Открытая система теплоснабжения: элементы и схемы, как устроена открытая система теплоснабжения горячего водоснабжения

Однотрубные системы

В однотрубных системах отопления теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам.

Создавая отопление частного дома своими руками, проще всего обустроить однотрубную систему отопления. Она обладает множеством преимуществ, например, экономичностью использования материалов. Здесь мы можем неплохо сэкономить на трубах и добиться доставки тепла в каждое помещение. Однотрубная система отопления предусматривает последовательную доставку теплоносителя в каждую батарею. То есть теплоноситель покидает котел, заходит в одну батарею, потом в другую, потом в третью, и так далее.

Что происходит в последней батарее? Достигнув конца отопительной системы, теплоноситель разворачивается и отправляется обратно в котел по цельной трубе. В чем заключаются основные преимущества подобной схемы?

• Легкость в монтаже – нужно последовательно провести теплоноситель по батареям и вернуть его обратно.
• Минимальный расход материалов – это самая простая и дешевая схема.
• Низкое расположение труб отопления – их можно смонтировать по уровню пола или вовсе опустить под полы (это можно увеличить гидравлическое сопротивление и потребовать применения циркуляционного насоса).

Присутствуют и некоторые недостатки, с которыми приходится мириться:

• ограниченная длина горизонтального участка – не более 30 метров;
• чем дальше от котла, тем холоднее радиаторы.

Впрочем, есть некоторые технические ухищрения, которые позволяют нивелировать эти недостатки. Например, с длиной горизонтальных участков можно справиться установкой циркуляционного насоса. Он же поможет сделать последние радиаторы более теплыми. Компенсировать падение температуры помогут и перемычки-байпасы на каждом из радиаторов. Давайте теперь обсудим отдельные разновидности однотрубных систем.

Из чего состоит отопительная система

Довольно часто сердцем, основным элементом любой отопительной системы является котел. Именно он производит нагрев теплоносителя, задача которого очевидна – разнести тепло по всему дому. И, конечно же, лучше всего с этой задачей может справиться жидкость. В большинстве отопительных систем в качестве теплоносителя принято использовать воду.

Система с теплоносителем такого типа делается замкнутой. То есть, вода, находящаяся в ней циркулирует по кольцу, и долив теплоносителя требуется крайне редко.

На сегодняшний день наиболее надежной и практичной признана двухтрубная отопительная система, которая изображена на фото:

Двухтрубная отопительная система

Она состоит из двух замкнутых на котле контуров – подачи теплоносителя и обрата. Первый служит для того чтобы подводить разогретую в котле жидкость к радиаторам, где она и отдает свое тепло. После остывания теплоноситель по трубам обрата возвращается к котлу для повторного нагрева. При этом наиболее рациональным и максимально эффективным является параллельное расположение радиаторов – таким образом, они прогреваются одновременно, что делает возможным равномерный прогрев всех помещений

Важно помнить – на эффективность обогрева влияет расстояние между контурами подачи теплоносителя и обрата. Допустимый минимум – высота от подоконника до пола

Следует признать, что отчасти они правы – ведь по причине прохождения теплоносителя по трубам и узлам происходит определенная потеря теплоносителя. Однако не следует забывать, что печное отопление не делает возможным одновременный равномерный прогрев всех комнат. Кроме того, использование печи – весьма неудобно по причине необходимость хранения большого запаса дров. Если же использовать котел, работающий на дровах, топлива требуется значительно меньше.

Печное отопление дома

Чаще всего используется достаточно простая, и в то же время весьма эффективная двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя. Она позволяет качественно отапливать дом, не используя при этом дополнительного оборудования – электрических циркуляционных насосов. Причина популярности данной системы отопления частных домов объясняется тем, что нередки случаи перебоев с электропитанием – а в таком случае (без электричества) система работать просто не сможет.

Одним из главных требований, которое крайне важно соблюдать для дальнейшей работоспособности системы, является создание максимально возможной разницы в высоте между выходным патрубком системы и самой высшей точкой системы. Именно поэтому наиболее рациональным является расположение котла с патрубком в подвальном помещении

Если подвал отсутствует, котел устанавливается в углубление на первом этаже. Не менее важным является и создание уклона магистрали обрата. Он выполняется по горизонтали, начиная от первого радиатора системы.

