Подробно рассмотрена открытая система водоснабжения, ее преимущества и недостатки в сравнении с противоположной — закрытой системой. Перечислены элементы открытой системы и особенности ее эксплуатации.
Важно! Если же речь идет о локальной, отдельной сети теплоснабжения и горячего водоснабжения, решение принимается исходя из качества воды и его соответствия санитарно-гигиеническим требованиям, а также экономическим преимуществам, которые дает в конкретном случае выбранная система.
Виды систем и схем горячего водоснабжения
Система горячего водоснабжения может быть централизованной или децентрализованной. В первом случае одной установкой производится обслуживание потребителей в количестве от одного здания до квартала или поселка. Во втором – горячая вода подготавливается на месте потребления небольшими нагревательными устройствами. Для обеспечения потребностей в горячей воде применяются схемы с циркуляционными трубопроводами, а также бесциркуляционные схемы. Простотой конструкции и низкой первоначальной стоимостью отличается бесциркуляционная система горячего водоснабжения.
Особенности бесциркуляционной системы водоснабжения
Совет: открытая система водоснабжения такого типа целесообразна только в местах непрерывного разбора горячей воды, либо в сетях малой протяженности.
Рисунок 1: Открытая система горячего водоснабжения
Циркуляционная система водоснабжения
Там же, где непрерывное обеспечение горячей водой точек потребления предпочтительнее, а спуск воды нежелателен, применяются циркуляционные системы. Вода в трубопроводе такой системы не останавливается и не остывает, а непрерывно прокачивается через водонагревательную установку, что позволяет поддерживать ее температуру на заданном уровне в каждой отдельно взятой точке водопотребления.
Рисунок 2: Циркуляционная система горячего водоснабжения
Отличия открытой и закрытой системы подачи воды
В закрытой системе вода из тепловых сетей используется как энергоноситель для подогрева холодной воды, поступающей из водопровода в систему горячего водоснабжения, в теплообменнике. В открытых системах подача горячей воды производится непосредственно из теплосети. Температура такой воды – до 75 градусов, и предназначена она для удовлетворения гигиенических и бытовых потребностей населения (купание, стирка и прочих). Поэтому система водоснабжения открытая и закрытая отличаются и классифицируются в зависимости от способа подачи воды. Вода, отобранная непосредственно из теплосети, носит название бытовой.
Рисунок 3: Закрытая система горячего водоснабжения
Обслуживание открытых систем водоснабжения включает в себя дезинфекцию, причем по согласованию с органами госнадзора она может быть проведена не только с помощью хлорирования, но и простой промывкой горячей водой с температурой около 90 градусов.
Рисунок 4: Открытая система горячего водоснабжения
Открытая система горячего водоснабжения предельно проста: она состоит из установки для нагрева воды, циркуляционного насоса и трубопроводов для ее транспортировки к водоразборным точкам. Расположение разводящей магистрали внутри здания может быть нескольких вариантов:
- Система с верхней разводкой – чаще всего применяется в случае установки верхних водонагревателей (баков), что возможно при наличии верхнего технического этажа в сооружении. При этом циркуляционная магистраль прокладывается в подвале.
- Система с нижней разводкой – более удобна в плане технического обслуживания, установка водонагрева располагается в подвале.
Требования к качеству воды
Качество воды в открытой системе такое же, как и в радиаторах отопления. Поэтому и требования, которые открытая система горячего водоснабжения предъявляет к качеству теплоносителя, выше, чем для закрытых систем, в которых вода для потребления практически не отличается по качеству от холодной водопроводной.
Рисунок 5: Качественная вода
Обустройство открытой системы водоснабжения
Оборудование для обустройства открытой системы водоснабжения должно быть подобрано с учетом принципа ее действия. Другими словами, подача воды из нижнего резервуара должна сопровождаться одинаковым напором воды в кранах всех этажей, от первого до последнего, а достичь этого только с использованием насоса необходимой производительности не всегда возможно.
Важно! Необходимо учесть силу трения о стенки трубопровода, которая уменьшает скорость движения воды. Это влияние кажется несущественным, но на практике система водоснабжения открытого типа эффективна только тогда, когда учтены все нюансы.
