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

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

Отопление

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.

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

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).

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.

Как правильно заполнить открытую и закрытую систему отопления в частном доме

От автора: здравствуйте, дорогие читатели! Если вы решили заняться обустройством системы отопления, то уже знаете, что там важен каждый нюанс, от выбора между однотрубным и двухтрубным вариантами до материала, из которого изготовлены фитинги. Вот уже позади все походы по магазинам, сборка трубопровода, монтаж нагревательного оборудования. Но на этом эпопея отнюдь не закончена, ведь перед вами встает новый вопрос: как заполнить систему отопления в частном доме.

От грамотного подхода к этому процессу зависит вся дальнейшая работоспособность отопительной конструкции. При заполнении важно учесть сразу несколько моментов: чем, как и в какой последовательности. Неверный пуск теплоносителя может вызвать, например, гидроудар, который способен негативно повлиять на состояние некоторых участков трубопровода.

В общем, как и на всех предыдущих этапах обустройства отопительной системы, важно запастись терпением и полной информацией. К счастью, это уже последний шаг, после которого вся ваша семья сможет наконец-то насладиться теплом и комфортом. Так что наберитесь сил и сделайте последний рывок.

Виды теплоносителей

Первый вопрос, с которым вам предстоит разобраться на решающем этапе, касается того, чем, собственно, вы собираетесь заполнять систему отопления. Самый очевидный ответ — водой. Но все не так просто. Стоит сперва ознакомиться со свойствами всех доступных теплоносителей, чтобы принять оптимальное решение.

Вода, конечно, является наиболее часто используемым теплоносителем. Такая высокая популярность связана, прежде всего, с доступностью. Вода есть практически везде — по крайней мере, в нашей стране ее дефицит встречается очень редко. Кроме того, она обладает отличными характеристиками, делающими ее прекрасным теплоносителем. Теплоемкость и плотность воды находятся на высоком уровне, в процессе остывания она выделяет большое количество тепла.

Немаловажным фактором является и безопасность. Вода абсолютно экологична. Кроме того, она не подвержена возгоранию, не выделяет в окружающую среду токсичные испарения. Поскольку речь идет об использовании теплоносителя в жилом помещении, все это крайне важно. Если, допустим, произойдет авария, и система отопления даст течь, то проживающим в доме людям не грозит отравление различными химическими веществами.

Причем подобная ситуация вообще не нанесет особого ущерба — если, конечно, речь идет о частном доме, а не о многоквартирном. После устранения протечки и восполнения объема воды до нужного уровня отопительная система спокойно продолжит работать в штатном режиме. С материальной точки зрения все это тоже не страшно, поскольку покупка теплоносителя обойдется вам в очень небольшое количество средств.

Впрочем, по поводу покупки у вас могут возникнуть вопросы. Многие считают, что можно спокойно залить воду из ближайшей речки. Казалось бы — неограниченный ресурс рядом с домом, и совершенно бесплатный. Но на самом деле, это совсем не так. Есть два фактора, неблагоприятно влияющих в данном случае: химический состав воды и количество посторонних примесей в виде песка и тому подобных элементов.

Оба этих нюанса воздействуют на элементы, из которых состоит система отопления. В результате трубы забиваются изнутри накипью, а некоторые еще и ржавеют. Все это значительно снижает как их прочность, так и пропускную способность. Вот почему брать воду из природных источников крайне не рекомендуется.

Существует несколько вариантов того, каким образом вы можете получить воду, соответствующую необходимым параметрам:

