Разница между открытой и закрытой системами отопления

Системы теплоснабжения — открытые и закрытые

Открытые системы теплоснабжения

Открытые системы теплоснабжения с промышленными котлами – это системы, в которых происходит водоразбор горячей воды для нужд потребителя непосредственно из теплосети.

Водоразбор может быть частичным или полным. Оставшаяся в системе горячая вода используется для отопления и вентиляции. Расход воды в теплосети при этом компенсируется дополнительным количеством воды, подающимся в тепловую сеть.

К основным преимуществам открытой системы теплоснабжения — это ее экономическая выгода.

К недостатками открытой системы теплоснабжения считают невысокое санитарно-гигиеническое качество воды. Отопительные приборы, трубопроводные сети придают воде цветность, запах, образуются различные примеси, бактерии. Для очистки воды в открытой системе применяются различные методы, но их использование снижает экономический эффект.

Закрытые системы теплоснабжения

Закрытые системы теплоснабжения – системы, в которых циркулирующая в трубопроводе вода используется только как теплоноситель, и не забирается из теплосети для обеспечения горячего водоснабжения.

Система в этом случае полностью закрыта от окружающей среды. В закрытой системе возможна незначительная утечка теплоносителя. Потери воды восполняются с помощью регулятора подпитки автоматически.

Подача тепла в закрытой системе теплоснабжения регулируется централизованно, при этом количество теплоносителя (воды) остается в системе неизменным, а расход тепла зависит от температуры циркулирующего теплоносителя.

В закрытых системах теплоснабжения, используются возможности тепловых пунктов. К ним поступает теплоноситель от поставщика теплоэнергии, а центральные тепловые пункты районов регулируют температуру теплоносителя до необходимой величины для нужд отопления и горячего водоснабжения, и распределяют потребителю.

К преимуществами закрытой системы теплоснабжения относят высокое качество горячего водоснабжения, энергосберегающий эффект.

Недостатками закрытой системы теплоснабжения – сложности водоподготовки из-за удаленности тепловых пунктов друг от друга.

Подобрать мощность котла по площади важно учитывая не только площадь и объем здания, но и тип зданий и климатические данные региона. На нашем сайте калькулятор расчета мощности котла учитывает тепло, требуемое на возмещение тепловых потерь через строительные конструкции и потери, вызываемые инфильтрацией (проникновением) наружного воздуха, через их неплотности и периодически открываемые двери

На нашем сайте калькулятор расчета мощности котла учитывает тепло, требуемое на возмещение тепловых потерь через строительные конструкции и потери, вызываемые инфильтрацией (проникновением) наружного воздуха, через их неплотности и периодически открываемые двери.

Наружный строительный объем здания должен определяться умножением площади горизонтального сечения, взятого по внешнему обводу здания на уровне первого этажа на полную высоту здания, измеренную для панельных зданий: от уровня чистого пола (нулевой отметки) до верхней плоскости теплоизоляционного слоя чердачного покрытия, для остальных строений от уровня земли.

Расчетная температура воздуха в отапливаемых зданий принимается в зависимости от типа и назначения здания:

  • Гостиница, общежитие, административное здание, жилые дома + 20 °С;
  • Детские сады, ясли, поликлиники, амбулатории, диспансеры, больницы + 22 °С;
  • Высшие и средние специальные учебные заведения, общеобразовательные школы, школы интернаты, лаборатории, предприятия общественного питания, клубы, дома культуры + 16 °С;
  • Театры, магазины, пожарные депо + 15 °С;
  • Кинотеатры + 14 °С;
  • Гаражи + 10 °С;
  • Бани + 25 °С.

В случае если требуется отопление различных по типу зданий, теплопотребление каждого считается отдельно, полученные значения складываются и подобрать мощность котла нужно в соответствии с общей суммарной мощностью каждого отдельно стоящего задания.

Климатические условия вашего региона принимаются в соответствии с СП 131.13330 Строительная климатология. Данные по всем регионам России занесены в наш калькулятор расчета мощности котла.

голоса

Рейтинг статьи

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

Основные недостатки воды как теплоносителя[править]

Основные недостатки воды как теплоносителя:

  1. больший расход электроэнергии на перекачку сетевой воды по сравнению с ее расходом на перекачку конденсата в паровых системах;
  2. большая «чувствительность» к авариям, так как утечки теплоносителя из паровых сетей вследствие значительных удельных объемов пара во много (примерно 20—40) раз меньше, чем в водяных системах (при небольших повреждениях паровые сети могут продолжительно оставаться в работе, в то время как водяные системы требуют остановки);
  3. большая плотность теплоносителя и жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы.

По условиям удовлетворения теплового режима абонентских установок, определяемого средней температурой теплоносителя в абонентских теплообменниках, вода и пар могут считаться равноценными теплоносителями. Только в особых случаях, когда пар используется непосредственно для технологического процесса (обдувка, пропарка и т.д.), он не может быть заменен водой.