Напор воды в системе определяется следующими факторами:
- Геодезическая высота нагнетания;
- Динамическое давление;
- Потери в трубопроводах.
Для такой системы актуально перекрытие отдельных участков трубопровода специальной арматурой (кранами). Это удобно для проведения эксплуатационного обслуживания и ремонта, ведь достаточно будет перекрыть отдельный участок и слить небольшой объем воды вместо того, чтобы сливать всю воду из системы. Целесообразна также установка дополнительных защитных устройств: поплавковых датчиков в резервуарах, реле давления в трубопроводе.
Рисунок 6: Измерение давления в системе
Эффективность систем горячего водоснабжения
Эффективность системы определяется максимальной передачей тепловой энергии потребителю с минимальным расходом теплоносителя. Система водоснабжения открытая и закрытая, при отсутствии забора воды на горячее водоснабжение, показателями эффективности отличаться не будут, исключение составляет вариант с тепловым насосом (являющийся наиболее эффективным в любых условиях). Закрытые и открытые системы обладают разными преимуществами. В закрытой системе возможно обеспечение гидравлической развязки тепловых сетей, а в открытой стоимость горячего водоснабжения для конечного потребителя значительно ниже. Кроме того, для нее характерны более высокий уровень надежности и повышение эффективности в перспективе (при условии, что теплоноситель – вода питьевого качества).
Еще 20 лет назад горячее водоснабжение в частном доме было всего лишь в мечтах его владельца.
Сегодня же оно является реальностью, доступной каждому. Вопрос заключается только в одном – какая из систем достаточно экономит расход воды?
Правильный выбор системы горячего водоснабжения поможет не только эффективно обогреть загородный дом, но и значительно сэкономить на расходах. Источники горячего водоснабжения различаются по мощности работы, энергорасходам и конструктивным решениям.
Водонагреватели, работающие от газа, могут использовать как накопленную воду, так и проточную, и считаются наиболее практичными. Однако, существует альтернатива в виде электрических нагревателей. Только рассмотрев преимущества и недостатки той или иной обогревательной системы, можно сделать правильный выбор.
Все водонагреватели подразделяются на проточные и накопительные.
Проточные и накопительные нагреватели
Принцип их работы заключается в следующем. Подогреваемая проточная вода отдает помещению тепло.
Простой пример – стандартная газовая колонка, установленная в частном секторе города.
В прежних ее вариантах существует значительный недостаток — немало воды утечет, прежде чем она нагреется.
Однако ныне существующие системы газового отопления позволяют минимизировать расход. (Как известно, она является наиболее оптимальным теплопередатчиком.) Затратив средства на газовое отопление, вам остается подсчитывать только затраты электроэнергии.
Накопительные нагреватели работают, накапливая воду. Нагревается уже находящийся в баке объем жидкости. Расход электроэнергии при этом составляет 1 кВт в час. Преимущества данного нагревателя – при включении из крана идет уже горячая вода.
Недостаток – большой размер бака для ее накопления. Здесь владельцы малогабаритного жилья навряд ли будут в восторге.
Обеспечить горячей водой жилье можно и нагревательным котлом. Существующие виды котлов позволяют не только иметь горячую воду, но и использовать ее для отопления дома. Одноконтурные котлы используются только для подогрева, двухконтурные – для отопления.
В каждую систему включаются приборы, равномерно распределяющие нагретую воду по заданным координатам. Это и температурные датчики, и прибор подачи воды. Насос подает отмеренное ее количество по трубопроводам, которые могут и обогревать здание.
Системы водоснабжения делятся на открытые и закрытые.
Открытая и закрытая системы — схемы
В открытом обеспечении горячей водой дома теплоноситель находится непосредственно в самой системе.
Здесь вода из крана и в радиаторе одинакова по температурным показателям.
А «открытой» называется потому, что поступление воды идет сразу через открытые краны теплосети.
Многоквартирный жилой дом как раз и снабжается горячей водой через открытую систему водоснабжения. Здесь она является оптимальным вариантом, поскольку отпадает необходимость в установке и эксплуатации водонагревательного оборудования.
Однако, для частного сектора она практически не подходит, поскольку большие затраты по ее монтажу окупаются не скоро.
