Основное отличие открытых или гравитационных систем (ОС) от закрытых состоит в том, что в ОС теплоноситель сообщается с окружающим воздухом в открытом расширительном баке.
Теплоноситель находится в системе под атмосферным давлением, избыточное давление отсутствует.
Описание системы отопления открытого типа: что это такое
Отопительный контур ОС состоит из котла, расположенного в самой нижней точке здания - подвале или приямке.
От котла отходит вертикальный стояк подачи теплоносителя в верхнюю точку здания (чердак или мансарду), где расположен расширительный бак (РБ).
От РБ по верху здания отходят горизонтальные трубы с небольшим уклоном к вертикальным стоякам, по которым теплоноситель доставляется к радиаторам.
От приборов отопления по низу помещения отходит магистраль обратки также с небольшим уклоном в сторону котла.
Принцип работы
Схематично отопительный контур ОС можно представить в виде длинного вертикального кольца. Одна сторона кольца - с горячей водой (стояк подачи от котла к РБ), другая сторона - с холодной (стояк с обраткой от радиаторов). Плотность горячего теплоносителя меньше, чем холодного - от нагревания вода расширяется.
Следовательно, вес воды и давление водяного столба в холодной части контура будет выше, чем вес воды и давление столба в горячей ветке.
По закону сообщающихся сосудов жидкость будет стремиться к уравновешиванию давлений - к переходу из холодной ветки в горячую.
Так как контур - это такое замкнутое кольцо, происходит циркуляция или самотёк теплоносителя.
В ОС из физического принципа циркуляции следуют три конструктивные особенности системы:
- Стояк подачи максимально утепляется по всей высоте.
- Котёл находится как можно ниже последнего радиатора.
- В контуре имеется ёмкость для выхода избыточного объёма нагретого теплоносителя - расширительный бак (для обеспечения пониженной плотности и низкого давления водяного столба в нагретой ветке).
С естественной циркуляцией
Теплоноситель при естественной циркуляции движется под действием циркуляционного напора Pн (в мм. водного столба):
Pн=H x (pхол - pгор).
- Н - перепад высот между котлом и последним радиатором, м;
- pхол — плотность воды в холодном стояке обратки, кг/м³ ;
- pгор — плотность воды в горячем стояке подачи, кг/м³ .
Во время циркуляции по контуру теплоноситель тратит часть давления на преодоление гидравлического сопротивления труб, радиаторов, запорной арматуры. Поэтому при проектировании ОС выбирают материалы с низким гидравлическим сопротивлением , чтобы они в сумме не превышали расчётный напор Pн (не запирали систему).
Важно! В теплоносителе ОС присутствует воздух, который подмешивается в расширительном бачке. Для удаления воздуха трубы делают с наклоном не менее 3-5 мм на п. м. трубы.
С циркуляцией от насоса
Для увеличения естественного напора в контур ОС включают циркуляционный насос.
Существует два места врезки насоса в существующую ОС:
- На трубе обратки перед котлом. Расширительный бачок при этом переподключают к трубе обратки перед насосом (в зоне всасывания).
- На верхней подающей трубе сразу после точки подключения расширительного бачка.
Справка! Место врезки насоса оборудуют байпасом с лепестковым обратным клапаном.
Однотрубная
Однотрубная система с естественной циркуляцией делается только с верхней раздачей теплоносителя.
Все радиаторы в стояке однотрубной ОС соединяются последовательно - выход одной батареи подключается ко входу другой.
- Малое количество труб.
- Простота монтажа.
- Несбалансированность системы - верхние батареи горячие, нижние - холодные. Для выравнивания температурного режима нижние радиаторы устанавливают с большим количеством секций.
- Невозможность проведения терморегуляции из-за высокого сопротивления регулирующих кранов.
Вам также будет интересно:
Двухтрубная
Двухтрубная система характеризуется тем, что к каждому радиатору подходят две трубы : одна доставляет горячий теплоноситель от стояка подачи, другая отводит охлаждённую воду в стояк обратки.
Плюсы двухтрубной системы:
- Сбалансированность всех батарей по температуре.
- Радиатор можно заменить без отключения котла.
- Увеличенный расход труб.
- Трудоёмкость монтажа.
С верхней подачей
Горячая вода подаётся от котла вверх по вертикальному стояку на чердак или под крышу, откуда разводится по лежакам к вертикальным радиаторным веткам (как однотрубным, так и двухтрубным). Пройдя радиаторы, охлаждённый теплоноситель собирается в обратку и поступает в котёл.
