Открытая система отопления. Устройство, особенности работы и важные нюансы монтажа

    Терминология, используемая в современной сантехнике, рассчитана на профильных специалистов. Поэтому заказчику ни о чем не говорит такое понятие, как открытая система отопления. Не вникнув в ее суть, он хватается за главный аргумент, преподносимый инсталляторами. Независимость от внешних линий электроснабжения – довод весомый. При этом о современных альтернативах этой системе обогрева, ее особенностях и недостатках многие владельцы усадеб представления не имеют.

Цель этой статьи – объективный анализ работы открытого отопительного контура, обзор его составных частей, описание вариантов разводки и нюансов монтажа.Открытая система отопления

Как работает открытая система отопления

    Принцип ее функционирования прост: нагретая котлом вода расширяется в объеме и создает давление. Для полноценного круговорота «прямая магистраль – обратка» его не всегда хватает. Поэтому в открытой системе отопления трубы монтируют с небольшим уклоном в сторону движения теплоносителя. Сила гравитации помогает жидкости течь в нужном направлении.

    Поскольку котел работает в разных температурных режимах, то объем жидкости в системе периодически меняется. Для компенсации ее избыточного расширения используется открытый бак. Его ставят в самой высокой точке трубной разводки на стояке, расположенном рядом с отопительной установкой. Компенсационная емкость снабжается тремя отверстиями. Через первое поступает излишек жидкости, через второе происходит ее сброс в канализацию. Третье служит для выпуска воздуха.

    Попутно отметим, что открытый расширительный бак дал название рассматриваемой нами системе. Ее главное преимущество очевидно: для циркуляции теплоносителя не нужен электрический насос. Поскольку движение воды активирует сила всемирного тяготения, открытую систему отопления часто называют гравитационной.

    Вы спросите, а почему нагретая вода течет только в одном направлении, а не поступает из котла и в прямую магистраль, и в обратную? Все очень просто. На «обратке» ставят клапан, пропускающий жидкость только в одну сторону. Если не врезать его в трубу, то отопление работать не будет.

Работу открытого контура можно условно разделить на два этапа:

1. Подача.
2. Обратка.

    Нагретая жидкость из отопительной установки движется к радиаторам. Ее излишек выдавливается в расширительный бачок. Отдавая тепло, она остывает и возвращается в котел для получения новой порции энергии.

    Скорость потока теплоносителя в гравитационном контуре невелика (до 0,3 м/с). Для ее повышения в систему ставят циркуляционный насос. Этот вариант принято называть усовершенствованным. Скорость жидкости в этом случае возрастает до 0,7 м/с, обеспечивая более быстрый и равномерный прогрев радиаторов.

    Внедрение насоса не нарушает принципа энергонезависимости системы. Для того чтобы при отключении энергии она продолжала функционировать, помпу ставят на обводной (байпасной) ветке. Лучшее место для ее монтажа – обратная линия. Здесь температура жидкости минимальная, что положительно сказывается на работе и ресурсе насоса.

    Для регулирования движения жидкости используют два запорных крана. Один ставят на байпасный трубопровод. Второй – на обратную магистраль на участке врезки обводной насосной ветки. Пока в домовой сети есть электроток, кран на обратке закрыт и теплоноситель движется через насос. При отключении электроэнергии кран на байпасе закрывают, а на обратке 

Скорость потока теплоносителя

открывают. Жидкость при этом начинает двигаться по основному контуру.

Одна или две трубы. В чем разница?

Для монтажа открытого отопительного контура используют два варианта разводки:

1. Однотрубную.
2. Двухтрубную.

    В первом случае для подачи жидкости в радиаторы и ее возврата к котлу монтируется одна магистраль. В двухтрубной системе ставят две независимые друг от друга трубы: подающую и обратную.

    Схема с одной трубой дешевле и проще в монтаже. Однако по эффективности работы она уступает двухтрубной.

    Двухтрубное решение обходится дороже и требует участия монтажников высокой квалификации. При этом затраты времени и средств полностью оправдываются во время эксплуатации. В отличие от однотрубного решения, при котором теплоноситель по мере движения к котлу успевает остыть, в двухтрубной схеме достигается равномерный прогрев всех батарей. Остывшая жидкость сразу же идет в обратку, не перетекая в другие радиаторы.

