Отворена система за отопление: принципни схеми и особености на изграждане

Благодарение на простотата на инсталиране, ниската цена и достатъчната ефективност, отворената отоплителна система продължава да се търси. След като разберете принципа на работа, комплектацията и правилата за монтаж, ще можете да организирате топлоснабдяването на дома си самостоятелно.

Ще ви разкажем как да съставите работеща схема на отопление от отворен тип. Ще ви подскажем как да изградите системата, като стриктно следвате технологичните изисквания и норми при избора и свързването на елементите. С оглед на нашите препоръки ще изградите безотказно действащ ефективен контур.

На самостоятелните майстори предлагаме да се запознаят с проверени на практика варианти за сглобяване. Представената за разглеждане информация е допълнена с полезни схеми, фото-подборки, видео-инструкции.

Комплектация и принцип на работа на системата

В водната отоплителна система посредник при пренос на топлинна енергия от котелната инсталация към радиаторите е течността. Циркулацията на топлоносителя може да се извършва на големи разстояния, осигурявайки отопление на къщи и помещения с различна площ. Това обяснява широкото внедряване на водното топлоснабдяване.

Работоспособността на отоплителната система от отворен тип е възможна без използване на помпа. Циркулацията на топлоносителя се основава на принципите на термодинамиката. Движението на водата по тръбите става поради разликата в плътността на горещата и студената течност, както и благодарение на наклона на положените тръби.

Незаменим елемент на системата е отвореният разширителен съд, в който постъпват излишъците от загрят топлоносител. Благодарение на резервоара се осъществява автоматична стабилизация на налягането на течността. Съдът се монтира над всички компоненти на системата.

Целият процес на функциониране на „отвореното топлоснабдяване” условно се разделя на два етапа:

1. Подаване. Загретият топлоносител се движи от котела към радиаторите.
2. Обратен поток. Излишъкът от топла вода постъпва в разширителния резервоар, изстива и се връща в котела.

При еднотръбните системи функцията на подаване и обратен поток се изпълнява от един главен тръбопровод, докато при двутръбните схеми подаващата и връщащата тръба са независими една от друга.

Плътността на топлата вода е по-ниска от плътността на студената, поради което в системата се образува хидростатичен напор. Под налягане горещата вода се придвижва към радиаторите.

За най-проста и достъпна за самостоятелен монтаж се счита еднотръбната система. Конструкцията на системата е елементарна.

Базовата комплектация на еднотръбното топлоснабдяване включва:

• отоплителен котел;
• радиатори;
• разширителен съд;
• тръби.

Някои се отказват от монтиране на радиатори и поставят по периметъра на къщата тръба с диаметър 8-10 см. Специалистите обаче отбелязват, че ефективността на системата и удобството при експлоатация при такова решение намаляват.

Схемата на гравитационна еднотръбна система от отворен тип е енергонезависима. Разходите за закупуване на тръби, арматура и оборудване са относително ниски. Възможна е работа с котли от различни типове.

По-сложен в устройството и по-скъп в изпълнението двутръбният отоплителен вариант. Но разходите и сложността на изграждането се компенсират напълно от отстраняването на стандартните недостатъци на еднотръбните системи.

Топлоносителят с еднаква температура се доставя практически едновременно до всички уреди, охладената вода се събира от обратната магистрала, а не преминава в следващия радиатор.

За обслужване на всеки уред в двутръбния отоплителен контур се изграждат подаваща и обратна магистрала, благодарение на което системата доставя топлоносител с еднаква температура до всички точки, а обратната магистрала събира охладената вода и я насочва към котела – независима от подаването магистрала.