С нижней подачей
При нижней подаче нагретый теплоноситель поступает в радиаторные ветки снизу вверх. Трубопроводы подачи и обратки прокладываются рядом друг с другом на уровне пола.
Внимание! Такая система не загромождает помещение обилием труб, но требует установки кранов Маевского на каждый радиатор для выпуска воздуха.
Достоинства:
- Простота монтажа.
- Долговечность.
- Для циркуляции не требуется электроэнергия.
- Система саморегулирующаяся - скорость теплоносителя зависит от температуры в комнатах.
Недостатки:
- Подходит не для всех помещений - нужен чердак, где ставится расширительный бак и прокладываются горизонтальные трубы.
- Требует как можно более низкого расположения котла - в приямке или подвале.
- Медленный нагрев при запуске.
- Непрезентабельный внешний вид (железные трубы большого диаметра, чугунные радиаторы).
- Малый радиус действия - не более 30 метров от котла.
- Невозможность использования антифриза из-за ядовитости испаряемых паров.
Монтаж открытой системы отопления: фото
Перед монтажом необходимо выполнить расчёт радиаторов, гидравлический расчёт циркуляционного напора , разработать монтажную схему, составить перечень материалов и комплектующих.
Фото 1. Отопительный газовый котел стального цвета напольного типа, установленный в помещении со всем оборудованием.
ОС состоит из следующих элементов:
- Отопительный котёл - газовый или твердотопливный.
- Трубы.
- Расширительный бак.
- Радиаторы.
- Арматура (краны, обвязка котла, клапаны).
- Циркуляционный насос (опционально).
Фото 2. Циркуляционный насос, врезанный в трубы, повышает эффективность работы всей отопительной системы.
Особенности монтажа:
- Уклон труб горизонтальных лежаков подачи и обратки — не менее 3-5 мм на погонный метр.
- Используют трубы диаметром не менее 30 мм.
- Объем расширительного бака 15% от общего объёма теплоносителя.
Фото 3. Расширительный бачок, выполненный из металла, монтированный под потолком чердачного помещения частного дома.
Схема
На схеме, выполненной в удобном масштабе на листе миллиметровой бумаги , должны быть указаны:
- Габариты помещений, где проходят трубы ОС.
- Схема расположения труб.
- Места размещения радиаторов, котла (с обеспечением необходимого перепада высоты между котлом и радиаторами), расширительного бачка, трубной арматуры.
- Размеры заготовок труб.
- Элементы крепежа труб к элементам здания.
Этапы монтажа:
- Подготовить комплект необходимого инструмента (в зависимости от выбранного материала труб).
- Выполнить монтаж котла и котельного оборудования согласно руководству по эксплуатации котла.
- Изготовить расширительный бак, установить его на чердаке.
- Выполнить монтаж вертикального стояка.
- Установить радиаторы в комнатах.
- Произвести окончательный монтаж труб , соединяющих все элементы системы.
- Выполнить теплоизоляцию расширительного бака.
- Заполнить систему.
- Проверить систему на герметичность.
- Произвести пробный запуск.
Расширительный бачок для ОС
В качестве расширительного бака (РБ) может служить любая открытая самодельная металлическая ёмкость или фляга с требуемым объёмом не менее 15% от общего объёма теплоносителя в системе.
РБ выполняет следующие функции:
- Служит буферной ёмкостью для размещения излишков теплоносителя, которые возникают из-за расширения жидкости при нагреве в котле.
- Обеспечивает атмосферное давление в системе.
- Является элементом, через который систему покидают пузырьки воздуха. Всплытие пузырьков воздуха обеспечивается уклоном труб.
- Монтаж вертикального стояка от котла следует выполнять из стальной трубы диаметром 40-50 мм.
- Размер остальных труб - чем больше, тем лучше (меньше гидравлическое сопротивление).
- Лучше всего использовать чугунные радиаторы.
- Стараться минимизировать количество поворотов труб и запорно-регулирующей арматуры.
- Применять только полнопроходные шаровые краны.
Уважаемые господа!! Просто замучался с отоплением. Приму любой совет и помощь. Заранее благодарен.
Состояние проблемы:
1. При нагревании теплоносителя (давление в системе около 1 атм, характеристики насоса Грундфос UPS 25-80 180 mm 2 ступень) идет постепенный нагрев ближних контуров, температура в котле поднимается, но последние батареи все равно остаются холодными.
2. В какой-то момент перестают нагреваться и ближние контуры, и все батареи становятся холодными, а котел закипает.