• покупка дистиллированной жидкости. Это влечет за собой дополнительные затраты, да и осуществление доставки не всегда возможно. Тем не менее, такая вода идеально подходит для использования в отопительной системе,
• фильтрация и кипячение природной воды. Тут все понятно: с помощью фильтра вы можете очистить жидкость от твердых примесей, а кипячение поможет сделать ее более мягкой и изменить химический состав в более подходящую сторону. Впрочем, соединения кальция и магния все же останутся, что чревато последующим образованием накипи в трубах. Поэтому данный метод нельзя назвать оптимальным. Кроме того, для кипячения вам понадобится нагревательное оборудование с емкостью соответствующего размера, что далеко не всегда легко осуществимо,
• третьим способом является сбор дождевой воды. По своему составу она вполне подходит. Минус лишь в том, что сам процесс не отличается скоростью и удобством. К тому же, бывают регионы, где подолгу не бывает дождей, поэтому данный способ может оказаться неприемлемым. Стоит сразу сказать, что многие пытаются заменить дождевую воду колодезной, считая их практически идентичными. но это довольно серьезная ошибка, поскольку химический состав «подземной» воды не соответствует необходимым требованиям,
• смягчение воды с помощью химических средств. В роли последних успешно выступает гашеная известь, ортофосфат натрия и кальцинированная сода. С их помощью все соли, содержащиеся в воде, переходят в твердое состояние и выпадают на дно емкости в виде осадка. После этого остается лишь провести процедуру фильтрации. Получившийся результат прекрасно справится с ролью теплоносителя, не нанося никакого ущерба элементам отопительной системы.

Как видите, получить подходящую воду и несложно, и недорого. Тем не менее, у этого теплоносителя есть один недостаток, который часто является решающим — это способность замерзать. В случае длительной остановки системы отопления при окружающей температуре ниже нуля вода превратится в лед. Как всем известно, она при этом расширяется. Следствием этого может стать деформация и последующий прорыв труб или мест их соединения.

Антифриз

Если возможная проблема промерзания системы отопления характерна для вашего региона, то стоит обратить внимание на другую разновидность теплоносителя — антифриз. Он прекрасно переносит как очень низкие, так и очень высокие температуры. Даже в случае экстремального похолодания «незамерзайка» просто превратится в густой гель, не нанеся никакого ущерба трубопроводу. После согревания антифриз вновь начнет циркуляцию в отопительной системе, совершенно не потеряв своих качеств.

С точки зрения воздействия на трубы и прочие элементы этот теплоноситель тоже хорош. В антифриз добавляются различные присадки, которые предотвращают появление ржавчины, накипи и тому подобных неприятностей. Но при покупке следует обратить внимание на то, какие именно добавки присутствуют в той или иной «незамерзайке». Некоторые из них подходят строго для определенного вида труб, оказывая на другие разрушительно воздействие.

Также при выборе стоит учесть и еще один фактор — возможную токсичность. Антифриз выпускается в трех вариантах, он может быть сделан на основе этиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина. Второй и третий вариант обладают более высокой стоимостью, но при этом безопасны для человека и окружающей среды.

А вот этиленгликоль весьма токсичен. При этом стоит учесть, что антифриз вообще чрезвычайно текуч, он может «сбежать» из системы отопления даже при микроскопическом шансе. В случае использования этиленгликолевой «незамерзайки» последствия могут быть весьма печальными, поскольку токсичные пары основного вещества способны очень негативно повлиять на состояние здоровья проживающих в доме людей.

Прочистка системы

Перед тем как приступать к заполнению системы, необходимо ее прочистить. Это нужно делать в том случае, если она уже довольно долго эксплуатируется, или же в качестве предыдущего теплоносителя использовалась обычная водопроводная вода.

Для этой процедуры необходимо приобрести специальное средство, предназначенное именно для удаления отложений. Его нужно развести, ориентируясь на прилагаемую инструкцию, а затем заполнить контур раствором.

Разведенное средство следует оставить в трубах на несколько часов. В течение этого времени под воздействием химических веществ все отложения, скопившиеся на внутренних стенках труб, будут растворены. После процедуры необходимо слить весь раствор.

Заполнение системы

После того как вы определились, чем лучше отапливать дом, и закупили необходимое количество теплоносителя, можно приступать к заполнению и запуску отопительной системы. Процедура зависит от того, какой именно тип циркуляции будет использоваться. Существует два варианта:

• открытая система — теплоноситель циркулирует естественным образом за счет разницы в плотности горячей и холодной жидкости. Встречается она редко, поскольку отопить таким способом можно только небольшое жилище, да и то — не всегда эффективно,
• система закрытого типа — циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно, для этого устанавливается специальный насос. Такой подход гораздо более популярен, поскольку благодаря ему можно не ограничивать количество контуров и радиаторов.

