Главные отличия закрытой системы отопления от открытой

Особенности принудительной циркуляции

Создание в системе отопления повышенного давления вызывает необходимость превратить ее из открытой в закрытую — в противном случае весь теплоноситель попросту выплеснется.

Но и просто закупорить ее, сделав объем фиксированным, нельзя: расширяющаяся при нагреве среда разорвет трубы или приборы.

Выход состоит в применении особого герметичного расширительного бачка для системы отопления закрытого типа, разделенного на две части эластичной мембраной.

Одной частью бачок подключается к отопительному контуру, во вторую — закачивается воздух. Растягиваясь, мембрана компенсирует изменение объема теплоносителя, при этом давление воздуха во второй части бачка не дает ее разорвать.

Такие же мембранные баки выпускаются и для питьевых водопроводов, только стоят они дороже — из-за применения пищевых материалов. Чтобы покупатели не путались, у производителей принято отопительные баки окрашивать в красный, а водопроводные — в синий цвет.

Для чего же, собственно, нужно ускорять теплоноситель? Вот какие выгоды дает такое усовершенствование:

1. Рабочая среда после обхода контура не успевает сильно остыть, поэтому котел работает в щадящем режиме.
2. Отпадает необходимость сильно греть теплоноситель, следовательно, систему можно эксплуатировать в низкотемпературном режиме (актуально для межсезонья).
3. Можно уменьшить диаметр труб — возросшее гидравлическое сопротивление насос преодолеет с легкостью.
4. Уменьшая диаметр труб, мы уменьшаем требуемый объем теплоносителя, а соответственно и расширительного бака (обычно 10% от объема теплоносителя).
5. Сокращая объем теплоносителя и ускоряя его движение по трубам, мы уменьшаем тепловую инерционность системы, вследствие чего она становится более экономичной.
6. Отопительный контур может теперь иметь любую длину — нужно только установить насос с достаточной мощностью.

Переход к закрытой системе также дает несколько улучшений:

Теплоноситель не испаряется (особенно важно, если используется подготовленная вода, подвергнутая обессоливанию).
Нет испарения — нет и теплопотерь.
Теплоноситель не насыщается воздухом, следовательно, и воздушные пробки появляться не будут.

Система отопления с расширительным баком и циркуляционным насосом

Как видно, достоинств у принудительной циркуляции предостаточно. Единственный недостаток — энергозависимость (насос нуждается в электроснабжении).

В регионах, где электросеть работает с частыми перебоями, рекомендуется устраивать систему отопления в расчете на естественную циркуляцию:

• применять трубы большого диаметра;
• укладывать их с как можно большим уклоном;
• разбивать систему на контуры, длина которых не превышает 30 м;
• устанавливать сразу за котлом разгонный коллектор (вертикальный участок трубопровода).

В таком случае система при отключении электричества сохранит частичную работоспособность.

Независимая (закрытая) система отопления

В настоящее время при устройстве новых котельных стала чаще применяться независимая схема присоединения системы отопления. В ней имеют место основной и дополнительный контур циркуляции, гидравлически разделенные теплообменником. То есть, теплоноситель от котельной или ТЭЦ идет до центрального теплового пункта, где попадает в теплообменник, это и есть главный контур. Дополнительный контур – это система отопления дома, теплоноситель в нем циркулирует через этот же теплообменник, получая тепло от сетевой воды из котельной. Схема работы независимой системы показана на рисунке:

А как же быть с централизованной подачей горячей воды, ведь теперь брать ее из магистрали нельзя, там слишком высокая температура (от 105 до 150 ºС)? Все просто: независимая схема подключения допускает установку любого количества пластинчатых теплообменников, присоединенных к магистральным трубопроводам. Один будет обеспечивать теплом отопительную систему дома, а второй может готовить воду для хозяйственных нужд. Как это реализуется, показано на схеме:

Чтобы горячая вода поступала всегда одинаковой температуры, контур ГВС делается замкнутым с организацией автоматической подпитки в обратном трубопроводе. В многоквартирных домах циркуляционную обратную линию ГВС можно увидеть в ванной комнате, к ней подсоединяются полотенцесушители.

