Докладно розглянуто відкриту систему водопостачання, її переваги та недоліки порівняно з протилежною — закритою системою. Перераховані елементи відкритої системи та особливості її експлуатації.
Важливо! Якщо ж йдеться про локальну, окрему мережу теплопостачання та гаряче водопостачання, рішення приймається виходячи з якості води та її відповідності санітарно-гігієнічним вимогам, а також економічним перевагам, які дає в конкретному випадку обрана система.
Види систем та схем гарячого водопостачання
Система гарячого водопостачання може бути централізованою або децентралізованою. У першому випадку однією установкою здійснюється обслуговування споживачів у кількості від однієї будівлі до кварталу або селища. У другому – гаряча вода готується дома споживання невеликими нагрівальними пристроями. Для забезпечення потреб у гарячій воді застосовуються схеми із циркуляційними трубопроводами, а також безциркуляційні схеми. Простота конструкції та низька первісна вартість відрізняється безциркуляційною системою гарячого водопостачання.
Особливості безциркуляційної системи водопостачання
Порада: відкрита система водопостачання такого типу доцільна тільки в місцях безперервного аналізу гарячої води, або в мережах малої протяжності.
Малюнок 1: Відкрита система гарячого водопостачання
Циркуляційна система водопостачання
Там же, де безперервне забезпечення гарячою водою точок споживання краще, а спуск води небажаний, застосовуються циркуляційні системи. Вода у трубопроводі такої системи не зупиняється і не остигає, а безперервно прокачується через водонагрівальну установку, що дозволяє підтримувати її температуру на заданому рівні в кожній окремо взятій точці водоспоживання.
Рисунок 2: Циркуляційна система гарячого водопостачання
Відмінності відкритої та закритої системи подачі води
У закритій системі вода з теплових мереж використовується як енергоносій для підігріву холодної води, що надходить із водопроводу до системи гарячого водопостачання, в теплообміннику. У відкритих системах подача гарячої води проводиться безпосередньо із тепломережі. Температура такої води – до 75 градусів, і призначена для задоволення гігієнічних та побутових потреб населення (купання, прання та інших). Тому система водопостачання відкрита та закрита відрізняються та класифікуються залежно від способу подачі води. Вода, відібрана безпосередньо з тепломережі, зветься побутовою.
Рисунок 3: Закрита система гарячого водопостачання
Обслуговування відкритих систем водопостачання включає дезінфекцію, причому за погодженням з органами держнагляду вона може бути проведена не тільки за допомогою хлорування, а й простим промиванням гарячою водою з температурою близько 90 градусів.
Малюнок 4: Відкрита система гарячого водопостачання
Відкрита система гарячого водопостачання дуже проста: вона складається з установки для нагрівання води, циркуляційного насоса та трубопроводів для її транспортування до водорозбірних точок. Розташування магістралі всередині будівлі може бути декількох варіантів:
- Система з верхнім розведенням – найчастіше застосовується у разі встановлення верхніх водонагрівачів (баків), що можливо за наявності верхнього технічного поверху у споруді. При цьому циркуляційна магістраль прокладається у підвалі.
- Система з нижнім розведенням – зручніша в плані технічного обслуговування, встановлення водонагріву розташовується у підвалі.
Вимоги до якості води
Якість води у відкритій системі така сама, як і в радіаторах опалення. Тому і вимоги, які відкрита система гарячого водопостачання висуває до якості теплоносія, вища, ніж для закритих систем, у яких вода для споживання практично не відрізняється за якістю від холодної водопровідної.
Малюнок 5: Якісна вода
Облаштування відкритої системи водопостачання
Обладнання для облаштування відкритої системи водопостачання має бути підібране з урахуванням принципу її дії. Іншими словами, подача води з нижнього резервуара повинна супроводжуватися однаковим натиском води в кранах всіх поверхів, від першого до останнього, а досягти цього лише з використанням насоса необхідної продуктивності не завжди можливо.
Важливо! Необхідно врахувати силу тертя стінки трубопроводу, яка зменшує швидкість руху води. Цей вплив видається несуттєвим, але на практиці система водопостачання відкритого типу ефективна лише тоді, коли враховано всі нюанси.
Напір води в системі визначається такими факторами:
- Геодезична висота нагнітання;
- Динамічне тиск;
- Втрати у трубопроводах.
