Системы теплоснабжения: классификация и особенности

Важно! Открытые и закрытые системы составляют часть более широкой системы теплоснабжения, в контекст которой также входит ГВС (горячее водоснабжение). Каждое из этих направлений имеет свои уникальные методы доставки горячей воды до конечных пользователей.

Открытая система отопления: принципиальные схемы и особенности обустройства

Из-за своей простоты установки, приемлемой стоимости и достаточной эффективности открытая система отопления продолжает оставаться популярной. Поняв, как именно функционирует эта система, какие компоненты необходимы, а также ознакомившись с правилами монтажа, вы с легкостью сможете организовать теплоснабжение в вашем доме самостоятельно.

В данной статье мы подробно расскажем о том, как разработать рабочую схему отопления открытого типа. Мы представим рекомендации по созданию системы, строго следуя технологическим требованиям и нормам при выборе и соединении всех необходимых элементов. Учитывая наши советы, вы создадите надежный и эффективный отопительный контур.

Для мастеров, которые хотят выполнять монтаж самостоятельно, мы предложим проверенные на практике схемы сборки. Подробная информация будет дополнена полезными схемами, фото и видеогидами.

Комплектация и принцип работы системы

В водяной системе отопления основным медиатором, передающим тепловую энергию от котла к радиаторам, является жидкость. Циркуляция теплоносителя может осуществляться на значительных расстояниях, что позволяет поддерживать комфортную температуру не только в отдельных домах, но и в больших помещениях. Именно это объясняет широкое применение водяного теплоснабжения.

Работа системы отопления открытого типа возможна без установки насоса, так как движение теплоносителя базируется на принципах термодинамики. Вода движется по трубам из-за разности в плотностях горячей и холодной вод, а также благодаря наклону установленных труб.

В открытых отопительных контурах для расширения теплоносителя используется негерметичный расширительный бак — это может быть стальная или пластиковая емкость, оснащенная крышкой и отводом для слива излишков воды в канализацию.

Открытые схемы отопления имеют прямую связь с атмосферой. Через расширительный бак удаляется воздух, однако происходит и его испарение, что требует периодического пополнения теплоносителя в системе.

Расширительный бак для отопительной системы частного здания можно изготовить самостоятельно из подручных средств, таких как пластиковая канистра, старый металлический бидон и т.д.

В соединительных схемах оборудования соблюдаются стандартные принципы соединения. Существует как двухтрубная, так и однотрубная компоновка.

В двухтрубных системах теплоноситель идет к радиаторам по одной трубе и возвращается — по другой, в то время как однотрубные обеспечивают подачу теплоносителя от одного радиатора к другому с возвратом в котел по единой магистральной трубе.

Большинство открытых отопительных систем можно отнести к гравитационным, однако существуют также варианты с установкой циркуляционного насоса. В таких случаях насос подбирается исходя из нагрузки, превышающей параметры, установленные для закрытых систем.

В открытых установках большинство воздуха выводится через расширительный бак. Исключение составляют контуры с нижним подключением приборов, для которых требуется установка радиаторных воздухоотводчиков.

Все виды отопительных приборов, используемые в системах, могут применяться в открытых системах. Тем не менее, предпочтительнее устанавливать чугунные модели, так как они могут долго сохранять тепло.

Необходимый элемент системы – открытый расширительный бак, куда поступают излишки нагретого теплоносителя. Благодаря этому резервуару обеспечивается автоматическая стабилизация давления жидкости. Емкость обычно устанавливается выше всех компонентов системы.

Функционирование открытой системы теплоснабжения можно условно разделить на два этапа:

1. Подача. Нагретый теплоноситель перемещается от котла к радиаторам.
2. Обратка. Излишек теплой воды возвращается в расширительный бак, остывает и затем снова поступает в котел.

В однотрубных системах оба этапа выполняет одна магистраль, тогда как в двухтрубных схемах подающая и обратная трубы независимы друг от друга.

Так как плотность теплой воды ниже плотности холодной, в системе создается гидростатический напор, благодаря которому горячая вода движется к радиаторам.

Самой простой и доступной для самостоятельного монтажа считается однотрубная система. Конструкция данной системы очень проста.