Первоначальная заливка или добавление теплоносителя в систему открытого типа осуществляется довольно просто — жидкость заливается через расширительный бак с помощью обычного ведра или любой другой емкости. Затем следует запустить котел — и все готово.

С закрытой системой дело обстоит немного сложнее. Залить воду можно несколькими способами, но проще всего сделать это, подсоединив котел прямо к трубе холодного водоснабжения. Если в качестве теплоносителя будет использоваться дистиллированная жидкость, то нужно подсоединить ко входному патрубку котла насос, шланг которого следует опустить в емкость с подготовленной водой. Далее необходимо по порядку осуществить несколько действий.

1. Слейте старый теплоноситель из системы отопления. Для этого нужно открыть сливной кран, который располагается в нижней части контура. Предварительно убедитесь, что температура теплоносителя не превышает 30 градусов, в противном случае есть риск получить ожоги. Перед тем как начать слив, поставьте под кран большую емкость с отметками об объеме. Это поможет точно узнать, сколько новой жидкости необходимо будет залить.
2. После того как весь теплоноситель слит, необходимо наполнить контур воздухом. Для этого используется специальный элемент — кран Маевского. Его нужно открыть.
3. Следующий шаг — опрессовка. Этот этап очень важен для проверки общего состояния отопительной системы. Для проведения опрессовки необходимо запустить подачу жидкости в контур с помощью насоса, при этом установить давление, превышающее стандартный показатель в полтора раза. Не забывайте при этом ориентироваться и на то, какое давление может быть максимальным для используемого котла. Перед подачей воды оставьте клапан в верхней части контура открытым — это необходимо для выхода излишнего воздуха. Закрыть его необходимо после того, как из клапана потечет вода. В процессе опрессовки необходимо тщательно осматривать элементы отопительной системы, обращая особое внимание на все места соединения труб друг с другом, с котлом и радиаторами. Малейшая течь является поводом разобрать и заново собрать соответствующий участок. Опрессовка длится несколько часов. Если по истечении этого времени вы не обнаружили протечек — прекрасно. Это значит, что система готова к использованию.
4. Последним этапом является окончательное заполнение контура. Если вы планируете отапливать дом водой, то просто уменьшите давление в системе до нормального уровня. Если же в качестве теплоносителя будет использоваться антифриз, то слейте жидкость, использованную в процессе опрессовки, и запустите вместо нее «незамерзайку».

После заполнения системы необходимо стравить воздух, оставшийся в радиаторах. Для этого необходимо на каждом из них открыть кран Маевского и подождать, пока выйдут излишки.

Собственно, это все действия, которые вам необходимо предпринять для того, чтобы правильно заполнить систему отопления. Сам процесс не вызывает особых сложностей. Главное — правильно выбрать теплоноситель, а также тщательно и внимательно произвести опрессовку. Эти два этапа будут гарантией того, что отопительная система будет служить вам наилучшим образом, не требуя постоянного ремонта. Успехов!

Закрытая и открытая системы отопления: какая лучше?

Для того, чтобы ответить на вопрос «какая система отопления лучше – открытая или закрытая?», прежде всего, необходимо разобраться с терминологией. Именно такая формулировка (открытая и закрытая системы отопления) является ошибочной.

На самом деле, в научной литературе действительно классифицируют системы на открытые и закрытые, но речь идет о системах теплоснабжения, а не отопления. Так в чем же разница между этими понятиями?

Отличия систем отопления от систем теплоснабжения

Системы отопления – это комплекс технических элементов (радиаторов, трубопроводов и другого оборудования), предназначенных для получения, переноса и передачи тепла во все помещения конкретного здания, с целью обеспечения и поддержания нормируемой внутренней температуры воздуха. Таким образом, рассматривается только одно отдельное здание.