Для такої системи актуальним є перекриття окремих ділянок трубопроводу спеціальною арматурою (кранами). Це зручно для проведення експлуатаційного обслуговування та ремонту, адже достатньо буде перекрити окрему ділянку та злити невеликий об'єм води замість того, щоб зливати всю воду із системи. Доцільна також установка додаткових захисних пристроїв: датчиків поплавця в резервуарах, реле тиску в трубопроводі.
Рисунок 6: Вимірювання тиску в системі
Ефективність систем гарячого водопостачання
Ефективність системи визначається максимальною передачею теплової енергії споживачеві з мінімальною витратою теплоносія. Система водопостачання відкрита і закрита, за відсутності забору води на гаряче водопостачання, показниками ефективності не відрізнятимуться, виняток становить варіант з тепловим насосом (що є найбільш ефективним у будь-яких умовах). Закриті та відкриті системи мають різні переваги. У закритій системі можливе забезпечення гідравлічної розв'язки теплових мереж, а у відкритій вартість гарячого водопостачання для кінцевого споживача є значно нижчою. Крім того, для неї характерні вищий рівень надійності та підвищення ефективності в перспективі (за умови, що теплоносій – вода питної якості).
Ще 20 років тому гаряче водопостачання у приватному будинку було лише у мріях його власника.
Сьогодні воно є реальністю, доступною кожному. Питання полягає лише в одному – яка із систем досить економить витрату води?
Правильний вибір системи гарячого водопостачання допоможе не тільки ефективно обігріти заміський будинок, але й заощадити на витратах. Джерела гарячого водопостачання розрізняються за потужністю роботи, енерговитратами та конструктивним рішенням.
Водонагрівачі, що працюють від газу, можуть використовувати як накопичену воду, так і проточну і вважаються найбільш практичними. Однак існує альтернатива у вигляді електричних нагрівачів. Тільки розглянувши переваги та недоліки тієї чи іншої обігрівальної системи, можна зробити правильний вибір.
Всі водонагрівачі поділяються на проточні та накопичувальні.
Проточні та накопичувальні нагрівачі
Принцип їхньої роботи полягає в наступному. Проточна вода, що підігрівається, віддає приміщенню тепло.
Простий приклад – стандартна газова колонка, встановлена у приватному секторі міста.
У колишніх її варіантах існує значний недолік - чимало води втече, перш ніж вона нагріється.
Однак існуючі системи газового опалення дозволяють мінімізувати витрату. (Як відомо, вона є оптимальним теплопередавачем.) Витративши кошти на газове опалення, вам залишається підраховувати тільки витрати електроенергії.
Накопичувальні нагрівачі працюють, накопичуючи воду. Нагрівається вже об'єм рідини, що знаходиться в баку. Витрата електроенергії становить 1 кВт на годину. Переваги даного нагрівача – при включенні з крана йде гаряча вода.
Нестача - великий розмір бака для її накопичення. Тут власники малогабаритного житла навряд чи будуть у захваті.
Забезпечити гарячою водою житло можна і нагрівальним казаном. Існуючі види котлів дозволяють не тільки мати гарячу воду, а й використовувати її для опалення будинку. Одноконтурні казани використовуються тільки для підігріву, двоконтурні – для опалення.
У кожну систему включаються прилади, що рівномірно розподіляють нагріту воду за заданими координатами. Це і температурні датчики і прилад подачі води. Насос подає відміряну її кількість трубопроводами, які можуть і обігрівати будівлю.
Системи водопостачання поділяються на відкриті та закриті.
Відкрита та закрита системи - схеми
У відкритому забезпеченні гарячою водою будинку теплоносій знаходиться у самій системі.
Тут вода з крана та в радіаторі однакова за температурними показниками.
А «відкритою» називається тому, що надходження води йде одразу через відкриті крани тепломережі.
Багатоквартирний житловий будинок якраз і постачається гарячою водою через відкриту систему водопостачання. Тут вона є оптимальним варіантом, оскільки відпадає необхідність у встановленні та експлуатації водонагрівального обладнання.
Однак, для приватного сектору вона практично не підходить, оскільки великі витрати на її монтаж окупаються не скоро.
Закрита система подачі є одержанням чистої гарячої води. Простіше кажучи, в бойлері нагрівається холодна питна вода, яка і надходить в будинок.
