Схемы открытых и закрытых двухтрубных систем отопления. Особенности двухтрубных систем отопления

Схемы открытых и закрытых двухтрубных систем отопления. Особенности двухтрубных систем отопления

Двухтрубная система отопления представляет собой самую распространенную схему прокладки отопительных труб и подключения радиаторов. Она предусматривает использование двух труб – по одной осуществляется подача горячего теплоносителя, а по второй он отводится к отопительному котлу. Данная схема отличается высокой эффективностью и обеспечивает равномерное распределение тепла по всем обогреваемым помещениям.

Однотрубные системы отопления, в отличие от двухтрубных, обладают целым рядом недостатков:

Различие в работе однотрубных и двухтрубных систем отопления хорошо иллюстрирует данная картинка.

• Более ограниченная длина контура;
• Неравномерное распределение тепла по обогреваемым помещениям – страдают самые последние комнаты;
• Трудно отапливать многоэтажные здания;
• Повышенное гидродинамическое сопротивление в системе отопления;
• Отсутствие раздельной регулировки температуры обогрева в разных комнатах;
• Трудности в ремонте – нельзя снять неисправную батарею без остановки всей системы.

Некоторая часть вышеупомянутых проблем частично решается с помощью схемы «ленинградка», но и это не является полноценным выходом из ситуации.

Однотрубные системы отопления востребованы там, где двухтрубные схемы являются явным излишеством. Например, они монтируются в небольших домиках на 2 или 3 комнаты – здесь можно немного сэкономить на трубах.

Двухтрубная система отопления предусматривает прокладку двух параллельных труб, к которым подключаются радиаторы. Теплоноситель из подающей трубы поступает в отопительные приборы, после чего отправляется в обратную трубу (обратку). Несмотря на более внушительные финансовые и трудовые затраты, готовая система получается более функциональной в эксплуатации и удобной в ремонте.

Двухтрубное отопление активно используется для обогрева помещений и здания различного назначения. К ним относятся одноэтажные частные дома и коттеджи, многоэтажные многоквартирные дома, а также промышленные и административные постройки. Иными словами, сфера его применения отличается своей широтой.

Открытая и закрытая система отопления в многоквартирном доме. Классификация систем теплоснабжения

Различают следующие виды схем теплоснабжения.

По количеству вырабатываемого тепла классифицируют централизованные и децентрализованные виды теплоснабжения. В централизованных системах один источник тепловой энергии снабжает несколько зданий. В децентрализованной системе, каждое здание или группа домов, отдельные помещения вырабатывают тепло самостоятельно.

Классификация децентрализованных типов теплоснабжения, подразделяет их на индивидуальные, когда каждая квартира отапливается самостоятельно и местные — где источник тепла обогревает весь многоквартирный дом.

По способу подключения к сетям классифицируют зависимые и независимые типы систем теплоснабжения. Зависимые – когда теплоноситель (жидкость или пар) нагревается в котельной и, проходя по трубопроводной сети, поступает в радиаторы отапливаемого помещения. Независимые – жидкость из теплосети, проходит через теплообменник и нагревает теплоноситель отопления дома (теплоноситель, который нагревается в котельной, не попадает в систему теплоснабжения дома).

По способу устройства горячего водоснабжения и нагрева воды различают открытые и закрытые виды подачи тепла.

Открытая система теплоснабжения

В открытой схеме теплоснабжения вода, нагреваемая на котельной, используется одновременно в горячем водоснабжении и в качестве теплоносителя отопительных приборов. Постоянный расход воды для нужд горячего водоснабжения приводит к необходимости регулярной подпитки теплосети. Из-за использования воды в горячем теплоснабжении её температура должна быть 65-70 градусов. Такая схема весьма устарела, она повсеместно использовалась в СССР.

Преимущества и недостатки открытого теплоснабжения

Преимущества открытого типа подачи теплоносителя:

• минимум оборудования так, как не требуется применение теплообменников;
• из-за того что температура воды ниже, потери при транспортировке по теплотрассам на большие расстояния меньше чем в закрытой системе.

