Как работают открытая и закрытая системы горячего водоснабжения?

Система горячего водоснабжения состоит из арматуры и трубопроводов, а также устройств, подающих подогретую воду или обеспечивающих ее подогрев.

Открытая и закрытая система горячего водоснабжения — это две системы, противоположные по действию, которые имеют свои положительные и отрицательные стороны.

В открытой схеме теплоснабжения горячая вода нагревается в котельной, ТЭЦ или ГРЭС. К отопительным приборам она отбирается из труб, по которым течет вода – радиаторам, конвекторам и стальным регистрам.

В закрытой сети горячая вода появляется из холодной воды путем нагрева пластинчатых теплообменников на самом объекте теплопотребления (в многоквартирном доме, производственном помещении или бизнес-центре).

Виды систем теплоснабжения

Системы теплоснабжения классифицируются по:

температурному режиму (высокопотенциальные, среднепотенциальные и низкопотенциальные);

типу теплоносителя (паровые и водяные);

числу трубопроводов (однотрубные, многотрубные);

способу подключения (одноступенчатые и многоступенчатые);

способу подачи воды на ГВС (открытые и закрытые).

Открытая и закрытая система – это принцип организации систем теплоснабжения, а не ГВС.

Схемы подачи горячей воды можно разделить на две группы в зависимости от размещения источника тепла:

1. Децентрализованная. Обслуживает один объект.
2. Централизованная (ЦСГВ). Подогрев воды обеспечивает ТЭЦ или котельные. Могут использоваться закрытые или открытые системы водоснабжения.

На промышленных предприятиях зачастую применят вторичный пар. Для населения и организаций используется сильно перегретая одна и та же вода.

Отличие и схожесть двух систем

Многих интересует вопрос, чем отличается открытая система горячего водоснабжения от закрытой?

В открытых или тупиковых системах перед подачей потребителю кипяток разбавляется холодной водой до нужной температуры. Вода для подогрева должна контактировать с теплоносителем. В закрытых системах подогрев производится за счет теплообмена, чем и отличается от открытой схемы.

Проще всего получить горячую воду открытым способом, но вода быстрее остывает и теряет в качестве. Для более длительного сохранения высокой температуры, схему следует закольцевать. Отличительным признаком закрытых систем как раз является кольцевая циркуляция воды.

Достоинства есть у обеих систем, например, у открытой схемы ниже стоимость. Открытая и закрытая сеть дает воду разного качества. Чтобы соответствовать питьевому качеству, должна проводиться деаэрация воды в постоянном режиме.

Схожесть двух систем заключается в максимальной передаче тепла, что сказывается на эффективности этих сетей. Повысить эти показатели можно, установив тепловой насос на любую из систем.

Открытая система

Что такое открытая система горячего водоснабжения? Тупиковая сеть относится к удобным вариантам для малоэтажных домов с короткими стояками. Она проектируется для хозяйственных и бытовых водопроводов, где требуется длительный расход горячей воды. Кроме жилых домов, это могут быть бани, предприятия общепита, оздоровительные организации.

Открытая система более выгодна из-за металлоемкости, но из-за быстрого остывания приходится сливать остывшую воду и какое-то время дожидаться в кране горячей воды.

Поэтому водный ресурс используется нерационально, из-за чего в многоэтажных домах такую систему не применяют.

Структура открытой схемы

Как работает открытая система? Она состоит из подающей и обратной тубы, которые соединяются в тепловом пункте или элеваторном узле, где вода доводится до 60°С. После чего она подается во внутренний трубопровод дома.

Принцип работы тупиковой сети достаточно прост. В схеме присутствует нагревательный прибор, циркуляционный насос, обеспечивающий транспортировку, и трубопровод, ведущий к точкам раздачи.

Открытая система состоит из:

• труб различного сечения (с диметром 20 — 200 мм);
• термометров;
• тепловой изоляцией;
• обратных клапанов;
• манометров;
• шаровых кранов;
• задвижек;
• регуляторов температуры (с контроллером и без).

Варианты монтажа отличаются, они бывают:

1. С верхней разводкой. Реализуется на подкровельных технических этажах в зданиях с возможностью установки водонагревательных баков.
2. С нижней разводкой. Оборудование устанавливается в подвале, что обеспечивает более простое обслуживание. Однако при таком способе давление для всех этажей не бывает одинаковым, поэтому для его поддержания обычно устанавливаются повысительные насосы.

На скорость движения воды оказывает влияние:

• высота, на которую подается вода;
• динамическое давление;
• неизбежные потери.

Поэтому на трубах устанавливаются реле давления, а в резервуарах – поплавковые датчики. Чтобы не приходилось сливать воду из всей системы для осуществления ремонта, ветви трубопровода оснащаются запорной арматурой, чтобы можно было временно отсечь участок от сети.

Плюсы и минусы

Стабильность напора в открытой системе поддерживается гидравлическим способом, то есть горячая вода выдавливает остывающую. Тепловая энергия выдается по максимуму, не требуя высоких затрат на теплоноситель.

Эксплуатацию облегчает минимум оборудования и простота монтажа, что делает ее экономичной. Для обслуживания открытой сети достаточно одного слесаря-сантехника.

