Схема открытой системы отопления с баком и циркуляционным насосом

Простота сборки, эффективность работы – основные показатели, которыми обладает открытая система отопления. Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки схемы. Хозяину пригодится обзор основных и вспомогательных элементов конструкции для обеспечения бесперебойной и длительной эксплуатации.

Что такое открытая система отопления

Открытой магистраль называется по типу расширительного бака – это емкость без крышки, которая монтируется в самой верхней точке конструкции. Классическая схема открытой системы отопления отличается от герметичной параметрами давления в магистрали. Давление всегда равно тому, которое поддерживается атмосферой.

Поэтому для обустройства конструкции нужно намного меньше комплектующих, расчеты проще. Движение теплоносителя может быть гравитационным самотечным и принудительным. Первое обеспечивается физическими свойствами расширения воды при нагревании, второе – насосным оборудованием.

Принцип работы, преимущества и недостатки

Чтобы компенсировать повышение объема при расширении нагретой воды, в верхней точке конструкции устанавливается бак с достаточным свободным объемом для компенсации увеличения количества жидкости. Поскольку бак открытый, то он выполняет функции воздухоотводика – скопления газов в трубах выходят естественным путем. Необходимо поддерживать определенный слой носителя в баке, чтобы воздух не попал в магистраль отопления, в этом случае образуются воздушные пробки.

Принцип работы простой – вода нагревается, поступает по трубам в контур отопления, прогревает радиаторы и возвращается обратно в котел для последующего подогрева. При снижении температуры носителя, давление бака обеспечивает проталкивание воды по системе, благодаря чему и поддерживается циркуляция.

К достоинствам схемы относят:

1. Надежность. Если все расчеты проведены правильно, бак установлен с оптимальным объемом, то ничего сломаться тут попросту не может. Конструкция предельно проста и главное, нужно следить за объемом теплоносителя, то есть доливать воду в бак.
2. При выборе самотечной схемы не будет шума от насоса. Но нужно обеспечить требуемый уклон трубопровода.
3. Быстрый пуск, остановка магистрали.
4. Самотечные схемы считаются автономными и не зависят от электроснабжения.

Самое важное при формировании – подобрать элементы конструкции для обеспечения и поддержания оптимальной мощности подачи теплоносителя. Конструкция проста по размещению, формированию и сделать ее сможет домашний мастер без особого опыта.

К недостаткам относятся:

• открытый бак повышает риск попадания кислорода в теплоноситель, что может привести к коррозии трубопроводов;
• риск промерзания теплоносителя;
• длительный период нагрева системы после включения в работу;
• необходимость контроля уровня носителя в баке;
• невозможность использования антифриза – испарения вещества предстают ядовитыми.

Также нужно знать, что система отопления открытого типа требует правильного размещения приборов – котел отопления в самой нижней точке схемы, расширительный бак – в самой высокой.

Комплектация открытой системы

Конструктивно магистраль состоит из основных и вспомогательных узлов – котла, циркуляционного насоса, расширительного бака, трубопроводов, батарей. Стоит рассмотреть все элементы подробнее.

Котел

Чтобы отопление открытого типа работало бесперебойно, нужно подобрать правильную мощность котла.

Недостаток показателя обернется плохой циркуляцией теплоносителя, избыток – увеличением расходов, а также:

• образованием конденсата в дымоходе;
• снижением срока эксплуатации элементов системы;
• неэффективностью работы котла, который не рассчитан на работу при сниженных нагрузках;
• отказом автоматики.

Расчет мощности производится по сложной формуле, но можно обойтись стандартом – на 10 м2 площади требуется 1 кВт мощности, плюс 15-30% запаса. Таким образом расчет производится довольно быстро. Помощь оказывают и производители оборудования, выкладывая на своих сайтах бесплатные калькуляторы расчета с учетом всех особенностей дома – утепления, схемы разводки, количества радиаторов и прочего.