Очевидно, что эксплуатация независимой системы отопления имеет массу преимуществ:

• домашний контур отопления не зависит от качества внешнего теплоносителя, состояния магистральных сетей и перепадов давления. Вся нагрузка ложится на пластинчатый теплообменник;
• есть возможность регулировать температуру в помещениях с помощью термостатических вентилей;
• теплоноситель в малом контуре можно отфильтровать и очистить от солей, главное, чтобы трубы были в хорошем состоянии;
• в системе ГВС будет вода питьевого качества, поступающая в дом по водопроводной магистрали.

Тем не менее из-за грязного теплоносителя низкого качества в центральной сети потребуется периодическая промывка независимой системы отопления, а точнее, — пластинчатого теплообменника. Благо, сделать это не так уж сложно. Еще из недостатков следует отметить более высокие затраты на приобретение оборудования, а именно: теплообменников, циркуляционных насосов и запорно — регулирующей арматуры. Зато закрытая система надежнее и безопаснее открытой, она больше отвечает современным требованиям и лучше адаптирована к новому оборудованию.

Как сделать из открытой закрытую систему

Открытая расширительная ёмкость способствует естественному испарению теплоносителя и насыщению его кислородом из воздушных масс. Чтобы избавиться от этих проблем и продлить срок эксплуатации системы достаточно выполнить несложную переделку открытой схемы отопления в закрытую. При этом принцип циркуляции вполне можно сохранить, и вода будет перемещаться благодаря своим физическим свойствам, но оптимальным вариантом станет приобретение и монтаж циркуляционного насоса.

Основные этапы модернизации следующие:                                      

• демонтаж и замена открытого расширительного бака;
• установка группы безопасности;
• монтаж экспанзомата.

Плюсы и минусы систем открытого типа

Система открытого теплоснабжения, как и любое другое изобретение человека, имеет свои преимущества и, к сожалению, недостатки. Но начнем с хорошего – с плюсов.

• Помещение будет обогреваться предельно равномерно, благодаря чему создается максимально комфортная и уютная атмосфера в доме.
• Такие системы целиком независимы от подачи электроэнергии, которая, как все мы знаем, очень любит исчезать тогда, когда мы ждем этого меньше всего.
• Установка открытых систем производится достаточно просто, равно как дальнейшее их обслуживание.
• Данная система лишена насоса для циркуляции, который нередко ломается, как и все механизмы в принципе, благодаря чему срок ее эксплуатации достаточно большой.
• Наконец, все то же отсутствие насоса дает еще одно преимущество – при работе система не будет шуметь или вибрировать, так что никакого дискомфорта вы испытывать не будете.

Но, невзирая на многочисленные достоинства, популярность систем открытого типа ежегодно падает ввиду некоторых недостатков, коими она обладает. А они (недостатки) заключаются вот в чем.

• Для того чтобы прогреть трубопровод и все радиаторы, необходимо достаточно много времени.
• Большие материальные затраты, связанные с тем, что необходимы трубы с большим диаметром.
• Как упоминалось выше, вы не сможете использовать в роли теплоносителя не воду, а антифриз.
• Составление схемы отопления сопряжено с определенными трудностями, связанные с тем, что горизонтальные участки трубопроводов должны располагаться под уклоном.
• Из-за применения негерметичного расширительного бака в систему может проникать воздух.
• Более того, тот же бак создает риск замерзания воды.
• Наконец, не используется насос циркуляции, так что общая длина системы должна быть не более 30 погонных метров.

Как мы видим, минусов все таки больше, чем плюсов. Так что открытая система не подходит для домов, которые имеют несколько этажей или площадь которых больше средней.

Как работает лучевая схема

Коллекторный узел отвечает за циркуляцию теплоносителя по отдельным контурам. Конструктивно — это участок трубы с отводами на каждую батарею.