Котел отопления в подвале частного дома

В отопительной системе данного типа существует еще один обязательный элемент – расширительный бачок

Он используется для создания в системе максимального давления, которое крайне важно для нормальной циркуляции. Работа бака основана на обычном гравитационном принципе

Размещать его следует как можно выше – идеальным местом будет являться чердак. Именно от высоты расположения, а не от количества жидкости в баке и зависит давление.

Следует помнить, что такие системы отопления частного дома могут правильно работать только в том случае, если теплоносителем является вода. Система с таким принципом действия расширительного бака называется открытой.

Расширительный бачок отопления

Закрытыми называются системы, в которых расширительный бак никак не связан с внешним миром. То есть – не имеет возможности откачки теплоносителя. В такой системе принято использовать компенсационный бак. Это емкость небольшого размера, внутренняя полость которой разделена на две части гибкой мембраной. Одна из частей заполнена теплоносителем. Регулирование давления в системе происходит посредством выгибания мембраны в ту или иную сторону. Поскольку система замкнута, это позволяет в качестве теплоносителя использовать тосол.

Правила установки отопительных приборов

Радиаторы и конвекторы устанавливают в зонах максимальных тепловых потерь – под окнами, у витражей, рядом с проемами дверей. При этом соблюдаются нормативные требования по величине расстояний до ограждающих конструкций. Это необходимо для обеспечения качественного конвективного теплообмена.

Радиаторы обычно крепятся к стене, но имеется возможность отдельной, напольной установки.

Конвекторы имеют несколько видов установки:

1. Настенное;
2. Внутрипольное;
3. Отдельное.

Также существует особый вид конвекторного отопления – плинтусное. В основе его лежит установка приборов малого размера в зоне плинтусов пола.

Виды водяного отопления частного дома: достоинства и недостатки энергоносителей

Помимо типа разводки на производительность и конструкцию системы отопления влияет и тип энергоносителя. Причем классические котлы бывают газовыми, электрическими и твердотопливными.   Ну а современные энергоэффективные проекты водяного отопления частного дома предполагают использование альтернативных источников энергии, таких как тепловые насосы, гелиосистемы и прочее. И далее мы рассмотрим достоинства и недостатки каждого решения.

Газовое водяное отопление частного дома

Газовые котлы генерируют очень высокую мощность. Причем в открытой продаже имеются и установки для отопления небольших дач, и системы для обогрева многоэтажных строений.

Газовое водяное отопление частного дома

По конструкционному решению котлы делятся на дымоходные (поддерживающий горение топлива воздух берется из комнаты, а продукты распада – выводятся наружу, по дымоходу) и парапетные (воздух засасывается с улицы и туда же уходят продукты распада).

Вот только монтаж и парапетного и дымоходного вариантов возможен лишь в тех домах, где есть централизованный газопровод. Но и в этом случае все работы ведутся согласно официальному проекту и только специализированными компаниями.

Словом, обустройство газового отопления – это очень выгодное, но чрезвычайно хлопотное предприятие. Однако все хлопоты будут вознаграждены эффективностью и дешевизной подобного решения.

Водяное печное отопление частного дома

Печные или твердотопливные котлы работаю на энергии сгоревших дров, угля или торфа. До недавнего времени к таким обогревателям относились с большим предубеждением: ведь их КПД был саамам низким, а обслуживание  – самым хлопотным (чистка поддувала и камеры горения, ручная загрузка «энергоносителей» и так далее).

Водяное печное отопление

Однако современные твердотопливные котлы избавились от всех «пережитков прошлого». Они «питаются» любым горючим материалом, загружаемым из бункера, и пережигают его практически без остатка. Причем по эффективности такие котлы могут поспорить с газовыми вариантами, а решение о возможной установке принимает сам владелец дома, без согласования с какими-либо контролирующими органами.

Вот только стоят такие котлы в два-три раза дороже газовых аналогов, но в эксплуатации обходятся в три-четыре раза дешевле. И с учетом все возрастающей цены газа твердотопливный котел уже не выглядит анахронизмом.

Электрическое водяное отопление частного дома

Электрические котлы монтируют в домах от безысходности, когда другие варианты невозможны в принципе. Ведь обогрев дома электричеством, особенно в сочетании с водяной схемой отопления – дорог просто до неприличия.

Поэтому такие системы можно рассматривать лишь в роли резервного варианта, на случай перебоев с газом или твердым топливом. Тем более что нагревательный элемент – ТЭН – можно вмонтировать прямо в радиатор, на место одной из заглушек.

