Открытая или закрытая система отопления

 

Закрытая и открытая система отопления на примерах схем

Закрытая и открытая система отопления являются основными схемами, используемыми для обогрева жилых зданий. Открытая отопительная система является самой распространенной среди систем с естественной циркуляцией. В основе работы данной системы лежат термодинамические законы. На выходном канале котла образуется зона повышенного давления, под воздействием которого разогретая жидкость двигается по трубопроводу, постепенно отдавая тепловую энергию.

 

Охладившись, теплоноситель поступает обратно в котел, где опять осуществляется его нагрев. Таким образом работает система с естественной циркуляцией. В такой конструкции можно использовать только воду, поскольку антифризы, используемые для отопления, слишком быстро испаряются.

Открытая система отопления

Открытая система отопления схема которой предполагает наличие расширительного бачка, используется во многих домах. При расширении излишки жидкости попадают именно в расширительный бак. Кроме того, при избытке воды в системе она также поступает в бачок.

Расширительный бак не герметичен, что обуславливает постоянное испарение воды, поэтому ее необходимо периодически доливать. Схема открытой системы отопления довольно проста, но при этом отличается надежностью. Открытая система отопления не предусматривает наличие насоса. Количество входящих в систему элементов довольно невелико: трубопровод, расширительный бачок, отопительные приборы и котел. В такой конструкции можно устанавливать любые котлы, кроме электрических.

 

Жидкость в открытой системе отопления двигается довольно медленно, поэтому трубы в процессе использования нужно постепенно прогревать, чтобы предотвратить их износ и закипание воды.

В том случае, если в холодную пору года отопление не функционирует, воду из системы необходимо слить, чтобы избежать замерзания или прорыва труб.
Для обеспечения хорошей циркуляции отопительный котел должен быть установлен на самом низком уровне, а в самой высокой точке системы располагается расширительный бачок. Для использования открытой системы отопления в зимних условиях бачок нужно утеплять. При прокладке трубопровода для такой системы желательно использовать минимум соединительных деталей.

Закрытая система отопления

Испарение жидкости в закрытой системе отопления исключено, поскольку такая конструкция герметична, а циркуляция теплоносителя обеспечивается насосом. В систему с принудительной циркуляцией входят те же элементы, что и в открытую систему отопления, но список дополняется циркуляционным насосом.

 

Если в процессе работы жидкость расширяется выше определенного уровня, то клапан расширительного бачка открывается и устраняет излишки теплоносителя. Когда температура в системе понизится, насос закачает жидкость обратно в систему.

Давление в таких системах всегда находится в определенных пределах, поэтому теплоноситель постоянно подвергается деаэрации.
Бак для закрытой отопительной системы обычно изготавливается из высокопрочного металла. Конструктивно бак состоит из двух частей, которые завальцованы друг к другу. Во внутренней полости бака находится диафрагма из термостойкой резины. Кроме того, внутри постоянно находится небольшое количество газа (как правило, азота или воздуха). Диафрагма делит бака на две части, в одну из которых попадает расширившаяся жидкость, а во второй находится газ. Попадая в бак, вода давит на мембрану, заполняя свободное пространство бака, а при остывании жидкости в системе под воздействием диафрагмы находящаяся в баке вода вытесняется обратно.

Различия открытой и закрытой системы

Что же лучше – открытая или закрытая система отопления?

Существует ряд параметров, существенно различающих открытую и закрытую отопительные системы:

1. Место размещения расширительного бачка. В открытой системе бак необходимо располагать в самой высшей точке, а закрытая система отопления не предъявляет к расположению бака никаких требований.
2. В закрытой системе отопления поддерживается постоянное атмосферное давление, поскольку извне воздух в такую систему не попадает (детальнее: «Замкнутая система отопления — схема на примерах «). За счет этого значительно увеличивается длительность службы отопления. Дополнительное давление в верхней части системы позволяет уменьшить риск возникновения воздушных пробок, закупоривающих расположенные сверху радиаторы.
3. Для открытой отопительной системы необходимы трубы большого диаметра, которые довольно неудобны при монтаже и в процессе эксплуатации. Кроме того, их довольно трудно замаскировать, что негативно сказывается на дизайне помещений. Для работы такой системы необходим постоянный уклон, создание которого требует дополнительных усилий.
4. Закрытая система конструктивно значительно проще и дешевле, поскольку монтаж тонких труб менее трудоемкий, а их стоимость гораздо ниже стоимости толстых труб.
5. При правильной установке циркуляционного насоса можно будет избежать постоянного шума.