Принцип работы коллекторной системы следующий:

• теплоноситель через узел ввода поступает на подающую гребёнку коллектора;
• через гребёнку тепловая энергия распределяется по разводке с включенными в неё конвекторами;
• пройдя через конвектор, остывший теплоноситель по выходному трубопроводу отводится на обратную гребёнку коллектора и опять возвращается в котёл для повторного нагрева.

Подающая и обратная гребёнки составляют коллекторную группу.

Количество контуров, подключаемых к гребёнке, выбирается индивидуально для конкретной схемы отопления и числа конвекторов. Обычно коллектор поддерживает от 2 до 12 контуров.

Схемы открытой системы

На практике применяется несколько схем обустройства: естественный тип циркуляции воды, а также с принудительным побуждением движения посредством насосного оборудования.

Выбор схем напрямую зависит от количества отапливаемых этажей и общей площади строения

Немаловажное значение имеет желаемый тепловой режим, а также возможность обеспечить бесперебойное электроснабжение системы

Однотрубная

Однотрубная открытая система характеризуется подачей теплоносителя посредством одной магистрали, собранной из больших по диаметру труб, проходящих через все радиаторные батареи. Благодаря такой особенности обеспечивается:

• минимальное количество расходных материалов;
• лёгкость самостоятельного монтажа;
• незначительное количество труб в жилом пространстве.

Недостатком такой схемы является не слишком равномерный прогрев радиаторов. Менее интенсивно нагреваются и отдают тепло батареи, значительно удалённые от водогрейного оборудования.

Двухтрубная

• равномерный разогрев всех радиаторных батарей;
• индивидуальная регулировка всех радиаторов;
• долговечность и удобство эксплуатации.

При этом система двухтрубного открытого типа является более дорогостоящей и довольно трудозатратной в плане монтажа. Две коммуникационные ветки должны располагаться правильно, в соответствии с проектной документацией.

«Ленинградка»

Современное обогревательное оборудование и новые технологии способствовали заметному усовершенствованию «Ленинградки». Такая система приобрела улучшенную управляемость и увеличенную функциональность. Основные отличия «Ленинградки»:

• свободная циркуляция теплоносителя;
• наличие источника нагрева;
• монтаж радиаторов по периметру.

Трубопровод может быть горизонтальным или вертикальным, с верхним или нижним типом подключения. Первый вариант принято считать более эффективным с точки зрения тепловой отдачи, а систему нижнего подключения отличает простота монтажа.

«Паук»

• оптимальный способ гидравлического распределения теплового носителя;
• сбор остывшей воды из радиаторных батарей в горизонтальный трубопровод;
• отсутствие необходимости выполнять верхнюю разводку горизонтального типа.

Тепловые насосы

Самое универсальное альтернативное отопление частного дома – установка тепловых насосов. Они работают по известному всем принципу холодильника, отбирая тепло у более холодного тела и отдавая в отопительной системе.

Состоит сложная на первый взгляд схема из трех устройств: испаритель, теплообменник и компрессор. Вариантов реализации тепловых насосов огромное множество, но наиболее востребованными считаются:

Самый дешевый вариант реализации – «воздух-воздух». По сути он напоминает классическую сплит-систему, однако электроэнергия затрачивается лишь на перекачивание тепла с улицы в дом, а не на обогрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, при этом прекрасно обогревая дом на протяжении всего года.

КПД систем очень высок. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы прекрасно работают даже при температурах -25 градусов и ниже.

«Воздух-вода» – одна из распространенных реализаций теплового насоса, у которой роль теплообменника играет змеевик большой площади, установленный на открытой местности. Дополнительно он может обдуваться вентилятором, заставляя остывать воду внутри.

Такие установки характеризуются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но они способны работать с высоким КПД исключительно при температурах от +7 до +15 градусов. Когда столбик опускается до отрицательной отметки, эффективность падает.

Самой универсальной реализацией теплового насоса является «грунт-вода». Она не зависит от климатической зоны, так как непромерзающий на протяжении всего года слой почвы имеется повсюду.

В данной схеме трубы погружаются в землю на глубину, где на протяжении всего года температура удерживается на уровне 7-10 градусов. Коллекторы могут располагаться вертикально и горизонтально. В 1-ом случае предстоит бурить несколько очень глубоких скважин, во втором – укладывать змеевик на определенной глубине.

