Закрытая и открытая система теплоснабжения: особенности, недостатки и преимущества

Для отопления помещений применяется закрытая и открытая система теплоснабжения. Последний вариант дополнительно обеспечивает потребителя горячей водой. При этом необходимо контролировать постоянное пополнение системы.

Закрытая система применяет воду только как теплоноситель. Она постоянно циркулирует по замкнутому циклу, где потери минимальны.

Любая система состоит из трех главных частей:

• источник тепла: котельная, ТЭЦ и др.;
• тепловые сети, по которым транспортируется теплоноситель;
• потребители тепла: калориферы, радиаторы.

Особенности открытой системы

Достоинством открытой системы является ее экономичность. Из-за большой протяженности трубопроводов качество воды ухудшается: она становится мутной, приобретает цветность, имеет неприятный запах. Попытки очистить ее делают способ применения дорогим.

Трубы теплосети можно увидеть в больших городах. Они имеют большой диаметр и укутаны в теплоизолятор. От них делаются отводы к отдельным домам через тепловую подстанцию. Горячая вода поступает для использования и к радиаторам отопления из общего источника. Ее температура колеблется в пределах 50-75°С.

Подключение теплоснабжения к сети производится зависимым и независимым способами, реализующими закрытую и открытую системы теплоснабжения. Первый заключается в подаче воды напрямую – с помощью насосов и элеваторных узлов, где она доводится до требуемой температуры путем смешивания с холодной водой. Независимый способ заключается в подаче горячей воды через теплообменник. Он более затратный, но качество воды у потребителя выше.

Конструктивные и эксплуатационные особенности систем – домашним умельцам на заметку

Бак-расширитель разрешается монтировать рядом с циркуляционным насосом. При этом оба этих элемента системы можно размещать с отопительным котлом в одной комнате. А значит, вы добьетесь снижения метража магистрали и сэкономите на приобретении дополнительных труб. Да и необходимость установки меньшего количества трубных изделий порадует любого домашнего мастера, привыкшего делать ремонт в жилище своими руками.

Закрытая система отопления одинаково эффективна и для частного дома с небольшой площадью, и для вместительных коттеджей. Ее допускается устанавливать даже на очень просторных промышленных и специальных объектах. Это отличает закрытые системы от открытых, которые эффективно функционируют исключительно в постройках с малой площадью.

Закрытая система отопления в коттедже

Обратите внимание! В большинстве случаев циркуляционный агрегат и бак-расширитель ставят на обратной магистрали, добиваясь тем самым повышения времени его использования (остывший теплоноситель приносит меньше эксплуатационного вреда насосу).

Но есть и такие устройства, которые можно размещать на трубе подачи. Подобные насосы обрабатываются особой смазкой, которая прекрасно защищает их от негативного воздействия горячей воды.

Особенности закрытой системы

Тепловая магистраль выполнена в виде отдельного замкнутого контура. Вода в ней подогревается через теплообменники от магистрали ТЭЦ. Здесь требуются дополнительные насосы. Температурный режим получается более стабильный, а вода – лучше. Она остается в системе и не забирается потребителем. Минимальные потери воды восстанавливаются автоматической подпиткой.

Закрытая автономная система получает энергию от теплоносителя, поступающего на тепловые пункты. Там вода доводится до необходимых параметров. Для систем отопления и горячего водопровода поддерживаются разные температурные режимы.

Недостатком системы является сложность процесса водоподготовки. Также дорого обходится доставка воды в тепловые пункты, расположенные далеко друг от друга.

Группа безопасности

Ставится группа безопасности на подающий трубопровод на выходе из котла. Она должна контролировать его работу и параметры системы. Состоит из манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Группа безопасности котла ставится на подающем трубопроводе до первого ответвления

Манометр дает возможность контролировать давление в системе. По рекомендациям оно должно находится в пределах 1,5-3 Бар ( в одноэтажных домах это 1,5-2 Бар, в двухэтажных — до 3 Бар). При отклонении от данных параметров надо принимать соответствующие меры. Если давление упало ниже нормы, надо проверить нет ли где течи, а потом добавить некоторое количество теплоносителя в систему. При повышенном давлении все несколько сложнее: необходимо проверить в каком режиме работает котел, не перегрел ли он теплоноситель. Также проверяется работа циркуляционного насоса, корректность работы манометра и предохранительного клапана. Именно он должен сбрасывать излишек теплоносителя при превышении порогового значения по давлению. К свободному патрубку предохранительного клапана подсоединяют трубу/шланг, которую выводят в канализацию или дренажную систему. Тут лучше делать так, чтобы была возможность контролировать срабатывает ли клапан — при частом сбросе воды надо искать причины и устранять их.