Недостатки открытой схемы:

Грязная вода. Из-за большой протяжённости теплотрассы, поступающая в трубопроводы горячего водоснабжения жидкость, содержит большое количество грязи, ржавчины, которые она собирает по пути от котельной до потребителя. Из-за большой протяжённости трубопроводов теплоснабжения вода в кране может иметь неприятный запах и цвет и не соответствовать санитарным нормам. Установка же водоподготовительных устройств в каждом доме потребует существенных денежных затрат.

Высокая потребность в горячей воде в часы пик приводит к ощутимому падению давления в трубопроводах. Из-за чего вынуждает ресурсоснабжающие предприятия устанавливать дополнительные подкачивающие насосы и автоматику для контроля величины давления в системе. Иначе падение давления приведёт к меньшему количеству теплоносителя, проходящему через теплообогреватели в квартирах, и как следствие, снижению температуры воздуха в помещениях.

Высокие потери жидкости из тепловой системы вынуждают ставить на котельных, ТЭЦ и других производящих энергию предприятиях массивные установки для водоподготовки, которые очищают от солей и других примесей речную воду.

Отличия открытой и закрытой схемы водоснабжения

В закрытой системе, в отличие от открытой, используемая в качестве теплоносителя жидкость циркулирует по трубопроводам, не покидая их. Для горячего водоснабжения используется питьевая водопроводная вода, которая нагревается теплоносителем в специальных устройствах (теплообменниках), устанавливаемых в домах или центральных тепловых пунктах. В закрытых схемах температура воды в теплотрассе колеблется от 120 до 140 градусов, а потери жидкости отсутствуют или минимальны.

Плюсы закрытой схемы:

• для горячего водоснабжения подключается чистая водопроводная вода, в отличие от открытой схемы, соответствующая всем санитарно-гигиеническим нормам без примесей и неприятных запахов;
• нет необходимости устанавливать на теплоснабжающих предприятиях дополнительные насосы и приборы автоматического контроля параметров, так как давление в тепловой сети постоянное и не зависит от расхода горячей воды;
• на котельных и других источниках теплоснабжения не нужно устанавливать дополнительные установки водоподготовки, потому что циркулирующая жидкость, уже обессоленна и содержит минимальное количество примесей;
• энергосберегающий эффект, достигаемый за счёт регулировки нужной температуры подачи тепла на тепловых пунктах, выполняемый в автоматическом режиме.

К недостаткам этой системы отопления можно отнести дорогое оборудование и автоматику, необходимое для устройства пунктов обмена энергией, где регулируется температура нагрева водопроводной воды.

Второй недостаток это высокие температуры теплоносителей в магистральных теплотрассах и, как следствие, высокие потери тепла. Этот недостаток в сейчас потерял свою актуальность из-за применения технологии теплоизоляции труб пенополиуретаном, которая обеспечивает прочность изоляционного покрытия и эффективную защиту от тепловых потерь.

Открытая система отопления в частном доме. Открытая система

Движение теплоносителя в такой гидросистеме основано на законах термодинамики: вода движется естественным путем за счет своего расширения при нагревании. Естественная циркуляция подразумевает: вода нагревается и меняет свою плотность, тем самым создается необходимое давление и гидравлический напор, за счет чего происходит движение жидкости в трубах.

К основным элементам данной системы относят отопительный котел , расширительный бак открытого типа (негерметичный), радиаторы отопления и трубы для теплопровода . Теплоносителем выступает обычная вода.

Помимо указанных элементов в частном доме должен быть разгонный стояк, а для обеспечения эффективной циркуляции теплогенератор устанавливается на самом нижнем уровне, а расширительный бачок на самом верхнем по отношению к остальным приборам. Сам трубопровод монтируют под небольшим углом, чтобы предотвратить образование воздушных пробок.

Принцип работы

• Котел нагревает жидкость, циркулирующую по трубам.
• Горячая вода под давлением выталкивается холодной вверх по теплопроводу.
• Излишки горячей воды собираются в расширительном баке для предотвращения скачков давления и безопасной работы отопительных приборов.
• При охлаждении теплоносителя его объем уменьшается и часть воды возвращается из расширителя обратно в магистраль к котлу.