Циркуляционный насос

Несмотря на то, что самотечная конструкция пользуется спросом, открытая система отопления с циркуляционным насосом отличается большей эффективностью, поэтому для строений площади от 50 м2 следует предусмотреть наличие этого агрегата. Установка прибора снижает эксплуатационные расходы, а потребление электричества не больше, чем у обычной лампы накаливания.

Подбирается насос не только по диаметру, но и производительности, мощности создаваемого напора жидкости. Все параметры указываются в техническом паспорте и дополнительных рекомендациях от производителя, потому инструкцию читать обязательно.

Расширительный бак

Мастеру с минимальными навыками сварки не составит труда сделать резервуар собственными руками. Важно учесть общий объем теплоносителя и сделать бачок с запасом пространства на расширение воды (примерно +10% к общему объему). При изготовлении бака следует отдать предпочтение металлу, стойкому к процессам коррозии.

Радиаторы отопления

Батареи – обязательный элемент конструкции, передающий энергию теплоносителя воздуху в комнате.

Различаются радиаторы по материалу изготовления:

1. Чугунные радиаторы. Прочные, стойкие к коррозии, дорогие приборы длительного срока эксплуатации. Большая масса и высокая инертность агрегатов – плюс для открытой системы отопления.
2. Стальные приборы отличаются легкой массой, но подвержены коррозии. Выбирать следует приборы с антикоррозийным покрытием, которые отличаются сниженной теплопроводностью. Иначе расходы на отопление значительно возрастут.
3. Алюминиевые батареи считаются оптимальным выбором. Легкие и прочные приборы обладают хорошей теплоотдачей, теплоемкостью. Монтаж отличается простотой.
4. Биметаллические батареи – лидер по сочетанию качеств и оптимальной стоимости. Недостатков нет, но лучше такие приборы применять в системах с постоянным высоким давлением. При выборе самотечной схемы установка биметаллических радиаторов нецелесообразна.

Важно! Перед выбором типа приборов необходимо рассчитать количество батарей, которое будет встраиваться в магистраль. Вполне вероятно, что достаточно 3-4 агрегатов для полноценного отопления дома, в этом случае чугунные батареи более чем оправданы.

Трубы открытой системы отопления

Выбор элементов магистрали производится с учетом диаметра, схемы разводки и материала изготовления деталей, в частности:

• металлические трубы тяжелы в монтаже, стоят дорого и не применяются в системах автономного отопления;
• медные отличаются предельно длительным сроком эксплуатации, выдерживают любые нагрузки, но стоят дорого;
• металлопластиковые – оптимальный вариант, но придется регулярно проверять прочность соединений, подтягивать стыки для снижения риска протечек;
• трубы из сшитого полиэтилена хорошо подходят для формирования тепловой системы, а простая сборка на фитинги облегчает монтаж, однако выбор затруднен большим количеством «кустарной» продукции, не отвечающей требованиям безопасности и практичности;
• полипропиленовые элементы считаются лучшими, такая магистраль проста в монтаже, служит долго и не требует особого ухода.

Важно! Чтобы получить качественное водяное отопление открытого типа с насосом, следует выбрать армированные полипропиленовые трубы. Аппарат для пайки стыков стоит дорого, но можно взять в аренду. Стекловолоконное армирование труб лучше алюминиевого.

Схемы разводки открытой системы

Различается схема разводки с насосом и самотечная. Выбор определяется с учетом следующих нюансов:

1. Общая площадь жилых и нежилых помещений, которые нужно отапливать. Если показатель больше 50-60 м2, то без принудительной циркуляции не обойтись.
2. Количество этажей в доме, высота потолков. Для самотечной схемы важный элемент – наличие разгонного стояка, без него в системе появляется воздух, поэтому при низких потолках и высоте дома более 2-х этажей следует монтировать циркуляционный насос.
3. Расчет теплового режима работы. При низкотемпературном режиме следует отдать предпочтение принудительной циркуляции теплоносителя, так как малое расширение воды не обеспечит необходимого давления в теплосистеме.