Системы теплоснабжения – это комплекс технических устройств, обеспечивающих:

• Приготовление теплоносителя (ТЭЦ, котельная);
• Транспортировку теплоносителя (тепловые сети);
• Распределение тепловой энергии отдельным потребителям.

Теплоснабжение – это более глобальное понятие.

Что же тогда ошибочно подразумевают под закрытыми и открытыми системами отопления?

Миф 1: классификация по типу расширительного бака

Закрытые системы – это системы отопления, в которых используется закрытый (мембранный) расширительный бак.

Открытые системы – это системы, соответственно, с открытым расширительным баком.

Расширительный бак нужен для того, чтобы принять избыток теплоносителя при его расширении, поскольку при повышении температуры жидкость увеличивается в объеме.

Без устройств, принимающих в себя излишек теплоносителя – давление в системе повышается, что иногда приводит к печальным последствиям, например, может произойти порыв трубопровода и срыв запорно-регулирующей арматуры.

Открытый расширительный бак (рис.1) не является герметичным – он имеет взаимосвязь с воздухом. Используется в основном в гравитационных системах отопления частных домов. В таких системах жидкость циркулирует без насоса, за счет перепада температур.

Рис.1. Открытый расширительный бак в гравитационной системе отопления

Закрытый (мембранный) расширительный бак (рис.2) представляет собой герметично закрытую металлическую емкость, разделенную на 2 камеры эластичной мембраной. Отсюда и название «мембранный».

Рис. 2. Закрытый (мембранный) расширительный бак в системе отопления

Миф 2: по типу подключения здания к тепловым сетям

Закрытые системы (подразумеваемые в данном контексте) – это системы отопления здания, которые подключены к наружным тепловым сетям через теплообменник. То есть, система отопления потребителя никак не соединяется с наружными сетями, отсюда и название «Закрытая».

На самом деле, такой тип подключения правильно называть – Независимым (рис.3).

Рис.3. Схема независимого подключения системы отопления к тепловым сетям

При таком подключении теплоноситель от источника (ТЭЦ) циркулирует через теплообменник, отдавая тепло.

При проектировании всей системы отопления объекта, например, жилого многоквартирного дома, становится понятно какой тип теплообменных аппаратов подойдет: кожухотрубный, кожухопластинчатый или необходимо купить пластинчатый теплообменник.

Теплообменник при этом устанавливается в индивидуальном тепловом пункте здания (ИТП).

В настоящее время подобный тип подключения вытесняет устаревший — Зависимый.

Открытые системы – это системы отопления, подключающиеся непосредственно к тепловым сетям, либо через элеватор. Теплоноситель при этом поступает из наружных тепловых сетей к конечному потребителю, предварительно пройдя через элеватор для понижения температуры.

Температура подачи в тепловых сетях 110-150 °С, в системах отопления нельзя использовать столь горячий теплоноситель, так как будут возможны ожоги от радиаторов и трубопроводов.

Элеватор, кроме понижения температуры теплоносителя, выполняет еще одну функцию – создает напор, который необходим для движения теплоносителя во внутридомовой системе (рис.4).

Рис.4 Схема зависимого подключения системы отопления

Правильно будет называть такое подключение – Зависимым.

Что правильно разделять на Закрытые и Открытые системы?

Правильно классифицировать на Закрытые и Открытые – системы теплоснабжения по способу организации горячего водоснабжения.

Рис. 5. Типы систем теплоснабжения

Открытая система теплоснабжения – система, в которой доставка горячей воды потребителям происходит напрямую из тепловой сети. Остальная часть воды идет на отопление и вентиляцию. Горячая вода из смесителя (например, в ванной комнате) – та же самая, что и в отопительных приборах.

Закрытая система теплоснабжения – это система, в которой вода для ГВС подается из городского водопровода, а далее, в теплообменниках подогревается теплоносителем до требуемой температуры. Таким образом, контур горячей воды отделен (закрыт) от контура отопления. Вода, циркулирующая в системе теплоснабжения, используется только как теплоноситель.