Альтернативные системы водяного отопления частного дома

Все альтернативные системы стоят недешево. Например, цена теплового насоса доходит до 10 000 евро, а гелиосистема, аккумулирующая энергию солнца – стоит почти столько же. Однако, установив на участке тепловой насос или солнечный аккумулятор можно забыть о коммунальных счетах практически навсегда.

К тому же, по эффективности альтернативные решения не уступают традиционным вариантам. Однако для нормальной эксплуатации и тепловому насосу, и  гелиосистеме необходимо электричество. Следовательно, владельцу таких «обогревателей» нужна еще и автономная электростанция.  В итоге, стоимость подобной «автономии» окупится не ранее пары десятилетий эксплуатации.

Схема парового отопления

Прежде всего, в данной конструкции выделяют следующее:

• Непосредственно паровой котёл – в его работе используется несколько маленьких паровых котлов, которые обеспечивают подогрев воды до нужной температуры.
• Радиаторы – они служат для равномерного распределения тепла в помещении и создания оптимальной температуры для человека.
• Насосы – нужны для попадания пара в отопительную систему. Чаще всего вместе с отопительной системой насосы устанавливают в очень больших помещениях. Фото схемы парового отопления с применением насосной системы в одноэтажных домах не предусмотрено.
• Множество труб – они нужны для обеспечения достаточного количества подачи пара.
• Регулятор пара – регулирует подачу пара в центральную отопительную систему.

Несмотря на множество сложных терминов, схема систем парового отопления не представляет особой сложности в установке и дальнейшем использовании.

Котёл нагревается до определённой температуры, чаще всего до +80 градусов, затем горячая вода попадает в бак.

Находясь в баке, буквально за 10-20 минут вода начинает постепенно превращаться в пар.

Далее горячая вода попадает в трубы и уже через несколько минут начинает греть помещение.

Основные компоненты

Ключевой компонент системы — котел. Основным его предназначением считается преобразование воды в пар. В дальнейшем он переходит в трубопровод.

Котел должен быть достаточно мощным, чтобы потянуть одновременно два этажа

Элементами конструкции здесь считаются:

• система труб;
• коллекторы;
• барабан.

Паровое пространство

Здесь можно ставить дополнительное оборудование. Оно может быть полезно, если требуется сепарация пара. Интенсивный обмен между паром и водой — основа работы котла. Устройства для обогрева делят на водо- и жаротрубные. В последнем случае нагретые газы движутся в каналах труб, обустроенных в емкости с водой.

Водотрубные модификации работают по немного иному принципу. Здесь движется вода по каналам, построенным внутри камеры с газами. Сначала она нагревается, после чего начинает кипеть. Вода перемещается в естественном режиме внутри котла.

В любых разновидностях котлов действует одно и то же правило превращения воды в пар. Сначала жидкость проводят в резервуар, находящийся в верхней зоне устройства. Далее она перетекает в коллектор и поднимается в расположенный наверху барабан, перемещаясь через область нагрева. Внутри трубы формируется пар, идущий наверх. Он может двигаться сквозь сепаратор, где отделяется от жидкости. Дальше он переходит в паропровод.

Отопление можно без труда установить своими руками

В котле можно использовать различные варианты топлива. В соответствии с этими особенностями конструкция может быть видоизменена. Перемены могут касаться и типа работы камеры сгорания. Допустим, колосниковая решетка потребуется для тех случаев, когда задействуется твердое топливо. В то же время понадобятся особые горелки, если топливо газообразное либо жидкое. Смешанные варианты более удобны и практичны.

Радиаторы и система труб

Показатели температуры в паровой системе находятся в пределах +100…+130°С. По сравнению с водяными они намного выше. Вот почему для обустройства систем похожее оборудование применять не рекомендовано. Это касается труб из полипропилена и металлопластика. Предельные рабочие показатели указанных материалов лежат в пределах +90…+100°С, применять их строго запрещено.

Конденсат, образуемый внутри деталей, приводит к быстрому разрушению материала труб. Нельзя забывать, что сталь неустойчива к коррозии. Агрессивная среда теплоносителя усиливает этот недостаток. Необходимо соединение с помощью сварки, что требует больших временных и трудовых затрат. Лучше брать трубы из оцинкованной стали. Эти изделия противостоят повышенным температурам и предполагают использование резьбового метода для соединения. Такой подход существенно упрощает рабочий процесс. Единственное, что может послужить препятствием для приобретения таких изделий, — их высокая цена.