Как правило, такой тип отопления не предполагает установки циркуляционного насоса, однако для лучшей циркуляции теплоносителя открытую систему можно модернизировать электрическим насосом. Важно правильно рассчитать гидравлические показатели отопительного контура и выставить необходимую скорость движения воды.

Преимущества и недостатки

Среди плюсов данной схемы можно выделить:

• Простоту эксплуатации.
• Энергонезависимость.
• Низкую стоимость.
• Низкий уровень шума.

Тем не менее, открытые системы отопления становятся все менее востребованными и популярными ввиду очевидных ограничений и недостатков :

• Невысокая эффективность обогрева. Самотечная схема предполагает медленное движение теплоносителя, а наличие большого количества поворотов трубопровода еще больше замедляет поступление жидкости в отопительные приборы.
• Ограничение по площади отопления. Открытый отопительный контур способен отопить только небольшие по площади частные дома (до 100-120 кв.м.).
• Сложность установки. При монтаже необходимо правильно рассчитать угол наклона теплопровода, а также избегать использование большого количества соединений труб. Для хорошей циркуляции жидкости необходимо правильно рассчитать внутреннее сечение трубы (чем больше площадь, тем больше диаметр трубы).
• Быстрый износ. Коррозия труб и металлических элементов возникает быстрее в негерметичном контуре, т.к. через открытый бак вместе с водой в магистраль поступает кислород.
• Постоянный контроль за уровнем воды в расширительном баке. В открытом бачке вода испаряется, поэтому важно вовремя подливать в него воду.
• Замерзание воды. Негерметичные расширители необходимо устанавливать в теплых помещениях или обеспечить им качественную теплоизоляцию.

Закрытая система отопления. Как выбрать закрытую отопительную систему для частного дома

Существует множество вариантов отопительных коммуникаций закрытого типа. При выборе нужно отталкиваться от площади здания, планировки, количества этажей, размера комнат.

Однотрубные и двухтрубные закрытые тепловые контуры

Самая простая замкнутая схема – однотрубная, где радиаторы последовательно присоединяются к одному подающему контуру, и горячая жидкость протекает последовательно сквозь них. Такая схема не очень удобна – при прохождении по отопительной ветке жидкость остывает, и последние теплоприборы нагреваются слабо. Поэтому конструкция подходит только для небольших домов.

Двухтрубная – состоит из двух контуров (подающего и обратного), каждый из которых подводится ко всем батареям. Горячая жидкость быстро заполняет радиаторы и обеспечивает более равномерный нагрев. Схема походит даже для домов большой площади.

Вертикальная и горизонтальная схема

Эти типы теплокоммуникаций отличаются направлением тока жидкости. В вертикальной разводке она движется вверх или вниз, а в горизонтальной – вдоль комнат.

Для одноэтажного частного дома подойдет только горизонтальная схема, для двух и более этажей можно подходят разные варианты:

• Стояковая схема – через комнаты, находящиеся друг над другом, проходит общая вертикальная труба – стояк; батареи крепятся к ней боковым способом. Подходит для зданий с комнатами небольшой площади, которые можно прогреть одним радиатором.
• Комбинированный вариант – между этажами идет стояк, к которому присоединяются горизонтально расположенные тепловые линии с несколькими батареями.

Второй тип коммуникаций наиболее востребован в современных зданиях высотой в два этажа и более. Такая разводка позволяет устанавливать в комнате несколько тепловых приборов и отапливать любые площади.

Попутная, встречная и лучевая разводка

Теплокоммуникации встречного (петлевого) типа состоят из нескольких веток. Нагретые вода или антифриз доходят до конца петли, разворачиваются и текут обратно. Поэтому горячая и остывшая жидкость движутся навстречу друг другу. Минус – вода по пути к последнему радиатору остывает, и батареи нагреваются неравномерно. Но зато петли можно проложить в комнатах любой планировки.