Далее определяется схема, которая может быть одно-, двухтрубной. Рассмотрим обе схемы подробно:

• Однотрубная открытая система отопления с принудительной циркуляцией – это схема, которая предусматривает наличие одного трубопровода, выходящего и входящего в котел. Приборы подключаются последовательно, материалов уходит немного. Минус – снижение температуры носителя, то есть до крайнего радиатора в схеме вода будет доходить уже холодной. Выход – обустройство однотрубной системы в домах с небольшой площадью, до 50-60 м2.
• Двухтрубная схема потребует большего расхода материалов, так как от котла отходят две магистрали – 1 на подачу теплоносителя, 2 на возврат. Расходы оправданы подачей теплоносителя нужной температуры к каждому радиатору, возможностью регулировать интенсивность нагрева батарей и проведением ремонта без отключения всей тепловой системы.

Коллекторная разводка считается сложной в монтаже, но применяется довольно часто. Выглядит конструкция как подача тепла и отвод обратки для каждого радиатора или группы батарей. Схема пригодится при формировании системы отопления в доме с большим количеством батарей, необходимости подвести обогрев к отдаленным помещениям (флигелю, крылу дома). Минусы – большой расход материалов, а также значительные затраты на энергию, поэтому в открытых системах коллекторная разводка практически не применяется.

Особенности монтажа системы

Значение имеет обеспечение оптимальной скорости тока теплоносителя, то есть его циркуляции. Если нет насоса, хозяину следует уложить магистрали трубопроводов с определенным наклоном. Стандартом считается 10 мм перепада на каждый метр магистрали, но мастера выкладывают уклон до 30 мм, чтобы циркуляция была постоянной.

Важно! Уклон рекомендуется делать даже в системах с насосом, это гарантирует поддержание работы отопительной конструкции при отсутствии электричества, когда насос не работает.

Также следует просчитать диаметр труб, максимальный показатель должен быть на трубах от котла к расширительному баку, затем идет постепенное снижение диаметра так, чтобы распределение потоков жидкости, давления по точкам теплообмена было равномерным.

Принудительная циркуляция

Открытая система отопления с насосом – энергозависимая схема, в которой теплоноситель циркулирует более равномерно и быстро. Важно выбрать точку монтажа оборудования, как правило, это труба обратного тока перед входом в бойлер. Оптимальное расстояние – 1,5 метра до бойлера. Лучше всего купить не насос, а комплект – байпас, где есть уже сам насос, фильтр и отсекающие краны – это упростит монтаж оборудования.

Важно! Монтаж насоса производится с учетом движения теплоносителя.

Гравитационная схема

Это система, в которой нет приборов для принудительной циркуляции, ток воды обеспечивается естественными физическими причинами и осуществляется за счет повышенного давления при нагревании теплоносителя. Монтаж рекомендуется с наличием разгонного стояка высотой не менее 3,5 метров – если стояка нет, теплоноситель не набирает скорости и циркуляция будет замедлена.

Для обеспечения нормальной функциональности системы диаметр трубы для разгонного стояка подбирается на 1 размер меньше сечения основной магистрали.

Также учитываются следующие нюансы:

1. Монтаж труб с уклоном в сторону приборов отопления.
2. Котел должен располагаться в самой нижней точке схемы. Лучше всего поставить котел в подвале, затем вывести стояк разгона и после него оборудовать магистрали подачи теплоносителя.
3. Расширительный бак размещается на чердаке или под потолком – это должна быть самая высокая точка схемы.

На заметку! Электрический или газовый котел для открытой системы отопления не рекомендуется. Велик риск появления воздушных пробок, которые приведут к перегреву теплообменника. Проще выбрать твердотопливный котел или работающий на жидком топливе.