Открытая система теплоснабжения
Строительство частного дома, а особенно если оно проводится самостоятельно – это длинная череда решений самых разнообразных проблем. И одна из наиважнейших – это обеспечение в будущем здании самых оптимальных условий проживания в любое время года (если, конечно, дом не планируется только в качестве летней дачки).
![Открытая система теплоснабжения](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya.jpg)
Открытая система теплоснабжения
А уже в этой сфере создания нужного микроклимата в помещениях наиболее сложной станет задача правильного расчета и монтажа надежной системы отопления. Несмотря на появление современных систем электрического обогрева дома, лидером по популярности и востребованности остается водяное отопление – оно более привычно, проверено временем, технологии его монтажа и отладки отработаны до мелочей. Хозяину дома, который выбрал именно водяное отопление, остается определиться с конкретной разновидностью – закрывая или открытая система теплоснабжения, с ее «аппаратным наполнением» и с системой разводки труб по дому. Затем идут этапы тщательного проектирования и монтажа.
Среди многочисленных публикаций по этому вопросу, размещенных в интернете, можно встретить немало таких, в которых утверждается, что открытая система теплоснабжения – чрезвычайно проста в устройстве и ее можно смонтировать буквально за один день. Если читателю попадается такие «художества» – можно безо всякого сожаления чтение прерывать и закрывать страницу – автор явно не имеет ни малейшего представления, ни об отоплении вообще, ни об открытой системе – в частности. Любая система должна быть правильно спроектирована с учетом многочисленных нюансов, хорошо сбалансирована, надежно смонтирована – и эти задачи никак абсолютно простыми и скорыми в исполнении не назовешь.
Что представляет собой открытая система теплоснабжения
Содержание статьи
- 1 Что представляет собой открытая система теплоснабжения
- 2 Достоинства и недостатки системы отопления открытого типа
- 3 Элементы системы отопления открытого типа
Прежде всего, необходимо сразу сделать одно важное замечание. Очень часто, описывая открытую систему отопления, авторы все факты «мешают в кучу», преподнося ее обязательно как отопление с естественной циркуляцией теплоносителя. Ничего подобного! Открытая система может быть и с естественной, и с принудительной циркуляцией жидкости, причем при грамотном исполнении у хозяев всегда есть возможность легко и быстро переключаться с одного режима на другой.
![Упрощенная схема системы отопления открытого типа](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_2.jpg)
Упрощенная схема системы отопления открытого типа
Главная же особенность открытой системы – отсутствие в ее контуре какого бы то ни было искусственно созданного избыточного давления, так как она напрямую связана с атмосферой. В системе в обязательном порядке смонтирован расширительный бак, свободный объём которого предназначен для компенсации расширений жидкого теплоносителя при повышении температуры. Такой бак всегда располагают в самой высшей точки всей трубной разводки контура отопления. Таким образом, на него еще ложится функция воздухоотводчика – все скопления газов в трубах должны выйти наружу именно здесь. Служит он и своеобразным водяным затвором – слой жидкого теплоносителя, который обязательно всегда должен быть в расширительном баке, предотвращает попадание воздуха в систему извне.
Стоит рассмотреть подобную систему подробнее:
![Основные элементы открытой системы отопления](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_3.jpg)
Основные элементы открытой системы отопления
1 – источник тепловой энергии, котел, работающий на определенном виде топлива (твердом, жидком, газообразном) или использующий для нагрева электрическую энергию.
2 – восходящий от котла стояк, который поднимается до высшей точки системы и очень часто именно в этом месте заканчивается расширительным баком. Могут, правда, быть и иные варианты расположения – об этом будет сказано позже. Главное – для этого стояка всегда используется труба самого большого в системе диаметра – это помогает обеспечивать нужную разницу давления в подающей обратной трубах.
3 – расширительный бак открытого (атмосферного) типа. В этой позиции может использоваться как выпускаемый промышленными предприятиями специальный резервуар, так и, а принципе, любая подходящая по объему емкость. Так, нередко используют переделанные металлические бочки, молочные бидоны, газовые баллоны и т.п.
![Расширительный бачок заводского производства. Очевидно, что такой несложно сделать и самостоятельно](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_4.jpg)
Расширительный бачок заводского производства. Очевидно, что такой несложно сделать и самостоятельно
4 - чтобы в расширительном баке не случилось перелива, в нем всегда делают на определенном уровне сливное отверстие выходом на трубу, которая отведет избыток воды в канализацию или попросту наружу, на грунт. В принципе, в хорошо «настроенном» контуре отопления такие переливы – большая редкость. и чаще этот выпускной патрубок будет задействован для контроля наполнения всей системы, и для первичного сброса.
5 – труба, подающая теплоноситель на отопительные приборы (радиаторы). В системах открытого типа, даже если в них предусмотрена установка насоса, трубы должны иметь определенный уклон для обеспечения естественной циркуляции жидкости. Разводка труб может быть разная – об этом будет сказано ниже.