Рис. 6. Схема закрытой системы теплоснабжения

У каждой из систем есть свои достоинства и недостатки. Подробно о них можно прочитать в этой статье.

В рамках данного обзора вкратце остановимся на следующем моменте: в открытой системе теплоснабжения существует очень серьезный недостаток – большой объем подпиточной воды.

В случае, когда используются промышленные котельные установки, неизбежно возникнет вопрос экономической целесообразности применения такой схемы.

Так как часть воды просто «вытекает» из смесителей, то эту воду нужно добрать, отсюда возрастают объемы водоподготовки, как следствие – затраты на подготавливающее оборудование.

В обратном случае (без водоподготовки в необходимом объеме) присутствует высокий риск выхода из строя многомиллионного оборудования котельной.

От качества питательной и подпиточной воды зависит надежность работы котельных установок. Борьба с коррозией и накипью — основная задача водоподготовки.

При поставке воды низкого качества возможны серьезные последствия – снижение КПД, а в худших случаях – выход из строя компонентов котельной установки.

Основные проблемы при этом:

• Загрязнение котлов шламом;
• Отложение солей;
• Коррозия металла.

Не существует одинакового «набора» для водоподготовки всех котельных агрегатов, так как качество исходной воды в каждой местности будет различным. Стандартная схема включает в себя следующие этапы:

Закрытая и открытая системы отопления

Открытая система отопления является самой простой и энергонезависимой системой с естественной циркуляцией. Основана такая система на законах термодинамики. На выходе из котла создаётся повышенное давление, далее горячая вода проходит по трубам в область с более низким давлением, при прохождении теряя температуру.

Далее охлаждённый теплоноситель возвращается обратно в отопительный котёл, где снова нагревается. Происходит естественная циркуляция теплоносителя. Система функционирует исключительно на воде, так как использование антифризов для отопления приводит к их быстрому испарению.

Открытая система отопления

В открытой системе теплоснабжения обязательно наличие расширительного бака, так как нагретая вода расширяется. Расширительный бак служит для приёма излишков воды при расширении и возврата её в систему при остывании, а также для удаления воды при чрезмерном её объёме. Бак герметичен не полностью, поэтому вода испаряется, вследствие чего необходимо постоянно возобновлять её уровень. В открытой системе отопления не используется насос. Система достаточно проста. Состоит из труб, стального расширительного бачка, радиаторов и котла. Применяются дизельные, газовые котлы и котлы на твёрдом топливе, кроме электрических.

В открытой системе отопления вода циркулирует медленно. Поэтому трубы при эксплуатации должны разогреваться постепенно, чтобы избежать их повреждения и закипания теплоносителя. Это может привести к преждевременному износу оборудования. Если в зимний период отопление не используется, то вода из системы обязательно сливается, во избежание замерзания трубопровода.

Чтобы циркуляция теплоносителя осуществлялась на необходимом уровне, необходимо производить монтаж отопительного котла в более низком месте системы, а в самом высоком устанавливать расширительный бак, например, на чердаке. Зимой расширительный бак необходимо утеплить. При установке трубопровода в открытой системе отопления требуется использовать минимальное количество поворотов, фасонных и соединительных деталей.

Закрытая система отопления

В закрытой системе отопления все элементы системы герметичны, отсутствует испарение воды. Циркуляция осуществляется при помощи насоса. Так называемая система с принудительной циркуляцией теплоносителя включает в себя трубы, котёл, радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос.

В закрытой системе отопления при повышении температуры клапан расширительного бака открывается и забирает излишки теплоносителя. При понижении температуры теплоносителя циркуляционный насос закачивает его обратно в систему. В данной системе отопления поддерживается давление в заранее установленных пределах. Благодаря этому, осуществляется функция деаэрации теплоносителя.

Для стабильной работы системы закрытого отопления также используется расширительный бак из высокопрочного металла. Это закрытый бак, состоящий из двух половин, завальцованных друг к другу.

