Отопление дома: закрытая и открытая системы

Отопление загородных домов и дач – актуальная тема, которая затрагивает вопросы покупки и использования печей. Высокая цена за электроэнергию или нестабильность ее подачи, дороговизна котлов, особенности коммуникаций дома – все это вынуждает задумываться о модели отопления.

Тепло всегда одинаковое, а вот отопительные системы – разные. В открытой (самотечной) вода циркулирует естественным образом, подчиняясь законам физики; в закрытой – искусственно, «инженерно», под влиянием работы устройств. У каждой схемы есть свои особенности и тонкости. В статье мы поговорим про техническую сторону вопроса, а также про экономичность, практичность и актуальность систем отопления.

Открытая система: архаизм или гениальная простота?

Открытая система водяного отопления была впервые разработана в XVIII веке французским инженером М. Боннеманом. В 1834 году горный инженер П. Г. Соболевский создал рабочую модель – и уже в 1875 появилось первое жилье, которое отапливалось по открытой схеме с нагревателем и пилястрами.

Современные модели открытого отопления продвинулись в технических аспектах, но с точки зрения инженерии схемы прошлого не изменились:

  1. Отопительный прибор (котел, печь) нагревает воду, которая выполняет роль теплоносителя.
  2. Нагретая вода расширяется и поднимается по трубам вверх (закон Архимеда в действии) – к радиаторам отопления.
  3. После остывания вода возвращается по трубам в отопительный прибор.
  4. См. п.1.

Важные особенности системы:

  • между радиаторами и отопительным прибором есть связующее звено – расширительный бак. Этот элемент принимает избыточный объем теплоносителя после его теплового расширения, чтобы возрастающее давление не вывело из строя всю систему;
  • открытый расширительный бак лишает контур герметичности;
  • вода движется сама по себе, как в конвекционных лабораторных трубках;
  • в работе открытой системы отопления ключевую роль играет нагрев теплоносителя.

Для создания открытой системы потребуются: теплоноситель (вода), радиаторы, трубы (прямые и обратные), расширительный бак.

Основные правила монтажа

  • Расширительный бак устанавливается по принципу «чем выше, тем лучше» (на чердаках и т. д.), а отопительный прибор – наоборот (см. схему выше).
  • Трубы монтируются по классическим правилам сантехнических работ – под наклоном. Так вода будет стекать без задержек и проблем, не формируя воздушные пузыри, которые не дают радиаторам нагреться.
  • При высоких рисках завоздушивания системы лучше использовать трубы 40-50 мм диаметра.

Преимущества

Рассмотрим очевидные плюсы открытой системы отопления:

  • там, где электричество подается только по праздникам, практично иметь безотказную и рабочую модель отопления;
  • не придется тратить деньги на дорогостоящее оборудование (котлы, насосы, электронику), которое и кВт много потребляет, и обслуживания с ремонтом требует;
  • открытая система – естественный, экологичный формат отопления;
  • не будет шума и нагромождения техники (актуально для домов с атмосферой кантри или эко-стиля, где современные приборы портят и антураж, и идею); 
  • тепло в открытой системе распределяется равномерно;
  • срок эксплуатации высокий: минимум деталей, которые могут неожиданно сломаться без видимой причины.

Недостатки

Обратная сторона медали:

  • завоздушивание – серьезная проблема: если воздушные пробки не победить, коррозия приведет к быстрому износу металла;
  • вода не должна замерзать, поэтому расширительный бак нужно «утеплять»;
  • обязателен контроль уровня воды в баке;
  • обогреть дворец или поместье 500 м2 с открытой системой будет почти невозможно.

Закрытая система: торжество инженерии

Закрытая система появилась позже своего классического аналога. В XX веке начался выпуск электродвигателей в промышленном масштабе, а где двигатели, там и насосы.

Закрытая система – герметичная модель отопления с изолированным расширительным баком. Внутри него – резиновые мембраны, которые индифферентны к изменениям температуры, и сразу два отсека. В первом содержится лишний объем нагретой воды, а во втором – воздух. 

Интересно, что воздух в отсеке работает на благо: он «выдавливает» обратно в трубы остывшую воду.

Теплоноситель в системе циркулирует под давлением, которое создается циркулярным насосом. В остальном принцип действия не отличается от открытой модели:

  1. Вода нагревается в котле/печи и благодаря насосу начинает свой путь к радиаторам.
  2. Излишки попадают в мембранный расширительный бак, вода остывает и стремится обратно в отопительный прибор.

Основные правила монтажа

  1. Обязательны точный предварительный расчет мощности котла и подбор труб нужного диаметра.
  2. Для дома нужно спроектировать одну из трех моделей разводок – лучевую, двухтрубную или однотрубную.

Преимущества 

Достоинства закрытой системы отопления:

  • трубы не нужно монтировать под углом;
  • при использовании труб малого диаметра можно скрыть их за декором/отделочными материалами и немного сэкономить;
  • закрытая система монтируется просто;
  • отсутствие проблем с воздушными пробками;

Важно: на 100% избавиться от воздуха невозможно! Периодически нужно удалять излишки с помощью кранов Маевского или встроенных в контур сепараторов.  

