Закрытая и открытая система отопления на примерах схем

Что это такое?

Благодаря искусственному обогреву помещений разного назначения удаётся возмещать тепловые потери и поддерживать заданные температурные показатели. Условия теплового комфорта для проживания предполагают эксплуатацию открытой или закрытой отопительной системы. Любой тип сети теплового снабжения обладает неоспоримыми преимуществами и определёнными минусами, которые нужно учитывать при выборе схемы.  

Достоинства и недостатки

Открытая система основана на термодинамических законах. К её основным достоинствам можно отнести:

  • энергонезависимость;
  • естественную циркуляцию теплового носителя;
  • простоту обслуживания;
  • бесшумную работу;
  • минимум оборудования;
  • высокий уровень надёжности;
  • лёгкость самостоятельного монтажа.

Значимые недостатки представлены громоздкостью, риском появления кавитации, разрушающей элементы системы и низким КПД. Кроме прочего, эксплуатация открытой теплосети предполагает строгий контроль уровня теплоносителя, а также невозможность применения антифриза.

Отличия от закрытой системы

Автономные отопительные системы имеют ряд существенных отличий от теплосети закрытого типа. Особенности и основные различия в обязательном порядке учитываются при выборе оптимального варианта теплоснабжения помещения.

Параметры

Открытая

Закрытая

Соединение с атмосферой

Постоянное

Отсутствует

Резервуар

Вместительный круглый или прямоугольный бак со сливной трубой

Двухкамерный с мембраной, рассчитанный на максимальное давление

Место монтажа

В самой высокой точке монтируемой системы

Не имеет принципиального значения

В условиях централизованного отопления (квартиры) открытая система основана на подведении непосредственно к кранам горячего водоснабжения. Носитель тепла предварительно проходит дополнительное обезвоздушивание и обязательную очистку, а после использования сливается в канализационный коллектор.

Причины появления свищей

Причины образования свищей на водопроводной трубе, чаще всего сводятся к одному знаменателю. Это воздействие коррозии.

Самый подходящий показатель температуры для коррозийных образований – это +15 градусов. Чаще всего трубопрокатные материалы в данном режиме находятся в весенний, летний и осенний периоды.

Металл с каждым годом в таких изделиях все больше истончается. И вот приходит момент, когда коррозия прорывает стенку полностью. В результате образуется протечка.

Устранить эту проблему необходимо сразу, не выжидая пока она не превратиться в большую неприятность. Если протечка маленькая, то заделать ее можно под давлением, не отключая подачу воды.

К самым часто встречающимся проблемам, в результате которых течет отопительная труба, относятся:

  • длительное время эксплуатации и сильная коррозия;
  • некачественные монтажные работы, плохие стыки соединений;
  • нагрузки разного типа на составляющие отопительной системы.

Так как в трубе постоянно находится вода под давлением, а с внешней стороны на нее действуют температурные перепады воздуха, может образоваться конденсат, который приводит к окислению металла и ускоряет коррозийные процессы.

Открытая система обогрева

Открытая система обогрева схема которой подразумевает наличие бака расширительного, применяется в большинстве домов. При расширении остатки жидкости проникают собственно в расширительный бак. Также, при избытке воды в системе она также поступает в бачок.

Расширительный бак не герметичен, что обуславливает постоянное исчезновение воды, благодаря этому ее следует иногда доливать. Схема открытой системы обогрева неимоверно проста, однако при этом выделяется надежностью. Открытая система теплоснабжения не учитывает наличие насоса. Кол-во входящих в систему компонентов довольно невелико: трубопровод, бак расширительный, радиаторы и котел. В подобной конструкции можно ставить любые котлы, не считая электрических.

Жидкость в открытой отопительной системе двигается очень медленно, благодаря этому трубы в процессе применения необходимо понемногу прогревать, чтобы устранить их износ и закипание воды (детальнее: «Как устроена система обогрева открытого типа – схема системы отопления»).

Для оснащения хорошей циркуляции котел отопления должен быть поставлен на самом невысоком уровне, а в наивысшей точке системы размещается бак расширительный. Для применения открытой системы обогрева в зимних условиях бачок необходимо утеплить. При трубопроводной прокладке для подобной системы лучше всего применять минимум деталей для соединения.

Автономные системы отопления

Вода, которой заполнены котел, трубы и радиаторы, при нагревании расширяется. Давление внутри резко повышается. Если не предусмотреть возможность удаления добавочного объема воды, то произойдет разрыв системы. Компенсация изменений объемов воды при изменении температуры происходит в расширительных сосудах. С ростом температуры, избыток воды, перемещается в расширительный сосуд. С уменьшением температуры система дополняется водой из расширительного сосуда.