Внутри располагается мембрана (диафрагма) из высокопрочной жаростойкой резины. Также внутри имеется небольшой объём газа (может быть азот, который закачивается на заводе-производителе, или воздух, накапливающийся в системе по необходимости). Мембрана разделяет бак на части: одна часть — куда поступают излишки воды при нагреве системы отопления, в другой части находится азот или воздух, не вступающие в прямое соприкосновение с водой. Таким образом, теплоноситель при нагреве поступает в расширительный бак и проникает в мембрану. При остывании теплоносителя газ, находящийся за мембраной, начинает выталкивать его обратно в систему.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

1. По месту размещения расширительного бака.В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
2. Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
3. В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы. Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
4. В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.
5. Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

• простое обслуживание системы;
• отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
• равномерный прогрев отапливаемого помещения;
• быстрый пуск и остановка системы;
• независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
• высокая надёжность;
• не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

• возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
• воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
• возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
• медленный нагрев системы после включения;
• необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
• невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
• достаточна громоздка;
• низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

• простой монтаж;
• нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
• возможность применения антифриза, не боясь размораживания системы отопления;
• путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
• из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
• самостоятельное регулирование давления;
• система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
• возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

• самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения;
• при работе насоса требуется электричество;
• для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор;
• при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
• размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
• бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
• возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней для него.

Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

Как правильно установить расширительный бак в системе отопления

Те, кто самостоятельно собирает и монтирует систему отопления, нередко задаются вопросом, как правильно установить расширительный бак. Предлагаю сначала разобраться, что такое расширительный бак вообще и зачем он нужен.

Расширительный бак в системе отопления

Физические свойства воды

Одно из физических свойств воды – практически нулевая способность сжиматься. Это значит, что при попытке уменьшить её объём (то есть сжать) происходит резкое увеличение давления.

А ещё вода (как и другие материалы) может увеличивать свой объем при нагревании. Это свойство называется термическое расширение. У воды оно начинается уже при температуре +4°C. Впрочем, при понижении температуры ниже этой отметки вода тоже начинает расширяться. Это явление называют парадоксом воды. При температуре в +4°C вода имеет наибольшую плотность: вес 1 л = 1 кг.

Однако для систем отопления этот парадокс не важен, потому что температура воды, подаваемой котлом в радиаторы, значительно выше.

Увеличение объёма воды при нагревании. Фото с сайта agrovodcom.ru

Возьмём ёмкость с переливом, который ограничивает объём, равный 1000 см³. Нальём в неё 1 л воды, имеющей температуру +4°C, а затем приступим к нагреву. Плотность воды начнёт уменьшаться, а объём – увеличиваться.

Так как перелив ограничивает известный объём, излишек воды выльется. При нагреве от +4°C до +90°C (обычная температура воды в системе отопления) этот излишек составит 39,95 см³ (или 34,7 г). Именно этот процесс и происходит в системе отопления, когда котёл нагревает воду.

Что такое расширительный бак

Вспомним: если мы пытаемся сжать воду (то есть в нашем случае уместить увеличившееся количество теплоносителя в заданный объём отопительной системы), растёт давление. Чтобы излишек воды, образовавшийся при нагреве, не испортил трубы и приборы, нужно его куда-то слить, как в мерную ёмкость в опыте.

Но сливать воду из системы отопления мы не можем. Значит, излишек нужно временно «отложить» в какой-нибудь «карман», чтобы потом, когда температура воды снизится, а плотность её повысится, он вернулся в систему, и вода заняла тот же объём, что был изначально.

Расширительный бак в системе отопления

В системе отопления таким «карманом», принимающим избыток воды, образующийся при тепловом расширении, служит расширительный бак. Его задача – быть демпфером (компенсатором) давления в системе.

Открытые и закрытые расширительные баки

Расширительные баки могут быть открытого и закрытого типа. То есть сообщающиеся с атмосферой или с контролируемым, хотя и изменяющимся давлением.

Открытый расширительный бак

Мензурка из описанного опыта, в которую вылился излишек воды при температурном расширении, и есть самый простой открытый расширительный бак. Его недостаток в том, что вылившуюся воду нужно вернуть в систему в ручном режиме. Попросту говоря, перелив обратно в ёмкость, в которой воду нагревали.