Ви можете навіть використовувати її у приготуванні їжі, оскільки явні недоліки відкритої подачі (сміття з радіаторів, хімічні присадки тощо) тут відсутні. Закрита хороша тому, що в ній немає шкідливих для здоров'я людини елементів.
Розрахунок споживання гарячої води на прикладі
Розрахунок споживання
Розраховуючи витрати гарячої води, потрібно враховувати кількість мешканців у будинку та їх спосіб життя.
Адже головною вимогою гарячої води є її мінімальний термін появи з крана.
Крім того, згідно з існуючими нормами подачі (протягом 10 хвилин) використання її передбачається не лише у кількох точках, а й у необмеженій кількості.
Припустимо, що одночасно у квартирі на кухні миють посуд і у ванній користуються душем. Тому, розраховуючи подачу гарячої води, слід враховувати такі моменти:
- Кількість споживачів води;
- Як часто мешканці користуються ванною чи душем;
- Кількість ванних та туалетних кімнат;
- Об'ємні витрати сантехнічними пристроями (наприклад, обсяг ванни);
- Яка температура гарячої води потрібна.
Найбільш оптимальний варіант розрахунку – використання спеціальних приладів для виміру.
Однак, поки що це можливо не для всіх. Для зразкового розрахунку без датчиків витрати візьмемо сім'ю із чотирьох осіб.
В ситуації, коли батько наповнює ванну об'ємом 140 л наповнюється протягом 10 хвилин, в іншій ванній кімнаті син приймає душ, витрачаючи 30 л води. У цей час мама миє посуд на кухні – плюс 30 л.
Склавши всі дані, можна зрозуміти, що за 10 хвилин пішло 200 л гарячої води.
Звичайно ж, ситуація перебільшена і може бути лише в ідеалі. Насправді споживання набагато менше.
Тільки оцінюючи потреби всіх членів сім'ї, можна обрати найоптимальнішу систему постачання будинку гарячою водою.
02.10.2013Відкрита система гарячого водопостачання
У цій статті докладно описано відкриту систему гарячого водопостачання, її переваги та промахи перед закритою системою. Названо елементи аналізованої системи та принципи її використання.
Забезпечення гарячою водою можливе завдяки комплексу пристроїв, які розроблені та встановлені з метою постачання технічної води та води для особистого використання.
Те, яку систему гарячого водопостачання необхідно вибрати, залежить від деяких факторів – це умови, за яких виробляється водопостачання, джерело енергії для нагрівання води, і якість як води, так і водопроводу. Використання відкритої системи водозабезпечення має бути обґрунтовано з боку економії та технології.
Розглядаючи вибір з боку санітарних норм, надійніше виглядає закрита система, яка приєднана до центральної міської тепломережі.
Але якщо говорити про локальної мережі, то все вирішує якість води та економічна вигода кожної системи у кожному разі.
Види відкритих систем
Система може мати два варіанти виконання: централізована чи децентралізована. Різниця полягає в тому, що централізована система забезпечує декілька споживачів (від однієї будівлі до цілого селища). Децентралізована система готує воду безпосередньо на місці її використання за допомогою невеликих нагрівальних пристроїв.
Для подачі гарячої води може бути використана одна з двох видів схем: з циркуляційними трубопроводами, або безциркуляційна схема. Своєю конструкційною простотою та недорогою стартовою вартістю характеризується безциркуляційна схема гарячого водопостачання.
Розглянемо безциркуляційну систему водопостачання
При використанні безциркуляційної схеми відпадає необхідність купувати циркуляційний насос, але, водночас, якщо деякий час не використовувати воду, вона швидко охолоджується. Це означає, що, відкривши кран, споживач отримає не гарячу воду, а вже охолоджену, і для одержання гарячої води необхідно злити деяку кількість прохолодної води.
Що становить лише незручність, збільшує витрату води, додає вантаж на систему водовідведення і марнує енергію.
Відкрита система даного типу буде прийнятною для використання тільки в мережі з безперервним забором гарячої води, або ж у коротких індивідуальних мережах.
Циркуляційна система водозабезпечення
У місцях, де необхідне постійне постачання гарячої води і небажано спускати воду перед парканом, використовуються циркуляційні системи. У цій системі вода безперервно проходить через водонагрівач, не зупиняючись і не остигаючи, підтримуючи температуру на вибраному рівні по всіх точках водоспоживання.