  • при достаточной мощности можно поставить дополнительный насос и сделать теплые полы.

Недостатки

  • элементы и оборудование для закрытой системы – недешевое удовольствие;
  • система полностью зависит от электроэнергии;
  • монтаж должен проводить человек, который умеет делать герметично: вода в закрытой системе находится под большим давлением. Если герметичность будет нарушена, это может привести к катастрофе (новому ремонту, ожогам, затоплению и т. д.).

А при чем тут печи-камины?

Печь камин с контуром отопления Romotop LUGO 04 W
Печь камин с водяным контуром Romotop LUGO 04 W

 

В основании любой системы водяного отопления – теплосердце, надежный отопительный прибор. Печи-камины с водяным контуром спроектированы и подготовлены для этой важной роли.

Для получения водяного контура в конструкцию обычных печей инженеры вносят изменения:

  • встраивается теплообменник со змеевиком (монтируется в верхней части топки или с в стенках печи);
  • в змеевике обеспечивается циркуляция теплоносителя (воды, антифриза).

Змеевик подсоединяется к контуру системы отопления через обвязку – и готово!

Контуры отдельных печей-каминов не подключаются к системе отопления. Такие модели снабжены пластинчатым теплообменником. С его помощью нагревается «пробегающая мимо» вода. Подобная подсистема успешно применяется в двухконтурных закрытых схемах с нагревом воды для радиаторов и бытовых точек.

Технически печи-камины могут обогреть дом площадью до 250 м2 (точные цифры зависят от КПД конкретной модели, теплопотерь дома и других нюансов).

Встает логичный вопрос: какую систему выбрать, если хочется купить печь с водяным контуром для отопления дома?

Печь-камин и открытая система

Печь-камин в роли теплоносителя в открытой системе отопления – интересный формат. Топка продолжит отдавать тепло, даже если огонь погаснет. Это полезно с точки зрения времени отдачи тепла, и риска опасного повышения давления в системе нет (помним про негерметичность контура).

Если в доме не планируется проживание 24/7 (зимовка), рекомендуется «страховать» печь классическим котлом. Днем можно обогреваться газом или электричеством, а печь включать на ночь, например.

Суть: не дать теплоносителю замерзнуть при минусовых температурах, когда его слив невозможен/неудобен. Проблема в том, что на рынке котлов на автоматике, к которым можно подключить печь, мало. 90% из них спроектированы под закрытые системы, а остальные 10% – очень громоздкие и дорогие модели из чугуна.

Если же есть возможность постоянно топить печь в морозы или полностью сливать теплоноситель на зиму, открытая система будет простым, надежным и безопасным решением!

Закрытая система

В закрытых системах печь полностью замещает функции газового или электрического котла. В контур встраиваются все те же насосы и мембранный расширительный бак. Обязателен монтаж элементов безопасности – предохранительного клапана сброса, манометра (термоманометра), воздухоотводчика.

Важно: в закрытой системе отопления с печью-камином можно поставить теплоаккумулятор. Устройство повысит КПД системы, выровняет тепловой режим, поможет аккумулировать тепло. 

Герметичность системы не решает проблему замерзания теплоносителя. Либо печь топится, либо нужно сливать воду.

По закрытой модели выстраивается и двухконтурная система отопления. Дополнительная опция – подключение накопительного бака на 100-200 литров. Для защиты от отключения электричества устанавливается ИБП, но его мощности надолго не хватит – закрытая система с печью продолжает быть зависимой от электроэнергии…

Комбинированная система

Новаторский ход – создание комбинированной системы отопления! Работы проводятся на базе открытой системы. Устанавливается байпас с циркулярным насосом, который ускоряет движение теплоносителя. Давление увеличивается незначительно, поэтому закрывать контур нет оснований.

Для хорошей циркуляции воды в системе для дома в 150 м2 достаточно насоса бытовой серии мощностью 70-90 Вт.

И вот тут начинается магия. В систему врезается шаровой кран, который благодаря насосу и байпасу делает систему универсальной:

  • кран открыт – вода циркулирует естественно;
  • кран закрыт – воду принудительно качает насос.

Изменять открытую схему перед установкой насоса и байпаса не нужно – и это огромный плюс! Совмещение открытой и закрытой систем даст больше опций и повысит эффективность отопления. Отключили свет – закрываете кран, а радиаторы все равно продолжают нагреваться.

Выводы

Прошли тысячи лет, но огонь (тепло) по-прежнему критически важен для комфортной жизни. Все системы отопления выполняют одну функцию, но только тщательное планирование, анализ и вдумчивый подход позволят определить эффективную модель именно для вашего дома.

Заполните форму заявки – и получите профессиональную консультацию бесплатно! Вы узнаете, почему модно и дорого не всегда уместно и полезно, на что обратить внимание при проектировании и где найти специалистов для проведения работ. 

Тепла вам и уюта!