6 – Обогревательные приборы, расположенные в помещениях дома – радиаторы отопления. Конвекторы или, например, «тёплые полы» при открытой системе обычно не используются. Схема установки радиаторов может быть разной – она увязана с определенной системой разводки труб.
7 – Обратный трубопровод – обеспечивающий отток теплоносителя от радиаторов к котлу для дальнейшей циркуляции.
8 – циркуляционный насос. Система может обойтись и без него, работая по принципу естественной циркуляции, однако насос резко поднимает эффективность отопления, уменьшает расход энергоносителей.
![Врезка насоса поднимет эффективность открытой системы отопления](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_5.jpg)
Врезка насоса поднимет эффективность открытой системы отопления
9 – кран (вентиль) для первичного заполнения и периодического пополнения системы отопления из водопроводной сети (10). В обычном положении всегда находится в закрытом состоянии.
11 – кран (вентиль) для слива теплоносителя из системы отопления, например, для выполнения каких-либо ремонтных или профилактических работ.
- Теперь, после устройства открытой системы отопления, несколько подробнее – о принципах ее действия.
Если в системе врезан насос, то особых вопросов и не возникает – он создает принудительную циркуляцию теплоносителя по трубам. Но как происходит теплообмен в контуре, не оснащенным насосом, или же при отсутствии электроэнергии, когда узел переключён на естественную циркуляцию?
![Схема работы открытой системы отопления с принудительной циркуляцией](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_6.jpg)
Схема работы открытой системы отопления с принудительной циркуляцией
Здесь в полную силу вступают в действие законы термодинамики. Вспомните простой пример – почему в водоеме вода всегда теплее у поверхности, и намного холоднее – по мере увеличения глубины? Ответ прост – и с газами, и с жидкостью происходят примерно одинаковые явления – увеличение их температуры (в условиях свободного объема) приводит к снижению их плотности, а стало быть – и общей массы. Одним словом, нагретые жидкость или газ всегда легче холодных.
Теперь внимание на схему:
![А это - принцип действия отопления с естественной циркуляцией](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_7.jpg)
А это - принцип действия отопления с естественной циркуляцией
В системе отопления, по большому счету, два вида тепловых приборов, работающих в противовес друг другу. Котел (поз. 1) является первой точной теплообмены - преобразует энергию с внешнего источника в тепловую – нагревает воду. Затем идет транспортировка теплоносителя до второй основной точки теплообмена – радиатора (поз.3). Понятно, что в подающей магистрали (на рисунке – красная область, поз. 2) плотность воды Ргор – существенно ниже, чем на противоположном участке (синяя область, поз. 4). Более высокая плотность жидкости Рохл означает ее «преобладание» с точки зрения гравитационных процессов – она попросту намного плотнее и тяжелее. Если грамотно расположить две основных точки теплообмена относительно друг друга, а конкретно – приборы теплоотдачи разместить выше котла на определенную высоту h, то обязательно создастся естественных циркуляционный ток жидкости. На нижней части схемы это хорошо видно. Область с теплоносителем низкой плотности условно «удалена» (она не может преобладать над более плотной). Получается два сообщающихся сосуда, один из которых выше другого. Вода стремится к равновесию, и постоянно перетекает от радиаторов к котлу.
Итак, чтобы создать естественное движение теплоносителя, котел должен быть расположен ниже самого низкого радиатора в доме. Это значение h может быть различным (чем оно выше, тем активнее будет движение жидкости), но оно не должно превышать 3 метров. Чаще всего, если существует такая возможность, котельную располагают в подвале или в цокольном этаже – это удобнее всего, так как полностью обеспечивается требуемое превышение радиаторов в комнатах первого этажа над котлом.
![Превышение радиаторов отопления над котлом](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_8.jpg)
Превышение радиаторов отопления над котлом
Если подвала в частном доме нет, то приходится делать котельную в пристройке, несколько заглубляя пол в точке установки котла. Если и такой возможности нет, то за создание системы отопления открытого типа незачем и браться – она не будет работать в режиме естественной циркуляции, и намного логичнее будет использовать сразу схему с аккумулирующим баком-ресивером.
![Схема устройства системы отопления открытого типа с расположением котла в подвальном помещении](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_9.jpg)
Схема устройства системы отопления открытого типа с расположением котла в подвальном помещении
- Можно отметить еще одно важное свойство открытой системы отопления, работающей в режиме естественной циркуляции. речь идет о своеобразной саморегуляции интенсивности потока теплоносителя в трубах. В отличие от отопления с принудительной циркуляцией, скорость протекания жидкости по трубам здесь очень нестабильна.
При запуске котла и прогреве определённого количества жидкости, начинается ее естественный ток по трубам. Характерно, что для того, чтобы такое движение началось, котел необходимо кратковременно запустить на мощность, близкую к максимальной – чтобы преодолеть инертность воды и существующее гидравлическое сопротивление в трубах.