Еще одним идеальным вариантом считаются трубы из меди. Материал пластичный, не боится термического воздействия, прочный, не подвержен коррозии. Чтобы соединить медные компоненты, прибегают к пайке. Медный трубопровод долговечный, однако стоит дорого.

Схема Ленинградка

Система отопления Ленинградка является усовершенствованной однотрубной системой.

Обе рассмотренные схемы обладают одним общим недостатком – падением температуры в последних радиаторах. В случае с горизонтальной схемой у нас имеются холодные радиаторы в горизонтальных цепочках, а в случае с вертикальной – в вертикальных цепочках. То есть в последнем случае это целый первый этаж.

Схема отопления «Ленинградка» в частном доме позволяет компенсировать остывание теплоносителя при прохождении очередного радиатора. Как она реализуется? В этой схеме предусмотрены перемычки-байпасы, располагающиеся под батареями. Что они дают? Перемычки позволяют направить часть теплоносителя в обход радиаторов, поэтому на выходе теплоноситель столь же теплый, как и на входе (незначительными отклонениями можно пренебречь).

Достоинства и недостатки схемы «Ленинградка»

Ленинградка способствует более равномерному отапливанию помещений.

У каждой схемы есть свои достоинства и недостатки. В чем заключаются плюсы схемы «Ленинградка»?

• Более равномерное распределение тепла по всему дому.
• Сравнительно простая модернизация.
• Возможность регулировки температуры в отдельных помещениях (как в двухтрубных системах).

• ограниченная длина магистрали – если радиаторов в горизонтальной цепочке много, то потери все-таки будут;
• необходимость использования труб большого диаметра для более равномерного распределение тепла.

От последнего недостатка можно избавиться путем установки в систему циркуляционного насоса.

Особенности монтажа «Ленинградки»

Варианты подключения «Ленинградки» в однотрубной вертикальной схеме.

Создавая системы отопления частных домов своими руками, многие люди активно используют схему «Ленинградка». Как она прокладывается? Для создания схемы необходимо разместить радиаторы и проложить под ними трубу, от которой делаются отводы к входам и выходам радиаторов. То есть под каждым радиатором образуется перемычка. Кроме того, на каждый радиатор мы можем установить три крана – первые два крана устанавливаются на входах и выходах, а третий устанавливается на саму перемычку. Что это дает?

• С помощью кранов можно регулировать температуру в отдельных комнатах.
• Возможность исключения какого-либо радиатора без отключения всей системы (например, если один радиатор потек и требуется его замена).

Таким образом, схема «Ленинградка» является оптимальной схемой для одноэтажных и двухэтажных домов небольшого размера – можно сэкономить на материалах и добиться равномерного распределения тепла по помещениям.

Двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя

Более сложная гравитационная схема отопления, предусматривающая наличие сразу двух контуров отопительной системы. По одному происходит передвижение горячей воды, которая движется от котла к радиаторам. А второй контур предназначен для оттока остывшего теплоносителя от радиаторов к нагревательному котлу. Данная самотечная система отопления предусматривает более тщательное планирование и использования увеличенного количества материалов (труб).

Двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя

Принцип монтирования двухтрубной системы, предполагающей отопление самотеком, являет собой довольно трудоемкий процесс, который можно разделить на несколько этапов:

• монтаж основного стояка. Отопительная труба (по которой движется горячая вода) поднимается от котла к расширительному баку. Следует отметить, что наилучшее место присоединения стояка к баку – нижняя треть от общей его высоты.
• на уровне примерно трети высоты помещения (отмерять следует от уровня пола) отопительная труба соединяется с разводкой. Именно от нее и будут прокладываться трубы к приборам отопления – радиаторам.
• для своевременного удаления излишков жидкости в системе в бак должна быть врезана также труба перелива. Посредством ее использования лишняя жидкость будет направлена в канализацию.
• трубы для отведения уже отработанной (то есть – остывшей) воды следует врезать в нижнюю часть радиатора. По этим трубам вода возвращается к нагревательному котлу. Прокладываются они параллельно трубам подачи горячего теплоносителя.

Кроме того, обязательно следует утеплить помещение, в котором стоит расширительный бак. Чаще всего таким помещением является специальная комната на верхнем этаже или чердак. Если данная комната не будет утеплена, это может привести к тому, что часть теплоносителя попросту замерзнет – а это спровоцирует поломку системы.

