Открытая система отопления: принципиальные схемы и особенности обустройства

Закрытая система теплоснабжения — что это такое

В системе отопления частного дома имеется расширительный бак. Это емкость в которой содержится некоторый объем теплоносителя. Этот бак компенсирует тепловое расширение при различных режимах работы. По конструкции расширительные баки бывают открытого и закрытого типа, соответственно, системы отопления называются открытыми и закрытыми.

Двухтрубная система отопления закрытого типа

Закрытая схема отопления автоматизированная, работает без участия человека длительное время. Используется теплоноситель любого типа, включая антифриз и тосол, давление поддерживается постоянное. Расскажем о несколько плюсах, которые относятся к разводке и эксплуатации:

• Нет непосредственного контакта теплоносителя с воздухом, следовательно, нет (или почти нет) несвязного кислорода, который является мощным окислителем. Значит элементы отопления не будут окисляться, что увеличит срок их службы.
• Расширительный бачок закрытого типа ставится в любом месте, обычно недалеко от котла (настенные газовые котлы идут сразу с расширительными бачками). Бак открытого типа должен стоять на чердаке, а это — дополнительные трубы, а также меры по утеплению, чтобы тепло не «утекало» через кровлю.
• В системе закрытого типа стоят автоматические воздухоотводчики, так что завоздушивания не бывает.

В общем закрытая система отопления считается более удобной. Самый главный ее недостаток — энергозависимость. Движение теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом (принудительная циркуляция), а он без электричества не работает. Естественную циркуляцию в закрытых системах организовать можно, но это сложно — требуется регулирование потока при помощи толщины труб. Это довольно сложный расчет, потому часто считают, что закрытая система отопления работает только с насосом.

Для уменьшения энергозависимости н повышения надежности отопления, ставят блоки бесперебойного питания с аккумуляторами и/или небольшие генераторы, которые обеспечат аварийное электроснабжение.

Виды разводки

Горизонтальная разводка отопления в зависимости от своей конструкции может быть:

Однотрубная

Схема однотрубного подключения

Как можно понять по рисунку, в данном варианте тёплая и холодная жидкость проходят по одной и той же трубе, а радиаторы по отношению друг к другу подключены последовательно.

Конечно же, цена такой конструкции выходит гораздо ниже благодаря экономии материалов, но также всплывает и несколько ощутимых недостатков:

Вода остывает за тот период пока пройдёт через весь контур, что значительно понижает коэффициент полезного действия и увеличивает затраты на обогрев помещения.

• Ощутимая разница между температурами первого и последнего радиаторов в цепи. Это негативно влияет на равномерность распределения тепла.
• Сложность проведения регулировки своими руками. Каждое изменение работы одного из радиаторов будет оказывать влияние и на функционирование всех остальных.

Регулировка работы отопительного радиатора

Неудобства в проведении ремонтных работ, так как даже самая мелкая реставрация будет требовать отключения всей системы.

Двухтрубная

Схема двухтрубного подключения

Здесь уже имеется масса преимуществ перед предыдущим вариантом, и потенциал горизонтальной разводки реализован в полной мере:

• Жидкость, протекающая по батареям, не успевает остывать, так как подача теплоносителя происходит по одной трубе, а отвод остывшей воды – по другой.
• Нагрев радиаторов происходит параллельно, что даёт возможность добиться на них одинаковой температуры, и, следовательно, лучшего микроклимата в доме.
• Возможность регулирования температурного режима. Это позволяет более экономно использовать систему отопления, уменьшая её мощность в периоды потепления на улице.

Двухтрубная лучевая

Схема двухтрубного лучевого подключения

Она же коллекторная, так как предусматривает монтаж коллектора в каждой квартире, который будет распределять подачу теплоносителя к каждому радиатору индивидуально.

Пример коллектора системы горизонтального отопления

Такая разводка труб хоть и имеет несколько минусов:

• Большое количество материалов, что в значительной степени увеличивает стоимость системы.
• Необходимость в наличии циркуляционных насосов.

Но большое количество плюсов всё же делает её наиболее прогрессивной и востребованной:

• Допустимость регулировки производительности каждого радиатора персонально. Это предоставляет уникальные возможности по контролю микроклимата вашего дома.
• Каждый из контуров является замкнутой самодостаточной системой. Их можно оборудовать дополнительными девайсами, а при необходимости проведения ремонтных работ не потребуется отключать всё отопление, достаточно будет перекрыть нужную батарею.
• Не требуются воздухоотводы на радиаторах, они уже имеются на коллекторе.

