Что такое открытая система 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:
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:
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 обустройстве открытой системы отопления нужно учитывать следующее:
Закрытая система отопления: различия от открытой.
Данная сеть включает в себя следующие элементы:
Главное отличие закрытой и открытой системы теплоснабжения состоит в том, что при закрытом типе теплоноситель полностью изолирован от окружающей среды.
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:
Воздухоотводчик в закрытой и открытой системе отопления
Помимо этого стоит придерживаться ряда правил монтажа и запуска закрытой системы:
Открытая и закрытая система теплоснабжения, разница в работе и конструкции.
Основываясь на вышесказанное, закрытая и открытая системы отличаются:
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.
Что такое открытая система отопления
С того времени, когда впервые была применена передача тепловой энергии с помощью воды, для ее распределения по батареям стала использоваться открытая система отопления. Она по сей день успешно служит для обогрева зданий, преимущественно — частных домов. Закрытая схема, работающая под давлением, появилась гораздо позже. Всю информацию, касающуюся устройства, работы и особенностей открытых систем, вы сможете почерпнуть из данной статьи.
Определение открытой отопительной системы
Общеизвестно, что между котельной установкой и приборами отопления по трубам циркулирует жидкий теплоноситель, работающий в качестве посредника для передачи тепловой энергии. В отличие от печей, нагревающих воздух вокруг себя напрямую, водяная система способна переносить теплоту на большие расстояния. Это и привело к ее повсеместному внедрению. Простейшая схема открытой системы отопления для одноэтажного дома представлена на рисунке:
Вода, протекающая по трубопроводам, расширяется вследствие нагревания. Образующийся излишек вытесняется в специальную емкость – расширительный бак. Особенность открытой схемы, отличающая ее от других систем – установленный в самой высокой точке бак открытого типа. Простыми словами, емкость, куда вытесняется излишек горячего теплоносителя, напрямую сообщается с атмосферой.
Функционирует схема следующим образом. При повышении температуры объем воды в сети возрастает, соответственно, поднимается ее уровень в расширительном баке. При этом часть воздуха из емкости просто вытесняется в атмосферу через патрубок. Когда в силу разных причин температура падает, снижается и уровень теплоносителя в резервуаре, а воздух извне занимает его место, свободно входя через открытый патрубок.
Примечание. Нельзя путать рассматриваемую схему с таким понятием, как открытая система теплоснабжения. Понятие касается централизованных сетей, из которых теплоноситель безвозвратно отбирается на нужды горячего водоснабжения. При индивидуальном отоплении частных домов и других зданий подобные схемы не применяются.
Виды открытых систем
Подобные схемы водяного отопления делятся на виды в зависимости от способа циркуляции и доставки теплоносителя к радиаторам с последующим его возвратом обратно в котел. Нагретая вода может двигаться по магистралям двумя способами:
В силу особенностей конструкции избыточное давление в открытой системе отопления практически отсутствует. В высшей точке оно равняется атмосферному, а в низшей несколько повышается из-за гидростатического воздействия столба воды. Значение этого напора невелико, что дает возможность организовать естественную циркуляцию теплоносителя. Принцип основан на том, что теплоноситель с разной температурой имеет различную плотность, а значит, и массу. Пример: 1м3 воды при t = 40 °С весит 992 кг, после возрастания температуры до 60 °С масса 1м3 падает до 983 кг.
Казалось бы, разница незначительна. Тем не менее она позволяет остывшему теплоносителю с низкой температурой вытеснять из котла более легкую горячую воду. В трубопроводах возникает естественная (конвективная) циркуляция, а подобные системы называют самотечными либо гравитационными, ведь движение в них происходит за счет силы тяжести. Поэтому скорость течения теплоносителя в магистралях и радиаторах невелика, всего 0.1—0.3 м/с. Зато такие схемы полностью энергонезависимы, при условии, что совместно с ними работают котлы для открытой системы отопления, нетребующие электричества.
Примечание. В гравитационных системах магистрали делаются с увеличенными уклонами и диаметрами труб.
С целью повысить скорость протекания воды по трубам и уменьшения времени прогрева помещений в магистраль, идущую от котла, встраивается насос. Он принуждает теплоноситель двигаться со скоростью 0.3—0.7 м/с, из-за чего теплоотдача происходит интенсивнее, а все ветви прогреваются равномернее. Благодаря присутствию насоса расстояние между источником тепла и батареями может быть увеличено как по протяженности, так и по высоте.
Установка насосного агрегата позволяет создать небольшое избыточное давление в системе отопления, позволяющее теплоносителю хорошо затекать в радиаторы. Это однозначно повышает эффективность работы системы в целом, хотя и делает ее зависимой от наличия электроэнергии.