Открытая система постоянно соединена с атмосферой через открытый расширительный сосуд. Сосуд выполняется в виде прямоугольного или круглого бака. Форма значения не имеет

Важно чтобы он имел достаточную емкость, чтобы вместить дополнительный объем воды, образующийся от температурного расширения циркуляционной воды. Расширительный сосуд размещается в самой высокой части системы отопления

С системой отопления сосуд соединен трубой, которую называют стояк. Стояк присоединяется в нижней части бака – к днищу или боковой стенке. В верхней части расширительного бака присоединяется сливная труба. Она выводится в канализацию или на улицу за пределы здания. Сливная труба нужна на случай переполнения бака. Она же и обеспечивает постоянное соединение бака и системы отопления с атмосферой. Если система заполняется водой вручную ведрами, бак дополнительно оборудуется крышкой или люком. Если емкость бака выбрана правильно, то уровень воды в баке проверяется перед включением отопления. Давление воды в «открытой системе» равно атмосферному давлению, и не меняется при изменении температуры воды, которая циркулирует в системе. Устройство безопасности от повышения давления не требуется.
Закрытая система изолирована от атмосферы. Расширительный сосуд герметичный. Форма сосуда выбрана так, чтобы он выдерживал наибольшее давление при минимальной толщине стенок. Внутри сосуда находится резиновая мембрана, которая разделяет его на две части. Одна часть заполнена воздухом, другая часть присоединяется к системе отопления. Расширительный сосуд может быть установлен в любой точке системы. При увеличении температуры воды избыток поступает в расширительный сосуд. Воздух или газ в другой половине мембраны сжимается. При снижении температуры, давление в системе уменьшается, вода из расширительного сосуда под действием сжатого воздуха вытесняется из расширительного сосуда в систему. В закрытой системе давление выше, чем в открытой системе и постоянно меняется в зависимости от температуры циркулирующей воды. Кроме того закрытая система обязательно оборудуется предохранительным клапаном на случай опасного повышения давления и устройством для выпуска воздуха.

Открытая система отопления

Классификация

Системы теплоснабжения подразделяются на:

  • Централизованные
  • Местные (их еще называют децентрализованными).

Они могут быть водяными

ипаровыми. Последние используются в наши дни не часто.

Местные системы теплоснабжения

Здесь все просто. В местных системах источник тепловой энергии и ее потребитель находятся в одном здании или очень близко друг к другу. Например, в отдельном доме установлен котел. Нагретая в этом котле вода в последствии используется для удовлетворения нужд дома в отоплении и горячей воде.

Централизованные системы теплоснабжения

В централизованной системе теплоснабжения источником тепла служит или котельная, которая вырабатывает тепло для группы потребителей: квартал, район города или даже весь город.

При такой системе тепло транспортируется к потребителям по магистральным тепловым сетям. От магистральных сетей теплоноситель подается в центральные тепловые пункты (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП). От ЦТП тепло уже по квартальным сетям поступает в здания и сооружения потребителей.

По способу подключения системы отопления системы теплоснабжения подразделяются на:

Зависимые системы — теплоноситель от источника тепловой энергии (ТЭЦ, котельная) поступает непосредственно к потребителю. При такой системе в схеме не предусмотрено наличие центральных или индивидуальных тепловых пунктов. Выражаясь простым языком, вода из тепловых сетей поступает напрямую в батареи.

Независимые системы — в этой системе присутствуют ЦТП и ИТП. Теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, нагревает воду в теплообменнике (1й контур — красные и зеленые линии). Нагретая в теплообменнике вода циркулирует уже в системе отопления потребителей (2 контур — оранжевые и синие линии).

По способу присоединения системы горячего водоснабжения системы теплоснабжения подразделяются на:Открытые. В открытой системе теплоснабжения вода для нужд ГВС отбирается непосредственно из тепловой сети. К примеру, зимой вы пользуетесь отоплением и горячей водой «из одной трубы». Для такой системы справедлив рисунок зависимой системы теплоснабжения.

1. 2. 3.

Благодаря теплоснабжению дома и квартиры обеспечиваются теплом, а соответственно в них комфортно находиться. Одновременно с обогревом жилые строения, промышленные объекты, общественные здания получают горячее водоснабжение для бытовых или производственных потребностей. В зависимости от способа доставки теплоносителя на сегодняшний день существуют открытые и закрытые системы теплоснабжения.

Одновременно схемы обустройства систем теплообеспечения бывают:

  • централизованными — ими обслуживаются целые жилые районы или населенные пункты;
  • местными – для обогрева одного строения или группы зданий.

Оценка

Мы разобрались в том, что такое открытая схема горячего водоснабжения. Теперь давайте попробуем дать ей оценку на фоне альтернативы — закрытой схемы теплоснабжения (с нагревом воды для хознужд в теплообменнике, использующем теплоту теплоносителя).