Достоинства открытой отопительной системы:

• простота эксплуатации;
• отсутствие необходимости установки насоса;
• равномерное распределение тепла по помещениям;
• легкий пуск и остановка системы;
• независимость от электричества;
• надежность;
• упрощенный монтаж.

 

Недостатки открытой отопительной системы:

• ухудшение износоустойчивости системы при попадании в нее воздуха;
• плохая сопротивляемость низким температурам окружающей среды при непостоянной работе;
• медленный прогрев после запуска;
• необходимость постоянного наблюдения за уровнем теплоносителя в расширительном бачке;
• несовместимость системы с антифризами;
• большие габариты;
• низкий КПД.

Достоинства закрытой системы отопления:

• простая установка;
• отсутствие необходимости наблюдать за уровнем теплоносителя в бачке;
• хорошая устойчивость перед замерзанием за счет использования антифриза в качестве теплоносителя;
• возможность регулировать температуру системы за счет увеличения или уменьшения количества энергоносителя;
• возможность долгосрочного использования одной партии воды, что происходит за счет герметичности системы;
• контролируемый уровень давления;
• экономичность;
• технологичность, обуславливающая долгий срок эксплуатации;
• возможность работы в связке с дополнительными обогревательными приборами.

Недостатки закрытой отопительной системы:

• зависимость от электроэнергии, которая требуется для функционирования насоса (решить проблему можно, установив компактный генератор);
• любое нарушение герметичности может привести к попаданию воздуха в систему;
• расширительные бачки с диафрагмами имеют довольно большие габариты, что зачастую затрудняет их установку.

Заключение

Выбор подходящей отопительной системы – дело сугубо индивидуальное, и каждый домовладелец может выбрать самый удобный вариант. Закрытая и открытая система отопления имеет самые разные параметры и функционал, различается по большому количеству характеристик и подходит для разных случаев.

Открытая отопительная система гораздо больше подходит для небольших зданий: чаще всего такую систему можно встретить на дачах или в загородных домах. Схема отопления открытого типа выглядит довольно просто, а ее надежность очень высока.

Закрытая система сложнее как в установке, так и в использовании, но она обладает рядом преимуществ. Отопительные системы закрытого типа обычно используют в многоэтажных зданиях или коттеджах.

В чем отличия и преимущества систем открытого и закрытого типа

Для отопления домов используются системы отопления закрытого и открытого типа. Многие специалисты считают, что закрытая система отопления имеет больше преимуществ, чем открытая отопительная система. Действительно ли это так? Попробуем разобраться.

У системы отопления открытого типа есть много недостатков, о которых мы поговорим позже, но также есть и неоспоримое достоинство — она не зависит от электричества. Если учесть, что стоимость электроэнергии повышается каждый год, а проблемы с подачей электричества в наши дома – далеко не редкость, то это единственное преимущество открытой отопительной системы может нивелировать все ее недостатки.

Поэтому нет ничего удивительного, что, несмотря на достоинства закрытых систем, во многих домах все еще устанавливаются простые и не затратные открытые системы отопления. Но, конечно, минусов у данного способа обогрева помещения очень много.

Отопление в доме

Недостатки систем отопления открытого типа

Говоря о недостатках открытой системы, следует сказать в первую очередь о ее непрезентабельном внешнем виде. Выполняется она из толстостенных громоздких труб большого диаметра. Скрыть такую коммуникацию за декоративными панелями очень сложно.