При теплоснабжении от котельных пар применяется и при тепловых нагрузках низкого потенциала. Серьезное значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. При теплоснабжении от котельных рационально, как правило, выбирать высокие параметры теплоносителя, допустимые по условиям техники транспортировки теплоты по сети и использования ее в абонентских установках. Повышение параметров теплоносителя приводит к уменьшению диаметров тепловой сети и снижению расходов по перекачке (при воде). При теплофикации необходимо учитывать влияние параметров теплоносителя на экономику ТЭЦ. Выбор водяной системы теплоснабжения закрытого или открытого типа зависит главным образом от условий водоснабжения ТЭЦ, качества водопроводной воды (жесткости, коррозионной активности, окисляемости) и располагаемых источников низкопотенциальной теплоты для горячего водоснабжения.

Обязательным условием как для открытой, так и для закрытой систем теплоснабжения является обеспечение стабильного качества горячей воды у абонентов в соответствии с ГОСТ 2974—82* «Вода питьевая». В большинстве случаев качество исходной водопроводной воды предопределяет выбор системы теплоснабжения. Преимущественное применение каждой из рассматриваемых систем теплоснабжения определяется следующими показателями исходной водопроводной воды. При закрытой системе: индекс насыщения J > — 0,5; карбонатная жесткость Жк≤7 мг-экв/л; (Сl + 3О4) ≤ 200 мг/л; перманганатная окисляемость не регламентируется. При открытой системе: перманганатная окисляемость О < 4 мг/л; индекс насыщения, карбонатная жесткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентируются.

При повышенной окисляемости (О > 4 мг/л) в застойных зонах открытых систем теплоснабжения (радиаторы отопительных установок и др.) развиваются микробиологические процессы, следствие которых — сульфидное загрязнение воды. Так, вода, отбираемая из отопительных установок для горячего водоснабжения, имеет неприятный сероводородный запах.

По энергетическим показателям и по начальным затратам современные двухтрубные закрытые и открытые системы теплоснабжения являются в среднем равноценными. По начальным затратам открытые системы имеют некоторые экономические преимущества при наличии на ТЭЦ источников мягкой воды, не нуждающейся в водоподготовке и удовлетворяющей санитарным требованиям к питьевой воде. При использовании открытых систем вода для горячего водоснабжения отбирается из тепловой сети, что, с одной стороны, разгружает сеть холодного водопровода и создает в ряде случаев дополнительные экономические преимущества, а с другой — часто вынуждает подводить к ТЭЦ магистральные водоводы, что увеличивает капитальные затраты.

По эксплуатационным расходам открытые системы несколько уступают закрытым в связи с дополнительными затратами на водоподготовку. В эксплуатации открытые системы сложнее закрытых из-за нестабильности гидравлического режима тепловой сети, усложнения санитарного контроля плотности системы.

При дальней транспортировке теплоты в районах с относительно большой нагрузкой горячего водоснабжения при наличии вблизи ТЭЦ или котельной источников воды, удовлетворяющей санитарным требованиям, экономически оправдано применение открытой системы теплоснабжения с однотрубным (однонаправленным) транзитом и двухтрубной распределительной сетью.

Миф 1: классификация по типу расширительного бака

Закрытые системы – это системы отопления, в которых используется закрытый (мембранный) расширительный бак.

Открытые системы – это системы, соответственно, с открытым расширительным баком.

Расширительный бак нужен для того, чтобы принять избыток теплоносителя при его расширении, поскольку при повышении температуры жидкость увеличивается в объеме.

Без устройств, принимающих в себя излишек теплоносителя – давление в системе повышается, что иногда приводит к печальным последствиям, например, может произойти порыв трубопровода и срыв запорно-регулирующей арматуры.

Открытый расширительный бак (рис.1) не является герметичным – он имеет взаимосвязь с воздухом. Используется в основном в гравитационных системах отопления частных домов. В таких системах жидкость циркулирует без насоса, за счет перепада температур.

Рис.1. Открытый расширительный бак в гравитационной системе отопления

Закрытый (мембранный) расширительный бак (рис.2) представляет собой герметично закрытую металлическую емкость, разделенную на 2 камеры эластичной мембраной. Отсюда и название «мембранный».

Рис. 2. Закрытый (мембранный) расширительный бак в системе отопления

Требования СНиП к системе

Существуют определенные требования, согласно которым должна оборудоваться система открытого теплоснабжения.

  1. Ее монтаж возможен на частных либо промышленных объектах, но при условии учета текущих тепловых нагрузок.
  2. Также все действия должны согласовываться с генеральным планом.
  3. Текущие тепловые нагрузки определяются фактическими, а расчетные согласовываются с проектом.
  4. Для определения теплопотерь необходимо определить средние потери носителя тепла за год, а также потери через изолированные участки трубопровода.

Таблица снижения теплоподачи.