Базовый комплект для однотрубного отопления включает:

• отопительный котел;
• радиаторы;
• расширительный бак;
• трубопроводы.

Что такое открытая система теплоснабжения?

Открытая система теплоснабжения подразумевает забор горячей воды из общей теплосети. Для этого используются подающий и отводящий теплосистемы, через которые теплоноситель проходит через смеситель, достигая оптимальной температуры (примерно +65°С). После этого вода подается к водозаборным кранам в квартирах потребителей, оставшаяся часть используется в отопительной системе.

Открытая система теплоснабжения выделяется своей простой конструкцией, состоящей из следующих элементов:

• задвижки;
• клапаны;
• краны;
• термометры;
• манометры;
• изоляция;
• регуляторы.

Эти компоненты используются в сочетании с трубами различных диаметров. Обычно в гражданских теплопроводах применяются трубы с сечением от 20 до 200 мм включительно.

Виды открытых систем ГВС

В зависимости от способа подключения к центральной теплосети, открытая система теплоснабжения и горячего водоснабжения может быть зависимой или независимой. Рассмотрим оба варианта.

1) Зависимые.

Зависимые системы обеспечивают подачу теплоносителя в отопительный контур конкретного потребителя напрямую, без участия тепловых пунктов и теплообменников. Это самая простая и надежная схема с минимальным количеством компонентов и, следовательно, легкая в реализации. Однако на первый взгляд она может показаться экономичной, но это мнение справедливо лишь до первого значительного потепления.

Проблема заключается в том, что зависимые открытые системы ГВС не позволяют регулировать объем тепла, поставляемого в зависимости от сезонных изменений, например, в начале и конце отопительного сезона. Это вызывает избыток тепла, что приводит к дискомфорту для потребителей, а изначальная экономия внезапно оборачивается увеличением расходов. Одно из частичных решений данной проблемы – использование независимой системы.

2) Независимые.

Независимые системы характеризуются тем, что нагревательное оборудование в домах и квартирах потребителей отделено от поставщика тепла. Такой подход позволяет регулировать интенсивность нагрева в соответствии с изменениями сезона. Надежность независимых систем значительно выше по сравнению с зависимыми, и экономичность может достигать 10-40% в расходах на энергию.

Достоинства открытых систем:

• Простота устройства и, как следствие, высокая надежность;
• Легкость обслуживания благодаря простоте конструкции.

Недостатки открытых систем:

• Низкое качество горячей воды – наличие примесей, осадков, неприятные запахи;
• Высокое потребление топлива, тепла и энергии на функционирование системы;
• Стойкие высокие затраты на водоподготовку;
• Увеличенный расход энергии на подогрев воды в теплое время года;
• Быстрое остывание воды в трубопроводах при небольшом уровне водозабора.

Из-за множества недостатков, с 2022 года в Российской Федерации введен полный запрет на эксплуатацию открытой системы теплоснабжения в многоквартирных домах. Все здания, продолжающие использовать такую схему, обязаны перейти на закрытую систему. Далее мы разберем, что она из себя представляет и почему это является отличной альтернативой.

Что такое закрытая система теплоснабжения?

Закрытая система отопления и ГВС является полной противоположностью открытым схемам. В данном случае отопительный контур отделён от контура горячего водоснабжения. Обогрев воды в системе ГВС осуществляется с помощью специального оборудования, такого как теплообменники или бойлеры. Таким образом, в системе ГВС используется вода более высокого качества, в то время как для отопительного контура применяется более дешевая техническая вода.

Закрытые системы отопления и ГВС представляют собой современный стандарт, которому должны следовать многоквартирные дома и предприятия, использующие открытые схемы. Все новые жилые здания проектируются с закрытыми системами, а программы реконструкции старых домов также включают этот стандарт.

Преимущества закрытых систем:

• Высокое качество горячей воды без неприятного запаха, вкуса и отложений;
• Существование меньшего количества элементов в системе способствует снижению износа;
• Экономия энергии за счёт отсутствия централизованного нагрева жидкости;
• Совместимость с теплоносителями, обладающими более низкой температурой кристаллизации;
• Обеспечение безопасности потребителей за счёт ограничения температуры горячей воды.