Кроме низких эстетических качеств открытая система отопления имеет целый ряд других недостатков, среди которых нужно отметить:

• Низкий коэффициент полезного действия.
• Медленная циркуляция теплоносителя.
• В системе можно использовать в качестве теплоносителя только воду, так как другие антифризы быстро испаряются.
• Расширительный бак не герметичный.
• Необходимость постоянно возобновлять уровень воды в расширительном баке, из-за ее постоянного испарения, что вызывает завоздушивание системы и приводит к негативным последствиям.
• Наличие в системе пузырьков воздуха приводит к уменьшению теплопередачи, нарушению циркуляции жидкости, к созданию воздушных пробок, появлению шума, вызывает коррозию внутренних поверхностей элементов системы, снижает срок эксплуатации.

Принцип работы отопительной системы открытого типа

Принцип действия системы открытого типа основан на основных законах термодинамики. Горячая вода поднимается по системе вверх, тем самым создает более высокое давление на выходе из нагревательного котла. Из места высокого давления вода устремляется в область с более низким давлением и происходит циркуляция теплоносителя по системе. Нагреваясь, вода увеличивает объем, поэтому для такой системы необходим расширительный бак. В открытой системе используется негерметичный бак, который сообщается с атмосферой, именно поэтому система называется открытой.

Так как в открытой системе вода циркулирует довольно медленно, разогрев трубы должен проходить постепенно, чтобы предупредить закипание воды и повреждение труб. Если отопление не используется зимой, воду из системы необходимо слить, чтобы трубопроводы не замерзли.

Необходимый уровень циркуляции теплоносителя обеспечивается монтировкой отопительного котла в самом низком месте отопительной системы (в подвале, цокольном этаже), а расширительный бак устанавливается на самом высоком месте (на чердаке). Чтобы расширительный бак не замерз зимой, необходимо его качественно утеплить.

Схема открытой системы отопления

Открытая система отопления может работать без циркуляционного насоса, но в трубопроводе необходимо делать как можно меньше поворотов и использовать минимальное количество фасонных деталей и фитингов. На выходе из котла используется труба с большим диаметром. Если необходимо обогреть площадь помещения 50 – 100 м2, то диаметр трубы должен быть около 40 мм, а при большей площади, диаметр трубы требуется увеличить до 52 мм и больше.

Диаметр горизонтальных труб должен быть равен диаметру стояка, для системы разборных труб можно использовать трубы с меньшим сечением.

При обустройстве системы отопления открытого типа необходимо делать прокладку горизонтальных труб с уклоном по направлению от самой высокой точки системы к радиатором, а потом к нагревательному котлу (уклон должен быть в пределах 0,005-0,01 %).

Системы отопления закрытого типа: характеристики и преимущества

Отличительной особенностью системы отопления закрытого типа является ее полная изолированность от атмосферы. Поэтому проникновение воздуха сведено к минимуму. Чтобы компенсировать температурные расширения в закрытых системах используются расширительные баки мембранные, которые наполняются водой при нагревании, а при охлаждении отдают ее в систему.

Схема отопления закрытого типа

Расширительный бак представляет собой стальной резервуар, разделенный резиновой мембраной на две части. Одна часть бака предназначена для газа (чаще всего заполнена азотом), вторая часть – для воды теплоносителя. Когда вода из системы попадает в бак, она сжимает газ в воздушной камере.

Расширительные баки бывают разных объемов. Подбирают объем бака так, чтобы при нагревании давление в баке не превышало допустимый уровень. Для защиты расширительного бака от превышения допустимых параметров устанавливается предохранительный клапан.

Мембранные баки заполняются на 60 – 30 %. Для отопительных систем на крупных объектах, проблемой становятся большие размеры мембранного бака. Например, если объем бака исчисляется тысячами литров, то вопрос с размещением такого большого резервуара стоит довольно остро. Для решения этого непростого вопроса используют установки, которые поддерживают определенное давление в баке и позволяют уменьшить его объем. Такие установки состоят из расширительного бака безнапорного и системы регулировки давления, основанной на работе насосов.

Принцип работы системы отопления закрытого типа

При повышении температуры в системе отопления закрытого типа, специальный клапан обеспечивает в бак доступ теплоносителю, при понижении температуры, насосы закачивают теплоноситель снова в систему.

