Горячая закрытая и открытая система водоснабжения дома — схемы и расчет потребления воды

Двухтрубная схема водоснабжения

Еще 20 лет назад горячее водоснабжение в частном доме было всего лишь в мечтах его владельца.

Сегодня же оно является реальностью, доступной каждому. Вопрос заключается только в одном – какая из систем достаточно экономит расход воды?

Правильный выбор системы горячего водоснабжения поможет не только эффективно обогреть загородный дом, но и значительно сэкономить на расходах. Источники горячего водоснабжения различаются по мощности работы, энергорасходам и конструктивным решениям.

Водонагреватели, работающие от газа, могут использовать как накопленную воду, так и проточную, и считаются наиболее практичными. Однако, существует альтернатива в виде электрических нагревателей. Только рассмотрев преимущества и недостатки той или иной обогревательной системы, можно сделать правильный выбор.

Все водонагреватели подразделяются на проточные и накопительные.

Проточные и накопительные нагреватели

Принцип их работы заключается в следующем. Подогреваемая проточная вода отдает помещению тепло.

Простой пример – стандартная газовая колонка, установленная в частном секторе города.

В прежних ее вариантах существует значительный недостаток — немало воды утечет, прежде чем она нагреется.

Схема работы проточного подонагревателя

Однако ныне существующие системы газового отопления позволяют минимизировать расход. (Как известно, она является наиболее оптимальным теплопередатчиком.) Затратив средства на газовое отопление, вам остается подсчитывать только затраты электроэнергии.

Схема подключения накопительного водонагревателя

Накопительные нагреватели работают, накапливая воду. Нагревается уже находящийся в баке объем жидкости. Расход электроэнергии при этом составляет 1 кВт в час. Преимущества данного нагревателя – при включении из крана идет уже горячая вода.

Недостаток – большой размер бака для ее накопления. Здесь владельцы малогабаритного жилья навряд ли будут в восторге.

Обеспечить горячей водой жилье можно и нагревательным котлом. Существующие виды котлов позволяют не только иметь горячую воду, но и использовать ее для отопления дома. Одноконтурные котлы используются только для подогрева, двухконтурные – для отопления.

В каждую систему включаются приборы, равномерно распределяющие нагретую воду по заданным координатам. Это и температурные датчики, и прибор подачи воды. Насос подает отмеренное ее количество по трубопроводам, которые могут и обогревать здание.

Системы водоснабжения делятся на открытые и закрытые.

Открытая и закрытая системы — схемы

В открытом обеспечении горячей водой дома теплоноситель находится непосредственно в самой системе.

Здесь вода из крана и в радиаторе одинакова по температурным показателям.

А «открытой» называется потому, что поступление воды идет сразу через открытые краны теплосети.

Открытая система водоснабжения

Многоквартирный жилой дом как раз и снабжается горячей водой через открытую систему водоснабжения. Здесь она является оптимальным вариантом, поскольку отпадает необходимость в установке и эксплуатации водонагревательного оборудования.

Однако, для частного сектора она практически не подходит, поскольку большие затраты по ее монтажу окупаются не скоро.

Закрытая система водоснабжения

Закрытая система подачи является средством получения чистой горячей воды. Проще говоря, в бойлере нагревается питьевая холодная вода, которая и поступает в дом.

Вы можете даже использовать ее в приготовлении еды, поскольку явные недостатки открытой подачи (мусор из радиаторов, химические присадки и пр.) здесь отсутствуют. Закрытой хороша потому, что в ней нет вредных для здоровья человека элементов.

Расчет потребления горячей воды на примере

Рассчитывая расходование горячей воды, нужно учитывать количество жильцов в доме и их образ жизни.

Ведь главным требованием к горячей воде является ее минимальный срок появления из крана.

Кроме того, согласно существующим нормам подачи (в течение 10 минут) использование ее предполагается не только в нескольких точках, но и в неограниченном количестве.