Пока помещения не прогреты, амплитуда температур в котле и на выходе из радиаторов отопления – максимальная. Стало быть, наибольшее значение имеет и разница в плотности теплоносителя, а значит, как мы уже выяснили – и интенсивность движения жидкости по контуру. По мере прогрева эта разность начинает уменьшаться. То есть постепенно падает и скорость перемещения теплоносителя.
В итоге при определенной стабилизации системы ток воды происходит достаточно медленно – но этого хватает для поддержания в помещениях нужной комфортной температуры (обычно – с определенной долей точности выставленной пользователем на элементах управления котла). Однако, при резком снижении температуры в помещении, например, при открытых окнах или же при похолодании на улице, ток жидкости самопроизвольно ускорится – система будет стремиться достичь равновесия.
Достоинства и недостатки системы отопления открытого типа
Система отопления открытого типа, безусловно, не является «самим совершенством», и у нее немало серьезных недостатков. Тем не менее, некоторые хозяева жилья выбирают именно такую схему, мотивируя свое решение ее преимуществами:
- Надежность - наверное, главный плюс такой системы отопления. Схема досконально проверена, прошла все мыслимые испытания в самых разных условиях и полностью доказала свою эффективность. По большому счету, в системе с естественной циркуляцией попросту нечему выходить из строя (если не брать в расчет собственно, котел). Срок «жизни» такого отопления определяется исключительно эксплуатационными сроками труб и радиаторов – при грамотном подборе комплектующими это будет исчисляться многими десятками лет.
- Схема – достаточно проста в монтаже, в ней нет особо сложных узлов.
- Подобная система не требует какой-либо специфической отладки и настройки. Достаточно заполнить систему водой и включить котел. Принцип простой – котел включен – система работает, выключен – ток остановился.
- При работе без насоса – отсутствие каких бы то ни было вибраций и характерных шумов.
- Ничего не мешает дополнить систему циркуляционным насосом – тогда она получит полную универсальность. С насосом, конечно, потери на подогреве будут меньше, но зато в случае отсутствия электроэнергии или при выходе насоса из строя простым переключением кранов отопление переводиться в полностью энергонезависимый режим.
![Узел с циркуляционным насосом - переключение режимов работы обеспечивается запорными вентилями](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_10.jpg)
Узел с циркуляционным насосом - переключение режимов работы обеспечивается запорными вентилями
На схеме показано положение кранов при работе в режиме принудительной циркуляции – оба вентили поз. 1 открыты, а стоящий на магистральной трубе (поз. 2) – закрыт. Для переключения режима достаточно просто поменять положение кранов на противоположное.
- Уже упомянутое свойство саморегуляции системы позволяет устойчиво поддерживать в помещении заданный микроклимат без каких-либо сложных дополнительных регулирующих устройств.
Теперь – о недостатках открытой системы отопления:
- Такую систему просто невозможно поставить в очень большом доме. При удаленности порядка 30 метров от котла (по горизонтали) гидравлическое сопротивление в трубах может превысить создаваемый естественным образом напор, и в контуре создастся статическое равновесие – для отопления это недопустимо.
- Система – очень инертна, то есть достаточно долго входит в рабочее состояние. Это объясняется и необходимостью создание естественного тока воды, и весьма большим объемом воды в контуре отопления.
- Есть определенные сложности с приобретением материала – нужны будут трубы разных диаметров, переходники к ним и т.п. А трубы большого диаметра – это еще и немалые деньги.
- При монтаже системы обязательно должен быть создан уклон на всех участках трубопроводов – от подающего и до обратки, без исключения. Это следует обязательно учитывать при проектировании и составлении монтажных чертежей. Если по каким-либо причинам уклон создать на определённом участке невозможно, отопление может оказаться неработоспособным или чрезмерно «транжирящим» по части расхода энергии – определенная часть ее будет расходоваться на преодоление ненужного гравитационного и гидравлического сопротивления на прямом отрезке системы.
- Необходимость установки расширительного бачка в самой высокой точке чаще всего приводит к тому, что его приходится монтировать в чердачном помещении. Это означает необходимость его самой тщательной термоизоляции, чтобы не допустить замерзания в пиковые зимние холода.
![Хозяин дома нашел выход - разместил расширительный бак под потолком](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_11.jpg)
Хозяин дома нашел выход - разместил расширительный бак под потолком
Впрочем, некоторые мастера находят выход, размещая расширительные бачки непосредственно в помещении, закрепляя их близко к потолку или даже вообще - на самом потолке. С точки зрения эстетичности такого решения – вопрос, конечно, чрезвычайно спорный, но проблема термоизоляции решается сразу.