Для будинків, що мають не більше 4 поверхів, необхідно влаштовувати циркуляцію води тільки в розведених трубах. Для більш високих будівель вода повинна циркулювати і стояками. При чому в місцях приєднання централізованої системи до місцевої гілки вода повинна мати температуру не нижче 60˚С для відкритих систем і не менше 50˚С для закритих. І, в обох випадках, не повинна перевищувати позначку 75?
У чому різниця між відкритим та закритим способом подачі води
Закрита система більш енергоефективна за рахунок використання тепла вихідної води для підігріву холодної води, що надходить. Цей процес обміну теплової енергії відбувається у теплообміннику. І навпаки, у відкритих системах гаряча вода надходить безпосередньо з тепломережі. У зв'язку з цим системи розрізняються та класифікуються за способом подачі води.
Використання відкритих систем потребує проведення дезінфекції мережі за допомогою хлору, а також промиванням системи 90 градусною гарячою водою.
Будь-який водонагрівач необхідно періодично прочищати, бо при високих температурах створюються несприятливі умови, що сильно впливають на якість води.
Склад відкритої системи гарячого водопостачання простий. Система складається з устаткування, що нагріває воду, насоса, що виробляє циркуляцію води в системі і трубопроводів, якими безпосередньо вода підводиться до кожної точки забору. Розвідна магістраль може бути виконана у двох варіантах:
1. З верхнім розведенням – коли водонагрівачі та баки розташовані зверху, що потребує наявності технічного поверху в будівлі. Сама циркуляційна магістраль, у разі, розташовується у підвалі.
2. З нижньою розводкою – коли нагрівальне обладнання розташоване у підвалі, що є зручнішим для обслуговування такої системи.
Необхідна якість води
Вода у відкритій системі має однакову якість із водою у радіаторах опалення. У зв'язку з чим, вимоги, запропоновані якості води у відкритій системі набагато вищі, ніж для води закритих систем, де гаряча вода майже не відрізняється своєю якістю від холодної, що подається.
Пристрій відкритої системи
Все обладнання для влаштування відкритої системи необхідно підібрати з урахуванням принципу роботи системи. Іншими словами, натиск води в кранах всіх поверхів має бути абсолютно достатнім і практично однаковим. Це навіть не завжди можливо при використанні насоса з необхідною продуктивністю.
Слід брати до уваги силу тертя води об стінки труб, що є деякою перешкодою для руху води. Спочатку це здається несуттєвим, але, як показує практика, відкрита система ефективно працює тоді, коли враховано навіть найменші фактори впливу.
На тиск води впливають такі фактори:
Геодезична висота водяного нагнітання;
Динамічний тиск у трубопроводі;
Втрати тиску у мережах.
У такій системі зручно використовувати крани для відсікання окремих ділянок при необхідності проведення планового обслуговування або ремонту. Також, доцільно використовувати й інші захисні пристрої, такі як датчики поплавця в баках і реле тиску в трубах.
Ефективність роботи системи
Як і загальному випадку, ефективність роботи системи можна визначити за рівнем віддачі теплової енергії з найменшою витратою енергоносія. Обидві системи, при нульовому водозаборі, не відрізнятимуться своєю ефективністю (хіба що буде ефективнішим при використанні теплового насоса).
Закрита система може забезпечити гідравлічну розв'язку тепломереж, а відкрита забезпечує споживачів гарячою водою нижчої вартості. Також вона має більшу надійність і можливість підвищення ефективності роботи в майбутньому (при використанні якісної води).
Примітка: Якість пластикового вікна залежить від типу склопакета, що використовується. Вони бувають однокамерними, двокамерними теплозберігаючими, шумоізоляційними, сонцезахисними та ударостійкими. Від усього цього ціна вікна відрізнятиметься. Крім того, треба уважніше вибирати магазини і ознайомитися з можливими знижками.
В даний час гаряче водопостачання є невід'ємною частиною життя більшості людей планети. Без нього не обходяться в жодній квартирі та житловому будинку. Облаштування ГВП є непростим процесом, навіть існує кілька видів підключення систем. У цій статті ми розглянемо всі системи гарячого водопостачання, розрахунок та типи водонагрівачів.
