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 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.