Примечание. Чтобы обогрев частного дома не прекращался вместе с отключением электричества, циркуляционный насос принято устанавливать на параллельной байпасной линии.
Разновидности схем
Нагретую котлом воду можно доставить к батареям и вернуть в котел разными способами. По способам подачи открытая система отопления с насосом бывает:
В однотрубной системе подача теплоносителя организована посредством одной магистрали большого диаметра, проходящей мимо всех радиаторов. Приборы присоединяются к ней обоими патрубками, забирая воду из трубы и отдавая ее туда же. Раздающая магистраль может проходить горизонтально в пределах 1 этажа («ленинградка»), как показано на схеме:
Система может представлять собой вертикальные стояки, пронизывающие несколько перекрытий, а батареи к ним подсоединяются поэтажно. Типовая однотрубная схема отопления с принудительной циркуляцией с вертикальными стояками для двухэтажного дома изображена на рисунке:
Наряду с кажущейся простотой устройства подобных схем однотрубные системы имеют существенный недостаток: в каждый последующий прибор приходит все более холодная вода. Это накладывает ограничение на количество батарей, для эффективного прогрева их число не должно превышать 5. Другое дело – двухтрубная система, где теплоноситель приходит к радиаторам по одной магистрали, а уходит – по другой. В этом случае протяженность ветвей и количество батарей на каждой из них может быть значительно больше.
Кроме того, движение теплоносителя можно организовать в одном направлении, чтобы он проходил одинаковое расстояние через все радиаторы. Такая попутная система с циркуляционным насосом изображена на рисунке:
Двухтрубная система дает возможность доставлять ко всем, даже самым отдаленным батареям, воду с одинаковой температурой. Схема немного сложнее в монтаже, но проще в разработке и надежнее в эксплуатации.
Плюсы и минусы
Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:
Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:
Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.
Заключение
Открытые водяные системы – настоящая находка для тех людей, кто хочет полной независимости от внешних источников энергии. Правда, за это приходится расплачиваться увеличенными диаметрами трубопроводов и обеспечением необходимых уклонов. В результате скрыть эти магистрали весьма непросто и они портят своим видом интерьер комнат. Также снижена скорость прогрева жилища, затруднено автоматическое регулирование с помощью термостатических радиаторных вентилей.
Закрытая и открытая системы отопления
Принцип действия состоит следующем: теплоноситель (вода) нагревается в котле до необходимой температуры и по трубопроводу поступает к радиаторам. Последние отдают тепло и обогревают помещение. Вода остывает, возвращается в котел и таким образом получается постоянно повторяющийся цикл. Движение воды может быть естественным и принудительным, что и различает системы отопления, которые мы рассматриваем.
Открытая система
Особенность открытой системы отопления заключается в том, что теплоноситель движется по трубам естественным путем. Это происходит из-за разности в плотности у холодной и горячей воды (у последней она больше). Поэтому создается гидростатический напор который направляет теплоноситель в радиаторы. В качестве теплоносителя чаще всего используется обычная вода. В состав открытой отопительной системы входит отопительный котел, расширительный бак, прямые и обратные трубы и радиаторы. Естественная циркуляция, при которой нагреваются радиаторы, происходит следующим образом. Вода достигает высокой температуры, стремится вверх на выходе из котла, выталкивается холодной водой. При нагревании структура воды расширяется, появляются её излишки. Именно для этого нужен расширительный бак, туда лишняя вода отправляется, чтобы избежать разрыва. Теплоноситель остывает в расширительном баке, возвращается в систему отопления.
Рекомендации по использованию
Расширительный бак устанавливается максимально высоко, на чердаке, который не отапливается. Бак открыт, обеспечен постоянный доступ кислорода. Постоянный контроль за уровнем бака позволяет предотвратить воздушные пробки в трубопроводе. Необходимо следить за медленным нагреванием воды, так как циркуляция воды происходит медленно. Если довести температуру до максимальной (точка закипания) – есть риск быстрого износа всей системы отопления. Если не используете отопление зимой – необходимо сливать теплоноситель для сохранности труб, радиаторов и котла.
Рекомендации по установке
Монтаж открытой системы отопления должен быть выполнен строго по инструкции, иначе появится риск утечек и замерзания воды в зимний период. Представляем следующие рекомендации:
Важно правильно подобрать сечение труб:
Преимущества/недостатки открытой системы
Главными преимуществами открытой системы являются:
Открытые системы стали менее популярными. Одна из причин – следующие недостатки:
Закрытая система отопления
Основное отличие закрытой системы отопления – использование циркуляционного насоса, который осуществляет движение теплоносителя. В остальном – принцип работы тот же, что в открытой системе. В закрытой системе трубы, радиаторы нагреваются гораздо быстрее.