В попутной схеме, или петле Тихельмана, горячий и остывший теплоноситель движутся по кругу в одном направлении, поэтому радиаторы имеют равную температуру. Однако проложить кольцевую схему в старом доме со сложной планировкой тяжело. Ее, в основном, используют в новостройках и проектируют вместе со зданием.

Лучевая разводка состоит из отдельных тепловых линий – лучей, идущих к каждому радиатору. Сложная схема, трубы в которой присоединены к коллекторам, похожим на медные гребенки. Через один ряд таких «гребней» распределяется горячая вода, а через другой собирается остывшая. Преимущества – возможность спрятать коммуникации в шкафы и под пол, простота регулировки батарей, находящихся на отдельных «лучах». Недостаток – сложность расчетов, монтажа и большое количество расходных материалов. Коллекторная схема подходит только для новых зданий, в старых ее проложить затруднительно.

Закрытая система отопления с твердотопливным котлом. Открытый контур с гравитационной циркуляцией теплоносителя

Это самый простой способ обвязки, который можно выполнить самостоятельно. В данном случае передвижение теплоносителя по системе происходит за счет разницы плотности холодной и горячей воды. Подогретый теплоноситель поступает вверх, так как его плотность маленькая. Остывая, плотность жидкости повышается, а потому теплоноситель опускается вниз.

Самотечный контур с открытым экспанзоматом.

Данная схема монтажа твердотопливного котла отопления требует соблюдения ряда правил. Так, для полноценной циркуляции теплоносителя в системе нагревательное оборудование нужно устанавливать ниже уровня положения радиаторов минимум на 0,5 м, а расширительный бак обязан находиться в самой высокой точке контура. Чтобы снизить гидросопротивляемость системы, выбирают трубы с диаметром до 50 мм (для распределительных труб к радиаторам достаточно диаметра труб до 25 мм). Большое количество запирающих устройств и арматур существенно ухудшают циркуляцию теплоносителя, а потому их количество должно сводиться к минимуму.

Схема отопления частного дома с твердотопливным котлом открытого типа с естественной циркуляцией имеет существенное преимущество в своей простоте и невысокой себестоимости. Однако здесь невозможно контролировать температуру теплоносителя на выходе из котла, что в целом снижает эффективность контура. Через открытый расширительный бак в теплоноситель попадает кислород. Он приводит к коррозии самого контура отопления и теплообменника котла. Подобное отопление твердотопливным котлом, схема в частности, может рассматриваться как бюджетный вариант для дома, который посещают время от времени.

Закрытая система отопления с насосом. Циркуляционный насос и схемы замкнутого контура

Система отопления закрытого типа в частном доме используется очень часто, что связано с эффективностью. Системы обогревания с принудительной транспортировкой теплоносителя оснащаются насосами, которые подают и распределяют воду по радиаторам. Применяется насос в таких сетях, как «ленинградка». Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией типа «ленинградка» имеет вид замкнутого кольца, в котором расположен котёл. Это система простого типа применяется в многоквартирных домах старой постройки, а также частных домах. Схема такой сети представлена на фото ниже.

Принцип работы такой схемы заключается в том, что от котла отходит труба, в которую врезано любое количество радиаторов. Эта труба укладывается на уровне пола, и в неё подключается вход и выход из радиатора. Такую систему ещё называют однотрубной, так как радиаторы включаются в контур только одной трубы.

Недостаток однотрубной системы в том, что она не способна равномерно распределять теплоноситель по батареям поэтому, чем дальше установлен радиатор от котла, тем температура в нем будет ниже.

Такая система не способна равномерно прогревать все комнаты, поэтому её применение актуально только в маленьких домах с небольшим количеством комнат. Для разрешения данной проблемы в систему монтируется циркуляционный насос, которым активно перемещается теплоноситель. Чем выше скорость перемещения воды, тем равномернее будут прогреты все комнаты.