Предположим, что одновременно в квартире на кухне моют посуду и в ванной пользуются душем. Поэтому, рассчитывая подачу горячей воды, нужно учитывать следующие моменты:

• Количество потребителей воды;
• Как часто жильцы пользуются ванной или душем;
• Количество ванных и туалетных комнат;
• Объемные затраты сантехническими устройствами (к примеру, объем ванны);
• Какая температура горячей воды необходима.

Наиболее оптимальный вариант расчета – это использование специальных приборов для измерения.

Однако, пока это возможно не для всех. Для примерного расчета без датчиков расхода возьмем семью из четырех человек.

В создавшейся ситуации, когда отец наполняет ванну объемом 140 л наполняется в течение 10 минут, в другой ванной комнате сын принимает душ, расходуя 30 л воды. В это же время мама моет посуду на кухне – плюс 30 л.

Сложив все данные, можно понять, что за 10 минут ушло 200 л горячей воды.

Конечно же, ситуация утрирована и может быть только в идеале. В реальности потребление гораздо меньше.

Только оценивая потребности всех членов семьи, можно выбрать наиболее оптимальную систему снабжения дома горячей водой.

Закрытая и открытая системы горячего водоснабжения

Введение

Нам часто задают вопрос: «Какая система горячего водоснабжения лучше: открытая или закрытая?». Правда заключается в том, что не существует закрытых и открытых систем ГВС, на самом деле, правильно говорить о Закрытых и Открытых системах теплоснабжения, где системы ГВС — лишь их часть. С другой стороны, то как организована подача воды на ГВС в системе теплоснабжения и определяет ее тип. Звучит немного запутано, но дальше все встанет на свои места.

Виды систем теплоснабжения

Системы теплоснабжения классифицируются по различным параметрам:

• В зависимости от размещения источника тепла: Централизованные и Децентрализованные;
• По температурному режиму: Низкопотенциальные, Среднепотенциальные и Высокопотенциальные;
• По типу теплоносителя: Водяные и Паровые;
• По способу подключения к потребителю: Одноступенчатые и Многоступенчатые;
• По числу трубопроводов: Однотрубные, Двутрубные и Многотрубные;
• По способу подачи воды на ГВС: Открытые и Закрытые.

В рамках данной статьи будет рассматриваться последняя классификация.

Открытая система теплоснабжения – это система, в которой горячая вода нагревается в ТЭЦ, ГРЭС, котельной и отбирается из тех же труб, по которым течет вода к отопительным приборам: регистрам стальным, конвекторам и радиаторам.

Закрытая система теплоснабжения – система, в которой горячая вода подготавливается уже на объекте теплопотребления (многоквартирное здание, бизнес-центр или производственное помещение) из холодной воды при помощи пластинчатых теплообменников.

Рис.1. Отличие закрытой и открытой систем теплоснабжения

На рисунке 1 и слева, и справа – системы теплоснабжения, но в открытой (справа) видно, что вода на ГВС и вода в приборы отопления идет одна и таже. При этом обе системы теплоснабжения имеют свои достоинства и недостатки.

Открытая система теплоснабжения

Открытая система имеет более простое устройство, чем закрытая. В ее состав входит следующее оборудование:

• трубы различного сечения (с Диметром условного прохода от 20 до 200 мм включительно);
• задвижки;
• манометры;
• термометры;
• обратные клапаны;
• шаровые краны;
• регуляторы температуры (с контроллером и без);
• тепловая изоляция.

Принципиальная схема открытой системы теплоснабжения (реализована в г. Сургут) представлена на рис. 2.

Рис. 2. Открытая система теплоснабжения (г. Сургут)

1а, 2а Шаровые краны;

3. Трехходовой кран для манометра;

10. Кран шаровой Ду 15 (сброс воздуха);

11. Автоматический воздухосборник;

12. Кран шаровой Ду 25 (дренажный);

14а. Труба стальная соответствующего типоразмера;

26. Регулятор давления после себя;

27. Регулятор температуры прямого действия.

