Пять вопросов об открытых и закрытых системах теплоснабжения

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.

Особенности принудительной циркуляции

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:

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

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.

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.

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией

Если естественная циркуляция способна обеспечить работу лишь короткого (до 30 м длиной) двухтрубного контура, то с принудительной пользователю доступен целый набор вариантов:

1. Радиаторы можно расположить последовательно (однотрубная система или ленинградка), что дает возможность сэкономить на материалах и проложить трубы скрытым способом.
2. Можно применить коллекторную схему (раздача теплоносителя каждому прибору по «выделенной линии» из единого распределителя), которая также позволяет спрятать трубы, а кроме того является весьма удобной в управлении.
3. Можно превратить в радиатор всю свободную поверхность пола, реализовав т.н. систему «теплый пол» (внутрипольный подогрев). Продавить теплоноситель через длинную, тонкую и извилистую трубку без циркуляционного насоса было бы невозможно.

В двухтрубной системе отопления закрытого типа циркуляционный насос также придется весьма кстати, поскольку вдобавок ко всем вышеперечисленным преимуществам он обеспечивает более равномерное распределение тепла по радиаторам.

Только следует учитывать, что чем большим является гидравлическое сопротивление контура, тем более мощным должен быть нагнетатель.

Так, например, в случае с двухтрубной системой циркуляционному насосу требуется мощность примерно в 20 – 25 Вт на каждые 10 кВт мощности котла. Для однотрубной же системы этот показатель составляет уже 40 – 50 Вт/10 кВт.

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.

Установка котла

Использование в качестве генератора тепла котла привлекательно в плане удобства регулировки поступления теплообменника. Установка твердотопливных печей, тем более сделанных своими руками, может быть чревата недостаточным либо чрезмерным тепловым выделением. Но их применение зачастую оправдано с точки зрения доступности и недорогой стоимости топлива.

На сегодняшний день доступно большое количество различных вариантов котлов со встроенным насосом. С одной стороны, интегрированный насос в замкнутой системе отопления с принудительной циркуляцией уже правильно подобран по мощности котельного оборудования и позволяет не заниматься его отдельным приобретением. Но в то же время при выходе из строя встроенного оборудования его сложней отремонтировать, в отличие от отдельного.

Требования к котлу во время схемы принудительного отопления для частного дома такие же, как и во время естественной циркуляции системы:

1. Требуется обеспечить проход теплового носителя без закипания. Это условие во время установки системы «печь-насос» выполнить намного проще, в отличие от гравитационной модели передвижения теплоносителя.
2. Мощность котельного оборудования обязана отвечать потребностям отопительной системы дома. При этом необходимо иметь определенный запас (15-25%) из-за вероятных непредвиденных обстоятельств.

Чтобы не допустить закипания воды, необходимо отрегулировать мощность с учетом температуры выходящего теплоносителя.

Подробнее об принудительной системе отопления:

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.

Особенности монтажного процесса

Насос следует устанавливать на участке с самой низкой температурой, то есть на «обратке» поблизости от котла.
В случае установки на линии «подачи» полимерные детали нагнетателя быстро выйдут из строя из-за перегрева.

А в случае закипания теплоносителя циркуляция вообще остановится (что еще больше усугубит перегрев), так как насос неспособен перекачивать пар.

Перед насосом устанавливают фильтр грубой очистки (грязевик), а после него — манометр. Еще один манометр обычно устанавливается после котла в составе группы безопасности.

Поскольку расширительный бачок в системе с принудительной циркуляцией является закрытым, его не обязательно устанавливать в наивысшей точке контура. Обычно его тоже подключают к «обратке» где-нибудь возле котла.

Отопительную систему в частном доме домовладелец обслуживает сам. Чтобы понять, почему падает давление в системе отопления, необходимо суметь продиагностировать возможные неисправности.

Нормы давления в отопительной системе частного дома приведены по ссылке.

На случай образования в контуре засора необходимо предусмотреть байпас с перепускным клапаном, по которому насос будет перекачивать теплоноситель «через себя», то есть по малому кругу, в обход контура. Если этого не сделать, перед засором образуется зона повышенного давления, что существенно ускорит износ насоса.

Чтобы не возиться с байпасом, можно установить насос с возможностью плавной регулировки скорости вращения двигателя и автоматическим регулятором.

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.

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.

• Facebook
• LiveJournal
• Blogger

Закрытая система очень популярна в народе

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.

Монтаж водного контура

При закрытой системе отопления частного дома с принудительной циркуляцией будет более высокая скорость передвижения теплоносителя, в отличие от естественной схемы. Потому, можно устанавливать меньшее сечение трубопровода при одинаковых показателях обогрева помещения. Это удешевляет монтаж в части затрат на запорную арматуру, коллекторы и трубы. Помимо этого, меньшие по размеру трубы проще установить в технологические ниши.

В отличие от гравитационной циркуляции, к системе водяного отопления с принудительной циркуляцией добавится повышенное гидродинамическое давление потока. Поэтому, чтобы не допустить появления протечек, надо соблюдать определенные правила.

Во время перехода от естественной циркуляции к замкнутой необходимо удалить все, даже небольшие протечки в системе. При повышении давления скорость протечек увеличится, что вызовет снижение объема теплоносителя и его чрезмерную аэрацию (обогащение кислородом).

Перед началом отопления нужно произвести гидравлические испытания. Это даст возможность определить проблемы и исправить их до наступления морозов, когда нежелательна продолжительная остановка котельного оборудования.

Поскольку скорость передвижения теплоносителя около 0,3 м/сек., то с учетом СНиП 42-02-2004 не нужно выдерживать уклон трубопровода для удаления воздушной пробки из системы. Потому во время закрытой циркуляции монтаж трубопровода и батарей отопления является более простым, в отличие от естественной системы.

Подробнее об естественной и принудительной циркуляции:

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.