План отопления

Еще одна важная особенность – при планировании системы, перед тем, как сделать отопление без насоса, необходимо тщательно просчитать уровень расположения котла, расширительного бака и радиаторов. При правильном планировании достигается необходимое давление, которое способствует более эффективной работе системы. Следует учитывать, что ниже всего должен располагаться нагревательный котел.

Для него лучше всего оборудовать отдельную комнату на цокольном этаже или в подвале. Если возможности оборудования отдельного помещения нет (или просто нет цоколя, подвала), котел следует располагать в углублении. При правильном расчете, подобной системы достаточно для обогрева строения состоящего из 4-5 комнат с прилегающими бытовыми помещениями.

Котельная частного дома

Водяные системы отопления

Системы водяного отопления являются неотъемлемой частью интерьера частного дома. Существует несколько возможных вариантов выбора непосредственно радиаторов отопления. Могут быть:

• Классические чугунные;
• Стальные;
• Алюминиевые.

Тип системы водяного отопления и отопительные приборы следует выбирать, как и в зависимости от условий климата, так и от интерьера и от возможностей материальных затрат.

Система водяная «Теплый пол»

Система является хорошим дополнением к уже давно использующейся системе отопления с использованием радиатором, так и может служить самостоятельной системой в малоэтажном доме.

Большим плюсом настоящей системы является возможность обеспечения различных температур по высоте помещения, как и должно быть по санитарно-гигиеническим нормам – сверху воздух холоднее, снизу теплее. Она позволяет так же снизить температуру системы до 55 ˚С в соответствии с нормами проектирования.

В данном случае трубы монтируются по всей поверхности пола, благодаря этому возможно одновременно обеспечивать и условия микроклимата в здании и комфортный теплый пол. Недостатком является сложности с монтажом системы и возможность выполнения лишь на начальных сроках строительства здания. Минусом так же является сложности в эксплуатации.

Плинтусные системы отопления

Плинтусные системы являются отличной альтернативой одновременно теплым полам и использованию привычных радиаторов. Иногда бывает невозможно установить систему теплого пола, а радиаторы никак не вписываются в интерьер.

Тогда выбор плинтусных систем является лучшим решением, потому что в этом случае трубы отопления устанавливаются на высоте плинтуса (то есть практически на уровне пола), одновременно обогревая помещение в нужной последовательности и отапливая пол до достаточно комфортной температуры в любой период года.

Обширная цветовая гамма систем отопления «под плинтус» позволит вам сохранить любой интерьер в вашем помещении и даже поможет разнообразить его еще больше.

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

Система отопления с естественным движением теплоносителя отличается тем, что жидкость циркулирует по трубам из-за разницы своих плотностей при повышении и понижении температуры.

Нагретая вода, как правило, становится легче холодной и поднимается выше по системе, холодная же вода в свою очередь, остывая все больше, опускается ниже. Циркуляция воды от источника теплоты и до возвращения в источник циркулирует без перерыва.

Плюсом такой системы является относительная доступность и простота при ее монтаже. Использование ее не предполагает никаких дополнительных затрат по устройству и оборудованию. Минусом системы является необходимость установки труб под небольшим уклоном, что усложняет монтаж.

Необходимым условием использования такой системы является устройство расширительного бака. Он устанавливается, как правило, на крыше малоэтажного здания – самым оптимальным вариантом его устройства является чердачное помещение коттеджа (если оно предусмотрено проектом).

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Еще одним вариантом конструирования систем отопления в малоэтажном жилом доме является устройство системы с искусственной циркуляцией воды. В данном случае вода перемещается по системе не из-за своего основного физического свойства изменять плотность, а посредством установки циркуляционного насоса, работа которого заключается в перегонке теплоносителя от котла по всей системе с последующим возвращением в источник теплоты.

Эта система считается наиболее эффективной, чем с естественным побуждением, из-за того, что делает возможным поступление теплоносителя в самые крайние точки отапливаемого здания. Особенно важным это является при строительстве коттеджей, состоящих из двух и более этажей.

Настоящий вид отопления повышает эффективность примерно на 30% по сравнению с другим видом. Плюсом ее является возможность устройство труб без уклона, соответственно монтаж упрощается. Вместо привычных в естественных системах расширительных баков, здесь устанавливаются гидроаккумулирующие емкости.

Так же важно предусматривать специальную защитную арматуру на трубах во избежание аварий, поскольку давление в системах повышенное. Специальные предохранительные клапаны устанавливаются с обеих сторон от циркуляционного насоса

(голосов пока нет)

Загрузка...