Закрытая и открытая системы отопления: какая лучше?

Системы теплоснабжения, работающие по закрытой схеме, – что это такое

Отличие данной схемы централизованного обогрева домов от предыдущей состоит в том, что горячая вода используется исключительно для отопления. Горячее водоснабжение обеспечивается по отдельному контуру или индивидуальными нагревательными приборами.

Циркуляция теплоносителя происходит по замкнутому кругу; возникающие незначительные потери восполняются за счет автоматической подкачки при потере давления.

Температура подаваемой воды регулируется непосредственно в котельной. Объем кипятка в этой системе сохраняется одинаковый. Таким образом, интенсивность нагрева помещений напрямую зависит от температуры жидкости, циркулирующей по трубам.

В этой схеме обогрева домов важную роль играют теплопункты. В них вода поступает от ТЭЦ, и уже там с ее помощью происходит нагрев теплоносителя, который и подается потребителям.

Основные требования к установке

Перед установкой отопительной системы, вне зависимости от ее разновидности, первым вашим шагом должно стать изучение всех действующих требований. Ввиду многочисленных особенностей, а также плюсов/минусов такой системы, учитывайте следующие моменты.

Все трубы горизонтальной направленности должны располагаться строго под уклоном.
Главный элемент – котел – должен располагаться в наинизшей точке всей системы, и напротив, расширительный бак – в наивысшей. Благодаря подобной разнице в высоте вы сможете получить максимальное давление.
Высота стояка также должна быть максимальной – это тоже внесет свою лепту в обеспечении нужного давления.
Избегайте большого количества поворотов и крепежей труб. Прежде всего, это тоже связанно с давлением. Кроме того, вы ведь ограничены в метраже.

А теперь несколько слов о площади отапливаемого здания. Открытая система теплоснабжения подходит исключительно для тех объектов, площадь которых не превышает 150 метров квадратных. Если же дом будет иметь большую площадь, недели указано выше, то отопление системой открытого типа будет не только нецелесообразным, но и экономически крайне не выгодным. Больше всего для подобных целей подходит именно закрытая система.

Что необходимо во время монтажа

Как мы знаем, подготовка всего необходимого для работы – это уже половина успеха. Так и здесь, для монтажа необходимы некоторые инструменты.

Бечевка.
Перфоратор.
Набор отверток.
Металлические уголки.
Монтажный уровень (на воде, но если можете, то лучше, конечно же, лазерный).
Сварочная аппаратура.
Пакля.
Материал для гидроизоляции.
Ключи.
Маркер.
Электродрель.

Особенности монтажа подобных систем

Монтаж должен начинаться с расчета мощности, ведь она – важнейшая из всего, что должно учитываться при проведении расчетов. Когда вы определитесь с мощностью, то сможете обеспечить себе и своим близким максимальный комфорт в доме. мощность должна определяться оптимальная, таким образом, чтобы системе не перегревала, но вместе с тем и не недогревала. Если ваш дом имеет более-менее стандартную планировку, а высота потолков у него примерно три метра, то параметры должны быть следующими:

На каждые 10 метров квадратных требуется порядка 1 киловатта.

Чтобы произведенный расчет был максимально полным и грамотным, вы должны учитывать и ряд других аспектов – к примеру, количество дверей и окон, материал, использованный при строительстве дома, и прочее. Позаботьтесь о том, чтобы схема была составлена заблаговременно (дело в том, что она отнимает достаточно много времени).

Кроме этого, вы должны определиться с теплоносителем. Кажется, что все просто, но в действительности это не так. В большинстве случаев используется вода – дешево и сердито, как говорят. Также заранее спланируйте время, которые вы потратите на установку.

Далее устанавливаются радиаторы (места под них должны определяться заранее), разумеется, в каждую из комнат. Оборудуйте стены соответствующими крепежами.

Обратите внимание! Желательно за каждым радиатором установить утеплитель – тепло будет экранироваться от него, а не покидать дом. Зачастую для этого используется фольга

Далее процедура происходит в следующем порядке – монтаж котла, расширительного бака и стояка. Затем нужно подключить все элементы, но именно от бака к батареям, но ни в коем случае не наоборот. В результате получится достаточно надежная и эффективная отопительная система, способная прослужить не одно десятилетие (разумеется, если пользоваться ею грамотно).

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

Автономное теплоснабжение жилого дома

В зданиях старого типа по проекту предусмотрена централизованная система. Индивидуальные схемы позволяют выбрать типы систем теплоснабжения в плане снижения расходов на энергоноситель. Здесь имеется возможность их мобильного отключения при отсутствии необходимости.