Минусы:

по качеству вода не является питьевой;

наличие вредных химических примесей, которые могут вызывать раздражения и сушить кожу;

наличие оранжевого цвета из-за ржавчины;

неприятный запах от горячей воды;

в централизованных условиях вода имеет высокую стоимость;

требуется оплата более дорогой обессоленной воды;

из-за неправильной эксплуатации системы возможно появление воды более 100°С, что приводит к ожогам.

Основным минусом открытой сети является быстрое остывание горячей воды. Многие жильцы по утрам включают кран и долго ждут, пока сольется холодная вода и пойдет горячая. Квартиры, в которых установлены счетчики, страдают больше всего.

К недостатку можно отнести не слишком стабильную температуру в отопительных радиаторах из-за быстро остывающей воды. Выгода также теряется из-за затрат на очистку воды.

Большинство старых застроек получают воду по тупиковой схеме. В новостройках применяется новая закрытая система, где установлено специальное оборудование, которое подогревает воду. В соответствии с ФЗ №190, с 2022 года все объекты строительства в обязательном порядке перейдут на закрытые схемы.

Закрытая система

Что такое закрытая система горячего водоснабжения? В отличие от открытой схемы, в закрытой или кольцевой схеме вода нагревается от воды из тепловой сети, не смешиваясь с теплоносителем, из-за чего возникает теплообмен. То есть, пользователь забирает из водопровода питьевую холодную воду и нагревает ее в дополнительном теплообменнике за счет сетевой воды.

Кроме оборудования, которое используется в тупиковой схеме, здесь установлены:

• контроллеры;
• насосы;
• пластинчатые теплообменники для ГВС;
• щиты управления.

Обслуживание открытой сети проводится в комплексе персоналом различной квалификации. Так, бригада слесарей или слесарь-сантехник проводит обслуживание тепловой изоляции, труб различного сечения, задвижек, термометров, манометров, кранов регуляторов температуры, клапанов.

Электрик необходим для обслуживания электрических узлов, а сотрудники специализированной организации отвечают за тепловую автоматику и контроллеры.

Положительные характеристики закрытой системы:

• хорошее качество горячей воды, приближенной к питьевой;
• отсутствие неприятного запаха;
• постоянная температура, начиная от +60°С, но не выше 100°С, как в открытой схеме;
• более простой контроль системы;
• более низкая стоимость приготовления воды, нет необходимости переплачивать за химически-обессоленную воду.

Недостатки системы

Такие неоспоримые преимущества влекут за собой удорожание сети, что относится к существенным минусам закольцованной системы. Более сложная в техническом плане схема ведет к удорожанию за счет внедрения в них индивидуальных водонагревателей с богатым арсеналом коммуникаций. Поэтому к минусам системы относится использование дорогого оборудования, что ведет к высоким капитальным затратам и более дорогое обслуживание.

При подключении данной сети применяются недешевые латунные трубки, так как полимерные не выдерживают интенсивный подогрев. Но латунь не подвержена коррозии, позволяет обойтись без компенсаторов и упрощает конструкцию.

Также сюда можно отнести сложность регулирования расхода воды. Технически не всегда возможно установить возле каждого котла аккумулирующую емкость. Также возрастают расходы и на электроэнергию, так как оборудование работает от электричества.

Теплосети в закрытой схеме даже при правильной эксплуатации несут 0,5% потери воды, из-за чего их необходимо регулярно подпитывать насосом подкачки. Качество воды обеспечивается вакуумными деаэраторами, установленными в ЦТП.

Итак, между открытой и закрытой системами существуют отличия, имеются свои преимущества и минусы. Открытая схема дешевле и проще, но качество горячей воды ниже, чем в закрытой. Закольцованная сеть хоть и требует к себе большего внимания и дороже, однако, вода в ней лучшего качества.

Специалисты рекомендуют устанавливать кольцованную схему, когда водоснабжение централизованное. Для тех, кто пользуется подземным водозабором, дешевле и проще установить тупиковую сеть, сэкономив немало средств. Не забывайте, что в 2021 году ею еще можно будет пользоваться, но только до 2022 года.

Какие отличительные особенности систем открытого и закрытого ГВС

По способу нагревания воды системы горячего водоснабжения делятся на закрытые и открытые. Чтобы лучше понять, что выбрать для частного дома или квартиры, необходимо знать все преимущества и недостатки каждого способа. Иногда от этого зависит стоимость коммунальных платежей.

Открытая система горячего водоснабжения

При открытой системе горячего водоснабжения потребитель получает уже готовую нагретую воду, бегущую из крана. Теплоноситель находится за пределами здания, поэтому одним из недостатков такой системы является невозможность контролировать или менять температуру жидкости. В некоторых регионах стараются экономить ресурсы, поэтому из крана течет еле теплая вода, мыться в которой невозможно. Даже если она нагревается, приходится ждать с открытым краном, пока жидкость дойдет до потребителя в нужной температуре.