Циркуляционный насос состоит из электрической и механической части. Электрическая часть отвечает за вращение крыльчатки насоса, что происходит благодаря маломощному электромотору. Насос же выполняет задачу транспортировки теплоносителя по контуру. Причём для него не важно, какой тип системы сооружён: закрытого или открытого типа.

Двухтрубные системы отопления с газовым котлом популярны, и очень часто сооружаются в частных домах. В такой системе работает самотёчная подача, и происходит самостоятельное перемещение теплоносителя. Однако подать горячую воду по всем радиаторам в одинаковом объёме естественным путём невозможно, поэтому прибегают к монтажу циркуляционных насосов. Ведь при помощи таких устройств возможно не только быстрое прогревание всего дома, но и поднятие горячей воды на второй этаж.

Открытая и закрытая система отопления. Что такое закрытая тепловая система

Закрытая система отопления – это устройство, где все элементы являются герметичными, а испарения воды не имеется. Главное отличие закрытой системы отопления от открытой – наличие в ней насоса. Вариант, где циркуляция теплоносителя является принудительной, состоит из насоса, радиаторов, труб, котла и расширительного бачка.

Закрытая система – это тепловая конструкция, где при увеличении температуры происходит открытие клапана бачка, и собираются излишки теплоносителя. После охлаждения теплоносителя насос перекачивает его обратно. В таком устройстве наличествует давление в установленном уровне, за счет чего происходит деаэрирование теплоносителя.

Рассматривая, что лучше: закрытая или открытая система отопления, отличия этих двух видов, следует отметить преимущества и недостатки первого варианта. К плюсам этой вариации относится:

• легкость монтажа;
• отсутствие необходимости контроля количества теплоносителя;
• отсутствие вероятности разморозки конструкции при использовании антифриза;
• возможность регулирования температуры путем изменения количества теплоносителя;
• отсутствие необходимости подливания воды, поскольку она не испаряется;
• возможность самостоятельной регулировки давления;
• технологичность и экономичность устройства, его длительная эксплуатация;
• возможность добавления дополнительных вариантов обогрева к тепловой конфигурации.

Размышляя, какая система отопления лучше: открытая или закрытая, стоит описать и минусы второго варианта. Так, составные части конструкции являются более дорогими по сравнению с открытой тепловой конфигурацией. Оборудование полностью зависит от наличия электроэнергии в помещении. Все детали должны соединяться абсолютно герметично, поскольку теплоноситель внутри находится под давлением.

Далее поговорим о том, на чем, все-таки, стоит остановиться.

Открытая система отопления с насосом. Особенности обустройства открытого отопления

Классическая комплектация открытого отопления

Классическая система отопления открытого типа для частного дома отличается от закрытой показателем давления. Оно равно атмосферному. Поэтому для обустройства этого типа теплоснабжения требуется значительно меньше комплектующих, точных расчетов. Но это не значит, что схема открытого отопления может составляться непрофессионально.

Для автоматической стабилизации давления теплоносителя в трубах в системе предусмотрен открытый расширительный бак для открытого отопления. Именно конструкция этого компонента отличает схему открытого теплоснабжения от закрытого. Движение теплоносителя может осуществляться двумя способами:

• За счет теплового расширения горячей воды . Для этого необходим разгонный стояк. По такой схеме проектируется открытая система отопления с естественной циркуляцией;
• Установка насосного оборудования . Оно позволяет увеличить скорость движения теплоносителя. Насос в открытой системе отопления необходим, если общая протяженность магистралей превышает 25 м.

Кроме этого необходимо уменьшить показатель трения воды при ее прохождении через трубы. Для этого диаметр последних должен составлять не менее 30 мм. В противном случае будет возрастать гидравлическое сопротивление, что уменьшит естественную циркуляцию.

Определяющим компонентом в схеме является котел для открытой системы отопления. Важно не только правильно подобрать конструкцию и принцип работы прибора, но и соблюсти все правила установки.

Несмотря на то что себестоимость схемы открытой системы отопления с насосом будет значительно ниже, чем у аналогичной закрытой системы – монтаж первой отличается сложностью. Это обязательно нужно учитывать при проектировании теплоснабжения.