Показатель

Температура воздуха, в градусах Цельсия

-50

-40

-30

-20

-10

Норма снижения теплоподачи, %

91

89

87

84

78

Обратите внимание! Заданная здесь температура соответствует низкотемпературной пятидневке, обеспеченность которой равняется 0.92

Правовые основы отношений в области теплоснабжения

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

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.
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.
В главе 4 отражаются отношения между поставщиком тепловой энергии и потребителем на основании договора

Рассматриваются все правовые аспекты подключения к тепловым сетям.
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.
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.

Достоинства и недостатки

Положительных сторон использования такой системы больше, чем недостатков. К достоинствам можно отнести:

  • высокую теплоотдачу;
  • использование более дешевых труб с меньшим диаметром;
  • можно монтировать однотрубный контур;
  • снижение вероятности возникновения коррозии (из-за герметичности);
  • отсутствие испарений, что позволяет не добавлять теплоноситель;
  • увеличенная продолжительность работы котла (нет большой разницы температуры на выходе и входе);
  • возможность использования антифриза;
  • простой монтаж, так как не нужно рассчитывать уклон и длину труб;
  • снижение расхода топлива.

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.

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.

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

Критерии выбора системы обогрева

Вариантов выбора всего два — закрытая или открытая система отопления дома. Задумывался ли кто, почему первые созданные системы были только открытыми? А открытыми они были по одной простой причине – котлы, нагревающие воду, были твердотопливными. При прекращении циркуляции вода в котле закипает, взрыв котла предотвращает предохранительный клапан, но погасить его быстро невозможно. Поэтому закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией стали применять для электрических и газовых котлов, которые можно выключить автоматически в любой нужный момент.

Открытая система отопления

Открытая система отопления в настоящее время считается устаревшей и применяется в небольших частных домах и загородных дачах. При этом нужна установка расширительного бака в открытой системе отопления в самой высшей точке разгонного коллектора, для обеспечения циркуляции под действием гравитации.

Современная открытая схема системы отопления с закрытой системы позаимствовала важнейший агрегат – циркуляционный насос. Он обычно используется при пуске системы для уменьшения ее инерционности. Затем в процессе работы насос выключается и открывается байпас. Знать, куда ставить насос в системе отопления, необходимо для его надежной и длительной работы. Насос ставится в точке с наименьшей температурой теплоносителя, обычно в «обратке» около котла.

Система называется «открытой» потому, что атмосферный воздух постоянно контактирует с водой в открытом расширительном баке.

Открытая система проста, надежна, а ее стоимость минимальна. Существует ошибочное мнение, что ее монтаж обходится дороже, потому что для подобных систем требуются трубы большего диаметра. Если учесть для закрытой системы отопления стоимость циркуляционного насоса, расширительного мембранного бак и затраты на электроэнергию, то монтаж обойдется явно не дешевле. В некоторых случаях альтернативы применению открытой системы отопления не существует. Например, при отсутствии электроснабжения.

Основные преимущества отрытых систем обогрева:

  1. чрезвычайная простота при монтаже и обслуживании;
  2. бесшумность работы;
  3. энергонезависимость;
  4. надежность работы с котлами любых типов;
  5. относительно низкие затраты на приобретение оборудования, труб и арматуры.

Конечно, простая и надежная открытая система отопления схема ее обычно двухтрубная, не лишена недостатков:

  • испарение жидкости в расширительном баке делает невозможным применение антифриза, за уровнем воды в баке необходимо следить;
  • большая инерционность системы, для устранения этого недостатка устанавливают циркуляционный насос и байпас;
  • для сложных контуров многоэтажных домов с теплыми полами система не подходит из-за большого гидравлического сопротивления подобных систем обогрева.

Закрытая система отопления

Если выбрана система отопления закрытого типа схема которой может быть любой – однотрубной или двухтрубной, с теплыми полами или без, то ее основной признак – отсутствие контакта теплоносителя с воздухом, т. е. она полностью герметична. Движение теплоносителя в контуре обеспечивает циркуляционный насос. а тепловое расширение жидкости компенсируется в герметичном мембранном расширительном баке. Применение принудительной циркуляции облегчает монтаж, ведь не нужно строго выдерживать уклон труб, которые могут быть меньшего диаметра. Наличие насоса делает систему энергозависимой.

С увеличением этажности частных домов и сложности контуров отопления применяется в основном система отопления закрытого типа, в составе которой может быть несколько циркуляционных насосов, коллекторная лучевая разводка и автоматизированное электронное управление температурой разных помещений. В закрытом контуре схема установки расширительного бака в системе отопления отличается от его размещения в открытой системе. Самый оптимальный вариант, размещение мембранного бака в «обратке» вблизи котла.

Популярная закрытая система отопления имеет как преимущества, так и некоторые недостатки:

  1. в закрытой системе полностью отсутствует испарение, следовательно, можно применить антифриз в качестве теплоносителя;
  2. относительно меньшие расходы на трубы контура, трубы можно скрыть под полом или отделкой;
  3. упрощается монтаж, не нужно тщательно вымерять углы наклона трубопровода;
  4. небольшая инерционность системы и высокая теплоотдача;
  5. незначительное количество кислорода в теплоносителе уменьшает коррозию стальных труб.