Состав группы безопасности

Третий элемент группы — автоматический воздухоотводчик. Через него выводится воздух, попавший в систему. Очень удобное устройство, которое позволяет избавиться от проблемы воздушных пробок в системе.

Группы безопасности продаются в собранном виде (на фото выше), а можно купить все устройства отдельно и подключить их при помощи тех же труб, которыми делали разводку системы.

Трубы тепловых сетей

В настоящее время отечественные тепловые сети находятся в аварийном состоянии. В связи с большим износом коммуникаций дешевле заменить трубы для теплотрассы на новые, чем заниматься постоянным ремонтом.

Сразу обновить все старые коммуникации в стране невозможно. При строительстве или капитальном ремонте домов устанавливают новые трубы в пенополиуретановой изоляции (ППУ), в несколько раз сокращающие потери тепла. Трубы для теплотрассы изготавливают по специальной технологии, заливая пеной зазор между расположенной внутри стальной трубой и оболочкой.

Температура транспортируемой жидкости может достигать 140°С.

Использование ППУ в качестве теплоизоляции позволяет сохранять тепло значительно лучше традиционных защитных материалов.

Позитивные стороны и недостатки

Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:

• нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
• для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
• здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
• отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
• вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
• система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.

Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.

Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен

Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.

Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.

Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты — закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.

Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.

Теплоснабжение многоквартирных жилых домов

В отличие от дачи или коттеджа, теплоснабжение многоквартирного дома содержит сложную схему разводки труб и нагревателей. Кроме того, в систему входят средства контроля и обеспечения безопасности.

Для жилых помещений существуют нормативы отопления, где указываются критические уровни температуры и допустимые погрешности, зависящие от сезона, погоды и времени суток. Если сравнить закрытую и открытую системы теплоснабжения, первая лучше поддерживает необходимые параметры.

Коммунальное теплоснабжение должно обеспечивать поддерживание основных параметров в соответствии с ГОСТ 30494-96.

Наибольшие потери тепла происходят на лестничных клетках жилых домов.

Снабжение теплом большей частью производится по старым технологиям. По существу системы отопления и охлаждения должны объединяться в общий комплекс.

Недостатки централизованного отопления жилых домов приводят к необходимости создания индивидуальных систем. Сделать это сложно из-за проблем на законодательном уровне.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность закрытой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материала и диаметра труб, количества и типа радиаторов, наличия запорной и терморегулирующей арматуры, протяженности труб, режима работы оборудования и т.д. Чтобы не вдаваться в тонкости расчета мощности, циркуляционный насос можно выбрать по таблице. Выбираете ближайшее большее значение по отапливаемой площади или планируемой тепловой мощности системы, в соответствующей строке в первых колонках находите требуемые характеристики.

Можно параметры циркуляционного насоса выбрать по таблице

Во второй колонке находим мощность (какой объем теплоносителя он способен прокачать за час), в третьей — напор (сопротивление системы), который он в состоянии преодолеть.

Выбирая циркуляционный насос в магазине, желательно не экономить. От его работоспособности зависит вся система. Потому, лучше не экономить и выбрать проверенного производителя. Если же решите покупать неизвестное оборудование, надо каким-то образом проверить его на уровень шумов. Этот показатель особенно критичен если отопительный узел устанавливается в жилом помещении.

Схема обвязки

Как уже говорили раньше, циркуляционные насосы ставятся в основном на обратном трубопроводе. Раньше это требование было обязательным, сегодня — это только пожелание. Материалы, которые используются при производстве выдерживают нагрев до 90°C, но все же лучше не рисковать.

В системах, которые могут работать и с естественной циркуляцией, при установке необходимо предусмотреть возможность снять или заменить насос без необходимости слива теплоносителя, а также для возможности работы без насоса. Для этого устанавливается байпас — обходной путь, по которому может протекать теплоноситель при необходимости. Схема установки циркуляционного насоса в таком случае на фото ниже.

Установка циркуляционного насоса с байпасом

В закрытых системах с принудительной циркуляцией байпас не нужен — без насоса она неработоспособна. Но вот два шаровых крана с обоих сторон и фильтр на входе нужны. Шаровые краны дают возможность, при необходимости, снять устройство для техобслуживания, ремонта или замены. Фильтр-грязевик предотвращает засорение. Иногда, как дополнительный элемент надежности, между фильтром и шаровым краном ставят еще обратный клапан, который предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении.