Недостаток очевиден. сложные монтажные работы, которые потребуют высоких финансовых вложений. Прежде чем решаться на подобный шаг, следует посчитать экономическую выгоду. В районах с непродолжительными теплыми зимами стоит подумать и других вариантах альтернативного отопления частных домов. Еще одно ограничение – необходимо большая свободная площадь – до нескольких десятков кв. м.

Реализация теплового насоса «вода-вода» практически ничем не отличается от предшествующей, однако трубы коллектора прокладываются в грунтовых водах, незамерзающих на протяжении года, или близлежащем водоеме. Она обходится дешевле за счет следующих преимуществ:

• Максимальная глубина бурения скважины – 15 м
• Можно обойтись 1-2 погружными насосами

Котлы, работающие на биологическом топливе

Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:

Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.

Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:

• Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
• Высокий КПД

Однако следует помнить о высоких первоначальных материальных затратах, которые могут достигать десятка тысяч долларов. Монтаж подобных установок назвать простым нельзя, поэтому проведение работ доверяется исключительно профессиональной бригаде, которая способна предоставить гарантию на результат.

Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.

Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть

Отличие открытых от закрытых (замкнутых) схем отопления: однотрубные и двухтрубные системы

Отопительная система представляет собой сложную конструкцию, включающую в себя радиаторы отопления, котел, нагревающий теплоноситель, и трубы, объединяющие все элементы схемы воедино. Отопительные контуры оснащают расширительными бачками, манометрами, измеряющими давление в трубах, и иными устройствами, обеспечивающими бесперебойную автономную работу отопления.

Каждый отопительный контур снабжается расширительным баком, который нейтрализует излишки объема расширяющегося при нагреве теплоносителя. Если такой бак контактирует с внешней средой, то систему, в которой он установлен, — это открытая система отопления. В такой системе вода испаряется через бачок, поэтому периодически ее доливают, если в этом возникает потребность. Конструкция бачка предусматривает три входа для подсоединения труб: первая труба наполняет бак водой из системы, поставляя в него излишки расширившейся от нагрева воды. Второе отверстие предназначено для подсоединения трубы перелива, которая имеет выход в атмосферу. Третье отверстие – для сигнальной трубы, которая оснащена краном. Если при открытии этого крана льется вода, расширительный бачок переполнен.

• LiveJournal
• Blogger

Закрытая система очень популярна в народе

Особенности открытой и закрытой систем

Открытая система отопления

Чтобы обогреть дом, используют замкнутый тип конструкции движения теплоносителя, включающий котел, радиаторы и трубы. Система работает по принципу нагрева воды до определенной температуры в специальном оборудовании, движения по трубопроводу к радиаторам и дальнейшей отдачи тепла для прогрева комнат. После остывания жидкость возвращается обратно к устройству нагрева, образуя повторяющийся цикл.

Открытая система

Для понимания, что такое открытая система теплоснабжения, стоит использовать в качестве примера многоквартирный тип зданий. Данный тип обогрева подразумевает использование специального накопительного бака, активно функционирующего в большинстве многоэтажных сооружениях. На крыше многоэтажки находится расширяющая емкость для сбора избытка воды. Бак не герметичен, что позволяет парам уходить во внешнюю среду.

Открытый вариант монтируется без циркуляционного насоса. Теплоноситель направлен по трубам естественным образом. После нагрева в котле до определенной температуры повышается давление, и горячая вода, поднимаясь наверх, выталкивает холодную. Объем воды при нагревании также увеличивается, поэтому излишек идет в расширительный бачок. Остывший теплоноситель снова направляется в систему.

Закрытый тип коммуникаций

Закрытая система

Закрытая схема теплоснабжения предусматривает насос, провоцирующий движение воды по трубам. Принудительная циркуляция также реализуется при помощи труб, котла, радиаторов, расширительного бака. Металлический резервуар герметичен, состоит из двух завальцованных частей, имеет следующее наполнение:

• внутренняя резиновая диафрагма – жаростойкая мембрана;
• газ в небольшом объеме – заводской азот или накопленный в магистрали воздух.