Закрытая система подачи является средством получения чистой горячей воды. Проще говоря, в бойлере нагревается питьевая холодная вода, которая и поступает в дом.
Вы можете даже использовать ее в приготовлении еды, поскольку явные недостатки открытой подачи (мусор из радиаторов, химические присадки и пр.) здесь отсутствуют. Закрытой хороша потому, что в ней нет вредных для здоровья человека элементов.
Расчет потребления горячей воды на примере
Расчет потребления
Рассчитывая расходование горячей воды, нужно учитывать количество жильцов в доме и их образ жизни.
Ведь главным требованием к горячей воде является ее минимальный срок появления из крана.
Кроме того, согласно существующим нормам подачи (в течение 10 минут) использование ее предполагается не только в нескольких точках, но и в неограниченном количестве.
Предположим, что одновременно в квартире на кухне моют посуду и в ванной пользуются душем. Поэтому, рассчитывая подачу горячей воды, нужно учитывать следующие моменты:
- Количество потребителей воды;
- Как часто жильцы пользуются ванной или душем;
- Количество ванных и туалетных комнат;
- Объемные затраты сантехническими устройствами (к примеру, объем ванны);
- Какая температура горячей воды необходима.
Наиболее оптимальный вариант расчета – это использование специальных приборов для измерения.
Однако, пока это возможно не для всех. Для примерного расчета без датчиков расхода возьмем семью из четырех человек.
В создавшейся ситуации, когда отец наполняет ванну объемом 140 л наполняется в течение 10 минут, в другой ванной комнате сын принимает душ, расходуя 30 л воды. В это же время мама моет посуду на кухне – плюс 30 л.
Сложив все данные, можно понять, что за 10 минут ушло 200 л горячей воды.
Конечно же, ситуация утрирована и может быть только в идеале. В реальности потребление гораздо меньше.
Только оценивая потребности всех членов семьи, можно выбрать наиболее оптимальную систему снабжения дома горячей водой.
02.10.2013Открытая система горячего водоснабжения
В данной статье подробно описана открытая система горячего водоснабжения, ее достоинства и промахи перед закрытой системой. Названы элементы рассматриваемой системы и принципы ее использования.
Обеспечение горячей водой возможно благодаря комплексу устройств, которые разработаны и установлены с целью снабжения технической водой и водой для личного использования.
То, какую систему горячего водоснабжения необходимо выбрать, зависит от некоторых факторов – это условия при которых производится водоснабжение, источник энергии для нагревания воды, и качество, как воды, так и водопровода. Использование открытой системы водообеспечения должно быть обоснованно со стороны экономии и технологии.
Рассматривая выбор со стороны санитарных норм, то надежнее выглядит закрытая система, которая присоединена к центральной городской теплосети.
Но если говорить о локальной сети, то все решает качество воды и экономическая выгода каждой системы в конкретно каждом случае.
Виды открытых систем
Система может иметь два варианта исполнения: централизованная или децентрализованная. Разница состоит в том, что централизованная система обеспечивает несколько потребителей (от одного здания до целого поселка). Децентрализованная система подготавливает воду непосредственно на месте ее использования, при помощи небольших нагревательных устройств.
Для подачи горячей воды может быть использована одна из двух видов схем: с циркуляционными трубопроводами, или же бесциркуляционная схема. Своей конструкционной простотой и недорогой стартовой стоимостью характеризуется бесциркуляционная схема горячего водоснабжения.
Рассмотрим бесциркуляционную систему водоснабжения
При использовании бесциркуляционной схемы отпадает необходимость в покупке циркуляционного насоса, но, вместе с тем, если некоторое время не использовать воду, то она быстро охлаждается. Это означает, что, открыв кран, потребитель получит не горячую воду, а уже остывшую, и для получения горячей воды, необходимо слить некоторое количество прохладной воды.
Что составляет только неудобство, увеличивает трату воды, добавляет груз на систему водоотведения и попусту растрачивает энергию.
Открытая система данного типа будет приемлемой к использованию только в сети с непрерывным забором горячей воды, или же в коротких индивидуальных сетях.