Преимущества

Они очевидны: простота и дешевизна. Элеваторный узел не содержит сложного и дорогостоящего оборудования. Его обслуживание сводится лишь к ежегодной ревизии задвижек и вентилей, а также к периодической поверке размеров сопла (оно тоже страдает от абразивного износа).

Снятые для поверки элеватор и сопло

Недостатки

Увы, их куда больше.

  • Низкое качество воды. Если вода в системе ХВС (нагреваемая в теплообменнике в закрытой системе теплоснабжения) — питьевая и должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.10749-01, то теплоноситель системы отопления может содержать большое количество взвесей, окислов железа и прочих примесей;
  • Большая вероятность гидроударов. Если быстро остановить циркуляцию в теплотрассе или элеваторе (например, резко повернув рычаг шарового крана), инерция потока воды вызовет кратковременный скачок давления на его фронте;

Последствия гидроудара в системе ГВС

Сильное влияние человеческого фактора на фактические параметры водоснабжения. Об этом — чуть подробнее.

Главное, чем отличается от закрытого открытое горячее водоснабжение — нормы температуры и давления. Они соответствуют параметрам теплотрассы: давление варьируется от 3 до 7 кгс/см2, а температура воды должна укладываться в диапазон 50-75 градусов.

Для сравнения — из теплообменника в закрытой системе теплоснабжения подается вода с давлением 1,5-5 кгс/см2 и температурой 50-65°С.

Однако если ленивый или забывчивый слесарь не переключит ГВС на обратку с наступлением холодов, в систему ГВС из элеваторного узла будет поступать вода с подачи, которая, напомним, может нагреваться до 150 градусов, что запредельно много для всех видов полимерных и металлополимерных труб, гибких подводок и резиновых прокладок на кранбуксах.

Пластиковые и гибкие подводки очень плохо переносят длительный перегрев

Критерии выбора системы обогрева

Вариантов выбора всего два — закрытая или открытая система отопления дома. Задумывался ли кто, почему первые созданные системы были только открытыми? А открытыми они были по одной простой причине – котлы, нагревающие воду, были твердотопливными. При прекращении циркуляции вода в котле закипает, взрыв котла предотвращает предохранительный клапан, но погасить его быстро невозможно. Поэтому закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией стали применять для электрических и газовых котлов, которые можно выключить автоматически в любой нужный момент.

Открытая система отопления

Открытая система отопления в настоящее время считается устаревшей и применяется в небольших частных домах и загородных дачах. При этом нужна установка расширительного бака в открытой системе отопления в самой высшей точке разгонного коллектора, для обеспечения циркуляции под действием гравитации.

Современная открытая схема системы отопления с закрытой системы позаимствовала важнейший агрегат – циркуляционный насос. Он обычно используется при пуске системы для уменьшения ее инерционности. Затем в процессе работы насос выключается и открывается байпас. Знать, куда ставить насос в системе отопления, необходимо для его надежной и длительной работы. Насос ставится в точке с наименьшей температурой теплоносителя, обычно в «обратке» около котла.

Система называется «открытой» потому, что атмосферный воздух постоянно контактирует с водой в открытом расширительном баке.

Открытая система проста, надежна, а ее стоимость минимальна. Существует ошибочное мнение, что ее монтаж обходится дороже, потому что для подобных систем требуются трубы большего диаметра. Если учесть для закрытой системы отопления стоимость циркуляционного насоса, расширительного мембранного бак и затраты на электроэнергию, то монтаж обойдется явно не дешевле. В некоторых случаях альтернативы применению открытой системы отопления не существует. Например, при отсутствии электроснабжения.

Основные преимущества отрытых систем обогрева:

  1. чрезвычайная простота при монтаже и обслуживании;
  2. бесшумность работы;
  3. энергонезависимость;
  4. надежность работы с котлами любых типов;
  5. относительно низкие затраты на приобретение оборудования, труб и арматуры.

Конечно, простая и надежная открытая система отопления схема ее обычно двухтрубная, не лишена недостатков:

  • испарение жидкости в расширительном баке делает невозможным применение антифриза, за уровнем воды в баке необходимо следить;
  • большая инерционность системы, для устранения этого недостатка устанавливают циркуляционный насос и байпас;
  • для сложных контуров многоэтажных домов с теплыми полами система не подходит из-за большого гидравлического сопротивления подобных систем обогрева.

Закрытая система отопления

Если выбрана система отопления закрытого типа схема которой может быть любой – однотрубной или двухтрубной, с теплыми полами или без, то ее основной признак – отсутствие контакта теплоносителя с воздухом, т. е. она полностью герметична. Движение теплоносителя в контуре обеспечивает циркуляционный насос. а тепловое расширение жидкости компенсируется в герметичном мембранном расширительном баке. Применение принудительной циркуляции облегчает монтаж, ведь не нужно строго выдерживать уклон труб, которые могут быть меньшего диаметра. Наличие насоса делает систему энергозависимой.

