Открытый и закрытый водоразбор. Основные понятия. — жкхпортал.рф

Открытый и закрытый водоразбор. Основные понятия.

Открытый и закрытый водоразбор.

Открытый и закрытый водоразбор понятия не совсем правильные и применяются в основном для краткого смыслового изложения. Наверное наиболее правильно будет применять следующие термины — открытые или закрытые системы (схемы) теплоснабжения.

Открытые системы теплоснабжения – системы, в которых происходит отбор горячей воды для нужд потребителя непосредственно из трубопроводов теплоснабжения (отопления). Расход воды в магистрали теплоснабжения компенсируется дополнительным количеством воды, поступающей из системы холодного водоснабжения. Основным преимуществом открытой системы теплоснабжения является ее простота. В советский период массовой застройки жилых районов более 50% всех систем теплоснабжения были открытого типа.
Из недостатков — низкое качество подаваемой горячей воды потребителю из-за прохождения по отопительным приборам, трубопроводам отопления и которое существенно влияет на цветность, запах, общее железо и другие параметры качества воды.

Закрытые системы теплоснабжения – системы, в которых циркулирующая в трубопроводе вода-теплоноситель от котельной или ТЭЦ используется только для отопления, для приготовления горячей воды используется изолированный контур (теплообменник для нагрева холодной воды), т.е. вода не забирается из системы отопления для подачи горячего водоснабжения потребителю.
Преимущества закрытой системы теплоснабжения — высокое качество горячего водоснабжения , возможность централизованной регулировки температуры теплоносителя.

Открытая и закрытая система горячего водоснабжения – это два совершенно разных способа подачи воды

Разводка труб на горячее водоснабжение

В схему горячего водоснабжения входит система трубопроводов, арматуры и устройств, которые либо подают уже подогретую воду, либо сами обеспечивают её подогрев перед подачей потребителю. В зависимости от источника тепла существует открытая и закрытая схемы горячего водоснабжения. Они представляют собой две противоположных по действию системы, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны.

В чём они состоят, и чем вообще отличаются? Об этом мы и расскажем в своём материале, подкрепив теорию видео в этой статье.

Зависимость системы от источника тепла

Если рассматривать схемы подачи горячей воды масштабно, то их можно разделить на две группы:

1. Централизованные, когда подогрев воды обеспечивают котельные или ТЭЦ.
2. Местные, которые обслуживают всего один объект.

В централизованных системах, кратко именуемых ЦСГВ, могут применяться и закрытые, и открытые системы горячего водоснабжения. Для обеспечения тёплой водой гражданского населения и организаций, в качестве теплоносителя используют всё ту же воду, только сильно перегретую.

Районная котельная осуществляет подогрев воды

На промышленных предприятиях в качестве теплоносителя нередко используют сбросный (вторичный) пар. Но в эти дебри мы углубляться не будем – поговорим о наиболее распространённом варианте.

Отличие двух схем и их применяемость

Итак, давайте разбираться, что такое открытая и закрытая система водоснабжения.

1. В открытых, или как их ещё называют, тупиковых схемах, в процессе водоподготовки кипяток разбавляется до нужной температуры холодной водой, и подаётся потребителю. То есть, та вода, которую необходимо подогреть, непосредственно контактирует с теплоносителем.
2. В закрытых схемах этого не происходит – в них подогрев происходит за счёт теплообмена. В этом и состоит основное отличие открытой и закрытой системы горячего водоснабжения.

Обратите внимание: Открытым способом получить горячую воду проще, но при этом она теряет в качестве и быстрее остывает. Чтобы дольше сохранить высокую температуру, систему необходимо закольцевать. Именно кольцевая циркуляция воды и является отличительным признаком закрытых схем.

Открытая (тупиковая)

Тупиковая сеть – это очень удобный вариант для зданий с небольшим количеством этажей и короткими стояками. Они часто проектируются для хозяйственно-бытовых (не производственных) водопроводов промпредприятий и для любых зданий со стабильным или длительным расходом горячей воды (жилые дома, предприятия общепита, бани и оздоровительные учреждения).

На фото — тупиковая (открытая) сеть

• В плане металлоёмкости, открытая схема более выгодна. Однако из-за быстрого остывания, чтобы дождаться в кране горячей воды, приходится сливать остывшую — а это уже нерациональное использование водного ресурса. Поэтому в высотных зданиях такую схему не применяют совсем.
• В плане максимальной передачи тепла, коей и определяется эффективность системы в целом, открытая и закрытая система горячего водоснабжения примерно одинаковы. Их показатели будут отличаться только в том случае, если в одной из этих систем присутствует тепловой насос, который значительно повышает показатели эффективности.

Открытая и закрытая схемы водоснабжения дают воду разного качества

На заметку: Преимущества имеются у обеих схем, но они разные. В частности, у открытой ниже цена. Немаловажен и тот факт, что в этих системах вода чаще всего соответствует питьевому качеству — но для этого должна постоянно проводиться её деаэрация.

Структура открытой схемы

Примерно так действует тупиковая схема

Эта система устроена наиболее просто.

• Если говорить в масштабе частного дома, то в ней присутствует прибор, нагревающий воду, трубопровод по которому она движется к точкам раздачи, и циркуляционный насос, который, собственно, и обеспечивает транспортировку.
• Если же говорить о вариантах монтажа, то бывают схемы с верхней и нижней разводкой. Первый может быть реализован только в таких зданиях, где есть возможность установки водонагревательных баков на подкровельных технических этажах.
• При нижней разводке всё оборудование устанавливается в подвале, где гораздо проще его обслуживать. Однако давление в такой системе практически не бывает одинаковым для всех этажей, поэтому для его поддержания в домах с нижней разводкой устанавливают повысительные насосы.

Есть три фактора, которые оказывают влияние на скорость движения воды.

1. Динамическое давление;
2. Высота, на которую нагнетается вода;
3. Неизбежные потери.

Поэтому в резервуарах, из которых вода поступает в трубопровод, ставят поплавковые датчики, а на самих трубах – реле давления. А чтобы для осуществления ремонта не приходилось сливать воду из всей системы, все ветви трубопровода снабжаются запорной арматурой, позволяющей временно отсечь участок от системы.

Принцип работы, плюсы и минусы

В целом система выглядит так: две тубы – подающая и обратная соединяются в элеваторном узле или тепловом пункте, где вода доводится до требуемых 60 градусов Цельсия. Затем уже горячая вода подаётся во внутренний трубопровод здания, на разборные точки.

Ввод в здание подающей и обратной трубы

• Стабильность напора в такой сети поддерживается гидравлическим способом, когда остывающая вода выдавливается более горячей. При этом тепловая энергия передаётся по-максимуму, не требуя при этом высоких расходов на теплоноситель.
• Минимум оборудования в системе облегчает её эксплуатацию, и соответственно, делает схему наиболее экономичной. Но вся выгода от конструктива «съедается» затратами на очистку воды.
• Основным недостатком тупиковой схемы является тот факт, что когда нет стабильного разбора горячей воды, она быстро остывает. Многие не понаслышке знают, как долго, включив кран рано утром, приходится ждать, пока из него пойдёт горячая вода. Получается, что жильцы, у которых стоят водосчётчики, просто сливают свои деньги в канализацию.

Прежде чем пойдёт горячая вода, приходится долго ждать

• Из-за быстро остывающей воды не слишком стабильна и температура в отопительных радиаторах – тоже минус. Ещё одним существенным недостатком является невозможность отапливать санузлы, так как полотенцесушители нагреваются только при открытых гранах горячего водоснабжения.
• Однако большинство жилых домов старой постройки получают воду именно по этой схеме. Это означает, что фактически вода отбирается из системы отопления — именно поэтому она, собственно, и называется открытой.

На заметку: В новостройках давно уже стали применять более новую, закрытую схему, в которой присутствует специальное оборудование, подогревающее воду. А согласно ФЗ 190, с января 2022 года, отбор теплоносителя из отопительных систем будет запрещён, и на закрытые схемы перейдут все объекты капитального строительства.

Как работает закрытая система

Закрытая (кольцевая) сеть

С одной схемой теплоснабжения мы разобрались, теперь рассмотрим второй вариант – ведь закрытая и открытая система водоснабжения функционируют совершенно по-разному. В закрытой сети, в отличие от тупиковой схемы, вода для водопровода не смешивается с теплоносителем, а нагревается от воды из тепловой сети. То есть, происходит теплообмен.

Теплообменник – неотъемлемая часть закольцованной сети

В открытых схемах есть существенные недостатки, о чем и рассказала инструкция в предыдущей главе. Но раз тупиковые системы хотят упразднить аж на законодательном уровне в пользу кольцевых (закрытых), значит у последних имеются перед первыми неоспоримые преимущества. В чём они заключаются?

1. Стабильное качество подогретой воды;
2. Постоянная температура, для которой минимум составляет +70 градусов;
3. Более просто осуществляется санитарный и прочий контроль систем.

Недостатки закольцованной сети

Как водится, положительные характеристики влекут за собой удорожание системы, что и является существенным недостатком закрытых схем. Они становятся более сложными технически, а цена возрастает благодаря внедрению в них индивидуальных водоподогревателей с соответствующим арсеналом коммуникаций.

На заметку: При подключении такой системы к тепловой сети приходится использовать ещё и латунные трубки, которые тоже стоят недёшево. Всё дело в том, что полимерные трубки не выдерживают интенсивного нагрева. Чёрный же металл из-за усиленного кислородовыделения сильно подвержен коррозии. Латунь в этом плане более устойчива, и позволяя обойтись без компенсаторов на корпусе, упрощает конструкцию трубных решёток.

К недостаткам закольцованной сети можно отнести и сложность регулирования расхода воды. Аккумулирующая ёмкость должна быть установлена возле каждого котла, что технически не всегда возможно.

Рядом с бойлером, смонтированный своими руками гидроаккумулятор

Даже при правильной эксплуатации, теплосети, работающие по закрытой схеме, несут потери воды, и их приходится регулярно подпитывать с помощью насоса подкачки. В норме эти потери оставляют 0,5% от общего объёма воды в сети. Её качество обеспечивают устанавливаемые в ЦТП вакуумные деаэраторы.

Все это оборудование работает от электросети, а это значит — возрастают расходы и на электроэнергию, что тоже нельзя отнести к достоинствам.

Заключение

В статье мы кратко рассказали, что такое закрытое и открытое горячее водоснабжение — отличие этих схем существенно, у каждой из них свои достоинства и недостатки. Решать, какому варианту отдать предпочтение для монтажа в частном доме, конечно, вам.

Но позволим себе дать совет: когда водоснабжение центральное, за воду надо платить – и в целях экономии лучше сделать закольцованную сеть, даже если её монтаж и обходится дороже. Ну а тем, кто снабжается из подземного водозабора, проще сделать тупиковую систему, которая обходится не в пример экономичнее.

Открытая система горячего водоснабжения — это типовое решение для зданий советской постройки

Открытая схема теплоснабжения: источник горячей воды — теплотрасса

Что такое открытая система горячего водоснабжения и как она устроена? Сегодня нам предстоит познакомиться с устройством систем отопления и ГВС, типичным для абсолютного большинства зданий, построенных в период существования Советского Союза. Мы изучим их основные элементы, и постараемся дать оценку ключевым особенностям такой схемы водоснабжения.

О терминологии

Вначале — несколько слов о том, насколько правильно само определение «открытая схема водоснабжения».

Оно является лингвистической ошибкой и представляет собой искажение совсем другого понятия. Правильный термин — открытая схема теплоснабжения. Открытой она называется потому, что из системы отопления возможен отбор теплоносителя — нагретой в котле ТЭЦ или местной котельной технической воды.

Тем не менее: мы отнесемся с уважением к устоявшейся системе определений, и в дальнейшем будем использовать термин «схема открытого водоснабжения».

Как все устроено

Итак, как реализуется открытая система теплоснабжения — горячего водоснабжения?

• В дом заходят две нитки теплотрассы (подающая и обратная);

Ввод ниток теплотрассы

• Розлив ГВС подключен к обеим ниткам теплоснабжения через запорную арматуру — задвижки, вентиля или шаровые краны;

Врезки ГВС покрашены в черный цвет

• В зависимости от времени года горячая вода включается с подачи или с обратного трубопровода теплотрассы. Дело в том, что температура теплоносителя меняется в зависимости от уличной температуры, компенсируя возрастающие в холода теплопотери зданий.

Справка: весьма популярный температурный график «150/70» подразумевает нагрев воды на подаче в пик морозов до +150°С. В то же время, температура воды в системе горячего водоснабжения ограничена действующими нормативными документами значением в 75°С.

График температур в теплотрассе в зависимости от уличной температуры

Давайте более детально познакомимся со всеми элементами, которые включает схема открытого горячего водоснабжения.

Узнать больше о том, что такое открытая система водоснабжения и как она работает, вам поможет видео в этой статье.

Элеваторный узел

Элеваторный узел, или тепловой пункт — это комплекс запорно-регулирующей арматуры, обеспечивающий дом теплом и горячей водой. В доме может быть несколько отопительных элеваторных узлов, а вот тепловой пункт с ГВС, за редким исключением, всего один.

Отопительный элеваторный узел

Сердце теплового пункта — водоструйный элеватор. Тройник с соплом внутри служит для подмешивания горячей и находящейся под высоким давлением воды с подачи к более холодной воде из обратного трубопровода, отправляющейся на рециркуляцию.

Таким образом, решаются сразу две проблемы:

1. Уменьшается до минимума расход воды с подачи. Тем самым минимизируется потеря напора на длинных ветках теплотрасс;
2. Увеличивается скорость циркуляции теплоносителя в отопительном контуре (поскольку растет вовлеченный в нее объем воды). В результате отопительные приборы в начале контура и в его конце нагреты до температур, незначительно отличающихся друг от друга: при +70 градусах на обратке и +150 на подаче, в систему отопления подается вода с температурой 95°С.

Движение воды в водоструйном элеваторе

Врезки ГВС всегда выполняются между элеватором и входными задвижками или шаровыми кранами. Иногда между врезками и элеватором ставятся промежуточные задвижки, позволяющие, к примеру, снять элеватор для поверки или расточки размера сопла при непрерывной подаче горячей воды в систему ГВС дома.

Для зданий, построенных до середины 70-х годов прошлого века, типична тупиковая разводка ГВС: эти открытые системы горячего водоснабжения разведены по дому единственным розливом.

Тупиковая разводка имеет два довольно серьезных недостатка:

1. Подключенные к подводкам горячей воды сушилки для полотенец нагреваются лишь тогда, когда жильцы квартиры открывают краны на горячем водоснабжении. О полноценном отоплении ванных и санузлов речь не идет в принципе.
2. Открыв кран, вы вынуждены долго ждать нагрева воды. По утрам этот процесс нередко занимает 3-5 минут.

Капитан Очевидность подсказывает: при наличии водосчетчиков вы оплачиваете расход холодной воды, которая бесполезно сливается в канализацию. Но платите за нее по куда более высоким тарифам ГВС.

Оплачивать холодную воду по тарифам горячей крайне невыгодно

В более новых постройках используется схема открытой системы горячего водоснабжения с рециркуляцией. Горячая вода непрерывно циркулирует через два розлива ГВС и связанные перемычками на верхних этажах или на чердаках стояки. Полотенцесушители всегда горячие, а вода нагревается в течение нескольких секунд после того, как вы открыли кран.

Как такая система водоснабжения открытого типа реализуется в плане подключения к элеваторному узлу?

Очень просто: вместо двух врезок (в подачу и обратку) система ГВС подключается к ниткам теплоснабжения в четырех точках. По две на подаче и на обратном трубопроводе.

В зависимости от времени года ГВС может быть подключено по трем схемам:

1. Подача — обратка. Эта схема используется только летом, вне отопительного сезона. Дело в том, что для водоструйного элеватора, подключенная таким образом система ГВС представляет собой байпас, который гасит перепад давлений;

Схема циркуляции в системе ГВС вне отопительного сезона

1. Подача — подача. Схема применяется весной и осенью, когда теплоноситель подающей нитки нагрет не выше 80 градусов;
2. Обратка — обратка. Так ГВС работает на пике температурного графика, в сильные холода.

Очевидно, что для циркуляции воды в замкнутом контуре нужен перепад давлений. Между подающей и обратной нитками теплотрассы он есть всегда. Но как обеспечивается перепад между двумя врезками в одну нитку?

Подпорными шайбами. На фланце между врезками монтируется стальной блин с отверстием на 1 мм больше отверстия в сопле элеватора. При таком размере шайба создает перепад (незначительный, не больше 0,1 — 0,2 атмосфер) и не препятствует работе элеватора.

Перепад давления на одной нитке минимален и не всегда регистрируется манометрами

Любопытно: теплоноситель в теплотрассе — техническая вода, не проходящая тщательную очистку, и часто несущая с собой большое количество взвесей. Из-за абразивного износа шайбы приходится менять раз в 3-4 года.

Розлив

Как уже упоминалось, схема открытой системы водоснабжения может включать один или два розлива. Что такое розлив?

Это всего лишь горизонтальная труба, разведенная по подвалу (реже — по чердаку) и отвечающая за подачу воды к стоякам. Диаметр розливов ГВС варьируется от 25 до 100 миллиметров в зависимости от количества подключенных потребителей. Розливы монтируются на подпорках (кронштейнах, консолях и т.д.), закрепленных на переборках подвала, или на подвесах к перекрытию между подвалом и первым этажом.

Розливы горячего водоснабжения в здании с циркуляционной системой ГВС

У розливов есть две типовых проблемы:

1. Заиливание. При медленном движении воды, содержащиеся в ней взвеси оседают на горизонтальных участках труб. Для борьбы с заиливанием на концах розливов часто монтируются сбросники, позволяющие выполнить промывку;
2. Зарастание отложениями (у черных стальных труб). Быстрее зарастают трубы на холодной воде, однако ГВС тоже страдает от известковых отложений и ржавчины. Иногда забитый розлив удается прочистить с помощью канализационной проволоки, но чаще при падении пропускной способности трубы, просто-напросто, меняют.

Отложения в трубах водоснабжения со временем снижают их пропускную способность

Стояки

Любое водоснабжение — открытое или закрытое — включает систему стояков, разводящих воду по этажам. Стояк — вертикальная труба диаметром 20-32 мм, от которой по квартире разводится подводка к точкам водоразбора.

В системах ГВС с рециркуляцией можно встретить стояки четырех типов:

1. С подключенными к подводкам точками водоразбора;
2. С установленными в разрыв стояка или параллельно ему полотенцесушителями;
3. С обоими типами сантехнических приборов;
4. Холостые (циркуляционные) стояки.

Система горячего водоснабжения открытого типа с рециркуляцией подразумевает объединение стояков в группы. Перемычками может соединяться от 2 до 7 стояков. Перемычки могут проходить через квартиры верхнего этажа или по чердаку; в обоих случаях они снабжаются воздушниками для стравливания воздуха.

Группа стояков соединяется снабженной воздушниками перемычкой

Кстати: монтаж перемычек на холодном чердаке автор считает преступлением против здравого смысла. При остановке циркуляции в сильные холода вода в перемычке замерзает в течение часа. Порыв трубы льдом неизбежно приводит к затоплению квартир по стояку.

Оценка

Мы разобрались в том, что такое открытая схема горячего водоснабжения. Теперь давайте попробуем дать ей оценку на фоне альтернативы — закрытой схемы теплоснабжения (с нагревом воды для хознужд в теплообменнике, использующем теплоту теплоносителя).

Преимущества

Они очевидны: простота и дешевизна. Элеваторный узел не содержит сложного и дорогостоящего оборудования. Его обслуживание сводится лишь к ежегодной ревизии задвижек и вентилей, а также к периодической поверке размеров сопла (оно тоже страдает от абразивного износа).

Снятые для поверки элеватор и сопло

Недостатки

Увы, их куда больше.