Автономное теплоснабжение жилого дома

В зданиях старого типа по проекту предусмотрена централизованная система. Индивидуальные схемы позволяют выбрать типы систем теплоснабжения в плане снижения расходов на энергоноситель. Здесь имеется возможность их мобильного отключения при отсутствии необходимости.

Проектирование автономных систем производится с учетом нормативов отопления. Без этого дом сдать в эксплуатацию невозможно. Следование нормам гарантирует комфорт для проживания жильцов дома.

Источником нагрева воды обычно служит газовый или электрический котел. Необходимо выбрать способ промывки системы. В централизованных системах применяется гидродинамический способ. Для автономной можно использовать химический. При этом необходимо учитывать безопасность влияния реагентов на радиаторы и трубы.

О тонкостях самостоятельно монтажа систем с мембранным баком

Схема установки элементов отопления простая. Сначала ставят отопительный агрегат, затем остальные части в следующем порядке:

• трубы (всю запланированную разводку);
• батареи отопления;
• запорную арматуру;
• бак-расширитель.

Четко соблюдайте порядок монтажа и никаких проблем у вас не возникнет.

Помните, что обустроить закрытую систему нужно таким образом, чтобы в любой момент вы могли отключить вышедший из строя элемент, не останавливая работу всего отопительного комплекса. Для слива воды из отдельных радиаторов на их выходе и входе ставят шаровые или другие отсекающие краны. Обязательно устанавливается бейпасная (запасная) линия. Она дает возможность направлять теплоноситель непосредственно на батарею.

Отсекающие краны для слива воды из радиатора

Также не забывайте о необходимости монтажа группы безопасности. Ее размещают на выходе из отопительной установки. Эта группа при повышении давления автоматически сбрасывает его до приемлемых пределов, защищая тем самым систему от поломки.

Все стыки между трубами и отдельными частями комплекса отопления уплотняйте герметиком либо сантехническим льном. Тщательно выбирайте фитинги для создания единой системы. Максимальной прочностью к скачкам давления обладают соединительные изделия из латуни и бронзы.

Как организовать обогрев конкретного строения, хозяин решает сам. Если речь идет о частном жилом доме, то наиболее встречающийся вариант отопления – закрытая система с принудительной циркуляцией. По сравнению с открытой она обладает рядом существенных преимуществ, поэтому и имеет более широкое распространение независимо от габаритов строения, его предназначения, сложности конфигурации контура и параметров составных частей.

Что собой представляет закрытая система отопления с принудительной циркуляцией, какие имеет преимущества, в чем особенности такой схемы – на все эти вопросы можно найти ответы в данной статье.

Открытая система

Но прежде чем рассматривать ее специфику, следует разобраться с терминологией. Именно из-за незнания некоторых нюансов люди, не имеющие профессиональной подготовки, часто путаются в определениях. Дело в том, что не все понимают принципиальную разницу между закрытой системой (ЗС) отопления и открытой (ОС).

Принудительное перемещение теплоносителя (его циркуляция) может быть организовано и в той, и в другой. Чтобы в дальнейшем избежать подмены понятий, следует сразу же ответить на ряд вопросов.

В чем разница между ЗС и ОС? Любая жидкость при нагревании расширяется. Так как теплоносителем является вода (реже – антифриз или его аналоги), то необходимо как-то компенсировать повышение давления в трубах, иначе не избежать разгерметизации системы. Для этого в контур включается расширительный бачок. В ОС он открытого типа, и давление регулируется атмосферой.

В закрытой схеме он полностью герметичный, и за компенсацию расширения отвечает его внутренняя диафрагма (мембрана).

В чем смысл принудительной циркуляции? Перемещение жидкости происходит не за счет разности давлений на выходе и входе теплогенератора (как говорят, самотоком), а осуществляется насосом, который является одной из составных частей контура.

Сравнивая различные системы, можно увидеть, что у каждой есть и плюсы, и минусы, хотя у ЗС с принудительной циркуляцией достоинств намного больше. Ее существенный недостаток лишь в одном – «привязка» к пром/напряжению. При его отключении насос и котел «встанут».

На заметку! При выборе именно такого варианта отопления необходимо заранее предусмотреть, как организовать альтернативное эл/снабжение. Поэтому в смету расходов следует сразу же включить затраты на приобретение автономного источника питания.