Циркуляционная система водообеспечения
В местах, где необходимо постоянное снабжение горячей водой, и нежелательно спускать воду перед забором, используются циркуляционные системы. В данной системе, вода непрерывно проходит через водонагреватель, не останавливаясь и не остывая, поддерживая температуру на выбранном уровне по всем точкам водопотребления.
Для зданий имеющих не более 4 этажей, необходимо устраивать циркуляцию воды только в разведенных трубах. Для более высоких зданий вода должна циркулировать и по стоякам. При чем, в местах присоединения централизованной системы к местной ветке, вода должна иметь температуру не ниже 60˚С для открытых систем, и не менее 50˚С для закрытых. И, в обоих случаях, не должна превышать отметку 75˚С.
В чем разница между открытым и закрытым способом подачи воды
Закрытая система более энергоэффективна за счет использования тепла выходящей воды для подогрева поступающей холодной воды. Этот процесс обмена тепловой энергии происходит в теплообменнике. И напротив, в открытых системах горячая вода поступает напрямую из теплосети. В связи с этим системы различаются и классифицируются по способу подачи воды.
Использование открытых систем требует проведения дезинфекции сети при помощи хлора, а также промывкой системы 90 градусной горячей водой.
Любое водонагревательное устройство необходимо периодически прочищать, ибо при высоких температурах создаются неблагоприятные условия, сильно влияющие на качество воды.
Состав открытой системы горячего водоснабжения весь прост. Система состоит из оборудования нагревающего воду, насоса производящего циркуляцию воды в системе и трубопроводов, по которым непосредственно вода подводится к каждой точке забора. Разводящая магистраль может быть исполнена в двух вариантах:
1. С верхней разводкой – когда водонагреватели и баки расположены сверху, что требует наличие технического этажа в здании. Сама циркуляционная магистраль, в таком случае, располагается в подвале.
2. С нижней разводкой – когда нагревательное оборудование расположено в подвале, что является более удобным для обслуживания такой системы.
Необходимое качество воды
Вода в открытой системе имеет одинаковое качество с водой в радиаторах отопления. В связи с чем, требования, предписанные качеству воды в открытой системе намного выше, чем для воды закрытых систем, где горячая вода почти не отличается своим качеством от подаваемой холодной.
Устройство открытой системы
Все оборудование для устройства открытой системы необходимо подобрать с учетом принципа работы системы. Иными словами, напор воды в кранах всех этажей должен быть абсолютно достаточным и практически одинаковым. Это даже не всегда достижимо при использовании насоса с требуемой производительностью.
Следует брать в расчет силу трения воды о стенки труб, что действует некоторой преградой для движения воды. Вначале это кажется несущественным, но, как показывает практика, открытая система эффективно работает тогда, когда учтены даже самые мелкие факторы влияния.
На напор воды влияют следующие факторы:
Геодезическая высота водяного нагнетания;
Динамическое давление в трубопроводе;
Потери давления в сетях.
В такой системе удобно использовать краны, для отсечения отдельных участков при необходимости проведения планового обслуживания или ремонта. Также, целесообразно использовать и другие защитные устройства, такие как поплавковые датчики в баках и реле давления в трубах.
Эффективность работы системы
Как и в общем случае, эффективность работы системы можно определить по уровню отдачи тепловой энергии с наименьшим расходом энергоносителя. Обе системы, при нулевом водозаборе, не будут отличаться своей эффективностью (разве что будет эффективнее при использовании теплового насоса).
Закрытая система может обеспечить гидравлическую развязку теплосетей, а открытая снабжает потребителей горячей водой более низкой стоимости. Также, она имеет большую надежность и возможность повышения эффективности работы в будущем (при использовании качественной воды).
Заметка:Качество пластикового окна зависит от типа используемого стеклопакета. Они бывают однокамерными, двухкамерными теплосберегающими, шумоизоляционными, солнцезащитными и ударопрочными. От всего этого цена окна будет отличаться. Кроме того надо внимательней выбирать магазины и ознакомиться с возможными скидками.
В настоящее время горячее водоснабжение является неотъемлемой частью жизни большинства людей на планете. Без него не обходятся ни в одной квартире и жилом доме. Обустройство ГВС представляет собой непростой процесс, более того существует несколько видов подключения систем. В данной статье мы рассмотрим все системы горячего водоснабжения, расчёт и типы водонагревателей.