- Открытая система отопления всегда сопровождается постепенным испарением теплоносителя – необходимо постоянно отслеживать его уровень. Иногда этот вопрос автоматизируют (по принципу поплавкового клапана). Другим вариантом борьбы с испарением является слой масла, толщиной в 10- 15 мм на поверхности воды в расширительном бачке (естественно, его добавляют только тогда, когда достигнуто полное равновесие в системе). Однако, в этом случае не исключена вероятность попадания масла в нижележащие трубы, радиаторы и котел (например, при каком-то аварином падении, уровня воды), а это – крайне нежелательно.
- Контакт теплоносителя с воздухом означает постоянное его насыщение кислородом. Это ведет к активизации коррозионных процессов в трубах, фитингах, радиаторах, в других металлических узлах контура.
Элементы системы отопления открытого типа
Выше по тексту уже перечислялись все обязательные конструктивные и технологические \элементы системы отопления открытого типа. Стоит рассмотреть их несколько подробней:
Котел <3EПрежде всего, необходимо определиться с требуемой мощностью этого источника тепловой энергии. Казалось бы, можно взять котел «с запасом», однако, практика показывает, что излишняя мощность, помимо удорожания самого агрегата, имеет еще несколько негативных моментов:- Отмечается усиленное образование конденсата в дымоходном канале.
- Не исключены быстрый износ и поломка комплектующих.
- Котел может работать неэффективно - он попросту не рассчитан на эксплуатацию «на малых оборотах».
- Вполне вероятны случаи отказов автоматики – по той же причине.
Итак, котел должен быть необходимой, но отнюдь не избыточной мощности. Определить этот параметр можно по следующей формуле:
Мk = ?s ? Ms / 10
Мk – расчетная мощность требуемого котла;
?s– суммарная площадь отапливаемых помещений дома;
Ms– удельная мощность, требуемая для обогрева на единицу площади
Показатель удельной мощности – величина дифференцированная, зависящая от региона, в котором строится дом. Примерная величина – указана в таблице.
Регион России, в котором ведется строительство | Величина удельной мощности (кВт) на 10 м ? |
---|---|
Южные регионы страны (Северный Кавказ, Прикаспийские, Приазовские, Причерноморские области) | 0,7 ? 0,9 |
Центральное Черноземье, Южное Поволжье | 1,0 ? 1,2 |
Центральные области Европейской части, Приморье | 1,2 ? 1,5 |
Северные районы Европейской части, Приуралье, Сибирь | 1,6 ? 2,0 |
Пример: рассчитаем мощность котла для дома в Воронежской области, с отапливаемой площадью 180 м?.
Мk= 180 ? 1,2 / 10 = 21,6 кВт
Эту величину округляем в большую сторону, по стандартному значению имеющихся в производстве и продаже тепловых установок. Однако, есть еще три оговорки:
- Эта формула справедлива для помещений высотой до 3 метров. Впрочем, в частном доме мало кто себе позволяет делать потолки выше.
- Расчет справедлив лишь при условии доброкачественного утепления дома – стен, окон, дверей, пола и т.п.
- Подобный расчет касается исключительно отопительного контура. Если есть планы подключить к отоплению, например, бойлер косвенного нагрева, то необходимо будет увеличить расчетную мощность еще на четверть.
При выборе котла можно пойти и другим путем. Многие производители, имеющие свои дилерские представительства в разных регионах, оказывают услуги по точному расчету требуемого оборудования. Нередко такие фирмы имеют собственные сайты, на которых размещены удобные и понятные калькуляторы, позволяющие быстро провести расчеты, вводя по запросу в окна данные по площади комнат, высоте потолков, материалу стен, типу дверей и окон, необходимости в контуре горячего водоснабжения и т.п. В итоге программа выдаст оптимальную мощность котла для установки в конкретном доме.
Калькулятор подсчета требуемой тепловой мощности котла
В несколько упрощенном, но дающем достаточно точные результаты, подобная программа представлена и на нашем портале. Она позволяет рассчитать потребности в тепловой энергии для каждого помещения. Просуммировав полученные значения несложно определить и общую потребную мощность для всего дома.
Для удобства можно составить таблицу, в которую сразу занести параметры всех помещений. Например, такую:
Помещение | Площадь, м? | Внешние стены, количество, входят на: | Количество, тип и размеры окон | Наружные двери (на улицу или на балкон) | Результат расчетов, кВт |
---|---|---|---|---|---|
ИТОГО | 22,4 кВт | ||||
1 этаж | |||||
Кухня | 9 | 1, Юг | 2, двойной стеклопакет, 1,1?0,9 м | 1 | 1.31 |
Прихожая | 5 | 1, Ю-З | - | 1 | 0.68 |
Столовая | 18 | 2, С, В | 2, двойной стеклопакет, 1,4 ? 1,0 | нет | 2.4 |
и так далее | |||||
2 этаж | |||||
Детская | … | … | … | … | …. |
Спальня 1 | … | … | … | … | … |
Спальня 2 | … | … | … | … | … |
и так далее |
Имея план дома и представляя особенности помещений, заполнить графы будет совсем не сложно. А потом останется лишь последовательно просчитать тепловую мощность для каждого помещения и найти сумму. Это займет буквально минуты:
Какие котлы могут быть использованы в открытой системе:
- Если в населенном пункте проведены газовые магистрали, то особо и нечего думать – на сегодняшний день подобное отопление остается самым выгодны с точки зрения стоимости энергоносителя.