Рекомендации по использованию
Бак мембранного типа обладает герметичностью, что препятствует испарению теплоносителя. Это означает, что может быть использован антифриз. Его применение дает возможность надолго покидать жилье зимой: риск заморозки и порчи системы снижается практически до нуля.
Рекомендации по установке
Для должного функционирования закрытой системы отопления рекомендуем придерживаться следующих советов:
Преимущества/недостатки закрытой системы
Главными преимуществами закрытой системы являются:
Закрытая система отопления имеет один существенный недостаток. Система зависит от электроснабжения. Должно обеспечиваться постоянное потребление электроэнергии. Придется приобретать источники резервного питания на случай аварийной ситуации. Лучше всего – электростанции на жидком топливе.
Разводка отопления: виды и особенности
Вне зависимости от выбранной системы отопления нужно знать, что существуют следующие виды разводки: однотрубная, двухтрубная и лучевая. На их применение влияют место прохождения главной трубы, способы подсоединения радиаторов, стояков подающей функции, расположение стояков.
Однотрубная разводка
Однотрубная разводка бывает горизонтальной и вертикальной. Горизонтальная не дает возможности регулировки величины теплоносителя. Поэтому при её использовании устанавливаются байпасы. Вертикальная разводка используется в основном для многоэтажных зданий.
Двухтрубная разводка
Двухтрубный тип разводки наиболее распространен. К каждому радиатору проведены две трубы – подающая теплоноситель и отводящая охлажденную воду. Трубопровод делается в форме звезды, шлейфа или лучевой.
Лучевая разводка
Позволяет регулировать нагрев каждого отдельного радиатора. Требует сложного монтажа, нескольких распределительных коллекторов и наибольших расходов на трубы.
Таким образом, мы рассмотрели устройство, основные особенности, преимущества и недостатки закрытой и открытой системы отопления. Выбор должен основываться не только на Ваших пожеланиях, но и возможности установки системы в доме. Поэтому очень важно обратиться за профессиональной консультацией к проверенному специалисту. Расчет и монтаж системы должны выполнять специалисты лицензированных фирм. На основе представленных рекомендаций желаем Вам правильно выбрать и установить систему отопления!
Чем открытая система отопления отличается от закрытой?
Эта статья является первой частью нового цикла статей под условным названием «Отопление от А до Я». В ней мы разберем отличие закрытой системы отопления от открытой. Рассмотрим также, преимущества и недостатки обеих систем
Открытая система отопления есть система, в которой присутствует расширительный бачок, расположенный в самой верхней части отопления и этот бачок так или иначе имеет свободный доступ к атмосфере. Он, таким образом, открыт. Когда вода в системе отопления расширяется, ее излишки выходят в расширительный бачок и, если он переполняется, то они сливаются в систему канализации по специальному патрубку.
Для разрешения вопросов, касающихся авторских прав, прошу написать мне письмо
Для разрешения вопросов, касающихся авторских прав, прошу написать мне письмо
Важно понимать, что обе системы могут иметь в своем составе циркуляционный насос. Этот насос не является признаком только закрытых или только открытых систем отопления. Наличие циркуляционного насоса вообще никак не связано с открытостью или закрытостью системы. Оно связано совершенно с другими характеристиками системы и относится только к циркуляции теплоносителя в системе, точнее к скорости этой циркуляции. Другими словами, и открытая и закрытая системы отопления могут быть как самотечными, так и с принудительной циркуляцией.
Нужно понимать, что обе системы отопления работают под давлением. Наличие давления теплоносителя не является признаком только закрытой системы отопления. Вопрос давления довольно важен и мы к нему вернемся, ибо величина давления теплоносителя может различаться в открытой и закрытой системах. Другими словами можно сказать, что давление теплоносителя в закрытой системе отопления больше, чем в открытой. Но в обеих системах давление есть. Причем оно не сильно различается. Не более чем на одну атмосферу. Да и то в крайнем случае.
Исходя из определения систем, можно заключить, что классическая система охлаждения автомобилей является открытой, ибо в ней есть открытый расширительный бачок. Циркуляционный насос в этой системе тоже присутствует.
Разъяснение по вопросу величины давления в описываемых системах отопления
Что создает давление воды? Обычно это давление создает водяной столб. Если мы имеем трубу, один конец которой находится на 10 метров выше другого конца, то в нижнем конце мы получим давление равное 1-й атмосфере. От диаметра трубы ничего не зависит. От массы воды на высоком конце тоже ничего не зависит. Можно там железнодорожную цистерну разместить, а давление будет всегда соответствовать разнице уровней воды. Цистерна, кстати, довольно высокая. В полностью заполненной цистерне уровень воды добавляет давления, но по мере вытекания воды из цистерны, давление будет уменьшаться. Вопрос давления и его измерения затронут был мной уже очень давно, но в привязке к водопроводу.
