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.

Все, что нужно знать о закрытой системе ГВС

Закрытая система горячего водоснабжения представляет собой набор оборудования, труб и приборов, которые должны решать задачу нагрева, поступающей холодной воды и последующим распределением ее по потребителям. Алгоритм работы такой системы следующий:

1. Холодная вода поступает в нагреватель.
2. Подогретую воду насос подаёт в систему трубопроводов, по которым она поступает к потребителям.

Основные принципы работы закрытой системы горячего водоснабжения

Способ нагрева воды определяет ее тип — открытая или закрытая. Система при эксплуатации которой потребитель получает горячую воду называют закрытой. Закрытая система ГВС строится на следующих принципах:

• Вода, подаваемая из водопровода, поступает в дополнительный нагреватель где получает тепловую энергию и после этого подаётся потребителям. В этом случае вода и теплоноситель разделены между собой. Такая система подразумевает то, что горячая вода, подаваемая потребителю обладает теми же параметрами, что и так, которая льётся из крана холодной воды.
  Следует отметить, что при использовании закрытой системы ГВС, трубы по которым подаётся горячая вода больше подвержены действию коррозии.
• В состав закрытой системы ГВС входят два трубопровода — подающий и обратный. По ним вода циркулирует в системе. Это позволяет использовать горячую воду одновременно нескольким потребителям без падения напора вода. Кроме того, закрытая система ГВС отличается простотой настройки температурного режима.
• Такая система позволяет экономить средства, все дело в том, что в ней поддерживается постоянная температура. Особенно это актуально в том случае если здание подключено к системе центрального водоснабжения. Кстати, применение закрытой системы ГВС позволяет выполнить подключение полотенцесушителей. Но, те, кто установил полотенцесушитель сталкиваются со следующей проблемой — летом он будет постоянно горячий, а это приведет к повышению температуры в помещении. Но эта проблема может быть решена с помощью установки запорных вентилей, регулирующих подачу подогретой воды.

Любая система подачи воды требует проведения расчетов потребного количества горячей воды. На их результаты влияют определенные факторы. Они обусловлены в первую очередь количеством жильцов, проживающих в доме. Для проведения расчетов необходимо учитывать:

• прогнозируемую температуру воды;
• количество жильцов;
• параметры, используемого санитарно-технического оборудования и ряд других.

Различия между открытой и закрытой системами подачи воды

Использование закрытой системы подразумевает то, что для подогрева холодной воды, поступающей из централизованного водопровода, будет использован теплоноситель, подаваемый из тепловой сети.

В открытой системе ГВС — горячая вода отбирается непосредственно из тепловой сети. Ее допустимо использовать только для удовлетворения бытовых нужд, например, для мытья посуды или стирки. Такая вода может иметь температуру до 75 градусов. Необходимо отметить, что главное преимущество закрытой системы ГВС — это качество воды. Как правило, при соблюдении всех проектных требований и отсутствия нарушений при ее монтаже — вода полностью отвечает требованиям ГОСТ Р 51232-98.

Оборудование необходимое для работы сети

Закрытая система ГВС — это достаточно сложная инженерно-техническая система и для обеспечения бесперебойной, а главное безопасной работы необходим набор определённого оборудования.

Узел учета расхода воды

Именно через него происходит подача воды в домовой водопровод. На нем установлен прибор учета расхода воды. Кроме того, в конструкции узла предусмотрена возможность отключения подачи воды на время ремонта трубопроводной арматуры как планового, так и аварийного. В состав водомерного узла устанавливают:

• магнитный или сетчатый фильтр грубой очистки;
• краны и клапана через которые происходит подача холодной воды;
• измерительные приборы — манометры, термометры;
• байпас — обводной трубопровод, который задействуют на время обслуживания водомерного узла.

Разумеется, для обеспечения работы системы ГВС задействована система труб, ее можно разделить на три группы:

• розливы;
• стояки;
• подводы.

По розливам, размещаемым в подвале здание вода перемещается к стоякам. По ним она подается непосредственно в квартиры и через подводы поступает к конечным потребителям — санитарно-техническое оборудование, бытовая техника, полотенцесушители и пр. Существует множество схем расположение труб каждой группы. Например, через стояки, размещенные в одной квартире, может быть налажена подача воды в соседнее жильё.

Диаметры труб определяют при проведении проектирования здания, но как правило выдерживаются следующие размеры:

• Розливы от 32 до 125 мм;
• Стояки от 25 до 40 мм;
• Подводки в пределах 15 — 20 мм.

При разработке проекта закрытой системы ГВС закладывают следующие материалы:

• металлопластик;
• трубы, выполненные из пищевой нержавейки;
• оцинкованные трубы.

При заказе труб необходимо помнить, что металлопластиковые трубы могут быть рассчитаны на разное давление и разные рабочие температуры. Кстати, во время капитального ремонта, нечистые на руку подрядчики, устанавливают трубы не соответствующие требованиям рабочей документации, то же самое касается и трубопроводной арматуры.

Основные неисправности закрытой системы ГВС

Горячее водоснабжение иногда может выходить из строя или нестабильно работать. Это определено рядом субъективных и объективных факторов. В частности:

• ошибками, допущенными при проектировании и монтаже системы;
• течи и шумы, возникающие в трубопроводной арматуре. Как правило это вызвано либо выработками в затворе вентилей или установкой дефектных изделий;
• отсутствие нагрева полотенцесушителя, скорее все оно вызвано воздушными пробками.

Как правило, систему подачи воды принимают по акту и предприятие выполнявшее монтаж системы ГВС в течении нескольких лет должно заниматься гарантийным обслуживанием переданной управляющей компании сети. То есть, для устранения дефектов в сети ГВС необходимо вызывать специалистов из управляющей компании или из компании — подрядчика.

Расчетные нормативы расхода горячей воды

Следует отметить что существует множество нормативов по расчетам расхода ресурсов, в сфере жилищного хозяйства нормативов использования воды на одного человека без применения прибора учета воды не существует. Это вызвано тем, что плотность населения по разным районам нашей страны сильно различается. Другими словами, в каждом регионе действуют свои нормативы. В соответствии с правилами на населенный пункт подается некое количество воды. При этом принимают в расчет размер объема воды, которую используют жильцы тех квартир в которых установлены приборы учета воды.

Из общего объема, поставленной воды высчитывают тот объем, который прошел через приборы учета. Полученную разность разделяют на количество людей зарегистрированы на данной жилой площади. Именно эти люди и несут расходы за использованную воду. Такая ситуация сложилась во многом потому, что существует множество мест несанкционированного потребления воды и далеко не везде установлены приборы учета воды, кстати, в отличие от стран с развитой экономикой. Нормы потребления рассчитывают с использованием повышающего коэффициента.
При проведении расчётов необходимо учитывать состояние сантехнических приборов и наличие установленных водяных нагревателей.

Коэффициент расхода потребления в разных районах воды различается потому, что в каждом районе воду потребляют в различных объёмах. При этом необходимо учитывать климат, цену на топливо, предназначенное для нагрева воды.

Выведена усредненная норма расхода воды на одного человека. В дневное время эта цифра составляет — 200 литров холодной воды и 100 литров горячей. Обыкновенная ванная вмещает в себя 250 литров воды и если жилец не принимает ванну каждый день, то ему имеет смысл задуматься об установке приборов учета воды.

Установленный счетчик позволит существенно сэкономить на оплате счетов за воду. Дело в том, что в счета на воду в той или иной форме вносят несанкционированный отбор воды, течи, расход воды на нужды МЧС и многое другое.