Недостатки закрытых систем:

• Более сложный и дорогой монтаж из-за необходимости дублирования трубопроводов;
• Сложная конструкция системы ставит под угрозу ее отказоустойчивость;
• Частые требования к техническому обслуживанию конструкции;
• Требование постоянной подпитки контура системы горячего водоснабжения;
• Проблемы с автономностью из-за необходимости наличия электропитания.

Несмотря на все недостатки, закрытые системы теплоснабжения и горячего водоснабжения продолжают оставаться оптимальным вариантом, который рекомендуется для монтажа в многоквартирных домах.

Открытая система теплоснабжения

Рассмотрим структуру открытой системы, принципы работы, ее достоинства и недостатки.

Структура

Система открытого теплоснабжения простая и состоит из нескольких ключевых компонентов:

• трубопровод;
• запорная арматура – в состав входят шаровые краны, задвижки и другие элементы;
• приборы, предназначенные для измерения температуры и давления;
• регуляторы температурных показателей.

Для минимизации потерь тепла трубы следует изолировать. Установку терморегуляторов можно осуществлять как с клапанами, так и без них.

Как работает открытая СТ?

Работа открытой системы теплоснабжения осуществляется по следующему алгоритму:

1. Тепловой источник подогревает воду и подает её потребителям по трубопроводу.
2. Часть теплоносителя из основных трубопроводов направляется в отопительный контур (радиаторы). Остальная часть используется для системы ГВС, откуда вода берётся потребителями.
3. Циркулируя в отопительном контуре и ГВС, вода возвращается к источнику тепла.
4. После использования, вода отправляется в систему канализации. Это обеспечивает автоматическую подпитку системы жидкостью.

Преимущества и недостатки открытой СТ

Система открытого типа имеет свои преимущества и недостатки:

• доступность;
• простота установки и обслуживания;
• возможность быстрого монтажа;
• нет необходимости приобретать дополнительные устройства для нагрева воды;
• долговечность отопительных приборов и труб благодаря качественному теплоносителю.

Однако недостатки открытой системы также значительны:

• высокие затраты на центральную подготовку горячей воды;
• теплоноситель не всегда соответствует питьевым стандартам – вода может содержать примеси, ржавчину и химикаты, включая нежелательные запахи;
• запрещено применять жидкости с низкой температурой кристаллизации в качестве теплоносителя;
• нельзя добавлять химикаты в систему теплоснабжения;
• постоянное требование к подпитке теплоносителя, поскольку его забирают пользователи горячей воды;
• из-за единого контура при обслуживании или ремонте отключается и отопление, и горячее водоснабжение (в отличие от закрытой системы, где ремонт возможен в летний период);
• значительные ресурсы на поддержание работы системы ГВС в теплое время года.

Закрытая система теплоснабжения

Закрытая система предполагает использование специализированных устройств для нагрева воды. В этом случае отопительный контур отделен от контура горячего водоснабжения, что позволяет использовать воду различного качества – более чистую для ГВС и техническую для отопления.

Закрытые системы часто применяются при проектировании новых зданий и проведении реконструкции старых жилых зданий, что обеспечивается полным соответствием санитарным нормам и комфортом для потребителей.

Достоинства закрытой системы

Преимущества закрытого типа системы:

• обеспечение пользователей качественной горячей водой;
• нет необходимости задействовать все системы для подачи горячей воды – достаточно даже минимального контура;
• экономия топлива, так как не нужно осуществлять нагрев жидкости для ГВС;
• возможность использования теплоносителей с низкой точкой кристаллизации;
• полная безопасность, так как температура воды в системе ГВС не превышает 60 градусов.

Недостатки закрытой СТ

Основной недостаток заключен в больших капитальных затратах на организацию и ремонт системы отопления. Это связано с тем, что она требует использования специализированного оборудования для нагрева жидкости и большего количества коммуникаций.

К недостаткам закрытой системы также относятся:

• повышенные затраты на прокладку трубопроводов – полное дублирование систем;
• необходимость установки дополнительных элементов для контроля температуры подающей воды;
• отдельное место для монтажа водонагревательных устройств, таких как пластиночные теплообменники;
• организация вакуумной деаэрации на больших теплообменниках, если температура воды превышает 100 градусов;
• потребность в регулярном техобслуживании нагревательных приспособлений и дополнительных коммуникаций;
• постоянная подпитка системы горячего водоснабжения;
• монтаж необходимого оборудования требует электропитания, что может вызывать серьезные проблемы в случае его отсутствия.

