Зміст:
- Визначення відкритої опалювальної системи
- Види відкритих систем
- Різновиди схем
- Плюси і мінуси
- Висновок
З того часу, коли вперше була застосована передача теплової енергії з допомогою води, для її розподілу по батареям стала використовуватися відкрита система опалення. Вона донині успішно служить для обігріву будівель, переважно приватних будинків. Закрита схема, що працює під тиском, з’явилася набагато пізніше. Всю інформацію, що стосується пристрою, роботи і особливостей відкритих систем, ви зможете почерпнути з даної статті.
Визначення відкритої опалювальної системи
Загальновідомо, що між котельні установкою і приладами опалення по трубах циркулює рідкий теплоносій, який працює в якості посередника для передачі теплової енергії. На відміну від печей, нагрівальних повітря навколо себе безпосередньо, водяна система здатна переносити теплоту на великі відстані. Це і призвело до її повсюдного впровадження. Найпростіша схема відкритої системи опалення для одноповерхового будинку представлена на малюнку:
Вода, що протікає по трубопроводах, розширюється внаслідок нагрівання. Утворюється надлишок витісняється в спеціальну ємність – розширювальний бак. Особливість відкритої схеми, що відрізняє її від інших систем – встановлений в самій високій точці бак відкритого типу. Простими словами, ємність, куди витісняється надлишок гарячого теплоносія, що безпосередньо сполучається з атмосферою.
Функціонує схема наступним чином. При підвищенні температури об’єм води у мережі зростає, відповідно, піднімається її рівень в розширювальному баку. При цьому частина повітря з ємності просто витісняється в атмосферу через патрубок. Коли в силу різних причин температура падає, знижується і рівень теплоносія в резервуарі, а повітря ззовні займає його місце, вільно входячи через відкритий патрубок.
Примітка. Не можна плутати розглянуту схему з таким поняттям, як відкрита система теплопостачання. Поняття стосується централізованих мереж, з яких теплоносій безповоротно відбирається на потреби гарячого водопостачання. При індивідуальному опаленні приватних будинків та інших будівель подібні схеми не застосовуються.
Види відкритих систем
Подібні схеми водяного опалення поділяються на види в залежності від способу циркуляції і доставки теплоносія до радіаторів з подальшим його поверненням назад в котел. Нагріта вода може рухатися по магістралях двома способами:
- за допомогою природної циркуляції;
- штучним спонуканням від насоса.
У силу особливостей конструкції надлишковий тиск у відкритій системі опалення практично відсутня. У вищій точці воно дорівнює атмосферному, а в нижчій дещо підвищується із-за впливу гідростатичного стовпа води. Значення цього напору невелика, що дає можливість організувати природну циркуляцію теплоносія. Принцип заснований на тому, що теплоносій з різною температурою має різну щільність, а значить, і масу. Приклад: 1м3 води при t = 40 °С важить 992 кг, після зростання температури до 60 °С маса 1м3 падає до 983 кг.
Здавалося б, різниця незначна. Тим не менш вона дозволяє остившему теплоносію з низькою температурою витісняти з котла легшу гарячу воду. В трубопроводах виникає природна (конвективна) циркуляція, а такі системи називають самотечными або гравітаційними, адже рух в них відбувається за рахунок сили тяжіння. Тому швидкість течії теплоносія в магістралях і радіаторах невелика, всього 0.1—0.3 м/с. Зате такі схеми повністю енергонезалежні, за умови, що спільно з ними працюють котли для відкритої системи опалення, нетребующие електрики.
Примітка. В гравітаційних системах магістралі робляться з збільшеними ухилами і діаметрами труб.
З метою підвищити швидкість протікання води по трубах і зменшення часу прогріву приміщень в магістраль, що йде від котла, що вбудовується насос. Він примушує теплоносій рухатися зі швидкістю 0.3—0.7 м/с, з-за чого тепловіддача відбувається інтенсивніше, а всі гілки прогріваються рівномірніше. Завдяки присутності насоса відстань між джерелом тепла і батареями може бути збільшено як по протяжності, так і по висоті.
Установка насосного агрегату дозволяє створити невеликий надлишковий тиск в системі опалення, що дозволяє теплоносію добре затікати в радіатори. Це однозначно підвищує ефективність роботи системи в цілому, хоча і робить її залежною від наявності електроенергії.