![Газовые котлы считаются самыми удобными и экономичными](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_12.jpg)
Газовые котлы считаются самыми удобными и экономичными
Есть, правда, и значимый «минус» - потребуются обязательные согласовательные процедуры, составление соответствующего проекта и его реализация с привлечением специалистов (работники газовых хозяйств практически повсеместно являются «монополистами» на подобные работы и никому их не передоверяют). Это все обойдётся в достаточно «увесистую» сумму. Впрочем, это разовые вложения, которые должны окупиться спустя какое-то время.
- Остаются популярными твёрдотопливные котлы, а в некоторых регионах, где нет никаких проблем с заготовкой дров или закупкой угля, они остаются наиболее популярными среди владельцев домов.
![Современные твердотопливные котлы не требуют постоянного контроля и частой дозагрузки](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_13.jpg)
Современные твердотопливные котлы не требуют постоянного контроля и частой дозагрузки
Сейчас это – уже не старые чугунные «гиганты», поглощающие уйму топлива и имеющие крайне низкий КПД. Современный твёрдотопливный котел – обычно агрегат длительного горения, которые не нуждается в постоянном контроле за ним. Подробнее о таких котлах - в специальной статье нашего портала. Кстати, там же можно найти немало советов и о том, как своими руками сделать нужный твёрдотопливный котел отопления, использующий функцию дожига пиролизных газов.
- Электрические котлы в системах открытого типа используют нечасто. Чего греха таить – подобная система все же проигрывает в экономичности системе закрытого типа. То, что допустимо при использовании недорогих энергоносителей – газа или дров (угля), выльется в «хорошую копеечку» при применении электрического нагрева. С какой-то доле условности можно применить индукционный нагрев, но опять же – лучше тогда сразу смонтировать закрытую систему, которая гораздо легче поддается точным регулировкам.
![Среди всез электрических котлов, индукционный - самый экономичный](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_14.jpg)
Среди всез электрических котлов, индукционный - самый экономичный
А вот электродный котел в открытой системе использовать нельзя в принципе – он требует особого и стабильного химического состава теплоносителя. В негерметичном контуре соблюсти это условие просто невозможно.
- Оптимальным по функциональности, хотя и довольно дорогим решением стане приобретение многофункционального, комбинированного котла, который может работать в разных режимах. Например, есть модели «дрова + газ», «газ + электричество», «дрова + уголь + газ», или даже «дрова + уголь + дизтопливо + газ».
![Самое лучшее, но дорогое решение - комбинированный котел, работающий на разных видах топлива](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_15.jpg)
Самое лучшее, но дорогое решение - комбинированный котел, работающий на разных видах топлива
Расширительный бачок
Как уже упоминалось, этот элемент можно приобрести готовым – они есть в продаже, либо сделать самостоятельно из металлического листа, либо из имеющейся металлической емкости. Лучше использовать металл, не подверженный коррозии – тогда отопление будет служить долго.
![Для расширительного бачка лучше всего использовать нержавейку](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_16.jpg)
Для расширительного бачка лучше всего использовать нержавейку
При изготовлении простейшего бака необходимо предусмотреть откидную или съемную крышку – она позволит производить контроль за уровнем воды в системе, но в закрытом состоянии все же минимизирует испарение жидкости.
В верхней части бака должен быть установлен патрубок, по которому, в случае избытка жидкости, она будет стекать вниз.
Считается достаточным, если объем расширительного бака составляет ориентировочно до 10 % от общего объема отопительной системы.
Кстати, установка расширительного бака открытого типа прямо над котлом в высшей точке отнюдь не является какой-то догмой. Такая схема хороша, однако, далеко не всегда исполнима просто по причинам несоответствия ей реального расположения технических помещений здания.
![Различные схемы установки расширительного бачка открытого типа](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_17.jpg)
Различные схемы установки расширительного бачка открытого типа
На рисунке представлено несколько различных вариантов размещения расширительного бака, их которых можно выбрать наиболее приемлемый к имеющимся условиям.
Примечательно, что в случае установки расширительного бачка на обратной трубе, все равно потребуется обязательный монтаж воздухотводного клапана в самой высшей точке системы (на схеме это не показано), а это – ненужные дополнительные сложности.
Радиаторы отопления
Ели котел – основной элемент в части получения тепловой энергии, то радиаторы – главные по части ее «раздачи» по помещениям. А это означает, что очень важно точно определить, в какой комнате, каких и сколько их нужно устанавливать.