В нашей системе отопления, в любой, тоже есть разница уровней жидкости, а значит есть и давление этой жидкости. В самой нижней точке открытой системы давление будет максимально, в самой верхней, в расширительном бачке, оно будет минимально. Например, котел расположен в подвале. Расширительный бачок расположен на чердаке второго этажа. Таким образом, в полностью заполненной системе отопления высота столба будет равна расстоянию от нижней точки столба до верхней точки расширительного бачка. Осмелюсь предположить, что это примерно 8 метров. Таким образом, наша открытая система отопления работает при давлении 0.8 атмосфер.
В открытой системе отопления давление всегда одно и то же. Лишняя вода не поднимается выше определенного уровня. У нас стоит аварийный слив. В закрытой системе вода не сливается и при расширении мы получаем увеличение давления. Для того, чтобы систему не разорвало этим самым давлением, у нас есть специальный прибор. Называется он мембранный расширительный бак. В нем есть резиновая мембрана. С одной стороны у нее воздух, с другой вода. Вода прибывает в бак и сжимает воздух. Давление воды в системе плавно увеличивается.
А что будет, если воды в расширительный мембранный бак прибудет слишком много? Давление будет расти лавинообразно и систему может разорвать. Чтобы этого не произошло, в системе в обязательном порядке должен быть аварийный клапан, который при некотором безопасном давлении приоткрывается и вода из него вытекает на пол, если вы под этот клапан не подставили ведро.
О расширительных бачках
Очевидно, расширительный бачок должен позволять безопасно вместить в себя излишки воды, образующиеся в системе отопления при ее тепловом расширении. Для этого он должен иметь адекватный объем.
У открытого расширительного бака должно быть, по возможности, узкое горло. Оно должно быть закрыто крышкой, в которой есть небольшие дырочки. Их лучше защитить как-то от пыли, от мух и от всего такого. Лучше делать крышку из пластика, чтобы на дырочках не образовывались наросты ржавчины. Но все равно приходится регулярно следить за тем, чтобы дырочки были чистыми и свободно выпускали и впускали воздух. Бак должен быть достаточно большим для того, чтобы при охлаждении воды, она не вышла из бачка полностью, ибо в этом случае в систему будет впущен воздух, который закупорит систему и циркуляция воды прекратится.
Закрытый бачок тоже требует внимания, но намного меньше. Во-первых, он тоже должен быть достаточной величины, во-вторых, требуется проверять в нем давление воздуха. Если бак приходится накачивать слишком часто, нужно поменять ниппель. Советую при замене ниппеля ставить именно такой, какой и был, ибо слишком длинный ниппель может проткнуть мембрану.
Так какой конкретно должен быть размер бака? Трудно сказать. У меня стоит бак на 25 литров и мне его вполне хватает. Количество воды в системе у меня, я думаю, литров 100-150. При нагреве системы давление в ней повышается на 0.2-0.3 атмосферы. Но так или иначе я это давление регулирую, а температура у меня практически не скачет. Открытый бак можно сделать больше, чем требуется и, после нагрева системы долить воды, пока лишняя не начнет вытекать через аварийный сливной патрубок.
Что лучше? Открытая или закрытая система отопления?
Действительно, работа системы отопления под избыточным давлением это зло или благо? Нафига нам усложнять систему, вставлять в нее дорогостоящие приборы, типа мембранного бака, манометра, аварийного клапана? Может быть увеличивается КПД? Может быть уменьшается количество образования воздушных пробок?
Дорогие друзья! На строительных и специальных форумах «разные» умные люди и «крутые» специалисты, которые, кстати, пишут иногда так неграмотно, что приходится сомневаться, что они даже в школах учились, могут написать всякое и разное, но я скажу проще. Только удобство. Больше ничего существенного. Поправьте меня в комментариях, если считаете, что я не прав. Удобство в том, что бачок можно разместить там, где надо вам, а именно в любом месте системы. Вода из такой системы никуда не девается и можно реально год, а бывает и больше, ее туда не подливать. Вы можете покинуть дом с работающей системой на месяц и скорее всего с ним ничего не случится. То есть циркуляция не остановится, дом не разморозится и все будет о’кей, как говорят «там».
Да, вы поняли правильно! В открытую систему часто приходится подливать воду, а для этого приходится забираться на чердак и проверять ее уровень. Для удобства служит специальная сигнальная указательная прозрачная трубка, в которой уровень этот виден.
Я рекомендую рассматривать только закрытые системы отопления. Открытые являются устаревшими и далеко не из разряда «старых и добрых».
Надеюсь, после прочтения этого материала, всем стали понятны основополагающие термины систем отопления.
Ваш автор Дмитрий Белкин.