Мембрана делит емкость на два отсека – для сбора излишков нагретой воды и для расположения воздуха.

Теплоноситель двигается по системе, но в момент его нагрева клапан резервуара забирает излишки. Они поступают в расширительный бак, проникают за мембрану и при помощи газа выталкиваются обратно. После охлаждения циркуляционный насос закачивает воду обратно в систему, одновременно контролируя показатели давления. Таким образом происходит деаэрация носителя тепла.

Основные отличия

Разница между открытой и закрытой системой отопления заключается в следующем:

1. Расположение расширительного резервуара. В открытой – верхний этаж частного дома или крыша многоэтажки. В закрытой бак допускается ставить в любом месте.
2. Изоляция от доступа воздуха. В отличие от открытой, закрытая магистраль защищена от попадания воздушных потоков. Дополнительное давление в верхних точках исключает завоздушивание батарей.
3. Сложность обустройства. Открытая система будет отличаться от закрытой по типу трубопровода. Изделия большого диаметра монтируют с учетом расположения радиаторов, уклона воздуха, наличия поворотом и подъемов.
4. Затраты на организацию. Закрытое тепло- и водоснабжение требует финансовых затрат на приобретение толстостенных труб. Сэкономить на открытой системе можно при помощи магистралей небольшого диаметра.
5. Уровень шума. Принудительный тип циркуляции в замкнутой магистрали предусматривает использование насоса. При правильной установке оборудование не будет шуметь.

Пять вопросов об открытых и закрытых системах теплоснабжения

Вопрос №5. Стоит ли вообще огород городить?

Большой вопрос, нужно ли вообще идти на подобные затраты? Заведующий кафедрой «Теплогазоснабжение и вентиляция» Ульяновского государственного технического университета, д.т.н. и профессор Владимир Шарапов уверен, что те, кто ратует за ликвидацию открытых систем, просто плохо представляют основы работы ТЭЦ и теплофикационных систем в целом: «Во-первых, открытые системы теплоснабжения, в отличие от закрытых, позволяют максимально реализовать эффект комбинированной выработки электрической и тепловой энергии за счет использования низкопотенциальных источников теплоты (в том числе отработавшего пара турбин) для подогрева больших количеств подпиточной воды теплосети на ТЭЦ». В качестве примера профессор приводит Южную ТЭЦ в Санкт-Петербурге, на которой при закрытии системы ежегодный перерасход топлива может превысить 100 тыс. т.у.т.!

Шарапов также уверен, что открытые системы и сейчас способны обеспечить поддержание высокого качества сетевой воды во всех системах «благодаря возможности высокоэффективной централизованной противонакипной и противокоррозионной обработки подпиточной воды на ТЭЦ». И что они вообще «надежнее закрытых систем в санитарно-эпидемиологическом отношении», поскольку «полную герметичность закрытых систем следует считать мифом».

«В теории разделение контуров действительно должно не только обеспечить поступление потребителю горячей воды требуемых по санитарным нормам параметров, но и снизить повреждаемость тепловых сетей за счет улучшения качества сетевой воды. Однако на практике эти ожидаемые улучшения, как правило, не достигаются. Дело в том, что не бывает идеальных систем, и самые важные элементы закрытых систем – подогреватели ГВС — имеют неплотности, через которые происходит переток холодной водопроводной воды в тепловую сеть и обратно. Таким образом, ожидаемые плюсы закрытой системы не реализуются. В первом случае в тепловую сеть попадает вода из системы ХВС, которая не прошла необходимую для теплосетей подготовку (деаэрацию), в результате скорость коррозии вырастает. По имеющимся данным, интенсивность внутренней коррозии в открытых и закрытых системах примерно одинакова. А во втором случае (когда вода из тепловой сети через неплотности поступает в систему ГВС) качество горячей воды будет хуже, чем в открытой системе, поскольку потребителю будет подана вода, не соответствующая нормам воды питьевого качества», — объясняет замдиректора дивизиона «Тепло» СГК по перспективному развитию Александр Григорьев