Для начала, нужно определиться с видом радиаторов. Они различаются и конструктивно, и по материалу изготовления, а суммарно – по своим эксплуатационным характеристикам.
- Традиционные чугунные батареи отлично подходят для открытой системы отопления. Да, они достаточно инертны в нагреве и остывании, но это даже неплохо в сочетании с аналогичными свойствами открытой схемы – очень точной настройке этот «комплекс» все равно не поддаётся, а вот экономия на такой инертности может быть достигнута весьма внушительная.
![Современные чугунные батареи](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_18.jpg)
Современные чугунные батареи
Нередко упрекают такие батареи за излишнюю массивность и за неэстетичный внешний вид. Ну, во-первых, насчёт вида можно поспорить – современные чугунные радиаторы очень симпатичны, а некоторые – так просто являются украшением помещений. А во-вторых, насчет массивности – это скорее достоинство, если, конечно, правильно решить вопрос их надежного крепления.
- Стальные радиаторы – недорогие, достаточно легкие, долговечные (если имеют качественное антикоррозийное покрытие).
![Стальные радиаторы для домашнего автономного отопления - не самый лучший вариант](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_19.jpg)
Стальные радиаторы для домашнего автономного отопления - не самый лучший вариант
Казалось бы – хороший вариант, но вот для автономной системы отопления, тем более – открытой, их лучше не использовать. Дело в том, что они очень быстро отдают тепло и остывают – котел при таких радиаторах будет включаться очень часто.
- Алюминиевые радиаторы – сегодня находятся в лидерах среди «собратьев». Они легки, долговечны, очень просто и быстро монтируются. Имеют великолепную теплоотдачу и нужную теплоемкость. Хорошо вписываются в любой интерьер.
![Алюминиевые радиаторы - хорошая теплоотдача, но не слишком высокая стойкость к коррозии](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_20.jpg)
Алюминиевые радиаторы - хорошая теплоотдача, но не слишком высокая стойкость к коррозии
Недостаток у них есть, и немалый – этот металл весьма неустойчив к кислородной коррозии. Значит, или нужны алюминиевые радиаторы со специальным антикоррозийным покрытием (такие есть в продаже, но они, безусловно, дороже), или теплоноситель должен быть определенного качества. К сожалению, второй пункт соблюсти в условиях открытой системы отопления – почти невозможно.
- Биметаллические радиаторы – самый современный вариант, сочетающий в себе все лучшие качества. Недостатков практически нет, кроме одного – высокая цена. Подобные радиаторы хорошо подходят для отопления с высоким давлением в контуре, так как на них легко устанавливаются электронные или электромеханические термостаты, поддерживающие точный уровень температуры в помещении.
![Биметаллические радиаторы - хороши всем, но несколько дороговаты](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_21.jpg)
Биметаллические радиаторы - хороши всем, но несколько дороговаты
Увы, но при открытой системе отопления подобная возможность остается невостребованной, и нужно очень хорошо подумать, стоит ли переплачивать за такие батареи.
Второй вопрос – как определиться с требуемым количеством секций в батарее отопления. Все зависит от размеров помещения, его особенностей, и от удельной мощности каждого секции радиатора.
Итак, для среднестатистических комнат (жилые, с высотой потолков 2,5 ? 3 м) обычно принимают нормой мощность отопления, равную 41 Вт/м? объема помещения. Таким образом, несложно подсчитать потребную суммарную мощность, умножив объем (произведение длины, ширины и высоты комнаты) на 41.
Например, комната 3,5 ? 6 ? 2,7 м. Объем равен 56,7 м?. Требуемая базовая мощность радиаторов – 2325 Вт или 2,33 кВт. Однако не зря было упомянуто, что эта мощность – базовая. Она рассчитана на комнату внутри здания с одной внешней стеной и одним окном на улицу. Если реально условия иные, то в это значение требуется внести некоторые поправки – смотри таблицу.
Особенности помещения | Поправка к значению суммарной мощности радиаторов отопления |
---|---|
Угловая комната: две внешние стены и одно окно | +20% |
Угловая комната: две внешние стены и два окна | +30% |
Окна выходят на север или северо-восток | +10% |
Радиаторы спрятаны в ниши под подоконниками | +5% |
Радиаторы закрываются декоративными экранами или решетками | + 15% |
Допустим, что в рассматриваемом нами примере комната угловая, с одним окном, с выходом на север, а радиаторы убраны в нишу. Значит, к полученному значению необходимо добавить: 20% за угловое расположение, 10% - за север и 5% – за расположение батареи под окном. Итого поправка – 35%, а суммарная мощность – 3,15 кВт.
Теперь нужно разделить полученное значение на удельную мощность одной секции радиатора. Этот показатель обязательно указывается в технических характеристиках любой модели радиаторов (в случае со стальными неразборными радиаторами – указывается мощность целого блока).