Пример счётчика тепла

Однотрубная схема отопления

С обогревающего котла нужно провести главную линию, представляющую разветвление. После этого действия в ней находится необходимое число радиаторов, либо батарей. Линия, проведенная согласно проектировкам здания, подключается к котлу. Метод формирует циркуляцию теплоносителя внутри трубы, обогревая здание полностью. Обращение теплой воды настраивается в индивидуальном порядке.

Планируется замкнутая схема отопления Ленинградка. В этом процессе однотрубный комплекс монтируется по актуальной проектировке частных домов. По желанию собственника в добавляются элементы:

• Радиаторные контроллеры.
• Терморегуляторы.
• Балансирующие вентили.
• Шаровые клапаны.

Ленинградка регулирует нагрев определенных радиаторов.

Лучевая схема разводки трубопровода: особенности

Наиболее оптимально лучевая разводка системы отопления подходит для тех случаев, когда в доме несколько этажей или же имеется большое количество комнат. Таким образом, удается существенно повысить эффективность работы всего оборудования, гарантировать качественную теплопередачу, исключить лишние потери теплоты.

Один из вариантов обустройства коллекторной схемы трубопровода

Принцип работы схемы обогрева, выполненной по коллекторной схеме, довольно прост, но в то же время, есть в нем и некоторые особенности. Так, например, лучевая схема отопления подразумевает установку на каждом этаже здания нескольких коллекторов, а уже от них организацию разводки труб, прямую и обратную подачу теплоносителя. Как правило, инструкция  к подобной схеме разводки подразумевает установку всех элементов в цементную стяжку.

Элементы схемы разводки труб обогрева

Современное лучевое отопление – целая конструкция, которая состоит из нескольких основных элементов:

Котел. Стартовая точка, агрегат, из которого подается теплоноситель в трубопроводы и радиаторы. Мощность техники обязательно должна соответствовать потребляемому отоплением количеству теплоты;

Коллектор для отопительной схемы

При выборе циркуляционного насоса для коллекторной схемы разводки труб (этого также требует инструкция) следует обязательно учитывать массу параметров, начиная от высоты и длины трубопроводов (данные элементы создают гидравлическое сопротивление) и заканчивая материалами радиаторов.

Мощность насоса не является основным параметров (она определяет лишь количество потребляемой энергии) – внимание нужно обращать на скорость перекачивания жидкости. Данный параметр показывает, сколько теплоносителя сможет передать циркуляционный насос за определенную единицу времени;

Монтаж пластиковых труб в коллекторной схеме обогрева

Коллекторы для таких систем дополнительно могут снабжаться разнообразными терморегулирующими или запорно-регулирующими элементами, благодаря которым можно обеспечить определенный расход теплоносителя в каждой из веток (лучей) системы. К тому же, дополнительная установка автоматических удалителей воздуха и термометров позволяет наладить более производительную работу системы без лишних затрат.

Один из вариантов разводки пластиковых труб в коллекторной схеме

Подбор того или иного типа коллекторов (а представлены они на отечественном рынке в большом ассортименте) производится по количеству подключаемых радиаторов или контуров обогрева. К тому же, различаются все гребенки еще и по материалам, из которых они изготовлены – это могут быть полимерные материалы, сталь или же латунь;

Шкафы. Лучевая разводка системы отопления требует сокрытия всех элементов (распределительный коллектор, трубопроводы, запорная арматура) в специальные коллекторные шкафы. Такие конструкции являются довольно простыми, но в то же время функциональны и практичны. Могут быть как наружными, так и встраиваемыми в стены.

Выбор подводящих и отводящих труб

Перед началом каких-либо работ по обустройству системы отопления, важно определиться с основными параметрами труб. Для начала следует отметить, что выходы у котла, подводящей магистрали, а также вход у коллектора должны иметь одинаковые габариты

Исходя из таких свойств, подбираются и диаметры труб, а в случае необходимости применяются специальные переходники.

Отбор теплоносителя из бака и его распределение по трубопроводу

Материалы труб подвода и отвода теплоносителя могут быть самыми различными, но лучше всего применять пластиковые изделия. Все дело в их практичности, простоте монтажных работ и доступности.

Где применяется?