С увеличением этажности частных домов и сложности контуров отопления применяется в основном система отопления закрытого типа, в составе которой может быть несколько циркуляционных насосов, коллекторная лучевая разводка и автоматизированное электронное управление температурой разных помещений. В закрытом контуре схема установки расширительного бака в системе отопления отличается от его размещения в открытой системе. Самый оптимальный вариант, размещение мембранного бака в «обратке» вблизи котла.

Популярная закрытая система отопления имеет как преимущества, так и некоторые недостатки:

  1. в закрытой системе полностью отсутствует испарение, следовательно, можно применить антифриз в качестве теплоносителя;
  2. относительно меньшие расходы на трубы контура, трубы можно скрыть под полом или отделкой;
  3. упрощается монтаж, не нужно тщательно вымерять углы наклона трубопровода;
  4. небольшая инерционность системы и высокая теплоотдача;
  5. незначительное количество кислорода в теплоносителе уменьшает коррозию стальных труб.

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

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.

Открытая система отопления

Для разрешения вопросов, касающихся авторских прав, прошу написать мне письмо

Закрытая система отопления есть система, в которой мы имеем закрытый расширительный бачок. Он никак не соединен с атмосферой. Но в нем есть мембрана. Эта мембрана создает на воду давление, которое действует против давления излишков воды в системе. Если бачок переполнился, то давление продолжает расти, достигает некоторого предела, на котором срабатывает предохранительный клапан, который выпускает лишнюю воду. Можно сделать вывод, что закрытая система отопления может работать только под давлением большим, чем естественное. Иначе образуются вакуумные полости и циркуляция прекратится.

Закрытая система отопления

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.

Что делать, если в системе падает/возрастает давление

Если обнаружили снижение давления, первым делом нужно выключить насос. И делее действовать исходя и з показаний манометра:

  • Если статическое давление тоже падает – где-то есть течь. Нужно осмотреть все элементы и устранить ее. Учтите, что причиной может быть даже очень маленькая дырка (меньше миллиметра), так что найти повреждение бывает сложно. При большой протяженности трубопровода можно локализовать участок утечки: поочередно отключать ветки. Как только падение прекратилось, участок определен – разгерметизация на том, который только что отключили.
  • Если при отключенном насосе давление стабильно – вышел из строя насос, его нужно нести в ремонт или менять.

Рост давления наблюдается реже, но также бывает. Он вызван обычно повышением температуры в системе, а она поднимается из-за недостаточной циркуляции теплоносителя. А вот почему плохо циркулирует теплоноситель нужно разбираться.

  • Сначала проверяем работоспособность насоса. Отключаем и смотрим. Если рост давления продолжается, дело не в насосе. Если стабилизировалось — виноват он.
  • Прочищаем фильтры и грязевики.
  • Если давление по-прежнему растет, может быть образовалась воздушная пробка – спускаем воздух в системе.
  • Если и это не помогло, проверяем состояние запорных кранов – может случайно или намеренно кто-то его закрыл, перекрыв поток теплоносителя.
  • Еще одна причина – из-за поломки или сбоя автоматики система под постоянной подпиткой.

По этому алгоритму вы сможете самостоятельно определить причину нештатного состояния системы отопления и устранить ее.

Разновидности коммуникаций по типу циркуляции

Типы циркуляции воды в системе отопления

В открытых и закрытых магистралях теплоноситель может двигаться двумя способами.

Естественная циркуляция

Система организуется без насоса, работает от разницы плотности жидкости при нагреве и охлаждении. Теплоноситель греется в котле, приобретает меньшую плотность и легкость, в результате чего направляется вверх. В холодном состоянии вода движется по выдающему стояку – трубе с большим диаметром. По разводке и к отопительным устройствам теплоноситель двигается сверху вниз, охлаждаясь при отдаче тепла.

В холодном состоянии плотность воды повышается, и она направляется на отопительный резервуар. Трубопровод выполняется под наклоном. Систему отличает энергонезависимость – может использоваться в частном доме или на даче. В числе минусов естественной циркуляции:

  • сложность монтажа за счет труб с большим диаметром;
  • неэстетичный внешний вид;
  • необходимость периодической доливки теплоносителя;
  • маленькая квадратура обогреваемых комнат.

В системе используется негерметичная открытая емкость.

Принудительная циркуляция

Для коммуникаций применяется циркуляционный насос, активизирующий движение воды. Система отличается простотой обустройства, расширенными возможностями и небольшим диаметром труб. Пользователь сам регулирует температуру или выставляет ее в автоматическом режиме. Недостаток принудительной циркуляции – энергозависимость.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий