ЖКХ в России

Достоинства и недостатки открытых и закрытых систем ГВС

Открытые системы

Достоинства

1. Высокая энергетическая эффективность благодаря возможности использования низкопотенциальных источников теплоты, в т.ч. отработанного пара турбин ТЭЦ для нагрева воды системы теплоснабжения.
2. Возможность выполнения централизованной высокоэффективной противонакипной и противокоррозионной обработки подпиточной сетевой воды на источниках теплоснабжения (ТЭЦ и крупных котельных) и, как результат, низкая коррозия металла и отложений в трубах всей системы теплоснабжения, в том числе в системах отопления и ГВС потребителей.
3. Относительно низкая стоимость оборудования местных тепловых пунктов потребителей.

Недостатки

1. Сложности в поддержании гидравлического режима системы из-за разности расходов сетевой воды в подающей и обратной магистралях (недостаток преодолевается путем применения современных систем автоматического регулирования режима).
2. Сложности в поддержании санитарно-гигиенических показателей качества воды, поступающей в систему ГВС загрязненной из трубопроводов тепловой сети, в том числе системы отопления.
3. Сложности в поддержании температуры воды в системе ГВС в пределах нормативных величин — не ниже 60 и не выше 75 гр. С при возможном изменении температуры воды, поступающей в теплосеть от источников теплоснабжения, по температурному графику в зависимости от температуры наружного воздуха в пределах от 70 до 150 гр. С (в зимний период) (этот недостаток может быть устранен применением современных систем автоматического регулирования Тгвс).
4. Высокая стоимость противонакипной и противокоррозионной обработки подпиточной воды теплосети на источниках теплоснабжения.

Закрытые системы

Достоинрства

1. Высокие санитарно-гигиенические органолептические и бактериологические показатели качества воды, поступающей в систему ГВС МКД из централизованной системы холодного водоснабжения и нагреваемой в теплообменниках-бойлерах тепловых пунктов МКД.
2. Относительная несложность автоматизации поддержания температуры воды в системе ГВС в пределах нормативных величин — не ниже 60 и не выше 75 гр. С

2. Низкая стоимость устройств для подготовки малого количества подпиточной воды теплосети на источниках теплоснабжения.

Недостатки

1. Пониженная энергетическая эффективность системы из-за ограничения возможностей использовния низкопотенциальных источников теплоты на ТЭЦ и из-за недостаточно высокого КПД бойлеров-подогревателей.
2. Сложности с противонакипной и противокоррозионной обработкой в тепловых пунктах горячей воды, поступающей в систему ГВС и, как следствие, повышенная коррозия металла и большие отложения в оборудовании ГВС.
3. Высокая стоимость бойлеров-подогревателей ГВС и связанного с ним оборудования тепловых пунктов МКД, в том числе для очистки воды, а также стоимость их обслуживания и ремонта.
4. Бойлер-подогреватель ГВС – один из самых ненадежных и сложных в обслуживании элементов в системе теплоснабжения.
5. Необходимость иметь квалифицированный персонал для обслуживания и ремонта бойлеров-подогревателей ГВС и связанного с ним оборудования тепловых пунктов МКД, в том числе для очистки воды, что в условиях ЖКХ не всегда достижимо.

Составлено на основе статьи проф.Шарапова В.И. «Открытые системы теплоснабжения приказали долго жить?» с сайта Ростепло.Ру

Д.т.н. В.И. Шарапов, профессор, заведующий кафедрой «Теплогазоснабжение и вентиляция», Ульяновский государственный технический университет

Составил специалист ЖКХ Юрий Калнин

Открытая система горячего водоснабжения

Наличие горячего водоснабжения является одним из признаков благоустроенности жилища. Если в домах есть горячая вода, то значительно улучшаются бытовые условия и санитарно-эпидемиологическая ситуация в регионе. Открытая схема горячего водоснабжения применяется, как правило, в многоквартирных домах. Для частных построек такой вариант также может быть установлен, но прежде чем приступать к осуществлению расчетов, установке труб и водонагревательных элементов следует разобраться в особенностях функционирования горячего водоснабжения открытого типа.

Что такое система горячего водоснабжения?

Горячее водоснабжение представляет собой систему, состоящую из устройств нагрева, принудительной циркуляции жидкости, труб и водоразборной арматуры. К качеству материалов и монтажных работ, при установке элементов водогрейной установки, предъявляются повышенные требования ведь вода, циркулирующая по трубам, может быть нагрета до + 75 градусов Цельсия.

Внимание! Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефонам: +7 (499) 938-53-75 Москва; +7 (812) 425-62-06 Санкт-Петербург; +7 (800) 350-31-96 Бесплатный звонок для всей России.

Чтобы снизить вероятность получения ожогов в процессе эксплуатации, при самостоятельном монтаже, необходимо тщательно соблюдать нормы и правила установки всех элементов горячего водоснабжения.

Виды систем горячего водоснабжения

Системы горячего водоснабжения делятся на:

Первый тип представляет собой схему, состоящую из котельной и большого количества потребителей. Как правило, централизованная схема применяется для подачи нагретой, до определённой температуры, воды в многоквартирные дома. Децентрализованный тип ГВС, наоборот, является автономной, где нагрев жидкости осуществляется в непосредственной близости от водоразборных элементов.

ГВС также могут быть следующих типов:

Открытый тип водогрейной установки представляет собой схему, в которой забор нагретой до определённой температуры жидкости осуществляется из отопительного контура. В закрытой схеме осуществляется отдельный нагрев холодной жидкости поступающей из водопровода. Оба варианта ГВС имеют достоинства и недостатки, например, для закрытой схемы потребуется использовать дополнительное оборудование, а в открытой — качество воды не будет слишком высоким.

Открытая система горячего водоснабжения

Открытая схема ГВС, наиболее часто, используется для обеспечения тёплой водой многоквартирных зданий и различных социальных объектов, но в частном доме также можно установить элементы забора нагретой до определённой температуры жидкости из отопительного контура. Водогрейная установка открытой системы водоснабжения состоит из следующих элементов:

1. Насоса.
2. Трубопроводной системы.
3. Водогрейного оборудования.
4. Запорной арматуры и фильтров.

К сведению

Вода в трубах отопления и в контуре водогрейной установки открытой системы водоснабжения циркулирует под давлением, поэтому не обойтись без использования насоса. В некоторых случаях можно использовать самотечный принцип циркуляции жидкости, но добиться эффективного поступления воды при больших объёмах забора будет очень непросто.

Трубопроводная схема также должна быть качественно спроектирована и изготовлена. Если используются неметаллические изделия, то для открытого типа горячего водоснабжения необходимо приобрести специальные трубы, которые будут достаточно устойчивы к повышенной температуре. Например, металлопластиковые трубы, применяемые в системе отопления, могут быть успешно использованы для изготовления контура открытого ГВС.

В качестве водогрейного устройства в открытой системе водоснабжения применяются различной конструкции котлы, которые позволяют осуществлять отбор нагретой до определённой температуры воды из отопительного контура. Такие устройства могут работать на электричестве, природном газе или твёрдом топливе. Тип котла и его мощность также подбираются в зависимости от площади жилого помещения и от объёма потребления воды.

Если доставка воды в открытую систему осуществляется из колодца или скважины, то не обойтись без использования многоступенчатой очистки жидкости. Фильтры различной степени очистки позволяют полностью защитить водогрейное и насосное оборудование. Запорная арматура также должна выдерживать температуру теплоносителя.

Достоинства и недостатки

Вариант открытой системы горячего водоснабжения имеет как достоинства, так и серьёзные недостатки.

Достоинства	Недостатки
Низкая стоимость	Приходится часто проверять уровень жидкости
Невысокий риск образования воздушных пробок	Требует более точного расчёта
Можно легко добавить необходимое количество воды	При низкой интенсивности забора жидкости вода сильно остывает
Низкий уровень риска образования протечек	Невысокое качество воды

К сведению

Относительно невысокая стоимость обусловлена тем, что удаётся значительно сократить количество применяемых элементов и устройств. Стоимость монтажных работ существенно ниже, в сравнении с закрытым типом, что также положительно влияет на общую цену открытой схемы водогрейной установки.

Воздушные пробки практически не образуются по причине частого перемещения воды по трубам.

Давление в открытой схеме горячего водоснабжения значительно ниже, в сравнении с закрытым контуром, поэтому протечки труб будут практически отсутствовать.

Недостатков у открытой системы ГВС довольно много. Кроме перечисленных минусов можно также назвать нецелесообразность использования её в летний период, когда нет необходимости в отоплении жилища.

Главная сложность самостоятельного изготовления открытого ГВС заключается в проведении правильных расчётов на стадии проектирования, поэтому следует тщательно изучить нормативы, по которым осуществляется безопасный монтаж и эксплуатация системы.

Расчет и рециркуляция

Для открытого варианта горячего водоснабжения расчёты производятся в такой последовательности:

1. На чертеже отмечаются циркуляционные кольца, которые замыкаются на тепловом узле. В водогрейной установке этого типа выделяют подающие и циркуляционные трубопроводы.
2. На контуре, имеющем максимальную протяжённость, отмечаются участки с постоянным циркуляционным расходом.
3. Определяют диаметр циркуляционных труб, который не может быть менее 15 мм. Также при проведении расчётов необходимо сохранять соотношение диаметров подающего и циркуляционного участка. Для обеспечения равномерного поступления жидкости и минимизации образования воздушных пробок, циркуляционный участок водопровода изготавливается из труб, диаметр которых на 1 – 2 размера должен быть больше, чем при монтаже подающего участка водопровода.

Учитывая значительную сложность в самостоятельном расчёте диаметров трубопроводов, при невысоком расходе нагретой до определённой температуры жидкости рекомендуется на циркуляционном стояке установить кран. Благодаря этому элементу можно будет экспериментальным путём отрегулировать пропускную способность контура, что позволит добиться минимальной разницы в давлениях между подающей и циркуляционной частью открытой схемы ГВС.

Нюансы

При проведении расчётов открытого ГВС необходимо учитывать следующие особенности:

1. Открытая система может иметь принудительную или естественную циркуляцию. В первом случае движение жидкости и нарастание давления осуществляется с помощью насоса. Естественная циркуляция осуществляется за счёт гидростатического давления жидкости.
2. Если открытая водогрейная установка будет использоваться не в частном секторе, то следует знать, что законно осуществить забор тёплой воды из отопительного контура в многоквартирных домах, введённых в эксплуатацию после января 2013 года невозможно.
3. При монтаже открытого ГВС в частном доме высокой эксплуатационной эффективности можно добиться можно только при небольшой протяжённости трубопроводов и довольно частом заборе воды. В противном случае потребитель будет всегда получать при открытии крана сильно охлаждённую жидкость.

Если при монтаже открытой системы горячего водоснабжения все нюансы будут учтены, то можно получить очень надёжную водогрейную установку, эксплуатация и обслуживание которой не будет слишком обременительными.

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.