Логично предположить, что горизонтальная схема распределения тепловых контуров скорее подходит для частных домов с индивидуальным отоплением. Но на практике такую разводку успешно применяют для поквартирного обслуживания в многоквартирных домах. Каждая квартира получает свою ветку распределяющего теплового контура с собственным учетом, однако никаких способов регуляции без специальной перемычки не предполагается.

Но есть и еще один аргумент в пользу использования таких систем исключительно в частном инжиниринге – премиальность материалов. Действительно, если вертикальные системы обычно базируются на металлических трубах, то горизонтальные монтируются из полимерных материалов с термостойким покрытием. Очевидно, что сшитый полиэтилен PEX существенно повышает и стоимость технической реализации такой схемы. Но именно долговечность и надежность этого материала позволяет применять горизонтальные системы отопления в многоквартирных домах невысокого класса. Снижаются затраты как на монтаж, так и на техническое обслуживание системы. К примеру, если для сварочных работ с металлическими трубами в вертикальных стояках необходимо подключение сварщика высокой квалификации, то технология сборки контуров из пластиковых труб под силу и домашнему мастеру. С помощью неразъемных соединений легко выполнить сборку конструкции и лишь в крайних случаях сшитый пропилен варится специальными паяльными станциями в местах стыка.

Однотрубная магистральная разводка

В такой системе есть несколько источников тепла, через которые проходят отопительные трубы. Теплоноситель продвигается по такой системе и отдает тепло приборам, расположенным на определенных участках контура. Однотрубное горизонтальное отопление в многоквартирном доме имеет хорошую эффективность и отличается сравнительно небольшой стоимостью.

Достоинства такой системы выглядят следующим образом:

• Минимальная стоимость;
• Простота монтажа;
• Износоустойчивость и длительный срок службы;
• Возможность полноценного прогрева здания любой площади.

Недостатки тоже есть:

• Возможность настройки температуры на каждом отдельном приборе ограничена;
• Слабая устойчивость к механическим повреждениям.

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).

• 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.

Как работает

Принцип работы

Схема такой системы отопления довольно проста. В основе всего стоит любой котел. Он нагревает теплоноситель подаваемый по трубе, исходящей из котла. Почему такая схема называется однотрубной? Потому что по всему периметру прокладывается одна труба, которая исходит из котла и входит в него же. В нужных местах на кронштейны устанавливаются радиаторы и подсоединяются к трубе. Теплоноситель (чаще всего вода) движется от котла, наполняя первый радиатор в узле, потом второй и так далее. В конце вода возвращается в исходную точку и цикл повторяется. Происходит непрерывный процесс циркуляции.

Следует отметить, что собрав такую схему, можно столкнуться с одной трудностью. Так как скорость продвижения теплоносителя может быть небольшая, то возможны потери температуры. Почему? Если говорить о двухтрубной системе, то принцип ее работы таков: по одной трубе вода попадает в батарею, по другой выходит из неё. В таком случае его движение проходит сразу через все радиаторы, и потери тепла не происходит.

В однотрубной же системе теплоноситель поступает во все батареи постепенно и, проходя через них, теряет температуру. Так, если при выходе из котла температура носителя была 60˚ C, пройдя по всем трубам и радиаторам, она может снизиться до 50˚C. Что делать в таком случае? Для преодоления таких колебаний можно увеличить теплоемкость батарей в конце цепочки, повысив их теплоотдачу, или повысить температуру в самом котле. Но все это приведет к дополнительным затратам, которые невыгодны и делают стоимость отопления дороже.

Чтобы избавиться от такой проблемы без больших затрат, нужно увеличить скорость движения теплоносителя по трубам. Для этого есть 2 способа:

Технология монтажа насоса в систему отопления

Поставить циркуляционный насос. Так можно значительно увеличить скорость движения воды в системе. В этом случае потери тепла на выходе значительно уменьшатся. Максимум потерь может составить несколько градусов. Такие насосы работают от электричества. Следует учесть, что для загородных домов, где часто отключают электричество, такой вариант не будет идеальным.

Установка коллектора сразу за котлом

Установить разгонный коллектор. Это высокая прямая труба, благодаря которой вода, проходя по ней, набирает большую скорость. Тогда теплоноситель в системе с естественной циркуляцией делает полный круг быстрее, что тоже решает проблему потери тепла. Особенно хорошо применять такой способ в многоэтажном доме, так как в одноэтажном с низкими потолками работа будет неэффективной. Для нормального функционирования коллектора его высота должна быть больше 2, 2 м. Следует знать, что чем выше будет разгонный коллектор, тем быстрее, эффективнее и тише будет происходить движение в трубопроводе.