Вне зависимости от вида ГВС осуществляется подключение совокупности оборудования, которые предназначены для нагрева воды и распределения её по различным водозаборным точкам. В данном оборудовании нагревается вода до необходимой температуры, после чего с помощью насоса происходит подача в дом и по трубопроводу. Различают открытую и закрытую систему горячего водоснабжения.
Открытая система
Открытая система ГВС отличается наличием теплоносителя, циркулирующего в системе. Горячая вода поступает непосредственно из централизованной отопительной системы. Качество воды из крана и отопительного оборудования ни чем не отличается. В результате получается, что люди используют теплоноситель.
Открытая система названа так, ввиду того что подача горячей воды осуществляется из открытых кранов отопительной системы. Схема ГВС многоэтажного дома предусматривает применение открытого типа. Для частных домов этот тип является слишком затратным.
Следует знать, что экономия средств открытой системы происходит, за счёт не надобности водонагревательных устройств для нагрева жидкости.
Особенности открытой ГВС
При монтаже открытой ГВС необходимо учитывать принцип действия. Открытая ГВС бывает двух видов в зависимости от типа циркуляции и транспортирования теплоносителя к радиаторам. Различают открытые системы с естественной циркуляцией и с использования в данных целях насосного оборудования.
Естественная циркуляция осуществляется таким образом: открытая система исключает наличие избыточного давления, поэтому в самой высокой точке оно соответствует атмосферному, а в самой низкой показатель немного выше за счёт гидростатического действия столба жидкости. Благодаря небольшому напору происходит естественная циркуляция теплоносителя.
Принцип естественной циркуляции достаточно прост, благодаря разной температуре теплоносителя и соответственно разной плотности и массе, остывшая вода с низкой температурой и большей массой вытесняет горячую воду с меньшей массой. Так по-простому объясняется существование самотёчной системы, которую также называют гравитационной. Основной плюс такой системы абсолютная энергонезависимость, если параллельно работающие котлы для отопления не задействуют электричество.
Важно знать! Самотёчные трубопроводы делают с большим уклоном и диаметром.
Если естественная циркуляция невозможна, применяется насосное оборудование, которое повышает скорость протекания теплоносителя по трубопроводу и уменьшает время прогрева помещения. Циркуляционный насос производит движение теплоносителя со скоростью 0,3 — 0, 7 м/с.
Преимущества и недостатки открытой системы
Открытая ГВС всё ещё актуальна, благодаря в первую очередь энергонезависимости и других преимуществ:
- Простота заполнения открытой ГВС и спуска воздуха. Нет необходимости в контроле высокого давления и спускать дополнительно воздух, так как спуск осуществляется автоматически при наполнении через открытый расширительный бак.
- Простота осуществления подпитки. Поскольку не нужно следить за максимальным давлением. Также есть возможность доливать воду в бак даже ведром.
- Система вне зависимости от протечек исправно функционирует, так как рабочее давление не большое и наличие таких неполадок на него не влияет.
Среди недостатков отмечают необходимость контролировать уровень воды в резервуаре и постоянное пополнение его.
Закрытая система ГВС
Закрытая система основана на таком принципе: осуществляется забор холодной питьевой воды из центрального водопровода и нагрев её в дополнительном теплообменнике. После нагрева производится подача её по водозаборным точкам.
Закрытая система подразумевает отдельную работу теплоносителя и горячей воды, также она отличается наличием обратного и подающего трубопровода, которые используются для кольцевой циркуляции воды. Такая система обеспечит нормальный напор даже при одновременном использовании душа и раковины. Среди плюсов системы также отмечают простоту регулирования температуры горячей жидкости.
ГВС может быть циркуляционным и тупиковым. Тупиковая система состоит только из подающих вод труб, способ присоединения которых такой же как и в первом случае.
Преимуществом закрытой ГВС является снижение затрат за счёт обеспечения стабильной температуры. Есть возможность монтажа полотенцесушителя. В закрытой ГВС необходимы водонагреватели, виды которых мы рассмотрим далее.
