Закрытая и открытая системы горячего водоснабжения

Введение

Нам часто задают вопрос: «Какая система горячего водоснабжения лучше: открытая или закрытая?». Правда заключается в том, что не существует закрытых и открытых систем ГВС, на самом деле, правильно говорить о Закрытых и Открытых системах теплоснабжения, где системы ГВС — лишь их часть. С другой стороны, то как организована подача воды на ГВС в системе теплоснабжения и определяет ее тип. Звучит немного запутано, но дальше все встанет на свои места.

Виды систем теплоснабжения

Системы теплоснабжения классифицируются по различным параметрам:

• В зависимости от размещения источника тепла: Централизованные и Децентрализованные;
• По температурному режиму: Низкопотенциальные, Среднепотенциальные и Высокопотенциальные;
• По типу теплоносителя: Водяные и Паровые;
• По способу подключения к потребителю: Одноступенчатые и Многоступенчатые;
• По числу трубопроводов: Однотрубные, Двутрубные и Многотрубные;
• По способу подачи воды на ГВС: Открытые и Закрытые.

В рамках данной статьи будет рассматриваться последняя классификация.

Открытая система теплоснабжения – это система, в которой горячая вода нагревается в ТЭЦ, ГРЭС, котельной и отбирается из тех же труб, по которым течет вода к отопительным приборам: регистрам стальным, конвекторам и радиаторам.

Закрытая система теплоснабжения – система, в которой горячая вода подготавливается уже на объекте теплопотребления (многоквартирное здание, бизнес-центр или производственное помещение) из холодной воды при помощи пластинчатых теплообменников.

Рис.1. Отличие закрытой и открытой систем теплоснабжения

На рисунке 1 и слева, и справа – системы теплоснабжения, но в открытой (справа) видно, что вода на ГВС и вода в приборы отопления идет одна и таже. При этом обе системы теплоснабжения имеют свои достоинства и недостатки.

Открытая система теплоснабжения

Открытая система имеет более простое устройство, чем закрытая. В ее состав входит следующее оборудование:

• трубы различного сечения (с Диметром условного прохода от 20 до 200 мм включительно);
• задвижки;
• манометры;
• термометры;
• обратные клапаны;
• шаровые краны;
• регуляторы температуры (с контроллером и без);
• тепловая изоляция.

Принципиальная схема открытой системы теплоснабжения (реализована в г. Сургут) представлена на рис. 2.

Рис. 2. Открытая система теплоснабжения (г. Сургут)

1а, 2а Шаровые краны;

3. Трехходовой кран для манометра;

10. Кран шаровой Ду 15 (сброс воздуха);

11. Автоматический воздухосборник;

12. Кран шаровой Ду 25 (дренажный);

14а. Труба стальная соответствующего типоразмера;

26. Регулятор давления после себя;

27. Регулятор температуры прямого действия.

Обслуживание данной системы осуществляется одним слесарем-сантехником или бригадой из нескольких человек.

Плюсы открытой системы:

• Простота монтажа;
• Простота обслуживания.

Минусы открытой системы:

• Наличие в горячей воде вредных химических примесей: могут сушить кожу, вызывать раздражения, горячая вода не является питьевой по качеству;
• Высокая стоимость приготовления воды в централизованных условиях;
• От горячей воды периодически исходит неприятный запах;
• Вода периодически имеет оранжевый оттенок из-за ржавчины;
• Необходимо платить за более дорогую химически-обессоленную воду;
• При неправильной эксплуатации системы возможно кратковременное течение из водоразборных кранов воды более 100 градусов, что может приводить к ожогам.

С 2022 года открытая система теплоснабжения ЗАПРЕЩЕНА на территории РФ. Переход с открытой на закрытую систему обязателен для МКД (многоквартирных домов) и организаций любого вида собственности.

Закрытая система теплоснабжения

Закрытая система имеет более сложное устройство. Помимо оборудования, которое присутствует в открытой системе, здесь также используются:

Принципиальная схема закрытой системы представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема закрытой системы теплоснабжения

1а и 2а. Шаровой кран;

3. Трехходовой кран для манометра;

6а. Расширительный бак системы ГВС;

7а. Регулирующий клапан;

13, 13а, 13б. Механические фильтры различных типоразмеров;

10. Кран шаровой Ду 15 (сброс воздуха);

11. Автоматический воздухосборник;

12. Кран шаровой Ду 25 (дренажный);

14а. Труба стальная соответствующего типоразмера;

17а, 17б. Теплообменные аппараты для ГВС – первая и вторая ступень;

26. Регулятор давления после себя;

27. Регулятор температуры прямого действия.