В такой системе обязательно должен быть расширительный бачок, который лучше устанавливать в верхней точке. Он действует как стабилизатор, контролируя повышение объема теплоносителя. Как он работает? При нагреве объем воды увеличивается. Эти излишки попадают в бак, предотвращая возникновение избыточного давления. Когда температура падает, объем снижается и из расширительного бака попадает обратно в сеть обогрева.

Вот и весь принцип работы однотрубной системы отопления. Это замкнутый контур, в который входит котел, магистральные трубы, радиаторы, расширительный бачок и элементы, обеспечивающие циркуляцию воды. Различают принудительную циркуляцию, когда всю работу выполняет насос, и естественную, при которой монтируется разгонный коллектор. Отличием такой конструкции является то, что в ней не предусмотрена труба обратного действия, по которой теплоноситель возвращается к котлу. Вторая половина такой разводки называется обраткой.

Основные элементы водяной системы отопления

К основным элементам системы водяного отопления относят:

• отопительный котел;
• устройство, подающее воздух в камеру сгорания;
• оборудование, отвечающее за удаление продуктов сгорания;
• насосные агрегаты, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя по отопительному контуру;
• трубопроводы и арматуру (фитинги, запорные клапаны и др.);
• радиаторы (чугунные, стальные, алюминиевые и др.).

Выбор котла по количеству контуров

Для отопления коттеджа можно выбрать одноконтурный или двухконтурный котел. Чем отличаются данные модели котельного оборудования? Одноконтурный котел рассчитан лишь на нагрев теплоносителя, предназначенного для циркуляции по системе отопления. К одноконтурным моделям подключают бойлеры косвенного нагрева, которые снабжают объект горячей водой технического назначения. В двухконтурных моделях предусмотрена эксплуатация агрегата в двух направлениях, не пересекающихся друг с другом. Один контур отвечает только за отопление, другой — за горячее водоснабжение.

Выбор котла по виду топлива

Самым экономичным и удобным видом топлива для современных котлов во все времена был и остается магистральный газ. Эффективность газовых котлов не оспаривается, так как их КПД составляет 95%, а в некоторых моделях данный показатель зашкаливает за 100%. Речь идет о конденсационных агрегатах, способных «вытягивать» тепло из продуктов сгорания, улетающих в иных моделях просто «в трубу».

Отопление загородного коттеджа настенным газовым котлом является одним из популярных способов обогрева жилого пространства в газифицированных регионах

Однако далеко не все территории газифицированы, поэтому большой популярностью пользуется котельное оборудование, работающее на твердом и жидком топливе, а также на электричестве. Использовать для отопления коттеджа электрокотлы еще удобнее и безопаснее, чем газ, при условии, что в регионе налажена стабильная работа электросетей. Многих владельцев останавливает стоимость электроэнергии, а также ограничение нормы ее отпуска для одного объекта. Требование подсоединения электрокотла к трехфазной сети с напряжением 380 В также не всем по душе и по карману. Сделать электрическое отопление коттеджей экономичнее можно за счет использования альтернативных источников электроэнергии (ветряков, солнечных батарей и др.).

В коттеджах, построенных в отдаленных регионах, отрезанных от газовых и электрических магистралей, устанавливают жидкотопливные котлы. В качестве топлива в данных агрегатах применяют дизельное топливо (солярку) или отработанное масло, если есть источник его постоянного пополнения. Очень сильно распространены твердотопливные агрегаты, эксплуатирующиеся на угле, дровах, торфяных брикетах, пеллетах и др.

Отопление загородного коттеджа твердотопливным котлом, работающем на пеллетах — гранулированных дровяных гранулах, имеющих цилиндрическую форму и определенный размер

Выбор котла по мощности

Определившись с типом котельного оборудования по топливному критерию, приступают к выбору котла нужной мощности. Чем выше данный показатель, тем дороже модель, поэтому надо не просчитаться при определении мощности агрегата, приобретаемого для конкретного коттеджа. Нельзя идти по пути: чем меньше, тем лучше. Так как в этом случае оборудование не справиться в полной мере с задачей обогрева всей площади загородного дома до комфортной температуры.