Проектирование автономных систем производится с учетом нормативов отопления. Без этого дом сдать в эксплуатацию невозможно. Следование нормам гарантирует комфорт для проживания жильцов дома.

Источником нагрева воды обычно служит газовый или электрический котел. Необходимо выбрать способ промывки системы. В централизованных системах применяется гидродинамический способ. Для автономной можно использовать химический. При этом необходимо учитывать безопасность влияния реагентов на радиаторы и трубы.

Открытая система теплоснабжения

В этом формате кипяток направляется в водопровод прямо из труб обогрева, что позволяет полностью избежать полного расхода даже в том случае, если будет отбираться весь его объем. Во времена СССР на данном принципе основывалась работа примерно половины всех тепловых сетей. Такая популярность была обусловлена тем, что схема помогала более экономично расходовать энергоресурсы и существенным образом снизить затраты на отопление в зимний период и горячее водоснабжение.

Однако такой способ, снабжать теплом и кипятком жилые дома, имеет немало недостатков. Все дело в том, что очень часто нагретая вода из-за двойного назначения не соответствует нормам санитарно-гигиенического характера. Носитель тепла может циркулировать по металлическим трубам достаточно длительное время прежде, чем поступит в краны. В итоге нередко она изменяет свой цвет и приобретает неприятный запах. Кроме того, неоднократно сотрудники санитарно-эпидемиологических служб выявляли в ней опасные микроорганизмы.

Необходимость фильтровать такую воду перед подачей ее в систему горячего водоснабжения сильно снижает эффективность и увеличивает себестоимость обогрева. При этом до текущего времени не существует по-настоящему действенного способа очищения такой воды. Значительная протяженность трубопроводов фактически делает эту процедуру бесполезной.

Циркуляция воды в такой системе происходит благодаря учету при конструировании термодинамических процессов. Нагретая жидкость поднимается и покидает нагреватель из-за повышения давления. В то же время прохладная вода создает несколько более низкое давление на входе в котел. Именно это и позволяет теплоносителю самостоятельно двигаться по коммуникациям.

Вода, как и любая другая жидкость, нагреваясь, увеличивается в объеме. Поэтому для того чтобы не допустить излишней нагрузки на теплосети, в их конструкции обязательно присутствует специальная открытая расширительная емкость, расположенная выше уровня котла и труб. Туда выдавливается излишек теплоносителя. Это и дает основание называть такую систему открытой.

Нагрев в данном случае происходит до 65 градусов Цельсия, и далее через водоразборные краны вода поступает непосредственно в дома потребителей. Эта система разрешает устанавливать недорогие простые смесители.

В связи с тем, что спрогнозировать, сколько горячей воды будет использовано, невозможно, она всегда подается с учетом самого высокого потребления.

Комплектация открытой сети

Для сборки контура открытого типа понадобятся следующие элементы:

нагревательное оборудование;
трубопроводы;
расширительный бак атмосферного типа;
отопительные приборы;
насосное оборудование понадобится только для водяного отопления открытого типа с насосом;
сливной вентиль;
кран для заполнения сети теплоносителем.

Котел

Открытые контуры могут работать с котлами следующих видов:

Нагревательное оборудование на газе целесообразно использовать в регионах, где есть газовые магистрали. Газовые котлы самые экономичные, но они устанавливаются после получения разрешения в газовой службе.
Твердотопливные агрегаты работают на дровах, угле, пеллетах или брикетах. В продаже есть котлы длительного горения, которые отличаются экономичностью, эффективностью, не требуют частой загрузки топлива.
Электрические нагреватели используются не так часто, потому что энергоресурсы довольно дорогие.
Агрегаты комбинированного тип могут работать на двух разных видах топлива, что позволяет сделать работу оборудования энергонезависимой.

Циркуляционный насос

Если сравнивать естественную и принудительную циркуляцию, то последняя намного лучше, потому что повышает эффективность системы отопления. Несмотря на потребление электроэнергии насосом, наблюдается экономия энергоносителя, который использует котел.

Насосное оборудование подбирают по диаметру труб в месте врезки, напору жидкости и производительности

При выборе насоса обращайте внимание на его технические характеристики

Расширительный бак

Расширительную емкость можно изготовить самостоятельно или купить. Бак из нержавеющей стали укомплектовывается открывающейся крышкой для контроля уровня теплоносителя. В верхней части емкости устанавливается патрубок для стравливания лишней жидкости.

Расширительный бак можно устанавливать в следующих точках сети:

на удаленном стояке;
в самой высокой точке системы;
на обратном трубопроводе;
вместе с насосным оборудованием, которое установлено на трубах подачи.

