинградка с насосом увеличивает циркуляцию, но при этом расходует электроэнергию.
• Вода движется самотеком. Осуществляется процесс благодаря физическим законам. Цикличность обеспечивается разностью температур и под действием силы тяжести.

Технические характеристики Ленинградки без насоса уступают принудительной по скорости передвижения теплоносителя и быстроте нагрева.

Для улучшения свойств оборудования его комплектуют различными приспособлениями:

• Шаровые краны – благодаря ним можно регулировать уровень температуры для обогрева помещения.
• Термостаты направляют теплоноситель в нужные зоны.
• Вентили используют для регулировки циркуляции воды.

Перечисленные дополнения позволяют модернизировать даже установленную ранее систему.

Достоинства и недостатки

К плюсам использования относят:

• Экономичность – стоимость элементов невысокая, монтаж можно провести самостоятельно. При эксплуатации экономится электроэнергия.
• Доступность – детали для сборки есть в любом строительном магазине.
• Система отопления частного дома Ленинградка при поломках легко ремонтируется.

Среди недостатков отмечают:

• Особенности монтажа. Для выравнивания теплоотдачи необходимо к каждому радиатору, расположенному далеко от котла, добавлять по несколько секций.
• Невозможность подключения к горизонтальной установке теплых полов или полотенцесушителей.
• Поскольку при формировании наружной сети используют трубы с большим сечением, то оборудование выглядит неэстетичным.

Как правильно монтировать?

Установка Ленинградки вполне осуществима своими руками, для этого выбирается 1 из способов:

1. Горизонтальный. Обязательное условие – закладывание в конструкцию напольного покрытия либо поверх него, выбрать необходимо на стадии проектирования.

Подающая сеть устанавливается под уклоном для обеспечения свободного передвижения воды. Все радиаторы должны быть расположены на одном уровне.

2. Вертикальный применяется в случае использования оборудования принудительного типа. Преимущество данного способа заключается в быстром нагреве теплоносителя даже при установке труб с маленьким сечением. Функционирование происходит благодаря монтажу циркуляционного насоса. Если хочется обойтись без него, тогда следует закупить трубы с большим диаметром и расположить их под уклоном. Вертикальная система водяного отопления Ленинградка монтируется байпасами, позволяющими выполнять ремонт отдельных элементов оборудования без его отключения. Длина не должна превышать 30 м.

Особенности монтажа системы отопления Ленинградка сводятся к соблюдению последовательности работ:

• Устанавливают котел и соединяют его с общей магистралью. Трубопровод должен проходить по всему периметру строения.
• Расширительный бак является обязательным элементом. Для его подключения врезают вертикальную трубу. Она должна быть расположена недалеко от нагревательного котла. Устанавливается бак выше всех остальных элементов.
• В подводящую сеть врезают радиаторы. Их снабжают байпасами и шаровыми кранами.
• Замыкают оборудование на нагревательном котле.

Видео-обзор система разводки отопления Ленинградка поможет понять порядок работ и соблюсти их последовательность.

«Несколько лет назад переехали жить за город. У нас установлена однотрубная система отопления в двухэтажном доме по типу Ленинградки. Для нормальной циркуляции подключил оборудование к насосу. Давления для обогрева 2 этажа хватает, не холодно. Все комнаты отапливаются хорошо. Устанавливается просто, дорогих материалов не требуется».

Григорий Астапов, Москва.

«При выборе отопления изучил много информации. По отзывам Ленинградка нам подошла за счет экономии материалов. Радиаторы выбрали биметаллические. Работает бесперебойно, полностью справляется с обогревом двухэтажного дома, но периодически следует прочищать оборудование. У нас спустя 3 года перестали на полную мощность работать радиаторы. Оказывается, на подступах к ним забился мусор. После прочистки функционирование возобновилось».

Олег Егоров, Санкт-Петербург.