Установки, регулирующие давление, поддерживают в системе давление в установленных пределах. Расширительные баки с такими установками компактнее обычных мембранных баков. Кроме своих основных функций, установки для поддержания давления могут выполнять автоматическую подпитку системы, деаэрацию теплоносителя и др.

Закрытая система отопления нуждается в удалении воздуха, проникающего при пополнении системы или при нарушении герметичности стыков. В этих целях используются краны Маевского или автоматические воздухоотводчики. Для выведения воздуха, растворившегося в теплоносителе, применяют сепараторы, которые размещают в трубопроводе.

Циркуляция теплоносителя в закрытой системе отопления происходит благодаря насосу.

Работа насоса повышает эффективность отопительной системы, которая лучше обогревает помещение, а также позволяет подсоединять к системе дополнительные элементы обогрева (например, систему теплый пол, которая не работает с естественной циркуляцией теплоносителя).

Недостатком отопительных систем с насосом является их зависимость от электроэнергии.

Схема отопления закрытого типа предусматривает впереди котла на обратной трубе монтаж циркуляционного насоса и мембранного расширительного бака.

 

Такое размещение бака и насоса намного упрощает монтаж отопительной системы. Во-первых, не требуется утепления труб, не нужно размещать на чердаке расширительный бак, а во-вторых, не нужно соблюдать уклон труб при монтаже и можно устанавливать трубы любого сечения.

Но не стоит значительно уменьшать диаметр труб подающих теплоноситель. Сильно уменьшая диаметр труб, вы повысите сопротивление воды и уменьшите количество теплоносителя, циркулирующего за единицу времени через радиатор.

В закрытой системе нет испарения воды, поэтому не требуется часто контролировать уровень теплоносителя. С применением принудительной циркуляции теплоносителя закрытая система отопления прогревается быстрее. Использование насоса позволяет в каждом помещении регулировать температуру, а если насос работает с комнатным термостатом, то обогревать помещение можно только при понижении температуры ниже заданной.

Статьи по теме

Какая система отопления лучше для дома: закрытая или открытая?

Создание неизвестными изобретателями водяной системы отопления, без сомнения гениальное решение, которое использует изменение физических свойств воды при нагревании. Нагретая в котле вода перемещается вверх и создает определенный напор (давление). Под его действием вода самотеком движется по трубам контура, отдает тепло радиаторам и по «обратке» возвращается в котел. Первая работающая система отопления была, безусловно, открытой. После появления новых технологий, материалов и оборудования были созданы закрытые схемы отопления, но до сих пор идут споры, какая система отопления закрытая или открытая лучше для обогрева жилищ.

Критерии выбора системы обогрева

Вариантов выбора всего два — закрытая или открытая система отопления дома. Задумывался ли кто, почему первые созданные системы были только открытыми? А открытыми они были по одной простой причине – котлы, нагревающие воду, были твердотопливными. При прекращении циркуляции вода в котле закипает, взрыв котла предотвращает предохранительный клапан, но погасить его быстро невозможно. Поэтому закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией стали применять для электрических и газовых котлов, которые можно выключить автоматически в любой нужный момент.

Открытая система отопления

Открытая система отопления в настоящее время считается устаревшей и применяется в небольших частных домах и загородных дачах. При этом нужна установка расширительного бака в открытой системе отопления в самой высшей точке разгонного коллектора, для обеспечения циркуляции под действием гравитации.

Современная открытая схема системы отопления с закрытой системы позаимствовала важнейший агрегат – циркуляционный насос. Он обычно используется при пуске системы для уменьшения ее инерционности. Затем в процессе работы насос выключается и открывается байпас. Знать, куда ставить насос в системе отопления, необходимо для его надежной и длительной работы. Насос ставится в точке с наименьшей температурой теплоносителя, обычно в «обратке» около котла.

Система называется «открытой» потому, что атмосферный воздух постоянно контактирует с водой в открытом расширительном баке.