Незалежно від виду ГВП здійснюється підключення сукупності обладнання, які призначені для нагрівання води та розподілу її за різними водозабірними точками. У цьому обладнанні нагрівається вода до необхідної температури, після чого за допомогою насоса відбувається подача до будинку та трубопроводу. Розрізняють відкриту та закриту систему гарячого водопостачання.
Відкрита система
Відкрита система ГВП відрізняється наявністю теплоносія, що циркулює у системі. Гаряча вода надходить безпосередньо із централізованої опалювальної системи. Якість води з крана та опалювального обладнання нічим не відрізняється. В результаті виходить, що люди використовують теплоносій.
Відкрита система названа так, оскільки подача гарячої води здійснюється з відкритих кранів опалювальної системи. Схема ГВП багатоповерхового будинку передбачає застосування відкритого типу. Для приватних будинків цей тип занадто витратним.
Слід знати, що економія засобів відкритої системи відбувається, за рахунок необхідності водонагрівальних пристроїв для нагрівання рідини.
Особливості відкритої ГВП
При монтажі відкритої ГВП необхідно враховувати принцип дії. Відкрита ГВП буває двох видів залежно від типу циркуляції та транспортування теплоносія до радіаторів. Розрізняють відкриті системи з природною циркуляцією та з використанням у цих цілях насосного обладнання.
Природна циркуляція здійснюється таким чином: відкрита система виключає наявність надлишкового тиску, тому в найвищій точці воно відповідає атмосферному, а в найнижчій показник трохи вищий за рахунок гідростатичної дії стовпа рідини. Завдяки невеликому тиску відбувається природна циркуляція теплоносія.
Принцип природної циркуляції досить простий, завдяки різній температурі теплоносія і відповідно різної щільності та масі, вода, що остигнула, з низькою температурою і більшою масою витісняє гарячу воду з меншою масою. Так по-простому пояснюється існування самопливної системи, яку також називають гравітаційною. Основний плюс такої системи - абсолютна енергонезалежність, якщо паралельно працюючі котли для опалення не задіють електрику.
Важливо знати! Самопливні трубопроводи роблять з великим ухилом та діаметром.
Якщо природна циркуляція неможлива, застосовується насосне обладнання, яке підвищує швидкість протікання теплоносія трубопроводом і зменшує час прогрівання приміщення. Циркуляційний насос здійснює рух теплоносія зі швидкістю 0,3 - 0, 7 м/с.
Переваги та недоліки відкритої системи
Відкрита ГВП все ще актуальна, завдяки насамперед енергонезалежності та іншим перевагам:
- Простота заповнення відкритої ГВП та спуску повітря. Немає необхідності в контролі високого тиску і додатково спускати повітря, так як спуск здійснюється автоматично при наповненні через відкритий розширювальний бак.
- Простота здійснення підживлення. Оскільки не слід стежити за максимальним тиском. Також є можливість доливати воду у бак навіть відром.
- Система незалежно від протікання справно функціонує, оскільки робочий тиск невеликий і наявність таких неполадок на нього не впливає.
Серед недоліків наголошують на необхідності контролювати рівень води в резервуарі та постійне поповнення його. 
Закрита система ГВП
Закрита система заснована на такому принципі: здійснюється забір холодної питної води із центрального водопроводу та нагрівання її у додатковому теплообміннику. Після нагрівання проводиться подача її водозабірними точками.
Закрита система має на увазі окрему роботу теплоносія та гарячої води, також вона відрізняється наявністю зворотного та подавального трубопроводу, які використовуються для кільцевої циркуляції води. Така система забезпечить нормальний натиск навіть при одночасному використанні душу та раковини. Серед плюсів системи також наголошують на простоті регулювання температури гарячої рідини.
ГВП може бути циркуляційним та тупиковим. Тупикова система складається тільки з вод труб, що подають, спосіб приєднання яких такий же як і в першому випадку.
Перевагою закритої ГВП є зниження витрат рахунок забезпечення стабільної температури. Є можливість монтажу сушки для рушників. У закритій ГВП потрібні водонагрівачі, види яких ми розглянемо далі. 