Обслуживание данной системы осуществляется комплексно персоналом различной квалификации:

• Трубы различного сечения, задвижки, манометры, термометры, клапаны обратные, краны шаровые и регуляторы температуры (с контроллером и без), тепловую изоляцию, как и в открытой системе, обслуживают: слесарь-сантехник или бригада слесарей.
• Контроллеры и тепловую автоматику обслуживают сотрудники специализированной организации.
• Для обслуживания электрических узлов в штате эксплуатирующей организации необходим электрик.

Плюсы закрытой системы:

• Отсутствие неприятного запаха от воды;
• Горячая вода по уровню соответствует воде питьевого качества;
• Более низкая стоимость приготовления воды;
• Экономия благодаря отсутствию необходимости платить за химически-обессоленную воду.
• Из крана будет течь вода температурой не более 60 градусов, что предотвращает сильные ожоги.

Минусы закрытой системы:

• Использование дорогостоящего оборудования, как следствие, более высокие капитальные затраты на этапе строительства;
• Более дорогое обслуживание (по сравнению с открытой системой теплоснабжения).

Выводы:

Задаваясь вопросом об обеспечении горячего водоснабжения на объекте, стоит помнить, что закрытая и открытая – это принцип организации систем теплоснабжения, а не самого ГВС.

При этом, открытая система проще и дешевле, но качество горячей воды в ней оставляет желать лучшего. Закрытая система, напротив, более дорогая, требует к себе большего внимания, но вода в ней лучшего качества.

С другой стороны, вопрос «Какой тип системы теплоснабжения выбрать? Открытый или закрытый?» потеряет свою актуальность с 2022 года благодаря части 9 статьи 29 Федерального Закона № 190 от 27 июля 2010 года «О теплоснабжении»:

«С 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».

Полный текст статьи 29 федерального закона №190-ФЗ доступен по ссылке.

Кроме того, согласно статье 8 того же Закона, уже сейчас запрещено подключение новых объектов капитального строительства к открытым системам теплоснабжения:

«С 1 января 2013 года подключение (технологическое присоединение) объектов капитального строительства потребителей к централизованным открытым системам теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».

Закрытие контура горячего водоснабжения как один из инструментов повышения энергоэффективности ЖКХ

В настоящее время использование энергоэффективных технологий является одним из приоритетов в сфере ЖКХ, так как способствует более экономичному использованию ресурсов, сокращению тарифов на услуги ЖКХ и повышению качества предоставляемых услуг. Особенно актуален вопрос энергоэффективности для России, где износ основных фондов жилищно-коммунального хозяйства уже превысил 60%. В среднем по нашей стране износ котельных составляет 54,5%, коммунальных водопроводных сетей — 65,5%, канализации — 62,5%, тепловых сетей — 62,8%, электросетей в ЖКХ — 58,1%. Поэтому быстро растет уровень аварийности этой инфраструктуры . При этом Российская система централизованного теплоснабжения является самой большой в мире. На долю России приходится до 45 % мирового централизованного производства тепловой энергии. В 2010 году Минэнерго России разработало Государственную программу РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» («ГПЭЭ-2020»). В рамках реализации программы во многих регионах происходит обновление основных фондов ЖКХ: модернизируются существующие тепловые сети, ЦТП и ИТП, котельные.

Одним из методов повышения энергоэффективности в сфере ЖКХ является закрытие системы ГВС с использованием теплообменного оборудования. Согласно п.8 ст. 29 Федерального закона от 27.07.2010 N 190-ФЗ «О теплоснабжении» с 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается. Несмотря, на ряд затрат, которые необходимо будет осуществить при переходе на закрытую систему горячего водоснабжения, такой переход в конечном итоге будет выгоден и для тепловых сетей и для самих потребителей.

Преимущества перехода на закрытую схему присоединения систем ГВС

для тепловых сетей:

• увеличение срока службы водогрейных котлов, магистральных и квартальных тепловых сетей,
• снижение нагрузки на систему подпитки теплосети,
• соответствие качества воды санитарным нормам, установленным СниП 2.04.01-85,
• стабильная температура горячей воды.

