Автор: С того времени, когда первый раз была использована теплопередача при помощи воды, для ее распределения по батареям начала применяться открытая отопительная система. Она по сей день удачно служит для обогревания строений, в основном — личных домов. Закрытая схема, работающая под давлением, возникла намного позднее. Всю информацию, касающуюся устройства, работы и свойств открытых систем, вы сумеете получить из этой публикации.
Обозначение открытой системы отопления
Известно всем, что между котельной и устройствами теплоснабжения по трубам двигается теплоноситель в жидком виде, действующий в качестве посредника для теплопередачи. В отличии от печей, нагревающих воздух вокруг себя напрямую, гидравлическая система способна переносить теплоту на длинные расстояния. Это и стало причиной ее повсеместному внедрению. Самая простая схема открытой системы теплоснабжения для дома в один этаж представлена на рисунке:
Вода, протекающая по трубопроводам, становится шире вследствие нагревания. Появляющийся избыток вытесняется в специализированную емкость – расширительный бачок. Характерность открытой схемы, отличающая ее от остальных систем – установленый в наивысшей точке бачок открытого типа. Примитивными словами, емкость, куда вытесняется избыток горячего теплового носителя, напрямую сообщается с атмосферой.
Функционирует схема так. Во время температурного повышения водный объем в сети увеличивается, естественно, подымается ее уровень в расширительном баке. При этом часть воздуха из емкости просто вытесняется в атмосферу через отрезок трубы. Когда в силу различных причин температура падает, уменьшается и уровень теплового носителя в резервуаре, а воздух снаружи занимает его место, свободно входя через открытый отрезок трубы.
Примечание. Нельзя путать рассматриваемую схему с подобным понятием, как открытая система отопления. Понятие касается централизованных сетей, из которых тепловой носитель безвозвратно отбирается на нужды горячего водообеспечения. При индивидуальном отоплении личных домов и остальных строений аналогичные схемы не используются.
Виды открытых систем
Аналогичные схемы отопления водяного типа разделяют на виды в зависимости от способа циркуляции и доставки теплового носителя к радиаторам с дальнейшим его возвратом назад в котел. Вода которая нагрелась может перемещаться по магистрали двумя вариантами:
- при помощи конвективной циркуляции;
- искусственным побуждением от насоса.
В силу отличительных характеристик конструкции лишнее давление в открытой отопительной системе почти что не присутствует. В высшей точке оно равняется атмосферному, а в невысокой несколько увеличивается из-за гидростатического влияния столба воды. Значение этого напора невелико, что позволяет организовать конвективную циркуляцию теплового носителя. Принцип построен на том, что тепловой носитель с различной температурой имеет разную плотность, а это означает, и массу. Пример: 1м3 воды при t = 40 °С весит 992 кг, после возрастания температуры до 60 °С масса 1м3 падает до 983 кг.
Кажется, разница практически не большая. Все таки она дает возможность остывшему тепловому носителю с невысокой температурой вытеснять из котла более легкую горячую воду. В трубопроводах появляется природная (конвективная) циркуляция, а такие системы называют самотечными либо гравитационными, ведь движение в них происходит благодаря силы тяжести. Благодаря этому скорость направления теплового носителя в магистралях и батареях невелика, всего 0.1—0.3 м/с. Зато такие схемы полноценно энергонезависимы, при условиях, что одновременно с ними работают котлы для открытой системы теплоснабжения, нетребующие электричества.
Примечание. В гравитационных системах магистрали выполняются с увеличенными уклонами и диаметрами труб.
С целью увеличить скорость протечки воды по трубам и уменьшения времени прогрева помещений в магистраль, идущую от котла, встраивается насос. Он вынуждает тепловой носитель перемещаться со скоростью 0.3—0.7 м/с, благодаря чему отдача тепла происходит интенсивнее, а все ветки прогреваются равномерно. Благодаря присутствию насоса расстояние между тепловым источником и батареями может быть увеличено как по длине, так и по высоте.
Установка насосного аппарата дает возможность создать небольшое лишнее давление в системе обогрева, позволяющее тепловому носителю прекрасно затекать в радиаторы. Это определенно увеличивает продуктивность работы системы в общем, хотя и создает ее зависимой от наличия электрической энергии.