Види водопідігрівачів
Усі водопідігрівачі класифікують так:
- Проточні пристрої Такі нагрівачі гріють воду у постійному режимі, не залишаючи запасу. Оскільки вода відрізняється великою теплоємністю, для постійного нагрівання її потрібна збільшена витрата енергії. Крім цього фактора, проточний нагрівач повинен моментально наводитися в робочий стан: при включенні подавати гарячу воду, при виключенні припиняти нагрівання. До традиційних проточних нагрівачів відносять газову колонку.
- Накопичувальні пристрої. Відрізняються повільним нагріванням певного об'єму води, при якому часто споживається 1 кВт/год. Гаряча рідина використовується за потребою. Накопичувальні нагрівачі спрацьовують моментально після відкриття крана, проте потужність набагато менша. Серед недоліків таких пристроїв також відзначають більші розміри, чим більший об'єм, тим габаритніший пристрій.
Розрахунок та рециркуляція ГВП
Розрахунок систем гарячого водопостачання залежить від таких факторів: кількість споживачів, зразкова частота користування душем, кількість санвузлів з ГВП, деякі технічні характеристики сантехнічного обладнання, необхідна температура води. Порахувавши всі ці показники, можна визначити необхідний добовий об'єм гарячої води.
Рециркуляція води у системі гарячого водопостачання забезпечує зворотну подачу рідини з далекої точки водозабору. Вона необхідна на відстані від нагрівача до дальньої водозабірної точки більше 3 метрів. Рециркуляція використовується за допомогою бойлера, а у разі неможливості його застосування, пускається безпосередньо через котел.
Система гарячого водопостачання може мати два види, які використовуються в залежності від заданих параметрів. У відкритій системі застосовується опалювальний котел, а в закритій водопідігрівач. У деяких випадках необхідно додатково організовувати рециркуляцію води. Попередньо перед монтажем та закупівлею обладнання важливо здійснити розрахунок гарячого водопостачання.
1.
2.
3.
Завдяки теплопостачанню будинку та квартири забезпечуються теплом, а відповідно у них комфортно перебувати. Одночасно з обігрівом житлові будівлі, промислові об'єкти, громадські будівлі одержують гаряче водопостачання для побутових чи виробничих потреб. Залежно від способу доставки теплоносія на сьогоднішній день існують відкриті та закриті системи теплопостачання.
Одночасно схеми облаштування систем теплозабезпечення бувають:
- централізованими – ними обслуговуються цілі житлові райони чи населені пункти;
- місцевими – для обігріву однієї будови чи групи будівель.
Відкриті системи теплопостачання
У відкритій системі вода подається постійно з теплоцентралі і це компенсує її витрати навіть за умови повного розбору. За радянських часів за таким принципом функціонувало приблизно 50% тепломереж, що пояснювалося економічністю та мінімізацією витрат на обігрів та ГВП.
Але відкрита система теплопостачання має низку недоліків. Чистота води у трубопроводах відповідає вимогам санітарно-гігієнічних норм. Оскільки рідина переміщається по трубах значної протяжності, вона стає іншого кольору і набуває неприємних запахів. Часто під час взяття проб води працівниками санепідемстанцій із таких трубопроводів у ній виявляють шкідливі бактерії.
Бажання очистити рідину, що надходить по відкритій системі, призводить до зниження економічності теплопостачання. Навіть найсучасніші способи усунення забруднень води не здатні подолати цей значний недолік. Оскільки довжина мереж чимала, зростають витрати, а ефективність очищення залишається незмінною.
У закритому варіанті забезпечення обігріву приміщень тепла регулюється централізовано, а кількість рідини в системі залишається незмінною. Витрата теплової енергії залежить від температури циркулюючого по трубах та радіаторах теплоносія.
У системах теплопостачання закритого типу, як правило, використовуються теплові пункти, які гаряча вода надходить від постачальника теплоенергії, наприклад ТЕЦ. Далі температура теплоносія доводиться до потрібних параметрів для теплозабезпечення та гарячого водопостачання та спрямовується споживачам.
Коли функціонує закрита система теплопостачання – схема постачання тепла забезпечує високу якість ГВП та енергозберігаючий ефект. Її головний недолік - складність водопідготовки через віддаленість одного теплового пункту від іншого.
Залежна та незалежна системи теплопостачання
І відкрита та закрита система теплопостачання можуть приєднуватися двома способами – залежним та незалежним.