Допустим, в нашем случае запланирована установка биметаллических радиаторов «Рифар» с удельной мощностью секции в 204 Вт. Несложное деление дает 15, 44, или округлённо 16 секций для нормального отопления данной, достаточно большой и холодной комнаты.
Перелагаем воспользоваться возможностями нашего специального калькулятора, который поможет быстро и точно просчитать требуемое количество секций радиатора для помещения:
Калькулятор для расчета параметров радиаторов отопления
![](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_22.jpg)
![](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_23.jpg)
![](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_24.jpg)
![](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_25.jpg)
![](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_26.jpg)
![](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_27.jpg)
Размещают радиаторы чаще всего в традиционных местах – под окнами, где они создают эффективную тепловую завесу от проникающего холодного воздуха. При необходимости можно дополнить такую установку дополнительными батареями на других стенах помещения – так, чтобы в сумме получилось нужное количество секций.
Циркуляционный насос
Как уже упоминалось, грамотно собранная система может работать без принудительной циркуляции. Тем не менее, если есть возможность, то насос следует обязательно установить – он существенно снизит эксплуатационные расходы и повысит эффективность отопления. Да, этот прибор потребляет определенное количество электроэнергии, сравнимое со средней лампочкой накаливания, однако эти потери в полной мере компенсируются экономией на потреблении основного энергоносителя.
![Насос должен по свои параметрам соответствовать системе отопления](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_28.jpg)
Насос должен по свои параметрам соответствовать системе отопления
Насосы – вовсе не все одинаковые. Даже визуально заметно, что они существенно различаются по своим техническим характеристикам. Речь не о диаметре трубы, на которую производится врезка – основными параметрами будут являться производительность прибора м создаваемый им напор жидкости. Эти характеристики насоса должны соответствовать конкретной системе отопления, а значит – нужно уметь проводить хотя-бы простейшие расчеты.
1. Требуемую производительность насоса можно вычислить по формуле:
G = Мk : (?t? Сt)
G – вычисляемый параметр, производительность циркуляционного насоса
Мk– мощность отопительной системы (как она рассчитывается, было рассказано, в статье в разделе о котле).
?t– разница температур теплоносителя на входе в котел и на выходе из него. Для обычных систем отопления принимается в 20 градусов. Для «теплых полов» или конвекторных теплообменников может быть и меньше, но подобные схемы в открытой системе отопления не используются.
Ct– коэффициент, учитывающий удельную теплоемкость рабочей жидкости системы отопления. Он вычисляется по нескольким параметрам, однако большой точность в данном случае не требуется. Так как в открытой системе отопления в подавляющем числе случаев используется обычная вода, то этот коэффициент можно принять за 1.16.
Для примера, какой производительности потребуется насос, если для отопления жилья необходима суммарная мощность 21.6 кВт:
G = 216 00/ (20 ? 1,16) = 931
Полученное значение выражено в килограммах в час. Для удобства осталось привести его в используемой величине - м?/час. Для этого необходимо разделить полученное значение на плотность воды при температуре около 60 - 80 градусов (972 кг/м?)
В итоге получаем:
931 / 972 = 0,96 м?/час, округленно – 1 м?/час.
Калькулятор расчета требуемой производительности насоса
2. Второй важный параметр насоса – величина создаваемого им напора жидкости, который должен обеспечить нормальное перемещение теплоносителя по всему разветвленному контуру. Для расчета применяют следующую формулу:
Hn = r ? L ? Zr
Hn– создаваемый насосом напор воды (в паскалях, Па)
r – удельное гидравлическое сопротивление прямого участка трубы (Па/м). С некоторым допущением для обычного частного дома можно принять за 150 Па/м.
L – длина всего контура, включая трубы подачи и обратки.
Zr – корректировочный коэффициент, учитывающий оснащенность системы отопления дополнительной запорной арматурой и регулирующими устройствами. При открытой системе отопления этот коэффициент можно принять за 1.3 – система не перенасыщена кранами.
Если, к примеру, длина всех труб отопительной системы в доме составила 90 метров, то несложно произвести расчет:
Hn = 150 ? 90 ? 1,3 = 17550 Па = 17,55 кПа.
Очень часто в технической документации эта величина приведена в метрах водяного столба. Перевести несложно, зная, что 1м в.ст. ? 10 кПа. В нашем примере напор получается 1,8 м водяного столба.
Калькулятор для расчета напора циркуляционного насоса
Трубы и схемы их разводки
В прокладке системы важен и материал труб, и диаметр, и схема их разводки.
- Металлические, стальные трубы сегодня, по большому счету, считаются уже пережитками прошлого. Они тяжелы, требуют особых навыков и специального оборудования для монтажа. Да и стоимость самого металла, даже обычной стали – весьма высока, не говоря уже о нержавейке.
- Медные трубы на системе отопления, безусловно, очень качественны и надежны, но высокая цена материала сразу же делает его предметом своеобразной роскоши.
