Строительная практика показывает, что инженерные системы — это один из самых дорогостоящих компонентов в загородном доме. В зависимости от стоимости выбранного оборудования, способа его монтажа, а также вариантов прокладки коммуникаций, цена «инженерки» может составлять 25-40% от общей сметы на строительство дома.
Система отопления выполняет задачу отопления дома и сохранения тепла. Ниже рассмотрены виды систем отопления.
Открытая система отопления
Открытая система отопления является самой старой и самой простой из современных систем отопления. Ее так и называют естественной, самотечной, а еще зависимой, а еще гравитационной.
Открытой она называется потому, что негерметична, то есть расширительный бак, входящий в ее состав, является открытым сосудом, с поверхности которого свободно испаряется вода.
Отбор теплоносителя происходит непосредственно из подающей трубы с расширительным баком, от которой и зависят все параметры этой системы.
Естественной, или самотечной, ее называют из-за того, что она не требует дополнительной энергии, перемещение воды идет самотеком. Название гравитационной она получила вследствие того, что в основе работы лежит закон гравитации.
Принцип работы:
Принцип работы основан на умелом использовании физических законов термодинамики. Горячая и холодная вода имеют разную плотность. Горячая вода плотнее холодной. По законам физики эта разность плотностей и создает движущую силу, направленную от источника тепла к радиаторам.
Из водопроводной трубы в водогрейный котел подается холодная вода. Здесь она нагревается и расширяется. В верхней части котла создается повышенное давление, которое усиливает подпирающая снизу холодная вода.
Под таким давлением горячая вода по магистральной трубе подается к приборам отопления, отдавая им свое тепло. Остывшая вода снова идет в котел для подогрева. Таким образом, осуществляется естественная циркуляция.
Вода при подогреве увеличивается в объеме. Поэтому, чтобы котел не разорвало от внутренних напряжений, и существует расширительный бак, в который изливается излишняя вода. Он должен находиться, как можно выше, чтобы вода под действием гравитации сама поступала в котел.
Трубы должны находиться под небольшим уклоном: к расширительному баку снизу вверх, от него — сверху вниз.
Для преодоления гидравлического сопротивления необходимы трубы довольно большого для помещений диаметра порядка 35-50 мм.
В такой системе необходимо использовать минимум поворотов, фасонных и соединительных деталей, чтобы не замедлять и без того медленную циркуляцию теплоносителя. Зимой расширительный бак надо утеплять.
Если в зимнее время отопление не функционирует по каким-то причинам, то воду из системы необходимо удалить во избежание разрыва труб.
Открытая система отопления с принудительной циркуляцией
Появление открытой системы с принудительной циркуляцией связано с тем, что естественная циркуляция слишком медленна, что обусловлено очень маленькой разницей в массе холодной и горячей воды, лежащей в основе работы контура.
Естественная циркуляция воды происходит с минимальной скоростью потока теплоносителя, поэтому чтобы сделать процесс более интенсивным, устанавливают дополнительный насос. Он играет вспомогательную роль в отличие от циркуляционного и может включаться эпизодически по мере надобности. Система в этом случае теряет энергонезависимость, но выигрывает в интенсивности.
А чтобы обогрев частного дома не прекращался в случае отключения электроэнергии, монтируют два насоса на параллельных безопасных линиях. При отсутствии электроэнергии система переходит на естественную циркуляцию.
Плюсы открытой системы:
- Небольшой набор оборудования.
- Простота обслуживания.
- Бесшумность.
- Автономность: может функционировать даже при отсутствии электроэнергии.
- Возможность быстро запустить и остановить работу.
Минусы:
- Большие теплопотери.
- Нельзя использовать антифриз в качестве теплоносителя. Это особенно важно в северных районах.
- Необходимо внимательно следить за уровнем воды в расширительном баке.
- Вода может замерзать в распределительном баке — если нет утепления или оно слабое, а на улице большие морозы.
- Ускорение коррозии металла вследствие кавитации.
- Трудно маскировать трубы большого диаметра.
- Сложно регулировать температуру воды.
Закрытая система отопления
Закрытая система отопления представляет собой герметичную термодинамическую систему, к которой применимы все законы теплофизики.
Главное отличие закрытой системы от открытой заключается в наличии циркуляционного насоса. По этой причине ускоряются циркуляционные процессы в системе, ускоряется обогрев помещений, появляется возможность регулирования теплового потока, температуры и давления в тепловом контуре. Также важно то, что применяется резервуар мембранного типа, в котором одна часть служит для приема излишней воды, а другая заполнена воздухом, который возвращает воду обратно в контур.
Закрытая система устраняет многие недостатки открытой.
Плюсы:
- Ускоряется время обогрева помещений.
- Значительно повышается КПД системы.
- Упрощается монтаж.
- Не надо проверять наличие воды в расширительном баке.
- Можно применять антифриз и не бояться заморозки трубопроводов.
- Появляется возможность регулировать температуру помещений путем уменьшения или увеличения температуры теплоносителя
- Можно экономить воду за счет ликвидации ее испарения в резервуаре.
- Можно изменять давление в контуре.
- Увеличивается срок эксплуатации оборудования за счет отсутствия контактов с воздухом.
Минусы:
- Основным изъяном закрытой системы является ее зависимость от электроснабжения. Любое отключение электрического тока автоматически приостанавливает ее работу. Чтобы избежать подобной ситуации в процессе эксплуатации, необходим независимый источник электроэнергии дома.
Основные отличия закрытой и открытой систем отопления:
- В открытой системе расширительный бак находится выше других элементов контура, а в закрытой он может находиться в любом месте, даже рядом с котлом, на расстоянии не менее полутора метров.
- Закрытая система полностью защищена от атмосферного воздуха, что препятствует попаданию кислорода в систему и его взаимодействию с металлом контура. Это предотвращает ускоренную коррозию и, таким образом, продлевает срок эксплуатации оборудования.
- В открытой системе применяют трубы большого диаметра. Это создает определенные сложности при монтаже. Эти сложности увеличиваются необходимостью соблюдать определенный наклон труб относительно пола. Громоздкие трубы трудно скрыть ухищрениями декора, и они нарушают интерьер жилых помещений.
- Для соблюдения всех законов гидродинамики в открытой системе следует соблюдать нужный уклон, распределение тепловых потоков, высоту подъема, повороты, ликвидировать узкие места, обеспечивать правильное, с точки зрения динамики, подключение к батареям.
- В закрытом варианте можно использовать трубы меньшего диаметра (но до определенного размера), что сокращает расходы и дает возможность спрятать трубы декоративными деталями.
- В закрытой системе важно правильно установить циркулярный насос, что позволяет снизить уровень шума и вибрации. В гравитационной системе эта проблема отсутствует.
Рейтинг
статьи