Схемы отопления коттеджа – разводка трубопровода

Схема отопления коттеджа с геотермальной системой

Любой проект отопления коттеджа начинается с выбора схемы расположения трубопроводов. От нее будет зависеть скорость нагрева радиаторов, ремонтопригодность системы и возможность расширения для теплоснабжения дополнительных помещений или бытовых построек.

Однотрубная система коттеджа

Однотрубная схема

Монтаж однотрубной схемы является одним из самых простых способов сделать отопление коттеджа под ключ. Ее принцип проектирования заключается в установке только одной магистрали, к которой последовательно подключаются радиаторы.

Для нее необходимы мощные газовые котлы для отопления коттеджа, так как по мере прохождения горячей воды через радиаторы будет наблюдаться существенное снижение ее температуры. Однотрубная схема отличается простотой монтажа и небольшими затратами на закупку материалов. Однако в настоящее время эта схема системы отопления коттеджа практически не применяется по следующим причинам:

• Проблемы при выполнении гидравлического и теплового расчетов. Сложно спрогнозировать возможное давление в системе отопления коттеджа, так как характеристики теплоносителя изменяются по мере его остывания;
• Сложность регулировки степени нагрева батарей. Ограничение притока теплоносителя в одну из них изменит тепловой режим работы всей системы;
• Ограниченное количество подключаемых батарей.

Двухтрубная схема отопления коттеджа

Двухтрубная система отопления

Для улучшения эксплуатационных параметров рекомендуется установка двухтрубной системы отопления коттеджа. Она отличается от вышерассмотренной наличием дополнительной магистрали – обратной трубы. При этом подключение радиаторов происходит параллельно.

Если планируется отопление коттеджа газом – необходимо позаботиться о снижении его расхода. Это можно осуществить несколькими способами. Но самым оптимальным является установка двухтрубной системы отопления коттеджа. Для самостоятельного проектирования и выбора материалов для монтажа по этой схеме необходимо учитывать такие моменты:

• Обязательный расчет диаметра труб для минимизации гидравлических потерь и недопущения снижения давления в системе отопления коттеджа;
• Расход материала по сравнению с однотрубной увеличится как минимум вдвое. Это повлияет на общий бюджет по созданию проекта отопления коттеджа;
• Обязательная установка терморегуляторов на радиаторы. С их помощью можно изменять нагрев приборов без влияния на общие параметры системы.

Для этой схемы системы отопления коттеджа свойственна конструкторская гибкость. В случае надобности можно установить дополнительные стояки (горизонтальные или вертикальные) для подключения новых радиаторов или проведения теплоснабжения в другое помещение или здание.

Коллекторное теплоснабжение коттеджа

Коллекторное отопление коттеджа

Как правильно сделать отопление в коттедже, если его площадь равна или превышает 200 м². Даже установка двухтрубной системы в этом случае будет нецелесообразна. Для решения этого вопроса лучше всего применить коллекторную разводку трубопроводов.

В настоящее время это один из самых сложных способов организации отопления коттеджа своими руками. Для равномерного распределения теплоносителя по большой площади здания применяется многолучевая схема разводки трубопроводов. Сразу после котла устанавливается основной и обратный коллекторы, к которым подключаются несколько независимых магистралей. В отличие от двухтрубной отопительной системы коттеджа, коллекторная предусматривает возможность регулирования работы теплоснабжения для каждого отдельного контура. Для этого устанавливаются приборы контроля – терморегуляторы и расходометры.

К особенностям коллекторного отопления коттеджа, сделанного своими руками, относят:

• Равномерное распределение тепла по всем контурам, независимо от их удаленности;
• Возможность использования труб небольшого диаметра – до 20 мм. Это связано с небольшой протяженностью каждого узла системы;
• Увеличенный расход труб. Для того чтобы правильно сделать коллекторное отопление в коттедже – необходимо заранее составить схему установки трубопроводов. Они могут монтироваться на стену или в пол;
• Обязательный монтаж насоса для каждого контура. Это связано с большим гидравлическим сопротивлением, возникающим в коллекторе. Оно может препятствовать циркуляции теплоносителя.

Во время выбора уже готового проекта теплоснабжения коттеджа или при его самостоятельном составлении нужно учитывать тепловые потери здания. От них будет зависеть расчетная мощность всей системы.

Как вам статья?