Правовые основы отношений в области теплоснабжения

Отношения энергетических компаний и потребителей регламентирует ФЗ о теплоснабжении № 190, вступивший в силу с 2010 г.

1. В главе 1 излагаются основные понятия и общие положения, определяющие сферу правовых основ экономических отношений в теплоснабжении. В нее также входит обеспечение горячей водой. Утверждаются общие принципы организации поставки тепла, заключающиеся в создании надежных, эффективных и развивающихся систем, что очень важно для проживания в сложном российском климате.
2. Главы 2 и 3 отражают обширную область полномочий местных органов власти, которые управляют ценообразованием в сфере теплоснабжения, утверждают правила его организации, учет расхода тепловой энергии и нормативы ее потерь при передаче. Полнота власти в этих вопросах позволяет контролировать организации теплоснабжения, относящиеся к монополистам.
3. В главе 4 отражаются отношения между поставщиком тепловой энергии и потребителем на основании договора. Рассматриваются все правовые аспекты подключения к тепловым сетям.
4. Глава 5 отражает правила подготовки к сезону отопления и ремонта тепловых сетей и источников. В ней описывается, что делать при неплатежах по договору и несанкционированных подключениях к тепловым сетям.
5. В главе 6 определяются условия перехода организации в статус саморегулируемой в области теплоснабжения, организации передачи прав на владение и пользование объектом теплоснабжения.

Пользователи тепловой энергии должны знать положения ФЗ о теплоснабжении, чтобы отстаивать свои законные права.

Как заполнить трубопроводы отопления

Мы решили осветить данный вопрос, поскольку заливка закрытой системы должна производиться по определенному алгоритму, чтобы не осталось воздушных пробок:

1. Вначале все отопительные приборы должны быть отсечены от магистралей с помощью кранов. Остальную арматуру полностью откройте и включите подпитку из водопровода. Наполняйте трубы медленно, чтобы воздух успевал уходить через клапан на группе безопасности.
2. Когда давление достигнет 1 Бар (следите за манометром), остановите наполнение и включите на несколько минут циркуляционный насос, дабы выдавить остатки воздуха.
3. Оставьте помощника поддерживать давление на уровне 1 Бар, а сами поочередно открывайте радиаторные вентили и спускайте воздух кранами Маевского.
4. По окончании запустите котел и насос, прогрейте теплоноситель и стравите воздух из батарей еще раз.

Убедившись, что все трубопроводы и отопительные приборы полностью прогрелись, поднимите давление в сети до 1,5—2 Бар при температуре на котле 80 °С.

Составление схемы теплоснабжения

Схема теплоснабжения представляет собой предпроектный документ, в котором отражены правовые отношения, условия функционирования и развития системы обеспечения теплом городского округа, поселения. По отношению к ней в федеральный закон входят определенные нормы.

1. Схемы теплоснабжения для поселений утверждаются органами исполнительной власти или местного самоуправления, в зависимости от численности населения.
2. Для соответствующей территории должна быть единая теплоснабжающая организация.
3. В схеме указываются энергетические источники с указанием их основных параметров (загрузка, графики работы и др.) и радиусом действия.
4. Указываются мероприятия по развитию системы обеспечения теплом, консервации избыточных мощностей, созданию условий ее бесперебойной работы.

Объекты теплоснабжения размещаются в границах поселения согласно утвержденной схеме.

Правила монтажа

Требования к монтажу открытой системы

При обустройстве следует:

• Выбрать самую низкую точку для источника тепла и самую высокую – для бака.
• Использовать трубы с большим диаметром для движения теплоносителя.
• Узкий трубопровод необходим для нормализации давления.
• Устанавливать высокий стояк, который равномерно распределит воду.
• Исключать большое количество поворотов, развилок и соединений.
• Монтировать систему в ограниченном пространстве – до 159 квадратов.
• В частное домовладение лучше ставить хороший нанос циркуляции.

Открытая система подходит для небольшого загородного дома или дачи.

Порядок монтажа закрытой системы

• Поставить котел в подвал, а расширительный резервуар – на чердак.
• Обеспечить качественную теплоизоляцию помещений с емкостью и стояком.
• Не использовать большое количество фасонных элементов.
• Не допускать перегрева воды.
• Сливать теплоноситель, если система не запускается зимой.
• Формировать уклон труб в 2-3 мм на 1 м контура.

Принципы расчета сечения и уклона трубопровода закрытого отопления прописаны в СНиП 2.04.01-85.