Плата за такую воду может быть низкая, так как государственные предприятия получают топливо по сниженной цене. Экономить можно на покупке нагревательных приборов. Если центральное отопление соответствует нормам, не нужно покупать электрические камины или калориферы, которые создают циркуляцию теплого воздуха в помещении.

Открытая система постепенно утрачивает свою актуальность, так как люди стремятся сделать ремонт, который предусматривает укладку теплого пола. Температуры централизованно подаваемой жидкости может не хватить для обогрева. В большинстве современных новостроек людям предлагается закрытая система горячего водоснабжения.

Закрытая система ГВС

Принцип устройства закрытой системы горячего водоснабжения предполагает, что нагревательный прибор забирает из централизованной сети холодную воду, нагревает ее и распределяет по точкам – отопление или вода для пользования.

В таком случае есть возможность регулировать интенсивность работы нагревательного элемента, следовательно, менять температуру жидкости.

Преимущества закрытой системы:

• контроль топлива – газа, электричества, соответственно, есть возможность экономить средства на коммунальных платежах;
• если на улице вдруг похолодало, а центральное отопление уже выключено, жильцы с автономной системой нагрева воды могут создать себе комфортные условия;
• в зависимости от стоимости топлива можно установить соответствующее оборудование, чтобы меньше платить;
• есть возможность выбирать разные типы нагревательных элементов – колонки, бойлеры, котлы;
• из крана сразу течет горячая вода, поэтому экономится сам теплоноситель.

В целом установка автономной системы требует больше затрат – нужно купить котел, радиаторы, трубы, заплатить за работу по монтажу. Но впоследствии затраты себя окупают. Удобнее настроить оборудование по своим потребностям, не зависеть от города.

Виды нагревательных элементов

Для нагрева холодной жидкости применяются следующие приборы:

• электрический бойлер;
• газовая колонка;
• газовый или электрический котел;
• котел на угле или дровах.

Все они делятся на проточные и накопительные, различаются по конструктивным особенностям, мощности и источнику питания. К проточным относится бойлер. В зависимости от расхода воды можно подобрать нужный объем. Времени, чтобы нагреть жидкость электрическим тэном, уходит больше, но в целом устройство более экономное, так как потребляет 1 кВт в час. Есть газовые и электрические модели. Их минус в том, что они рассчитаны на определенный объем. Если его быстро израсходовать, придется снова ждать, пока нагреется очередная порция.

Проточные водонагреватели гораздо популярнее, так как позволяют пользоваться горячей водой в режиме реального времени, без предварительного нагревания. Самыми распространенными являются газовые и электрические котлы – одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные греют только водопроводную воду для использования на кухне и в ванной. К двухконтурным подключают отопительные трубы. Для маленьких помещений есть небольшие модели, которые справляются с поставленной задачей. Для частного дома или большой квартиры подойдет обычный котел со средней мощностью. В них можно отдельно провести трубы для нагрева пола и радиаторов, включая по необходимости все вместе или что-то одно.

Преимуществом является возможность герметичной циркуляции воды. Чтобы предохранить трубы от появления накипи внутри, мастера во время запуска системы заливают в нее дистиллированную жидкость и герметизируют контур. Если давление в системе падает, можно сделать долив.

В связи с подорожанием природного газа люди своими руками переделывают или конструируют новые типы котлов, способных работать на любом виде топлива – дровах, угле, солярке, бензине, а также газе и электричестве. При повышении цены на газ можно просто перейти на другой вид топлива.

Производители предлагают локальные приборы для нагрева воды – краны, работающие от электросети. Такое устройство можно поставить в ванной или на кухне. Проблему отопления он не решает, но для дачи подходит. Как только кран включается, жидкость начинает греться, если выключить устройство, автоматически прекращается нагрев.

Главные отличия систем горячего водоснабжения

Прежде всего разница состоит в цене горячей воды при одном и втором типах систем. В открытой системе потребители платят общую стоимость за горячую воду. При этом учитывается количество проживающих в доме или квартире, не требуется установка счетчика. По наблюдениям, обычно люди расходуют меньше жидкости, чем обозначено по нормам на каждого человека.

В закрытой системе коммунальные платежи складываются из счетов за холодную воду и стоимость теплового компонента. В этом случае не учитывается, сколько людей пользуется водой. Имеет значение только общий расход по счетчику.

Отличия закрытой и открытой системы горячего водоснабжения в основном связаны с комфортом и удобством. Если при автономном водоснабжении и отоплении можно регулировать температуру жидкости и воздуха в квартире, то при открытой приходится подстраиваться под городские нормы, установленные для всех одинаково.

При централизованной подаче горячей воды, если случается поломка греющего оборудования, во всем районе из крана будет идти только холодная. В случае установки автономной системы отопление и горячая вода пропадают одновременно при выключении электричества, так как котлы, бойлеры зависят от электроэнергии. В частном доме можно соорудить не зависящее от электричества оборудование, но тогда горячую жидкость придется подавать с помощью насоса. Если на какое-то время пропадет электричество, насос не сможет работать.

Выгодно пользоваться централизованной системой подачи горячей воды, если компании, которые отвечают за работу оборудования, хорошо выполняют свои обязательства. В противном случае лучше вложить средства и перейти на автономку.