3. Далее нужного результата достигаю по-разному: лихорадочно кручу центральную пробку в насосе, выпуская пар и теплоноситель, включаю и выключаю насос, последний раз это все длилось более 2-х часов, процесс вообще неуправляем. Такое впечатление, что насос работает сам на себя и ничего не качает, делаю все наугад.
4. Потом в какой-то момент вдруг все как бы пробивается, батареи ВСЕ моментально становятся горячими, и температура в котле падает до 60 градусов. Далее так все может оставаться и хорошо работать несколько часов или снова через 2-3 часа могут остыть батареи и подняться температура в котле.
Схема отопления
К сожалению, вы не указали, первый ли это запуск после монтажа, либо система отопления успешно работала ранее. Будем считать, что проектирование и монтаж осуществлены верно, ёмкость компенсационного бачка и сечения трубопроводов выбраны правильно. Схема поэтажной разводки, которую вы прислали, проста и должна обеспечивать удовлетворительную циркуляцию теплоносителя. Кстати, подсоединение радиатора на лестнице до вертикальной магистрали - нерационально, правильным решением было бы осуществить подключение после стояка.
Причин тому, что температура теплоносителя периодически повышается до критической отметки, а радиаторы остаются холодными, может быть несколько:
Чаще всего подобные проблемы создаёт «пробка», воздушная либо грязевая. Воздух особенно активно выделяется в первый месяц после заполнения системы, стравливать его рекомендуется ежедневно. Развоздушиватель (кран Маевского) следует устанавливать на каждом отопительном приборе. Автоматические воздухооотводчики монтируют в верхних точках магистралей отопления, в котельной, на самом котле, на коллекторах (у вас, судя по схеме, их нет). Завоздушивание системы - наиболее частая причина нестабильной работы отопления. Рекомендуем начать проверку с тщательного спуска воздуха, сначала наверху, двигаться вниз. Если воздух приходится спускать часто, а давление в системе падает, где-то нарушена герметичность.
Развоздушиватель следует устанавливать на каждом радиаторе отопления
Препятствовать свободному току теплоносителя может также грязевая «пробка». В первую очередь следует проверить фильтр, если таковой имеется. Также грязь и шлам могут забить и развоздушиватели, особенно игольчатые (краны Маевского).
Подобное устройство совмещает в себе функции автоматического развоздушивателя и грязевого фильтра. Обслуживается легко, позволяет обеспечивать чистоту и нормальный газовый состав теплоносителя
Причины нестабильной работы отопления могут крыться и в вашем циркуляционном насосе. Хотя, чаще он выходит из строя сразу и насовсем. Работает ли насос, можно проверить, приложив к корпусу руку. Должна ощущаться лёгкая вибрация. Для начала рекомендуем проверить и зачистить электрические контакты. Причина может крыться в износе деталей электродвигателя либо в образовании известковых отложений, если в качестве теплоносителя используется неподготовленная водопроводная вода.
Теоретически, можно открутить на неработающем насосе пробку и осторожно прокрутить вал отвёрткой, нередко помогает (временно). От отложений можно избавиться, демонтировав насос и промыв его в течении суток в уксусе либо растворе лимонной кислоты. Но всё же самостоятельно разобрать и обслужить циркуляционный насос, не имея навыка, непросто. Кстати, вне отопительного периода насос, во избежание окисления электрических соединений и блокировки вала, не должен простаивать. Раз в две-три недели его рекомендуется включить на 15 минут.
После длительного простоя в насосе может образоваться воздушный карман. До его включения следует проверить наличие необходимого давления в системе и развоздушить не только радиаторы, но и сам насос
Редки, но всё же возможны неисправности в электронике. Так как работой насоса управляет контроллер отопительного котла, сбой в программе либо некорректная работа датчиков способны отрицательно влиять на работу системы.
Добрый день! Вчера установили в систему отопления в частном доме 2 дополнительных радиатора (белые алюминиевые), установили, открыли вентиля, пустили воду и по мере наполнения радиатора водой как обычно стравливали воздух через сбросное отверстие. После проделанной работы давление в системе снизилось и как обычно добавили воды из системы центрального водоснабжения (у нас дом подключен к системе водоснабжения, которая проходит рядом с домом и добавляем мы воду в систему отопления из центральной системы водоснабжения, все подключено так, что открыл вентиль — вода пошла). После всего этого котел стал очень быстро нагреваться и кипеть (у нас в доме в системе отопления 3 контура, по которым идет отопление первого и второго этажей дома, в каждый контур поставлено по насосу (3 шт.) и один насос поставлен в обратку. Так вот, все насосы работают, воздух во всех радиаторах стравлен, а котел так и продолжает очень быстро нагреваться, буквально от одного подкинутого палена дров. Очень прошу помочь, чем сможете, 2 суток уже мучаюсь, не пойму, в чем причина.