Открытая система проста, надежна, а ее стоимость минимальна. Существует ошибочное мнение, что ее монтаж обходится дороже, потому что для подобных систем требуются трубы большего диаметра. Если учесть для закрытой системы отопления стоимость циркуляционного насоса, расширительного мембранного бак и затраты на электроэнергию, то монтаж обойдется явно не дешевле. В некоторых случаях альтернативы применению открытой системы отопления не существует. Например, при отсутствии электроснабжения.

Основные преимущества отрытых систем обогрева:

1. чрезвычайная простота при монтаже и обслуживании;
2. бесшумность работы;
3. энергонезависимость;
4. надежность работы с котлами любых типов;
5. относительно низкие затраты на приобретение оборудования, труб и арматуры.

Конечно, простая и надежная открытая система отопления схема ее обычно двухтрубная, не лишена недостатков:

• испарение жидкости в расширительном баке делает невозможным применение антифриза, за уровнем воды в баке необходимо следить;
• большая инерционность системы, для устранения этого недостатка устанавливают циркуляционный насос и байпас;
• для сложных контуров многоэтажных домов с теплыми полами система не подходит из-за большого гидравлического сопротивления подобных систем обогрева.

Закрытая система отопления

Если выбрана система отопления закрытого типа схема которой может быть любой – однотрубной или двухтрубной, с теплыми полами или без, то ее основной признак – отсутствие контакта теплоносителя с воздухом, т. е. она полностью герметична. Движение теплоносителя в контуре обеспечивает циркуляционный насос. а тепловое расширение жидкости компенсируется в герметичном мембранном расширительном баке. Применение принудительной циркуляции облегчает монтаж, ведь не нужно строго выдерживать уклон труб, которые могут быть меньшего диаметра. Наличие насоса делает систему энергозависимой.

С увеличением этажности частных домов и сложности контуров отопления применяется в основном система отопления закрытого типа, в составе которой может быть несколько циркуляционных насосов, коллекторная лучевая разводка и автоматизированное электронное управление температурой разных помещений. В закрытом контуре схема установки расширительного бака в системе отопления отличается от его размещения в открытой системе. Самый оптимальный вариант, размещение мембранного бака в «обратке» вблизи котла.

Популярная закрытая система отопления имеет как преимущества, так и некоторые недостатки:

1. в закрытой системе полностью отсутствует испарение, следовательно, можно применить антифриз в качестве теплоносителя;
2. относительно меньшие расходы на трубы контура, трубы можно скрыть под полом или отделкой;
3. упрощается монтаж, не нужно тщательно вымерять углы наклона трубопровода;
4. небольшая инерционность системы и высокая теплоотдача;
5. незначительное количество кислорода в теплоносителе уменьшает коррозию стальных труб.

Ввод в эксплуатацию закрытой системы отопления

После завершения монтажа систему нужно заполнить водой и испытать. Первоначальное заполнение системы отопления закрытого типа осуществляется по определенным правилам. В проекте контура отопления должны быть предусмотрены сливные краны, расположенные в самой нижней точке системы и краны для наполнения системы водой.

Последовательность действий при заполнении контура теплоносителем следующая:

• закрываются краны Маевского на радиаторах и сливные краны системы отопления;
• краны у котла на магистрали подачи и обратки (если таковые есть в наличии) должны быть открыты;
• шланг от водопровода подключается к крану заполнения для подачи воды в систему, давление в системе контролируется по манометру и при достижении 1,5 — 2 бар подача холодной воды прекращается;
• удаление воздуха с приборов с помощью крана Маевского до появления воды на выходе крана;
• давление в системе после удаления воздуха из приборов несколько снизится, поэтому снова открывается кран и подается вода в систему, поднимая давление до 1,5 бар, закрывается кран подачи холодной воды и производится удаление воздуха (удаление воздуха должно быть очень тщательным, ведь воздушные пробки в системе отопления нарушают циркуляцию и создают шум в батареях, поэтому операцию повторяют несколько раз);
• после заполнения закрытой системы теплоносителем и полного удаления воздуха запускаем и проверяется система отопления в работе.

Если в процессе заполнения появятся протечки, то процесс заполнения системы нужно остановить и устранить возникшие проблемы. После устранения недостатков работы можно продолжить.