Радиаторы отопления

Открытое отопление может работать со следующими видами отопительных приборов:

Чугунные батареи идеально подходят открытым системам, потому что обладают большой инертностью, что обеспечивает экономию энергоносителя.
Стальные радиаторы с антикоррозионным покрытием легкие и недорогие, но от их использования лучше отказаться. Прибор быстро остывает, что приведет к частой работе нагревателя, перерасходу энергоносителя.
При выборе алюминиевых приборов отдайте предпочтение агрегатам с антикоррозионным покрытием. Они ценятся за долговечность, хорошую теплоотдачу, малый вес и привлекательность.
Самые дорогие биметаллические приборы. Они объединяют в себе достоинства стальных и алюминиевых приборов, но совершенно лишены их недостатков. Но их лучше использовать в централизованных сетях с высоким давлением.

Трубы

Для естественного тока теплоносителя понадобятся трубы большого диаметра.

Можно применять трубопроводы из следующих материалов:

стальные трубы почти не используются из-за сложности монтажа и большого веса;
трубопроводы из меди самые качественные и долговечные, но они очень дорогие;
металлопластиковые трубы сами по себе неплохие, но они соединяются на фитингах, которые часто дают протечки;
лучше выбрать элементы из сшитого полиэтилена с защитой от окисления и армированием;
есть еще один недорогой и практичный вариант – полипропиленовые трубопроводы с армированием с помощью стекловолокна.

Открытая система отопления.

Наиболее простой при монтаже и обладающий приемлемой эффективностью тип сети. К тому же отличается достаточно низкой ценой.

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:

Подача горячего теплоносителя из котла во все приборы.
«Обратка». Весь переизбыток жидкости направляется в расширительный бак и охлаждаясь поступает обратно в котёл.

Схема открытой системы теплоснабжения

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.

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.

Правовые основы отношений в области теплоснабжения

Отношения энергетических компаний и потребителей регламентирует ФЗ о теплоснабжении № 190, вступивший в силу с 2010 г.

В главе 1 излагаются основные понятия и общие положения, определяющие сферу правовых основ экономических отношений в теплоснабжении. В нее также входит обеспечение горячей водой

Утверждаются общие принципы организации поставки тепла, заключающиеся в создании надежных, эффективных и развивающихся систем, что очень важно для проживания в сложном российском климате.
Главы 2 и 3 отражают обширную область полномочий местных органов власти, которые управляют ценообразованием в сфере теплоснабжения, утверждают правила его организации, учет расхода тепловой энергии и нормативы ее потерь при передаче. Полнота власти в этих вопросах позволяет контролировать организации теплоснабжения, относящиеся к монополистам.
В главе 4 отражаются отношения между поставщиком тепловой энергии и потребителем на основании договора

Рассматриваются все правовые аспекты подключения к тепловым сетям.
Глава 5 отражает правила подготовки к сезону отопления и ремонта тепловых сетей и источников. В ней описывается, что делать при неплатежах по договору и несанкционированных подключениях к тепловым сетям.
В главе 6 определяются условия перехода организации в статус саморегулируемой в области теплоснабжения, организации передачи прав на владение и пользование объектом теплоснабжения.

Пользователи тепловой энергии должны знать положения ФЗ о теплоснабжении, чтобы отстаивать свои законные права.

Двухтрубная система с нижней разводкой

Далее мы будем рассматривать двухтрубные системы, отличающиеся тем, что они обеспечивают равномерное распределение тепла даже по самым большим домовладениям с множеством комнат. Именно двухтрубная система используется для обогрева многоэтажных домов, в которых очень много квартир и нежилых помещений – здесь такая схема работает великолепно. Мы же будем рассматривать схемы для частных домов.

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой.

Двухтрубная система отопления состоит из подающей и обратной труб. Между ними устанавливаются радиаторы – вход радиатора подключается к подающей трубе, а выход – к обратной. Что это дает?

Равномерное распределение тепла по помещениям.
Возможность регулировки температуры в помещениях путем полного или частичного перекрывания отдельных радиаторов.
Возможность обогрева многоэтажных частных домов.

Существуют две основные разновидности двухтрубных систем – с нижней и верхней разводкой. Для начала мы рассмотрим двухтрубную систему с нижней разводкой.

Нижняя разводка используется во многих частных домах, так как позволяет сделать отопление менее видимым. Подающая и обратные трубы проходят здесь рядом друг с другом, под батареями или даже в полах. Удаление воздуха осуществляется через специальные краны Маевского. Схемы отопления в частном доме из полипропилена чаще всего предусматривают именно такую разводку.