Обслуживание данной системы осуществляется одним слесарем-сантехником или бригадой из нескольких человек.

Плюсы открытой системы:

• Простота монтажа;
• Простота обслуживания.

Минусы открытой системы:

• Наличие в горячей воде вредных химических примесей: могут сушить кожу, вызывать раздражения, горячая вода не является питьевой по качеству;
• Высокая стоимость приготовления воды в централизованных условиях;
• От горячей воды периодически исходит неприятный запах;
• Вода периодически имеет оранжевый оттенок из-за ржавчины;
• Необходимо платить за более дорогую химически-обессоленную воду;
• При неправильной эксплуатации системы возможно кратковременное течение из водоразборных кранов воды более 100 градусов, что может приводить к ожогам.

С 2022 года открытая система теплоснабжения ЗАПРЕЩЕНА на территории РФ. Переход с открытой на закрытую систему обязателен для МКД (многоквартирных домов) и организаций любого вида собственности.

Закрытая система теплоснабжения

Закрытая система имеет более сложное устройство. Помимо оборудования, которое присутствует в открытой системе, здесь также используются:

Принципиальная схема закрытой системы представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема закрытой системы теплоснабжения

1а и 2а. Шаровой кран;

3. Трехходовой кран для манометра;

6а. Расширительный бак системы ГВС;

7а. Регулирующий клапан;

13, 13а, 13б. Механические фильтры различных типоразмеров;

10. Кран шаровой Ду 15 (сброс воздуха);

11. Автоматический воздухосборник;

12. Кран шаровой Ду 25 (дренажный);

14а. Труба стальная соответствующего типоразмера;

17а, 17б. Теплообменные аппараты для ГВС – первая и вторая ступень;

26. Регулятор давления после себя;

27. Регулятор температуры прямого действия.

Обслуживание данной системы осуществляется комплексно персоналом различной квалификации:

• Трубы различного сечения, задвижки, манометры, термометры, клапаны обратные, краны шаровые и регуляторы температуры (с контроллером и без), тепловую изоляцию, как и в открытой системе, обслуживают: слесарь-сантехник или бригада слесарей.
• Контроллеры и тепловую автоматику обслуживают сотрудники специализированной организации.
• Для обслуживания электрических узлов в штате эксплуатирующей организации необходим электрик.

Плюсы закрытой системы:

• Отсутствие неприятного запаха от воды;
• Горячая вода по уровню соответствует воде питьевого качества;
• Более низкая стоимость приготовления воды;
• Экономия благодаря отсутствию необходимости платить за химически-обессоленную воду.
• Из крана будет течь вода температурой не более 60 градусов, что предотвращает сильные ожоги.

Минусы закрытой системы:

• Использование дорогостоящего оборудования, как следствие, более высокие капитальные затраты на этапе строительства;
• Более дорогое обслуживание (по сравнению с открытой системой теплоснабжения).

Выводы:

Задаваясь вопросом об обеспечении горячего водоснабжения на объекте, стоит помнить, что закрытая и открытая – это принцип организации систем теплоснабжения, а не самого ГВС.

При этом, открытая система проще и дешевле, но качество горячей воды в ней оставляет желать лучшего. Закрытая система, напротив, более дорогая, требует к себе большего внимания, но вода в ней лучшего качества.

С другой стороны, вопрос «Какой тип системы теплоснабжения выбрать? Открытый или закрытый?» потеряет свою актуальность с 2022 года благодаря части 9 статьи 29 Федерального Закона № 190 от 27 июля 2010 года «О теплоснабжении»:

«С 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».

Полный текст статьи 29 федерального закона №190-ФЗ доступен по ссылке.

Кроме того, согласно статье 8 того же Закона, уже сейчас запрещено подключение новых объектов капитального строительства к открытым системам теплоснабжения:

«С 1 января 2013 года подключение (технологическое присоединение) объектов капитального строительства потребителей к централизованным открытым системам теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».

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.