Разводка отопления: виды и особенности

В чем же разница между открытой и закрытой системами теплоснабжения? Независимо от выбранной системы отопления, важно помнить, что существуют различные виды разводки: однотрубная, двухтрубная и лучевая. На выбор того или иного типа разводки влияет местоположение главной трубы, методы подключения радиаторов, расположение стояков подачи и их взаимодействие. Качество используемой воды также имеет огромное значение, так как напрямую сказывается на безопасности и долговечности оборудования. Время, необходимое для достижения нужного давления, также зависит от типа трубопроводной сети и мощностей оборудования, используемого компанией. На протяжении всего года системы должны демонстрировать стабильную работу, что требует разного рода сервисного обслуживания с целью повышения надежности и удовлетворенности потребителей.

Однотрубная разводка

Каждая однотрубная разводка может быть горизонтальной и вертикальной. Горизонтальная разводка не позволяет регулировка объема теплоносителя, поэтому в данном случае устанавливаются байпасы. Вертикальная разводка, как правило, используется в многоэтажных зданиях.

Двухтрубная разводка

Двухтрубная разводка является наиболее распространённой. Для каждого радиатора устанавливаются две трубы: одна для подачи теплоносителя, другая – для отведения охлажденной воды. Трубопровод может быть смонтирован в форме звезды, шлейфа или луча.

Лучевая разводка

Данный способ разводки позволяет регулировать подогрев каждого отдельного радиатора. Но установка такой разновидности разводки требует сложного монтажа, дополнительных распределительных коллекторов и потребует больше затрат на трубы.

Таким образом, мы рассмотрели устройство, основные особенности, достоинства и недостатки как закрытой, так и открытой системы отопления. Выбор подходящей системы должен основываться не только на ваших предпочтениях, но и на возможностях установки в вашем доме. Поэтому очень важно обратиться за профессиональной консультацией к проверенному специалисту. Расчет и монтаж системы должен выполняться специалистами из лицензированных компаний. На основании представленных рекомендаций желаем вам правильно выбрать и установить систему отопления! Системы теплоснабжения, как открытого, так и закрытого типа, играют ключевую роль в обеспечении комфортных условий проживания. Открытая система теплоснабжения нацелена на использование природных источников, обеспечивая потребителей качественной горячей водой, в то время как закрытая система образует замкнутый контур, позволяя поддерживать постоянное циркуляцию воды и стабильное давление.

Заполните данные, и специалист свяжется с вами.

Плюсы и минусы закрытых систем теплоснабжения

Обслуживание систем теплоснабжения закрытого типа требует большего внимания и трудозатрат. Если стандартные устройства, такие как задвижки, трубы и регулирующие элементы, могут обслуживаться слесарем, то контроллеры и автоматика должны находиться под наблюдением специалистов с соответствующими знаниями. Кроме того, электрические узлы закрытых систем нуждаются в обслуживании электриком.

Преимущества и недостатки закрытой системы теплоснабжения выглядят следующим образом:

• более качественная вода, соответствующая или близкая по чистоте к стандартам питьевой;
• стоимость водоподготовки ниже, чем в открытых системах;
• согласованная температура воды, около 60 °C;
• высокая стоимость самого оборудования для установки системы закрытого типа;
• обслуживание требует больше времени, усилий и большего персонала.

Законодательство об организации системы теплоснабжения

Существует ряд нормативных актов, касающихся как открытых, так и закрытых систем теплоснабжения:

• в качестве теплоносителя допускается использовать только воду;
• поставщик теплоносителя обязан предоставлять его в соответствии с нормами СанПиН;
• нормы качества и безопасности регулируются СанПиН 2.1.4.2496-09;
• тарифы на тепловую энергию и горячую воду устанавливаются между поставщиком и потребителем при заключении договора;
• для открытых систем водоснабжения существует норматив ГОСТ 2874-82;
• режимы забора воды для периода отопления и его отсутствия должны быть рассчитаны обязательно;
• минимальная температура теплоносителя должна составлять не менее 60 °C для закрытых систем и не менее 70 °C для открытых систем.