Изисквания към обустройването и експлоатацията

При устройството на топлоснабдяването на дома е важно да се вземат предвид редица особености на отворената отоплителна система:

1. За осигуряване на нормална циркулация монтажът на котела се извършва в най-ниското място на магистралата, а на разширителния съд – в най-високата точка.
2. Оптималното място за разполагане на разширителния съд е таванското помещение. През студения период на годината съдът и подаващият щранг в границите на неотопляемия таван трябва да се изолират.
3. Прокарването на магистралата се извършва с минимален брой завои, свързващи и фасонни детайли.
4. В гравитационната отоплителна система водата циркулира бавно (0,1-0,3 м/с), затова и нагряването трябва да става постепенно. Не трябва да се допуска кипене – това ускорява износването на радиаторите и тръбите.
5. Ако през зимата отоплителната система не се използва, то течността трябва да се източи – тази мярка ще запази цели тръбите, радиаторите и котела.
6. Нивото на топлоносителя в разширителния съд трябва да се контролира и периодично да се допълва. В противен случай в магистралата ще възникнат въздушни тапи, намаляващи ефективността на работа на радиаторите.
7. Водата е оптимален топлоносител. Антифризът е токсичен, не се препоръчва да се използва в системи, които имат свободен контакт с атмосферата. Използването му е целесъобразно, ако няма възможност да се източи топлоносителят в неотопляем период.

Особено внимание се обръща на изчисляването на сечението и наклона на тръбопровода. Нормите за проектиране са регламентирани от СНиП номер 2.04.01-85.

В кръговете с гравитационно движение на топлоносителя размерът на сечението на тръбата е по-голям, отколкото в помпените схеми, но общата дължина на тръбопровода е почти два пъти по-малка. Наклонът на хоризонталните участъци на системата, равен на 2 – 3 mm на линеен метър, се извършва само при монтажа на топлоснабдяване с естествено движение на топлоносителя.

Неспазването на наклона при изграждане на системи с естествено движение на топлоносителя води до завъздушаване на тръбите и недостатъчно загряване на радиаторите, отдалечени от котела. В резултат на това топлинната ефективност намалява.

Типове схеми на отворено топлоснабдяване

В отворената схема на отоплителната система движението на топлоносителя се осъществява по два различни начина. Първият вариант – естествена или гравитационна циркулация, вторият – принудително или изкуствено подтикване от помпа.

Изборът на схема зависи от етажността и площта на сградата, както и от предвидения топлинен режим.

Естествена циркулация в отоплението

В гравитационната система липсва какъвто и да е механизъм за осигуряване на движението на топлоносителя. Процесът се осъществява изключително за сметка на разширението на горещата вода. За работоспособността на схемата е предвиден разгонен щранг, чиято височина е най-малко 3,5 м.

Ако се пренебрегне инсталирането на вертикален транзитен щранг, има голяма вероятност топлоносителят, постъпващ от котела, да не развие достатъчна скорост

Системата за топлоснабдяване от естествен циркулационен тип е оптимално подходяща за сгради с площ до 60 кв. м. За максимална дължина на контура, способен да осигури топлина, се счита магистрала от 30 м. Немаловажен фактор са височината на строежа и етажността на къщата, позволяващи монтирането на разгонен щранг.

Схемата с естествена циркулация няма да е подходяща за нискотемпературен режим на приложение. Недостатъчното разширение на топлоносителя няма да създаде необходимото налягане в системата.

Възможности на гравитачната схема:

1. Свързване към топли подове. На водния контур, водещ към пода, се монтира циркулационна помпа. Останалата част от системата функционира в нормален режим. При прекъсване на електричеството къщата ще продължи да се отоплява.
2. Работа с бойлер. Отоплителният уред се монтира в горната част на системата – малко под разширителния съд.

За осигуряване на непрекъсната работа на бойлера може да се инсталира помпа. Тогава схемата за топлоснабдяване и производство на БГВ автоматично преминава в категорията на принудителните варианти. Допълнително се монтира възвратен клапан, предотвратяващ рециркулацията на топлоносителя.

Принудителна система с помпа

С цел повишаване на скоростта на топлоносителя и намаляване на времето за отопление на помещението се вгражда помпа. Движението на водния поток се увеличава до 0,3-0,7 m/s. Интензивността на топлоотдаване нараства и клоновете на магистралата се загряват равномерно.

Помпените схеми се изграждат както от отворен, така и от затворен тип. В отворените контури разширителният съд се монтира в най-високата точка на системата. Наличието на помпа позволява да се увеличи тръбопроводът между отоплителния котел и радиаторите, както по височина, така и по дължина.