- Металлопластиковые трубы использовать вполне можно, но только если это – качественный, проверенный материал. Недостаток – подобные трубопроводы не рекомендуется вмуровывать в стены – они всегда должны быть на виду из-за недостаточной надежности металлических фитинговых соединений – они могут окисляться или же нуждаться в периодической подтяжке.
- Более современный вариант – трубы из сшитого полиэтилена (PE-Xa, PE-RT), а еще лучше - с металлическим армированием и кислородным барьером (например, PE-Xc/Al/PE-HD). Среди всех современных материалов этой категории подобные трубы – самые надежные. Их используют даже для теплых полов, заливая стяжкой и нисколько не беспокоясь за сохранность – тем более они подойдут для внешней разводки стояков отопления. Удобная система соединительных фитингов делает монтаж таких труб легким и быстрым делом.
![Трубы металлопластиковые из сшитого полиэтилена - самый современный материал для контуров отопления](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_29.jpg)
Трубы металлопластиковые из сшитого полиэтилена - самый современный материал для контуров отопления
- А самым недорогим вариантом остаются полипропиленовые трубы. Если приобрести качественный материал, со стекловолоконным армированием, рассчитанным на высокие температуры, то надежности таких труб хватит с избытком на долгие годы. А монтаж, хотя и требует специального сварочного аппарата, несложен, и легко может быть освоен любым среднестатистическим домашним мастером. Аппарат же для работы за вполне умеренную плату можно арендовать в специализированном магазине.
![Полипропиленовые трубы со стекловолоконным армированием](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_30.jpg)
Полипропиленовые трубы со стекловолоконным армированием
Схем разводок труб системы отопления немало – каждая из них имеет свои достоинства и недостатки.
- Например, однотрубная система – проста в исполнении и потребует минимальное количество материалов. Для отопления открытого типа с естественной циркуляцией она является чуть ли ни идеальным вариантом.
![Схема движения теплоносителя в однотрубной системе отопления](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_31.jpg)
Схема движения теплоносителя в однотрубной системе отопления
Недостаток: от радиатора к радиатору температура заметно падает, а это означает достаточно неравномерный прогрев помещений – самые удаленные от котла комнаты отапливаться будут хуже. Впрочем, если отопление монтируется в небольшом и компактно спланированном доме, то такая схема будет полностью оправдана.
- Двухтрубная система потребует более тщательного планирования и значительно большего расхода труб. Но зато равномерность обогрева, при правильном подборе диаметра труб, существенно улучшается, и кроме того, появляется возможность временного или постоянного отключения от отопления помещений, которые в нем по каким-то причинам в настоящий момент не нуждаются.
![Несколько вариантов двухтрубной системы отопления открытого типа](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_32.jpg)
Несколько вариантов двухтрубной системы отопления открытого типа
- Самый удобной, но и самой сложной в исполнении является коллекторная схема разводки – к каждому обогревательному прибору (или, иногда, к группе приборов) идет собственная подача от общего коллектора. Правда, затраты на материалы в этом случае получаются максимальными. В системах открытого типа подобный подход практически не применяется.
Очень большое значение для правильной циркуляции теплоносителя имеет уклон горизонтальных участков трубопроводов. Обычная рекомендация – не менее 1:100 (1 см перепада высоты на 1 погонный метр трубы). Однако, очень часто опытные мастера дают советы такой уклон увеличивать даже до 3 см на погонный метр – это обеспечит надежную и устойчивую естественную циркуляцию, если будет необходимость перейти на нее.
И, наконец, диаметр труб также не является единой величиной для всей разводки открытой системы отопления. Максимальный диаметр – всегда на восходящей от котла к расширительному баку трубе подачи. Далее, идет постепенное заужение, с тем расчетом, чтобы с помощью варьирования диаметром обеспечить равномерное распределение потоков жидкости по точкам теплообмена.
На схемах внизу представлено несколько готовых, профессионально просчитанных вариантов с указанием условного диаметра труб (в дюймах). Одну из этих схем вполне можно взять за основу при проектировании собственной системы.
![Диаметр и уклон труб в отоплении открытого типа (рис. 1)](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_33.jpg)
Диаметр и уклон труб в отоплении открытого типа (рис. 1)
![Диаметр и уклон труб в отоплении открытого типа (рис. 2)](/simages/otkritaya_sistema_teplosnabzheniya_34.jpg)
Диаметр и уклон труб в отоплении открытого типа (рис. 2)
Точный расчет требуемой разводки под конкретное здание, с учетом всех параметров системы, может провести только квалифицированный специалист. «Самодеятельность» в этом вопросе достаточно опасна тем, что, не учтя каких-либо, казалось бы, незначительных мелочей, можно получить полностью «запертые», статичные участки контура отопления, перемещение теплоносителя по которым не сможет обеспечить даже циркуляционный насос.
Видео: разновидности систем отопления в частном доме