Достоинства и недостатки двухтрубной системы с нижней разводкой

При монтаже отопления с нижней разводкой мы можем спрятать трубы в полу.

Давайте посмотрим, какими положительными чертами обладают двухтрубные системы с нижней разводкой.

Возможность маскировки труб.
Возможность использования радиаторов с нижним подключением – это несколько упрощает монтаж.
Минимизируются тепловые потери.

Возможность хотя бы частично сделать отопление менее видимым привлекает многих людей. В случае с нижней разводкой мы получаем две параллельные трубы, идущие вровень с полом. При желании их можно завести под полы, предусмотрев эту возможность еще на этапе проектирования системы отопления и разработки проекта строительства частного дома.

Если использовать радиаторы с нижним подключением, появляется возможность почти полностью спрятать все трубы в полах – подключение радиаторов выполняется здесь с помощью специальных узлов.

Что касается недостатков, то они заключаются в необходимости регулярного ручного удаления воздуха и необходимости использования циркуляционного насоса.

Особенности монтажа двухтрубной системы с нижней разводкой

Пластиковый крепеж для труб отопления разного диаметра.

Для того чтобы смонтировать систему отопления по данной схеме, необходимо проложить по дому подающую и обратную трубы. Для этих целей в продаже есть специальный пластиковый крепеж. Если используются радиаторы с боковым подключением, делаем отвод от подающей трубы к верхнему боковому отверстию, а забираем теплоноситель через нижнее боковое отверстие, направляя его в обратную трубу. Рядом с каждым радиатором ставим спускники воздуха. Котел в такой схеме устанавливается в самой нижней точке.

Здесь используется диагональное подключение радиаторов, что увеличивает их теплоотдачу. Нижнее подключение радиаторов уменьшает тепловую мощность.

Такая схема чаще всего делается замкнутой, с использованием герметичного расширительного бака. Давление в системе создается с помощью циркуляционного насоса. Если нужно обогреть двухэтажный частный дом, прокладываем трубы на верхнем и нижнем этажах, после чего создаем параллельное подключение обоих этажей к отопительному котлу.

Особенности закрытой системы

Тепловая магистраль выполнена в виде отдельного замкнутого контура. Вода в ней подогревается через теплообменники от магистрали ТЭЦ. Здесь требуются дополнительные насосы. Температурный режим получается более стабильный, а вода — лучше. Она остается в системе и не забирается потребителем. Минимальные потери воды восстанавливаются автоматической подпиткой.

Закрытая автономная система получает энергию от теплоносителя, поступающего на Там вода доводится до необходимых параметров. Для систем отопления и горячего водопровода поддерживаются разные температурные режимы.

Недостатком системы является сложность процесса водоподготовки. Также дорого обходится доставка воды в тепловые пункты, расположенные далеко друг от друга.

Плюсы и минусы систем открытого типа

Система открытого теплоснабжения, как и любое другое изобретение человека, имеет свои преимущества и, к сожалению, недостатки. Но начнем с хорошего – с плюсов.

Помещение будет обогреваться предельно равномерно, благодаря чему создается максимально комфортная и уютная атмосфера в доме.
Такие системы целиком независимы от подачи электроэнергии, которая, как все мы знаем, очень любит исчезать тогда, когда мы ждем этого меньше всего.
Установка открытых систем производится достаточно просто, равно как дальнейшее их обслуживание.
Данная система лишена насоса для циркуляции, который нередко ломается, как и все механизмы в принципе, благодаря чему срок ее эксплуатации достаточно большой.
Наконец, все то же отсутствие насоса дает еще одно преимущество – при работе система не будет шуметь или вибрировать, так что никакого дискомфорта вы испытывать не будете.

Но, невзирая на многочисленные достоинства, популярность систем открытого типа ежегодно падает ввиду некоторых недостатков, коими она обладает. А они (недостатки) заключаются вот в чем.

Для того чтобы прогреть трубопровод и все радиаторы, необходимо достаточно много времени.
Большие материальные затраты, связанные с тем, что необходимы трубы с большим диаметром.
Как упоминалось выше, вы не сможете использовать в роли теплоносителя не воду, а антифриз.
Составление схемы отопления сопряжено с определенными трудностями, связанные с тем, что горизонтальные участки трубопроводов должны располагаться под уклоном.
Из-за применения негерметичного расширительного бака в систему может проникать воздух.
Более того, тот же бак создает риск замерзания воды.
Наконец, не используется насос циркуляции, так что общая длина системы должна быть не более 30 погонных метров.

Как мы видим, минусов все таки больше, чем плюсов. Так что открытая система не подходит для домов, которые имеют несколько этажей или площадь которых больше средней.