Важни моменти при организацията на принудителната система:

1. Схемата с вградена помпа е енергозависима. За да не спира отоплението на помещението при прекъсване на електричеството, помпеното оборудване се разполага на байпас.
2. Помпата се монтира преди входа на котела на обратната тръба. Разстоянието до котела е 1,5 м.
3. При монтиране на помпата се отчита посоката на движение на водата.

На обратната тръба се монтират два спирателни крана и обходно коляно с циркулационна помпа. При наличие на ток в мрежата крановете се затварят – движението на топлоносителя се осъществява през помпата. Ако напрежението отсъства, вентилите трябва да се отворят – системата се преустройва на естествена циркулация.

На подаващия тръбопровод трябва да се монтира възвратен клапан. Елементът се разполага веднага след котела и предотвратява рециркулацията на топлоносителя при работа на помпата.

Варианти на разпределение на тръбопровода в системата

От схемата на разположение на отоплителните уреди и свързващите тръби зависи ефективността, икономичността и естетичността на системата за топлоснабдяване. Изборът на тръбно разпределение се определя въз основа на конструктивните особености и площта на къщата.

Специфика на еднотръбна и двутръбна схема

Загрятата вода постъпва към радиаторите и обратно в котела по различни начини. В едноконтурна система топлоносителят се подава през една магистрала с голям диаметър. Тръбопроводът преминава през всички радиатори.

Предимства на еднотръбна система със самоциркулация:

• минимален разход на материали;
• простота на монтаж;
• ограничено количество тръби вътре в жилищното помещение.

Основният недостатък на схема с една тръба, изпълняваща функциите на подаване и връщане, се състои в неравномерното нагряване на отоплителните радиатори. Интензивността на нагряване и топлоотдаването на батериите намалява с отдалечаването им от котела.

При дълга верига от тръби и голям брой радиатори последната батерия може да се окаже напълно неефективна. «Горещите» отоплителни уреди се препоръчва да се инсталират в стаи от северната страна, детски стаи и спални.

Двутръбната схема на отопление уверено печели позиции. Радиаторите свързват обратния и подаващия тръбопровод. Между батериите и източника на топлина се образуват локални кръгове.

Основните плюсове на системата:

• всички отоплителни уреди се нагряват равномерно;
• възможност за регулиране на нагряването на всеки радиатор поотделно;
• надеждност на експлоатация на схемата.

Двуконтурната система изисква големи инвестиции и трудови разходи. Да се извърши монтаж на два клона комуникации по строителните конструкции ще бъде по-трудно.

Двутръбната система лесно се балансира, като осигурява подаване на топлоносител с еднаква температура към всички отоплителни уреди. Помещенията се затоплят равномерно.

Горно и долно подаване на топлоносителя

В зависимост от мястото на разположение на магистралата, която подава горещ топлоносител, се различават горно и долно захранване.

В отворените отоплителни системи с горна разводка няма необходимост от използване на устройства за отвеждане на въздуха. Излишъците му се изхвърлят чрез повърхността на разширителния съд, която е в съобщение с атмосферата.

При горна разводка топлата вода се издига по главния щранг и чрез разпределителните тръбопроводи се предава към радиаторите. Устройството на такава отоплителна система е целесъобразно в едно- и двуетажни къщи и частни домове.

Доста практична е системата за топлоснабдяване с долна разводка. Подаващата тръба се разполага отдолу, до обратната тръба. Движението на топлоносителя е отдолу нагоре. Водата, след като премине през радиаторите, по обратния тръбопровод се насочва към нагревателния котел. Батериите се оборудват с кранове на Маевски за отвеждане на въздуха от магистралата.

В отоплителните системи с долна разводка възниква необходимост от използване на устройства за отвеждане на въздуха, най-простото от които е кранът на Маевски.

Вертикални и хоризонтални стояци

Според типа на разположение на главните щрангове се различават вертикални и хоризонтални начини на разводка на тръбопровода. В първия вариант радиаторите от всички етажи се свързват към вертикално разположени щрангове.

Вертикална разводка се използва при изграждането на къщи с два, три и повече етажа с таванско помещение, в чийто обхват може да се положи и изолира тръбопровод.

Характеристики на „вертикалните“ системи:

• липса на въздушни пробки;
• подходяща за топлоснабдяване на високи сгради;
• поетажно свързване към щранга;
• трудности при инсталиране на апартаментни топломери в многоетажни сгради.