«Система разводки отопления Ленинградка работает у нас уже не первый год. В целом довольны, легкий монтаж и простой уход. Трубы брал полипропиленовые, диаметром 32 мм, котел работает на твердом топливе. В качестве теплоносителя применяем антифриз, разбавленный водой. Оборудование полностью справляется с обогревом дома в 120 м2».

Алексей Чижов, Екатеринбург.

Из чего состоит система и как она работает

Чтобы тепло поступало от котельной к приборам отопления, в водяной системе используется посредник – жидкость. Теплоноситель такого типа перемещается по трубопроводу и нагревает помещения в доме, причем все они могут иметь разную площадь. Этот фактор делает популярной подобную систему отопления.

Движение теплоносителя может осуществляться естественным путем, в основе циркуляции лежат принципы термодинамики. Благодаря разной плотности холодной и нагретой воды и уклону трубопровода вода движется по системе.

Открытое теплоснабжение функционирует по следующей схеме:

• В котле нагревается вода и подается к приборам отопления в каждое помещение дома.
• На обратном пути лишняя жидкость уходит в расширительный бак открытого типа, ее температура понижается, и вода обратно возвращается в котел.

Системы отопления однотрубного типа подразумевает использование одной магистрали для подачи и обратки. Двухтрубные системы имеют независимую подающую и обратную трубу. При решении самостоятельно монтировать зависимую систему отопления лучше выбрать однотрубную схему, она более проста, доступна и имеет элементарную конструкцию.

Однотрубное теплоснабжение состоит из следующих элементов:

• Котел отопления.
• Батареи или радиаторы.
• Расширительный бачок.
• Трубы.

Упрощенная схема подразумевает использование вместо радиаторов трубы сечением 80-100 мм, но следует учитывать, что такая система менее эффективна в эксплуатации.

Типы схем открытого теплоснабжения

В открытой схеме системы отопления движение теплоносителя осуществляется двумя различными способами. Первый вариант – естественная или гравитационная циркуляция, второй – принудительное или искусственное побуждение от насоса.

Выбор схемы зависит от этажности и площади постройки, а также от предполагаемого теплового режима.

Естественная циркуляция в отоплении

В гравитационной системе отсутствует какой-либо механизм для обеспечения движения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счет расширения горячей воды. Для работоспособности схемы предусматривается разгонный стояк, высота которого – не менее 3,5 м.

Если пренебречь установкой вертикального транзитного стояка, то высока вероятность, что теплоноситель, поступающий от котла, не будет развивать достаточную скорость

Система теплоснабжения естественного циркуляционного типа оптимально подходит для построек площадью до 60 кв. м. Максимальной протяженностью контура, способного обеспечить теплом, считается магистраль 30 м. Немаловажный фактор – высота строения и этажность дома, позволяющая монтировать разгонный стояк.

Схема естественной циркуляции не подойдет для низкотемпературного режима применения. Недостаточное расширение теплоносителя не создаст должного давления в системе.

Возможности самотечной схемы:

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

Для обеспечения бесперебойной работы на бойлер можно установить насос. Тогда схема теплоснабжения и производства ГВС автоматически переходит в разряд принудительных вариантов. Дополнительно монтируется обратный клапан, предотвращающий рециркуляцию теплоносителя.

Принудительная система с насосом

С целью повышения скорости теплоносителя и сокращения времени на обогрев помещения, встраивается насос. Движение потока воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплоотдачи возрастает, и ветви магистрали прогреваются равномерно.

Насосные схемы сооружают как открытого, так и закрытого типа. В открытых контурах расширительный бачок устанавливается в наивысшей точке системы. Присутствие насоса позволяет увеличить трубопровод между отопительным котлом и батареями, как по высоте, так и по протяженности

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

На обратке монтируются два отсекающих крана и обводное колено с циркуляционным насосом. При наличии тока в сети краны закрываются – движение теплоносителя осуществляется через насос. Если напряжение отсутствует, то вентили надо открыть – система перестроится на естественную циркуляцию.

На подающем трубопроводе надо установить обратный клапан. Элемент размещается сразу после котла и предотвращает рециркуляцию теплоносителя при работе насоса

Ответы на частые вопросы по лучевой системе

Какой диаметр труб выбрать?

Чаще всего при монтаже лучевой системы за глаза хватает труб 16 диаметра. В редких случаях используется больший диаметр. Сейчас мы говорим само собой про диаметр труб от коллектора.

Как сделать в двухэтажном доме?

Многие задаются вопросом, как сделать лучевую систему в двухэтажном доме. Мы можете делать лучевую систему хоть в небоскребе. Главное – это на каждом этаже использовать свой коллектор отопления.

Можно ли сделать лучевую систему в квартире?

Да, можно. Напрямую от ТЭЦ это вряд ли получится сделать. А вот если у Вас своя система отопления или подключитесь к ТЭЦ через теплообменник, то все будет работать.

Лучше двухтрубная система или лучевая?

Требования к обустройству и эксплуатации

1. Для обеспечения нормальной циркуляции монтаж котла выполняется в самом низком месте магистрали, а расширительного бачка – в наивысшей точке.
2. Оптимальное место для размещения расширительного бачка – чердачное помещение. В холодное период года емкость и подающий стояк в пределах неотапливаемого чердака надо утеплять.
3. Прокладка магистрали выполняется с минимальным числом поворотов, соединительных и фасонных деталей.
4. В гравитационной отопительной системе вода циркулирует медленно (0,1-0,3 м/с), поэтому и нагрев должен происходить постепенно. Нельзя допускать кипения – это ускоряет износ радиаторов и труб.
5. Если зимой отопительная система не используется, то жидкость необходимо слить – эта мера сохранит целыми трубы, радиаторы и котел.
6. Уровень теплоносителя в расширительном баке необходимо контролировать и периодически восполнять. В противном случае в магистрали возникнуть воздушные пробки, снижающие эффективность работы радиаторов.
7. Вода – оптимальный теплоноситель. Антифриз токсичен, его не рекомендуется использовать в системах, имеющих свободный контакт с атмосферой. Его использование целесообразно, если нет возможности сливать теплоноситель в неотапливаемый период.

Особое внимание уделяется расчету сечения и уклону трубопровода. Нормы проектирования регламентированы СНиП за номером 2.04.01-85

В контурах с гравитационным движением теплоносителя размер сечения трубы больше, чем в насосных схемах, но общая протяженность трубопровода меньше почти в два раза. Уклон горизонтальных участков системы, равный 2 – 3 мм на погонный метр, устраивают только при монтаже теплоснабжения с естественным движением теплоносителя.

Несоблюдение уклона при устройстве систем с естественным перемещением теплоносителя приводит к завоздушиванию труб и недостаточному прогреву радиаторов, отдаленных от котла. В результате теплоэффективнось снижается

Принцип работы отопительной системы без насоса

Принцип действия такой системы базируется на элементарных законах физики. В процессе нагревания снижается плотность и масса жидкости. Когда вода в контуре остывает, становится тяжелее и более плотной. Какое-либо давление в контуре полностью отсутствует при этом. В разрабатываемых теплотехнических формулах присутствует соотношение 1 атм на 10 м напора.

При определении безнасосной системы в двухэтажном доме гидравлические показатели не будут выше 1 атм. Одноэтажные конструкции оборудуются системами с давлением 0,5-0,7 атм.

Поскольку в процессе нагревания объем жидкости увеличивается, для нормальной циркуляции придется оборудовать расширительный бак. Жидкость, проходящая через установленный водяной контур, будет нагреваться, это значительно увеличит объем. Расширительный бачок нужно размещать на подаче теплоносителя в самой верхней части отопительного контура. Основным функциональным назначением такой буферной емкости считается компенсация повышения объема жидкости.

Устройство отопления в частном домостроении без насоса может устанавливаться, если такие виды подключения подходят к установке:

1. Присоединение к системе теплого пола всегда будет требовать монтажа насосного устройства. Распределение теплоносителя по радиаторам не будет требовать никаких насосов. Когда электричество будет отключено, жилое помещение будет обогреваться оборудованными радиаторами.
2. Взаимодействие с бойлером косвенного нагрева воды. Взаимодействие с системой естественной циркуляции всегда может быть организовано без насоса. Чтобы это было возможно, бойлер монтируется в самой верхней точке оборудованной системы. Если осуществить подобное затруднительно, насосом можно оборудовать накопительную емкость при дополнительной установке обратного клапана для устранения рециркуляции горячей воды.

В механизмах с гидравлической циркуляцией течение теплоносителя организовывается самотеком. Благодаря процессу естественного расширения воды, разогретая жидкость будет стремиться вверх по так называемому разгонному участку, а затем будет стекать через радиаторы и двигаться в направлении котла для последующего нагрева.

Выбор труб, котла и радиаторов

От правильного выбора котла зависит работа всей системы.

Например, если для подогрева воды требуется установка бойлера, то можно обойтись вариантом одноконтурного газового котла.

Делая выбор в пользу отопления газом, лучше приобрести котел из чугуна или специального прочного металла. Хотя они и тяжелые, но будут служить намного дольше.

А вот трубы для подобной системы отопления подойдут полипропиленовые или металлопластиковые. как бюджетный вариант, и медные, если кошелек это позволяет.

С радиаторами так же придется определяться заранее. Сегодня большую популярность у потребителей получили биметаллические радиаторы отопления .

Какие лучше для квартиры на самом деле, можно определить по количеству их теплоотдачи, например:

Перед покупкой радиаторов, необходимо заранее просчитать, сколько секций потребуется на каждое помещение. Для этого теплоотдачу материала нужно разделить на 100. Например, для биметаллического радиатора она составляет 199 Вт/100, что равняется 1.99 Вт на 1м2.

Существует несколько нюансов, которые следует учесть при выборе радиаторов и расчете их количества:

1. Если установка батарей предполагается в угловой комнате, то к тем результатам, что получились при расчетах, нужно добавить 2-3 секции.
2. Когда устанавливаются декоративные панели, скрывающие за собой батареи, то теплоотдача уменьшается на 15%, что следует учесть перед расчетами.
3. Утепленные стены или металлопластиковые окна способны уменьшить теплопотери.
4. Установка счетчика позволит самостоятельно регулировать потребление газа.

Сделав все расчеты и добавив к ним стоимость самой автономной газовой системы отопления, можно принимать решение об ее покупке, а можно сравнить эти цифры с электрическими видами отопления.

Монтаж обогревательной конструкции «Ленинградка»

Прежде чем начать возведение обогревательной системы частного дома своими руками, необходимо выполнить грамотный и точный расчет. Самостоятельно это будет сделать проблематично, поэтому лучше обратиться к профессионалам в данной отрасли. С помощью расчета можно определиться с перечнем оборудования и материалов, необходимых для работ.

К основным элементам «ленинградки» относятся следующие:

• котел для нагрева теплоносителя;
• металлический или полипропиленовый трубопровод;
• радиаторы (батареи);
• расширительный бак или бачок с клапаном (для открытой системы);
• тройники;
• насос для обеспечения циркуляции теплоносителя (в случае с принудительной схемой конструкции);
• шаровые краны;
• байпасы с игольчатым клапаном.

Помимо расчетов и приобретения материалов, следует также учесть место прохождения трубопровода. Если его планируется провести в стене или в полу, потребуется подготовить специальные ниши – штробы, которые должны располагаться по всему периметру контуров. Кроме того, все трубы необходимо обернуть теплоизоляционным материалом для того, чтобы не допустить понижения температуры жидкости до поступления в радиаторы.

Какой лучше выбрать материал для трубопровода?

Чаще всего в качестве трубопровода для установки «ленинградки» в частном доме используется полипропилен. Данный материал достаточно прост при монтаже и недорог. Однако, специалисты не рекомендуют ставить полипропиленовые трубы в регионах, где температура воздуха опускается слишком низко, имеются в виду Северные территории.

Полипропилен начинает плавиться, если температура теплоносителя становится выше 95 градусов, что может привести к разрывам труб. В таких случаях целесообразнее воспользоваться металлическими аналогами, которые по праву считаются наиболее надежными и долговечными.

Кроме материала, при выборе трубопровода важно правильно подобрать его сечение. При этом немаловажное значение имеет количество используемых радиаторов в схеме. Например, если в цепи предполагается 4–5 элементов, то диаметр труб для магистрали должен составлять 25 мм, а для байпаса это значение меняется на 20 мм

Таким образом, чем больше в системе радиаторов, тем больше сечение труб. Это позволит легче провести балансировку при запуске отопительной конструкции

Например, если в цепи предполагается 4–5 элементов, то диаметр труб для магистрали должен составлять 25 мм, а для байпаса это значение меняется на 20 мм. Таким образом, чем больше в системе радиаторов, тем больше сечение труб. Это позволит легче провести балансировку при запуске отопительной конструкции.

Соединение радиаторов и труб

Установка крана Маевского.

Байпасы изготавливаются вместе с отводами и потом монтируются в магистраль. При этом расстояние, соблюдаемое при установке отводов, должно иметь погрешность в 2 мм, чтобы во время соединения элементов конструкции, батарея поместилась.

Люфт, который допускается при подтягивании американки, как правило, составляет 1–2 мм. Главное, придерживаться такого значения и не превышать, а то она может пойти под откос и появится протечка. Для получения более точных размеров, потребуется вывернуть в радиаторе вентили, расположенные по углам, и измерить расстояние между муфтами.

Запуск отопительной конструкции

Перед тем, как запускать систему отопления «ленинградка», необходимо открыть краны Маевского, установленные на радиаторах, и выпустить воздух. После чего делается контрольный осмотр конструкции на наличие изъянов. Если они обнаружены, их следует устранить.

После запуска оборудования проверяются все соединения и узлы, а затем проводится балансировка системы. Под данной процедурой понимается выравнивание температуры во всех радиаторах, которая регулируется с помощью игольчатых клапанов. Если в конструкции нет протечек, лишних шумов и помещения нагреваются достаточно быстро, оборудование установлено правильно.

Ленинградская система отопления частного дома хоть и устарела с течением времени, видоизменилась, но все же распространена, особенно в зданиях с малыми габаритами. Ее несложно установить самостоятельно, при этом экономя денежные средства на привлечение специалистов и необходимое для возведения оборудование.

Особенности устройства и работы

При выборе открытой схемы отопления, в схему с расширительным баком и циркуляционным насосом, при монтаже системы необходимо учесть:

Для эффективной работы открытой схемы отопления с правильной циркуляцией воды необходимо размещать котел внизу схемы, бак – наверху.
Для расширительной емкости лучшее место в доме — чердачное помещение

Если нет отопления, бак, трубы нужно утеплить.
Желательно, чтобы схема отопления имела минимум поворотных участков, мест соединения контуров, фасонных элементов.
Важно исключать закипание жидкости, циркуляция происходит не быстро. При слишком высокой температуре воды в контурах ускоряется износ, снижается срок службы радиаторов отопления.
Необходимо слить воду из открытой системы, если в зимний период она не будет запускаться

В противном случае, при понижении температуры воздуха, жидкость в контурах увеличится в объеме, разорвет трубы, батареи, повредит котел.
Важно, чтобы вода в расширительном бочке всегда была. Если не следить, трубы могут завоздушиться, открытая схема станет неэффективной.

Как вам статья?