• Низкое качество воды. Если вода в системе ХВС (нагреваемая в теплообменнике в закрытой системе теплоснабжения) — питьевая и должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.10749-01, то теплоноситель системы отопления может содержать большое количество взвесей, окислов железа и прочих примесей;
• Большая вероятность гидроударов. Если быстро остановить циркуляцию в теплотрассе или элеваторе (например, резко повернув рычаг шарового крана), инерция потока воды вызовет кратковременный скачок давления на его фронте;

Последствия гидроудара в системе ГВС

• Сильное влияние человеческого фактора на фактические параметры водоснабжения. Об этом — чуть подробнее.

Главное, чем отличается от закрытого открытое горячее водоснабжение — нормы температуры и давления. Они соответствуют параметрам теплотрассы: давление варьируется от 3 до 7 кгс/см2, а температура воды должна укладываться в диапазон 50-75 градусов.

Для сравнения — из теплообменника в закрытой системе теплоснабжения подается вода с давлением 1,5-5 кгс/см2 и температурой 50-65°С.

Однако если ленивый или забывчивый слесарь не переключит ГВС на обратку с наступлением холодов, в систему ГВС из элеваторного узла будет поступать вода с подачи, которая, напомним, может нагреваться до 150 градусов, что запредельно много для всех видов полимерных и металлополимерных труб, гибких подводок и резиновых прокладок на кранбуксах.

Пластиковые и гибкие подводки очень плохо переносят длительный перегрев

Выбор труб

Схема горячего водоснабжения — открытая или закрытая — рано или поздно требует замены труб. Какие трубы можно использовать на ГВС?

Диаметр

Для жильца многоквартирного дома все расчеты в системе с открытым водоснабжением сводятся к подбору диаметра труб (подводок и стояков). Какие диаметры использовать при ремонте, замене или монтаже своими руками водопровода горячего водоснабжения?

Стандартный размер стальных подводок водоснабжения — ДУ15. Тупиковый или циркуляционный стояк с точками водоразбора имеет размер ДУ25 — ДУ32, холостой стояк — ДУ20.

Стояки водоснабжения. Диаметр — 25 мм

При выборе размера труб полезно помнить пару тонкостей:

1. ДУ (он же — условный проход) примерно соответствует внутреннему диаметру трубы. Пластиковые и металлополимерные трубы маркируются наружным диаметром, поэтому их размер должен быть на шаг больше, чем у стальных (DN20 вместо ДУ15 и так далее);

Для стальных труб указывается условный проход, для пластиковых — наружный диаметр

1. При замене старых труб пропускная способность нового водопровода не должна быть ниже. Попросту говоря, внутренний диаметр новых стояков и подводок должен быть как минимум не меньше, чем старых.

Материал

На горячей воде с подачей из элеваторного узла можно использовать только металлические трубы (см. Срок службы металлических труб) . Инструкция связанна с пресловутой нестабильностью параметров водоснабжения: при гидроударе или перегреве, металлопластиковые или полипропиленовые водопроводы очень часто становятся причиной затопления квартир.

Разрыв металлопластиковой трубы при превышении допустимого давления

Заметьте: если жилец квартиры самостоятельно менял трубы, причем использовал материал, не предусмотренный проектом здания, весь ущерб от затопления предстоит покрыть ему.

Мы настоятельно рекомендуем присмотреться к двум разновидностям труб, выгодно отличающихся от привычных по домам советской постройки черных стальных.

Изображение	Описание
Медные (см. Медные трубы для водоснабжения). Они могут монтироваться на фитингах под пайку, на компрессионных или пресс-фитингах. Медь переносит скачки давления до 200-240 кгс/см2 и нагрев до 150 градусов, гидроудары и даже разморозку.
На фото — подводки водоснабжения из гофрированной нержавейки	Гофрированные нержавеющие. При тех же характеристиках они могут похвастаться предельно простым монтажом: фитинговое соединение собирается за 30 секунд с помощью пары газовых или разводных ключей.

Заключение

Надеемся, что нам удалось удовлетворить любознательность читателя. Узнать больше о том, что такое открытая система водоснабжения и как она работает, вам поможет видео в этой статье. Успехов!