К сожалению, практически ничего не зная о системе отопления вашего дома, мы не можем помочь конкретным советом. Это как в медицине: чтобы поставить диагноз, врач должен получить результаты анализов и осмотреть больного. А мы даже не в курсе «анатомии», схему к вопросу вы не приложили. Нужно знать не только общее расположение отопительных приборов, но и структуру котельной, расположение развоздушников и т.д. Но, даже зная эти параметры, пытаться определить характер проблемы заочно - в значительной степени гадание на кофейной гуще. Локальных причин неправильной работы системы может быть немало, мы изложим правильный, на наш взгляд, алгоритм их поиска и устранения:
Ручной развоздушиватель (кран Маевского) должен быть установлен на каждом радиаторе
Причиной плохой циркуляции может стать и общее загрязнение системы, в первую очередь забиваются батареи. Отопительный прибор можно снять и продуть сжатым воздухом или промыть мощной струёй воды.
На схеме видно, что развоздушиватели, автоматические на гребёнках (5, 11) и краны Маевского (13) размещены на всех без исключения приборах отопления. Сделано это не просто так, а для устранения ситуаций, подобных вашей
Вода в котле отопления может закипать из-того, что скорость нагрева её в котле превышает скорость отдачи тепла в системе отопления дома. Это может происходить по нескольким причинам:
- недостаточная скорость циркуляции теплоносителя или её отсутствие;
- недостаточное количество теплоносителя (воды) в системе - чаще всего случается в открытых системах с расширительным бачком;
- превышение мощности отопительного котла по сравнению с общей мощностью (теплоотдачей) радиаторов отопления дома, с учетом потерь - при отсутствии системы регулирования тяги (мощности) котла;
- неправильный монтаж системы отопления.
Теперь рассмотрим эти причины более подробно.
При недостаточной скорости циркуляции теплоносителя нагретая вода не успевает отдать в систему полученное в котле тепло и может нагреться в котле до температуры кипения. Это может происходить системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, если не соблюдены правильные уклоны монтажа труб или реже - если их диаметр недостаточный. При принудительной системе циркуляции это может происходить, если циркуляционной насос подобран не правильно, неисправен, не работает или отсутствует подача на него электрического тока.
Также вода в котле может закипать, если в системе по каким-либо причинам недостаточно воды (теплоносителя) и в неё попал воздух. Если система отопления с естественной циркуляцией и с обычным расширительным бачком такое иногда происходит и в этом случае необходимо просто долить воды. В зависимости от конструкции системы отопления, иногда требуется и стравить из системы или какой то её части воздух (при отсутствии автоматического клапана).
Чтобы увеличить циркуляцию воды в системе отопления необходимо переделать систему отопления или же, лучше всего, установить циркуляционный насос . Даже при не совсем правильных уклонах труб или при их отсутствии циркуляционный насос обеспечит необходимую циркуляцию.
Вода в системе отопления может закипать также, если установленный котел по мощности намного превышает мощность теплоотдачи всей системы , особенно при отсутствии или неисправности системы автоматического регулирования (тяги) подачи воздуха. В этом случае необходимо установить полу- или автоматическую систему регулирования тяги, заменить котел (если он самодельный без системы регулирования тяги) или увеличить количество или мощность радиаторов. Также, как вариант, можно установить в системе косвенный водонагреватель (бойлер) , который будет отбирать из системы часть тепла на нагрев воды и служить своеобразным теплоаккумулятором.
Разберем ситуацию, когда закипает вода в котле отопления, и он выключается в аварийном режиме из-за перегрева теплоносителя. Рассмотрим несколько типов котлов и распространенные причины возникновения в них такой проблемы.
Котлы с автоматическим розжигом.
В контуре отопления нарушена циркуляция воды.
Из-за медленного перемещения теплоносителя в системе отопления, вода в теплообменнике перегревается, и котел останавливается в аварийном режиме. На скорость движения жидкости в системе может повлиять снижение работоспособности или поломка насоса, загрязнение фильтра, установленного на «обратке» контура отопления, неправильная работа трехходового клапана.
Производительность циркуляционного насоса снижается из-за загрязнения лопастей турбины или внутренней полости.
Фото 1 – модуль циркуляционного насоса газового котла с автоматическим розжигом.