Примечание. Чтобы обогрев личного дома не останавливался вместе с отключением электроэнергии, насос циркуляционный принято ставить на параллельной байпасной линии.
Разновидности схем
Нагретую котлом воду можно доставить к батареям и вернуть в котел любыми способами. По способам подачи открытая отопительная система с насосом бывает:
- однотрубной;
- двухтрубной.
В системе с одной трубой подача теплового носителя организована при помощи одной магистрали крупного диаметра, проходящей мимо всех радиаторов. Устройства подсоединяются к ней обоими патрубками, забирая воду из трубы и отдавая ее туда же. Раздающая магистраль как правило проходит в горизонтальном положении в границах 1 этажа («однотрубная система разводки»), как показано на схеме:
Система может собой представлять вертикальные стояки, пронизывающие несколько перекрытий, а батареи к ним присоединяются поэтажно. Стандартная схема «Ленинградка» с циркуляцией принудительного типа с вертикальными стояками для дома в два этажа показана на рисунке:
Вместе с кажущейся обычностью устройства аналогичных схем однотрубные системы имеют серьёзный недостаток: в каждый дальнейший прибор приходит все более прохладная вода. Это налаживает ограничение на кол-во батарей, для хорошего прогрева их количество не должно быть больше 5. Иное дело – система из двух труб, где тепловой носитель приходит к радиаторам по одной магистрали, а уходит – по другой. В данном случае протяженность ветвей и кол-во батарей на любой из них может быть намного больше.
Более того, движение теплового носителя можно организовать в одном направлении, чтобы он проходил одинаковое расстояние через все радиаторы. Подобная попутная система с циркулярным насосом показана на рисунке:
Система из двух труб позволяет доставлять ко всем, даже очень отдаленным батареям, воду с одной и той же температурой. Схема немножко труднее в процессе установки, но легче в создании и лучше в работе.
Преимущества, и недостатки
Открытая система отопления даже в наше время не потеряла собственной популярности, а в наше время даже переживает новое рождение, и этому имеются собственные причины. Очень много домовладельцев обеспокоены энергетической независимостью собственных коммуникаций, а схема с открытым бачком позволяет этого достигнуть. Есть у нее и иные положительные качества:
- делать заполнение открытой системы отопления и спуск воздуха легче, чем в закрытой. Не надо наблюдать за самым большим давлением, а при наполнении воздух достаточно быстро покидает магистрали из труб через открытый расширительный бачок. Остается лишь развоздушить радиаторы;
- легче совершать подпитку: снова же, контроль за давлением не потребуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
- работа системы не зависит от наличия протечек: тут рабочее давление очень несущественно, благодаря этому пока в теплосети содержится вода, она будет работать исправно.
как водится, есть и недостатки, в следствии которых такие системы стали поэтапно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным бачком. Из-за причины прямого контакта теплового носителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: натуральное исчезновение горячей воды и изобилие ее кислородом. Отсюда проистекают такие требования:
- нужно наблюдать за уровнем воды в резервуаре и своевременно его пополнять;
- нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вещества которые вредны.
Изобилие кислородом теплового носителя ведет к уменьшению рабочего срока стальных деталей котла. По указанным причинам открытая система давно не применяется в высотном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи подобная практика имела место в зданиях жилого фонда небольшой этажности. Также нежелательна ее работа с высокотемпературными источниками тепла, когда тепловой носитель близок к температуре кипения. А дело все в том, что при очень высоком давлении в закрытой сети этот порог увеличивается, а испаряться воде некуда. В открытой системе кол-во воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бачка для воздуха.
Заключение
Открытые гидравлические системы – реальная находка для тех людей, кто желает полной независимости от внешних источников энергии. Но, за это приходится платить увеличенными диаметрами трубопроводов и обеспечением нужных уклонов. В результате спрятать эти магистрали очень сложно и они искажают собственным видом интерьер комнат. Также снижена скорость прогрева дома, затруднено автоматическое управление при помощи термостатических радиаторных вентилей.