«Известно, что цель перехода на закрытые системы ГВС – повысить качество горячей воды, качество теплоснабжения. Но в Петербурге, например, качество горячей воды соответствует нормам. Преимущества закрытой системы ГВС не оспариваются – это экономия на теплопотерях при движении горячей воды по тепломагистралям плюс сокращается риск аварий на теплотрассах, что в Петербурге происходит нередко. Однако затраты на перевод колоссальны и их целесообразность требует дополнительного обсуждения», — уверен сенатор Андрей Кутепов

Так или иначе, но пока что еще действующее требование закона выполнить все равно не получится – время потеряно, поезд ушел. Значит, стоит окончательно «спустить» проекты на землю и дать специалистам на местах право самим решать, каким водоразбором пользоваться

«Важно изучать опыт передовиков – как удалось им справиться с такой сложной задачей в условиях ограниченности ресурсов и сдерживания роста тарифов? Полезными будут образовательные программы для муниципалитетов и регионов. Автоматический сдвиг нормативных сроков «закрытия» открытых систем вправо – путь куда более простой, но точно демотивирующий», — говорит Юрий Мельников

. Но пока, видимо, единственно возможный.

Системы теплоснабжения, работающие по закрытой схеме, – что это такое

Отличие данной схемы централизованного обогрева домов от предыдущей состоит в том, что горячая вода используется исключительно для отопления. Горячее водоснабжение обеспечивается по отдельному контуру или индивидуальными нагревательными приборами.

Циркуляция теплоносителя происходит по замкнутому кругу; возникающие незначительные потери восполняются за счет автоматической подкачки при потере давления.

Как делается перерасчет за отопление

Температура подаваемой воды регулируется непосредственно в котельной. Объем кипятка в этой системе сохраняется одинаковый. Таким образом, интенсивность нагрева помещений напрямую зависит от температуры жидкости, циркулирующей по трубам.

В этой схеме обогрева домов важную роль играют теплопункты. В них вода поступает от ТЭЦ, и уже там с ее помощью происходит нагрев теплоносителя, который и подается потребителям.

Классификация систем теплоснабжения

Назначение
любой системы теплоснабжения заключается
в обеспечении потребителей теплоты
необходимым количеством тепловой
энергии требуемых параметров.

Существующие
системы теплоснабжения в зависимости
от взаимного расположения источника и
потребителей теплоты можно разделить
на централизованные
и децентрализованныесистемы.
В централизованных системах теплоснабжения
один источник теплоты обслуживает
теплоиспользующие устройства ряда
потребителей, расположенных раздельно,
поэтому передача теплоты от источника
до потребителей осуществляется по
специальным теплопроводам — тепловым
сетям.

Централизованное
теплоснабжение состоит из трёх
взаимосвязанных и последовательно
протекающих стадий: подготовки,
транспортировки и использования
теплоносителя. В соответствии с этими
стадиями каждая система централизованного
теплоснабжения (рис. 9.1) состоит из трех
основных звеньев: источника
теплоты
1 (например, теплоэлектроцентрали или
котельной), тепловых
сетей
2 (теплопроводов) и потребителей
теплоты
3.

В
децентрализованных системах теплоснабжения
каждый потребитель имеет собственный
источник теплоты.

Основными
видами теплоносителей для целей
теплоснабжения являются вода
и водянойпар.
Причём вода используется преимущественно
для удовлетворения нагрузок отопления,
вентиляции, кондиционирования воздуха
и горячего водоснабжения, а пар, кроме
того,- для удовлетворения технологической
нагрузки.

Дает следующее определение термина «теплоснабжение»:

Любая система теплоснабжения состоит из трех основных элементов:

1. Теплоисточник. Это может быть ТЭЦ или котельная (при централизованной системе теплоснабжения), либо просто котел, расположенный в отдельном здании (местная система).
2. Система транспортировки тепловой энергии(тепловые сети).
3. Потребители тепла (радиаторы отопления (батареи) и калориферы).