Естественно, для системы отопления такой примитивный способ не подходит. Поэтому расширительный бак открытого типа для отопления схематично выглядит так:

Схематичное устройство расширительного бака открытого типа. Иллюстрация из книги Сканави А. Н. и Махова Л. М. «Отопление»

Открытый расширительный бак можно либо купить готовый, либо сделать самостоятельно. Для этого подходит любая ёмкость нужного объёма, например, пластиковая канистра.

Расширительный бак закрытого типа

Сейчас чаще стараются использовать закрытые баки: они более компактны и лишены отрицательных черт открытых, которым свойственно обмерзание, насыщение теплоносителя кислородом, повышенная коррозийность. Баки закрытого типа герметичны и состоят из двух камер: водяной и воздушной.

Компенсация давления происходит следующим образом: излишек воды заполняет водяной отсек и давит на эластичную перегородку между двумя камерами, а воздух (или газ), находящийся в воздушном отсеке, сжимается. В отличие от воды газ можно подвергнуть значительному сжатию без сильного увеличения давления.

Разновидности мембран расширительного бака. Фото с сайта profiteplo.com

• с мембраной тарельчатой формы;
• с грушевидной мембраной.

Как правильно установить расширительный бак в системе отопления

Разобравшись с теоретическими основами и видами компенсационных ёмкостей, перейдём к главному вопросу: где и как установить расширительный бак в системе отопления.

Правильный ответ на него – где хотите. То есть расширительный бак можно установить и на «подаче» – магистрали системы, ведущей от котла к отопительным приборам, и на «обратке» – трубе, по которой вода возвращается в нагревательный прибор (котёл), отдав своё тепло радиаторам. Свою функцию буфера, сдерживающего рост давления, он будет выполнять в любом случае.

Расширительный бак, установленный на обратной магистрали

И в том и в другом способе есть свои плюсы и минусы. Место установки выбирают, ориентируясь на проектные особенности конкретной отопительной системы. А также на удобство монтажа и последующего обслуживания.

Нюансы

Открытый бак, в отличие от мембранного, можно установить в системе с естественной циркуляцией воды, то есть в энергонезависимой – не требующей электричества. В системе с принуждением необходим насос. Поэтому открытый расширительный бак устанавливается в самой высокой точке, расположенной выше всех отопительных приборов. Чаще всего такая точка находится на чердаке. Сегодня, когда подкрышное пространство в частных домах тоже задействуют, устраивая там жилое помещение, такой вариант часто оказывается неподходящим.

Ограничений по размещению закрытого бака нет. Он может стоять в любом удобном месте и в любом положении.

Схема установки открытого расширительного бака. 1 – котёл, 2 –магистраль подачи теплоносителя, 3 – открытый расширительный бак, 4 – отопительный прибор, 5 – насосный узел. Фото с сайта stroim-svoi-dom.ru

Хотя мембранный бак можно установить и перед отопительными приборами, и после них, обычно его монтаж проводят по второй схеме (на «обратке»). Потому что после котла вода, как правило, подаётся очень высокой температуры, от которой мембрана бака может в скором времени прийти в негодность. К тому же при таком варианте установки (после отопительных приборов) котёл и насос не подвергаются скачкам давления и работают в более комфортном режиме.

Следует обратить внимание, что если насос в системе внешний (не встроен в котёл), то компенсирующую ёмкость нужно устанавливать перед насосом, а не после него. Иначе расширительный бак будет реагировать на избыточное давление, создаваемое насосом, и работать неправильно.

Кстати, не спешите с выбором и покупкой расширительного бака. Прежде уточните, возможно, ваш котёл уже оборудован не только собственным насосом, но и компенсирующей ёмкостью, находящейся в корпусе котла.

Общие правила

Определив гипотетическое расположение расширительного бака, выберите правильно фактическое место его монтажа.

Расширительный бак нужно устанавливать так, чтобы его было удобно обслуживать