Виды водоподогревателей
Все водоподогреватели классифицируют так:
- Проточные устройства. Такие нагреватели греют воду в постоянном режиме, не оставляя запаса. Поскольку вода отличается большой теплоёмкостью, для постоянного нагрева её требуется увеличенный расход энергии. Помимо этого фактора, проточный нагреватель должен моментально приводиться в рабочее состояние: при включении подавать горячую воду, при выключении — прекращать нагрев. К традиционным проточным нагревателям относят газовую колонку.
- Накопительные устройства. Отличаются медленным нагревом определённого объёма воды, при котором зачастую потребляется 1 КВт/час. Горячая жидкость используется по необходимости. Накопительные нагреватели срабатывают моментально после открытия крана, однако мощность намного меньше. Среди недостатков таких устройств также отмечают большие размеры, чем больше объём, тем габаритнее устройство.
Расчёт и рециркуляция ГВС
Расчёт систем горячего водоснабжения зависит от таких факторов: число потребителей, примерная частота пользования душем, число санузлов с ГВС, некоторые технические характеристики сантехнического оборудования, необходимая температура воды. Посчитав все эти показатели можно определить требуемый суточный объём горячей воды.
Рециркуляция воды в системе горячего водоснабжения обеспечивает обратную подачу жидкости с дальней точки водозабора. Она необходима при расстоянии от нагревателя до дальней водозаборной точки более 3 метров. Рециркуляция используется при помощи бойлера, а в случае при невозможности его применения, пускается напрямую через котёл.
Система горячего водоснабжения может двух видов, которые используются в зависимости от заданных параметров. В открытой системе применяется отопительный котёл, а в закрытой — водоподогреватель. В некоторых случаях необходимо дополнительно организовывать рециркуляцию воды. Предварительно перед монтажом и закупкой оборудования важно осуществить расчёт горячего водоснабжения.
1.
2.
3.
Благодаря теплоснабжению дома и квартиры обеспечиваются теплом, а соответственно в них комфортно находиться. Одновременно с обогревом жилые строения, промышленные объекты, общественные здания получают горячее водоснабжение для бытовых или производственных потребностей. В зависимости от способа доставки теплоносителя на сегодняшний день существуют открытые и закрытые системы теплоснабжения.
Одновременно схемы обустройства систем теплообеспечения бывают:
- централизованными - ими обслуживаются целые жилые районы или населенные пункты;
- местными – для обогрева одного строения или группы зданий.
Открытые системы теплоснабжения
В открытой системе вода подается постоянно из теплоцентрали и это компенсирует ее расход даже при условии полного разбора. В советское время по такому принципу функционировало примерно 50% теплосетей, что объяснялось экономичностью и минимизацией затрат на обогрев и ГВС.
Но открытая система теплоснабжения имеет ряд недостатков. Чистота воды в трубопроводах не соответствует требованиям санитарно-гигиенических норм. Поскольку жидкость перемещается по трубам значительной протяженности, она становится другого цвета и приобретает неприятные запахи. Часто при взятии проб воды работниками санэпидемстанций из таких трубопроводов в ней обнаруживают вредоносные бактерии.
Желание очистить поступающую по открытой системе жидкость приводит к снижению экономичности теплоснабжения. Даже самые современные способы устранения загрязнений воды не способны преодолеть этот значительный недостаток. Поскольку протяженность сетей немалая, возрастают расходы, а эффективность очистки остается прежней.
В закрытом варианте обеспечения обогрева помещений подача тепла регулируется централизованно, а количество жидкости в системе остается неизменной. Расход тепловой энергии зависит от температуры циркулирующего по трубам и радиаторам теплоносителя.
В системах теплоснабжения закрытого типа, как правило, используются тепловые пункты, в которые горячая вода поступает от поставщика теплоэнергии, например ТЭЦ. Далее температура теплоносителя доводится до нужных параметров для теплообеспечения и горячего водоснабжения и направляется потребителям.
Когда функционирует закрытая система теплоснабжения – схема поставки тепла обеспечивает высокое качество ГВС и энергосберегающий эффект. Ее главный недостаток - сложность водоподготовки по причине удаленности одного теплового пункта от другого.
Зависимая и независимая системы теплоснабжения
И открытая и закрытая система теплоснабжения могут подсоединяться двумя способами – зависимым и независимым.