Как следует монтировать открытую систему

При выполнении монтажа необходимо принимать во внимание следующие моменты:

1. Нормальная циркуляция жидкости будет только в том случае, когда котел ставят в самой низкой точке магистрали. Расширительный бак, напротив, должен быть смонтирован в самом высоком месте трубной разводки. Оптимальная зона его размещения – чердак.
2. Для исключения замерзания воды в зимний период стояк и сам компенсационный бак следует качественно утеплить.
3. При проектировании схемы разводки следует минимизировать количество поворотов труб и соединительных элементов. Каждый из них создает дополнительное гидравлическое сопротивление движению теплоносителя.
4. Поскольку скорость потока жидкости в открытом контуре невелика, то разогрев котла должен осуществляться медленно. Закипание теплоносителя отрицательно сказывается на ресурсе труб и радиаторов.
5. Если зимой система отопления не будет задействована, то до начала холодов воду из нее нужно полностью слить. Это убережет от разрушения не только трубы и радиаторы, но и сам котел.
6. Уровень жидкости в расширительной емкости следует периодически контролировать, восполняя потери. Если этого не делать, то в магистрали появятся воздушные пробки. Теплоотдача радиаторов при этом заметно снизится.
7. Предпочтение в качестве теплоносителя следует отдавать воде. Антифриз из-за его токсичности в открытом контуре лучше не применять.

    Большое значение при монтаже должно уделяться соблюдению нормативного уклона тепловой магистрали. При монтаже труб его величина должна составлять от 5 до 10 мм на один погонный метр горизонтального участка. В противном случае произойдет попадание воздуха в радиаторы и падение их мощности. Уклон подающей ветки делают в сторону радиаторов. 

Коллекторная врезка

На обратке он должен быть направлен в сторону котла.

    Кроме того, гравитационный контур нуждается в установке труб большего диаметра, чем насосный (от 50 до 80 мм). Максимально допустимая протяженность разводки здесь почти в 2 раза меньше (не более 30 метров).

    В отличие от насосной схемы теплоснабжения частного дома, где трубы идут на уровне пола, в открытом контуре их расположение иное. Подающая магистраль крепится под потолком. Обратная монтируется в подвальном помещении (где стоит котел) или прокладывается на уровне пола первого этажа.

Можно ли сделать теплый пол в гравитационной (открытой) системе отопления

Востребованная у владельцев частных домов опция «теплый пол» вполне доступна для варианта с открытым контуром.

    Для подключения трубной разводки теплого пола в подающую ветку делается коллекторная врезка. Независимый нагрев двух контуров (радиаторного и подпольного) обеспечивается установкой на каждую линию регулятора температуры. Это усложняет структуру системы, но делает ее более удобной в эксплуатации. Подающую магистраль в этом случае придется поднять еще выше, проложив по чердаку. Ее утепление – обязательное условие безаварийной работы.

    Кроме теплого пола, в открытую систему можно встроить бойлер косвенного нагрева. Его нужно смонтировать достаточно высоко (на 30-50 см ниже компенсационной емкости). Увеличить скорость движения теплоносителя в этом случае можно, подключив к бойлеру насос. Кроме этого, в магистраль водонагревателя придется поставить обратный клапан. Он необходим для предотвращения рециркуляции жидкости.

    Сохранить работоспособность открытого контура с бойлером в период отключения электроэнергии несложно. Для этого его нужно установить на байпасную (обводную) линию, снабженную запорным краном. Отключив ее, мы уменьшим потери давления и обеспечим нормальную циркуляцию жидкости в тепловой магистрали.

    АвтоматикаРезонный вопрос по этому поводу звучит так: кто будет следить за тем, чтобы в момент обесточивания сети байпасные ветки бойлера и циркуляционного насоса в обратке были перекрыты? Это посильная задача для грамотных специалистов-сантехников. Они установят автоматику. Она выполнит все необходимые переключения.

Последовательность работ

    Монтаж двухтрубной системы начинают с установки водогрейного котла. От него отводят стояк, соединяемый с расширительным бачком. В верхней части емкости ставят переливную трубу, подключаемую к внутридомовой канализации. Далее выполняется прокладка подающей трубы к радиаторам. Каждый из них подключают к обратной магистрали.

Завершающая операция – заливка теплоносителя. Если в точках соединений труб контура не обнаружено подтеканий, то можно запускать котел.

Недостатки открытых систем

К числу недостатков гравитационной схемы можно отнести ограниченную область применения. Такое отопление будет нормально работать лишь в небольшом по площади одно- или двухэтажном доме (до 60 м2). Если в систему внедрен циркуляционный насос, то площадь обогрева можно увеличить. К сожалению, при отключении электроэнергии в этом случае нельзя рассчитывать на естественную циркуляцию теплоносителя. Создаваемого гравитацией давления будет недостаточно.

Подводя итог, отметим, что открытая система отопления в чистом виде уступает закрытому (насосному) варианту разводки. Энергонезависимость насосного оборудования обеспечить несложно. Для этого в линию его электроснабжения нужно установить источник бесперебойного питания, оснащенный емкими аккумуляторами.

Они способны поддерживать автономный режим в течение нескольких суток, поскольку суммарная мощность насосов и автоматики невелика. Выгода такого решения заключается не только в возможности использовать трубную разводку меньшего диаметра. Для принудительной циркуляции нет отграничений по протяженности трассы и этажности здания.