Примітка. Щоб обігрів приватного будинку не припинявся разом з відключенням електрики, циркуляційний насос прийнято встановлювати на паралельній байпасній лінії.
Різновиди схем
Нагріту казаном воду можна доставити до батарей і повернути в котел різними способами. По способам подачі відкрита система опалення з насосом буває:
- однотрубної;
- двотрубної.
В однотрубній системі подача теплоносія організована за допомогою однієї магістралі великого діаметру, що проходить повз всіх радіаторів. Прилади приєднуються до неї обома патрубками, забираючи воду з труби і віддаючи її туди ж. Роздає магістраль може проходити горизонтально в межах 1 поверху («ленінградка»), як показано на схемі:
Система може представляти собою вертикальні стояки, що пронизують кілька перекриттів, а батареї до них приєднуються поверхами. Типова однотрубна схема опалення з примусовою циркуляцією з вертикальними стояками для двоповерхового будинку зображена на малюнку:
Поряд з уявною простотою пристрою подібних схем однотрубні системи мають істотний недолік: у кожний наступний прилад приходить все більш холодна вода. Це накладає обмеження на кількість батарей, для ефективного прогріву їх число не повинно перевищувати 5. Інша справа – двотрубна система, де теплоносій приходить до радіаторів по одній магістралі, а йде – з іншого. В цьому випадку протяжність гілок і кількість батарей на кожній з них може бути значно більше.
Крім того, рух теплоносія можна організувати в одному напрямку, щоб він проходив через однакову відстань всі радіатори. Така попутна система з циркуляційним насосом зображена на малюнку:
Двотрубна система дає можливість доставляти до всіх, навіть найвіддаленішим батареям, воду з однаковою температурою. Схема трохи складніше в монтажі, але простіше в розробці і надійніше в експлуатації.
Плюси і мінуси
Відкрита опалювальна система досі не втратила своєї актуальності, а останнім часом навіть переживає друге народження, і цьому є свої причини. Багато домовласники стурбовані енергонезалежністю своїх комунікацій, а схема з відкритим баком дозволяє цього досягти. Є у неї і інші переваги:
- виробляти заповнення відкритої системи теплопостачання і спуск повітря простіше, ніж у закритій. Не потрібно стежити за максимальним тиском, а при наповненні повітря дуже швидко покидає трубопроводи через відкритий розширювальний бак. Залишається тільки развоздушить радіатори;
- простіше здійснювати підживлення: знову ж таки, контроль за тиском не потрібно, а воду можна доливати в ємність хоч відром;
- робота системи не залежить від наявності протікання: тут робочий тиск дуже незначно, тому поки в тепловій мережі є вода, вона буде функціонувати справно.
Як водиться, не обійшлося і без недоліків, за яких такі системи стали поступово витіснятися схемами закритого типу з мембранним розширювальним баком. Унаслідок прямого контакту теплоносія з атмосферним повітрям в ємності відбувається відразу 2 процесу: природне випаровування гарячої води і насичення її киснем. Звідси випливають такі вимоги:
- треба стежити за рівнем води в резервуарі і вчасно його поповнювати;
- не можна заповнювати опалювальну мережу антифризом, що при випаровуванні виділяє шкідливі речовини.
Насичення киснем теплоносія приводить до зменшення терміну служби сталевих деталей котла. З перерахованих причин відкрита система давно не застосовується у багатоквартирному будинку, хоча в 60-70-ті роки радянської епохи така практика мала місце в житлових будівлях малої поверховості. Також небажана її експлуатація з високотемпературними джерелами тепла, коли теплоносій близький до температури кипіння. Справа в тому, що при підвищеному тиску в закритій мережі цей поріг підвищується, а випаровуватися воді нікуди. У відкритій системі кількість води почне швидко зменшуватися, звільняючи весь обсяг розширювального бака для повітря.
Висновок
Відкриті водяні системи – справжня знахідка для тих людей, хто хоче повної незалежності від зовнішніх джерел енергії. Правда, за це доводиться розплачуватися збільшеними діаметрами трубопроводів і забезпеченням необхідних ухилів. В результаті приховати ці магістралі вельми непросто і вони своїм виглядом псують інтер’єр кімнат. Також знижена швидкість прогріву житла, утруднене автоматичне регулювання з допомогою радіаторних термостатичних вентилів.