Если после проведения всех вышеописанных операций система работает плохо, некоторые батареи плохо прогреваются, нарушена циркуляция, то это говорит о наличии воздуха в системе. В таких случаях производится продувка системы отопления, которая заключается в тщательном удалении воздуха. Открывается кран Маевского и удаляется не только воздух, но и некоторое количество воды. При этом желательно обеспечить повышенное давление, в системе отопления открыв подпитку от водопровода. Обычно повторение процедуры приводит к полному удалению воздушных пузырей из контура.

Для чего нужна подпитка в закрытой системе

Для эффективной работы закрытой системы отопления необходимо, чтобы в ней постоянно сохранялось рабочее давление. Несмотря на то, что система герметична, в ней существуют незаметные на первый взгляд и незначительные утечки. Вода из системы теряется при удалении воздуха через кран Маевского, просачивается через сальники циркуляционного насоса. через различные стыки контура. Эти потери суммируются и через некоторое время оказывают влияние на работоспособность системы. Для компенсации этих потерь необходима подпитка закрытой системы отопления из водопроводной магистрали.

Ручная или автоматическая подпитка

Для простых и небольших систем отопления обычно применяется кран с механическим управлением. Он устанавливается в точке наименьшего давления, которая находится перед циркуляционным насосом. В этой точке устанавливается манометр для контроля процесса подпитки.

Для исключения попадания теплоносителя в водопроводную магистраль применяется затворный кран.

В сложных и разветвленных системах осуществляется автоматическая подпитка системы отопления цена клапана подпитки зависит от бренда фирмы изготовителя. Иногда автоматические клапаны подпитки входят в состав оборудования котла. Если подпитка осуществляется от водопровода, в котором давление обычно 3 – 4 бара, то все происходит довольно просто. Заводская настройка клапана – 1,5 бара.

Если давление в системе отопления станет ниже 1,5 бара, то клапан откроется и будет открыт до достижения установленного давления. Если же автоматическая подпитка будет использовать теплоноситель из других источников, то необходим насос, который будет включаться сигналом с клапана и подавать теплоноситель под определенным давлением в отопительную систему.

Автоматическое управление температурным режимом

Как автоматизировать и выбрать оптимальный режим в помещениях дома, особенно при частом отсутствии в квартире или в частном загородном доме. Очень просто, нужно для системы отопления купить контроллер – устройство позволяющее программировать и контролировать температуру в доме. Прежде чем покупать контроллер для отопления, нужно убедиться, что котел имеет соответствующий блок управления. Самый лучший вариант – консультация специалистов.

Один из самых оптимальных вариантов автоматизации получается при использовании лучевой (коллекторной) разводки. На гребенке устанавливаются специальные клапаны, которые управляются блоком управления многоканального контроллера. Этот же блок управления выдает сигнал на включение котла.

В каждом помещении устанавливается отдельный термостат, который настроен на определенную температуру. Многоканальный контроллер системы системы отопления лучевой, обрабатывает данные с термостатов и при понижении температуры в каком либо помещении включает котел и открывает клапан этого помещения на гребенке. В любом случае котел будет работать до тех пор, пока во всех помещениях температура не достигнет запрограммированной величины.

Нельзя однозначно сказать, какая система обогрева лучше – открытая или закрытая. Применение той или иной системы зависит от многих факторов, например от размеров и этажности дома, его расположения, наличия финансовых ресурсов и региона. Только разумный подход позволит выбрать систему отопления дома, которая обеспечит комфорт и уют в доме при оптимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

Источники: http://teplospec.com/montazh-remont/zakrytaya-i-otkrytaya-sistema-otopleniya-na-primerakh-skhem.html, http://79w.ru/otoplenie/sistemy-otopleniya/otlichiya-preimushhestva-sistem-otkrytogo-zakrytogo-tipa, http://spetsotoplenie.ru/sistemy-otopleniya/varianty-ustrojstva-sistem-otopleniya/kakaya-sistema-otopleniya-luchshe-dlya-doma-zakrytaya-ili-otkrytaya.html

Как вам статья?