Для его ревизии необходимо:
- Плавно остановить, переводя ручку регулятора температуры воды в крайнее нулевое положение и дождавшись завершения процесса, обесточить котел.
- Демонтировать лицевую часть корпуса.
- Определить место установки насоса.
- Закрыть запорный кран (№ 2, № 3, № 4 фото 2) подающей, обратной линии, подвода холодной воды.
- Через сливной кран спустить воду из котла и оставить его в открытом положении.
- Ослабить крепеж насоса до поступления воздуха в контур для слива остаточной жидкости из системы.
- Демонтировать крепление, штекер питания и изъять модуль (двигатель с турбиной).
- Очистить от грязи лопасти, внутреннюю полость и резиновое уплотнение механизма.
- Собрать насос.
- Открыть кран подвода холодной воды.
- Приоткрыть кран подпитки для проверки герметичности гидравлической части котла.
- Открыть кран подающей и обратной линии.
- Заполнить систему водой до давления 1 бар.
- Включить котел в режиме циркуляции для удаления воздуха.
Фото 2 – пример разводки труб системы отопления.
В котлах с электронным управлением, при поломке насоса на приборной панели высветится соответствующий код неисправности, который расшифровывается при помощи паспорта котла или электронных каталогов, размещенных на сайте производителя.
Проверка и очистка фильтра:
- Плавно остановите работу котла.
- При помощи кранов (№1, №2), установленных перед фильтром и за ним, перекройте подачу воды.
- Используя сливной кран фильтра, удалите воду из изолированного участка.
- Открутите колбу и произведите очистку сетчатого улавливателя.
- Соберите все компоненты фильтра.
- Откройте ранее закрытые задвижки.
- При снижении системного давления, подпитайте контур.
- Включите котел в позицию удаления воздуха.
Проверка трехходового клапана.
В двухконтурных настенных газовых котлах, переключение из режима отопления в позицию горячего водоснабжения осуществляется с помощью трехходового клапана. Он состоит из сервопривода (двигателя с редуктором), штока, резиновых уплотнений, клапана и корпуса с входными и выходными отверстиями. Нарушение в работе этого устройства может привести к прекращению циркуляции теплоносителя и, как следствие этого, образуется перегрев теплообменника.
Чтобы проверить состояние трехходового клапана необходимо плавно остановить котел и обесточить систему. Проверить исправность двигателя, а для этого, к клемам питания подсоединить щупы омметра. Если он показывает 80 - 300 Ом, значит двигатель исправен, а если другие показания (0 или 1), то неисправен.
Трехходовой клапан может не переключаться по причине заклинивания редуктора привода, или из-за деформации самого клапана. При выявлении нарушений работы клапана, он меняется на исправный, либо подвергается ревизии.
Котлы с полуавтоматическим розжигом.
Отопительное оборудование, оснащенное автоматикой Eurosit 630, или подобной, относится к полуавтоматическим, потому что основные горелки зажигаются от пламени фитиля, который горит на протяжении всей работы котла.
Причины и методика устранения закипания воды в котлах с полуавтоматическим розжигом.
Неисправность датчиков температуры теплоносителя.
Температуру воды в контуре отопления контролируют датчики (термисторы), которые размещаются в подающей и обратной линии котла. Исправный датчик при изменении температуры теплоносителя, меняет свое сопротивление. Например, при 25 0С оно приблизительно будет равно 10 кОм, а при 45 0С - 4,913 кОм. По типу конструкции датчик может быть накладным (снимает параметры через медную стенку трубы) или погружным (контактирует с теплоносителем без посредника). Если зондам вовремя не проводить ревизию, тогда на контактной поверхности образуется неметаллический налет, ухудшающий теплопередачу и становящийся причиной их повреждения.
Для исследования состояния термистора, к контактам датчика подключается тестер в позиции омметра. Если он фиксирует:
- сопротивление в пределах 1 - 30 кОм, значит датчик исправный;
- 1 или 0, зонд подлежит замене.
Порядок замены датчика температуры:
- В зависимости от типа зонда, он выкручивается или снимается с трубы.
- Перед установкой нового датчика, для накладных термисторов, на подготовленное основание, с которого удаляются грязь, окислы, жир наносится термопаста, например, МХ 4. Для погружных зондов, - зачищается посадочное место, а на монтажную резьбу наматывается фумлента.
При поломке зонда в автоматических котлах на его приборной панели высветится код неисправности. Так же, теплоноситель может перегреваться по причине неисправности насоса и загрязнения фильтра. Способы выявления и устранения таких неполадок описаны выше.