Хоризонталната разводка предвижда свързване на радиаторите от един етаж към общ щранг. Предимството на схемата е, че за устройството се използват по-малко тръби, а цената на инсталацията е по-ниска.

Хоризонталните щрангове обикновено се прилагат в едно- и двуетажни помещения. Изграждането на системата е актуално в панелно-рамкови къщи и жилищни сгради без преградни стени.

Обустройване на гравитационен тип отопление

Разработката на проект за гравитационна система е по-добре да се довери на специалисти по отоплителна техника. В документа се посочва видът на отоплението, начинът на свързване на радиаторите и циркулацията на топлоносителя, препоръчителните параметри на оборудването, броят на радиаторите и дължината на тръбопровода.

Изчисляване на системата за топлоснабдяване

Необходимо е да се определят хидравличните характеристики на системата, които впоследствие ще помогнат да се избере правилно оптималният диаметър на тръбопровода.

В естествената отоплителна система се препоръчва котелът да се монтира в мазе или сутеренно помещение. Това позволява да се увеличи дължината на транзитния щранг.

За изчисляване на стойността на циркулационния напор (Рц) са необходими следните данни:

1. Разстоянието от центъра на отоплителния котел до центъра на радиатора (h). Колкото по-голямо е разстоянието между тези уреди, толкова по-стабилна е циркулацията.
2. Налягането на охладената (Ро) и нагрятата (Pr) вода.

Циркулационното налягане зависи само от разликата в температурата на топлоносителя. Точните стойности могат да се научат от таблични данни.

Колкото по-голяма е разликата в температурите на топлоносителя, толкова по-високо е налягането в магистралата. Ето защо е важно да се погрижим за „входящата“ температура на течността.

Върху ширината на сечението на тръбопровода влияние оказва видът на материала. Диаметърът на стоманената тръба трябва да бъде не по-малък от 50 мм. След разклонението, сечението на магистралата се стеснява с един размер. Обратната линия, напротив, се компонова с последващо разширение.

Особено внимание се обръща на обема на разширителния съд. Големината на резервоара не трябва да бъде по-малка от 5% от общия обем на топлоносителя в системата. Неспазването на изискването ще доведе до изтичане на вода от системата или скъсване на тръби.

Подбор на основните компоненти

За отворена система е по-добре да се избере котел, работещ на твърдо гориво или мазут. Монтирането на електрокотли и газово оборудване е забранено. В магистралата понякога се образуват въздушни тапи – това може да доведе до аварийна ситуация.

Мощността на нагревателя се определя въз основа на изчислението – 1 kW топлинна енергия на 10 кв.м от къщата. В зависимост от качеството на изолацията на помещението, към получената стойност се добавят 10-30%.

Котелът се разполага в отделно помещение, оборудвано с принудителна циркулация на въздуха. Оборудването се монтира върху пожароустойчив материал или бетониран под.

Разширителният съд за отоплителна система от гравитационен тип трябва да бъде от стомана. Използването на полимерни материали е крайно нежелателно. За отоплението на малка едноетажна къща е подходящ резервоар от 8 до 15 литра.

За изграждане на тръбопровода се използват тръби от следните материали:

1. Стоманени. Отличават се с висока топлопроводимост и устойчивост на високо налягане. Недостатък – сложност на монтажа и необходимост от използване на заваръчно оборудване.
2. Полипропиленови. Основни предимства: устойчивост на температурни колебания, здравина, херметичност и лесен монтаж. Срок на експлоатация – 25 години.
3. Металопластични. Материалът не подлежи на корозия, предотвратява запушване на контура. Недостатъци на тръбопровода: ограничен срок на експлоатация (до 15 години) и висока цена.
4. Медни. Тръби с максимална топлоотдава и устойчивост на високи температури – до +500°C. Основен минус – високата цена на материала.

В отворения контур на топлоснабдяване се монтират радиатори, изработени от метали с висока якост.

Най-разпространени са стоманените модели. Те имат оптимално съотношение на основните параметри: външен вид, цена и топлинна мощност.

Стоманените радиатори, благодарение на тънките стени, малкото тегло и високата степен на топлоотдаване, се сравняват с конвекторите. Оборудването бързо загрява помещенията, благодарение на ускореното движение на въздуха.

Етапи на монтаж на отворената система

Целият процес на организиране на гравитационна отоплителна система може да се раздели на няколко етапа:

1. Монтаж на котела. Оборудването се фиксира на подовата повърхност или се окачва на стената. Изборът на метод зависи от габаритите на котела.
2. Разпределение на тръбопровода съгласно избраната схема и разработения проект. Важно е да се спазва препоръчителният ъгъл на наклон на тръбния контур.
3. Инсталиране на радиатори и свързването им към системата.
4. Монтаж на разширителния съд и неговата изолация.
5. Свързване на всички елементи, проверка на херметичността на съединенията и начален пуск на системата.

След котела, на захранващата тръба, е препоръчително да се монтира температурен датчик за контрол на ефективността на работа на системата за топлоснабдяване.

Монтажът на отоплителната система трябва да се извършва през топлия сезон. Обустройването на магистралата и пускането в експлоатация ще отнеме около една седмица.

Особености на сглобяване на принудителна схема

За да оправдае принудителната система себе си и да функционира изправно, е необходимо правилно да се избере циркулационна помпа и грамотно да се "вреже" в магистралата за топлоснабдяване.

Избор на циркулационна помпа

Основните параметри при избора на помпено оборудване: мощност на уреда и налягане. Тези характеристики се определят въз основа на площта на отопляваното помещение.

Ориентировъчни показатели:

• за къщи от 250 кв.м ще подхожда помпа с мощност 3,5 куб.м/ч и налягане – 0,4 атм.;
• в помещения с размери 250-350 кв.м се инсталира уред с 4,5 куб.м/ч и налягане 0,6 атм.;
• ако площта на къщата е 350-800 кв.м, то е целесъобразно да се закупи помпа с мощност 11 куб.м/ч и налягане не по-малко от 0,8 атм.

При по-скрупульозен подбор специалистите отчитат дължината на отоплителната система, вида и броя на радиаторите, материала на изработка и диаметъра на тръбите, както и типа на котела.

Инсталиране на помпата в магистралата

Разполагането на помпата се извършва на връщащата тръба, така че през уреда да преминава не твърде горещ топлоносител. На захранващата магистрала е възможно инсталиране на съвременни модели от материали, устойчиви на високи температури.

При "врязването" на помпата не трябва да се наруши циркулацията на водата. Важно е във всяка точка на магистралата при работа на помпения агрегат хидростатичното налягане да остава излишно.

Четири допустими схеми на отоплителни системи с помпена циркулация и разширителен съд от отворен тип. Хидростатичното налягане се запазва на необходимото ниво.

Вариант 1. Повдигане на разширителния резервоар. Прост начин за преоборудване на система с естествена циркулация в принудителна. За реализация на проекта ще е необходимо високо таванско помещение.

Вариант 2. Преместване на резервоара на далечен щранг. Трудоемък процес на реконструкция на стара система, а за устройване на нова – неоправдано. Възможни са по-прости и по-успешни начини.

Вариант 3. Тръба на разширителния съд близо до патрубка на помпата. За промяна на типа циркулация е необходимо да се отреже резервоарът от захранващата магистрала, а след това да се свърже към връщащата – зад циркулационната помпа.

Вариант 4. Помпа включена в захранващата магистрала. Най-простият начин за реконструкция на системата. Минус на метода – неблагоприятни условия на експлоатация на помпата. Не всеки уред ще издържи на високи температури.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Препоръки за сглобяване на отоплителна система с естествена циркулация:

Видео #2. Ред за инсталиране на циркулационна помпа:

Важни аспекти на изграждането на ефективна отоплителна система са изборът на работеща схема, изчисляването на параметрите на магистралата, подборът на компоненти и спазването на технологията на монтаж. Ръчното инсталиране е възможно при наличието на водопроводни умения, а разработването на детайлен проект е по-добре да се довери на професионалисти.

Искате ли да зададете въпрос относно схемата на организация и устройството на разпределението на отворен кръг за водоснабдяване? Моля, оставете коментари в блока по-долу. Тук също имате възможност да зададете въпрос или да съобщите интересен факт по темата.