для потребителей:

• снижение оплаты за услуги ГВС и соответствие оплаты фактическому потреблению воды,
• стабильная температура горячей воды,
• соответствие качества горячей воды санитарным нормам.

Остановимся подробнее на ключевых преимуществах.

Качество горячей воды соответствует санитарным нормам.

Качество горячей воды в точках водоразбора у потребителей должно соответствовать нормам питьевой воды согласно СниП 2.04.01-85*.

При закрытой системе теплоснабжения нагретая вода у потребителей практически всегда соответствует ГОСТу на питьевую воду, т.к. городской водопровод работает в тупиковом режиме.

При открытой системе теплоснабжения остро стоит вопрос получения потребителем воды надлежащего качества. В чем же причина? Режим работы такой системы – непрерывная циркуляция с многократным прохождением горячей воды через многочисленные отопительные приборы. Последние являются источником загрязнения и ухудшения качества питьевой (сетевой) воды по органолептическим показателям: цветности, прозрачности, содержанию железа, развитию неблагоприятной микрофлоры и появлению запаха. Особенно четко это прослеживается в начале отопительного периода при массовом запуске систем отопления. В эксплуатационных условиях бороться с этими явлениями трудно.

Снижение затрат на подготовку подпиточной воды и перекачку теплоносителя.

При открытой системе ГВС резко возрастает расход подпиточной воды, так как необходимо восполнять израсходованную воду потребителями. Подпитка тепловых сетей в закрытых и открытых системах осуществляется за счет работы подпиточных насосов и установок по водоподготовке подпиточной воды. В открытой схеме их требуемая производительность в 10-30 раз больше, чем в закрытой. В результате при открытой системе большими оказываются капитальные вложения в теплоисточники.

Горячая вода заданной температуры получается при нагреве холодной, водопроводной воды в теплообменнике. Циркуляционная линия малой производительности обеспечивает постоянную заданную температуру в трубах возле смесителей, избавляя от необходимости сливать в канализацию дорогостоящую нагретую водопроводную воду, пока ее температура не слишком высока. При использовании этих решений энергосбережение составляет до 15% с попутной экономией воды из водопровода. Использование циркуляции позволяет иметь постоянный проток теплоносителя по обеим сторонам теплообменника. Это существенно увеличивает срок работы теплообменников без загрязнения отложениями.

В каждом случае выбор между открытой и закрытой системами в каждом случае должен обосновываться технико-экономическими расчетами с учетом всех звеньев системы теплоснабжения. Обычно при расчете экономической эффективности закрытия контура ГВС, компания «Ридан» предоставляет технико-экономическое обоснование проекта. Приведем пример такого расчета, выполненный для объекта в г. Хабаровск.

ТЭО по проекту закрытия контура ГВС (сокращенная версия)

Цель ТЭО: обоснование закрытия системы горячего водоснабжения на расчетную мощность 0,19 Гкал/ч.

Существующая схема присоединения ГВС — открытая.

В качестве предлагаемого варианта рассматривается переход на закрытую схему ГВС.

В качестве варианта перехода от открытой к закрытой схеме предлагается к установке аппараты теплообменные пластинчатые разборные «Ридан» НН№07 в количестве 2 шт. 1 рабочий, 1 резервный.

В экономическом обосновании предусмотрено сравнение затрат, связанных с закрытием контура ГВС:

• капитальные затраты;
• выплаты по налогу на имущество;
• эксплуатационные затраты теплообменников;
• оплата за горячее водоснабжение.

Проведенный анализ показал, что экономически и технически целесообразным является закрытие контура ГВС. Экономия достигается за счет снижения оплаты за горячее водоснабжение при переходе от открытой к закрытой схеме.

Затраты на оплату ГВС

№	Показатель	Ед. измерения	Открытая система ГВС	Закрытая система ГВС
1	2	3	4	5
1	Стоимость горячей воды	руб./год	5 552 312,50	—
2	Стоимость холодной воды (на ГВС)	руб./год	—	83 164,64
3	Стоимость тепловой энергии	руб./год	—	1 502 848,52
4	Итого оплата за ГВС	руб./год	5 552 312,50	1 586 013,16
5	Экономия по оплате за ГВС	руб./год	3 966 299,34	—
6	Экономия по оплате за ГВС	руб./10 лет	39 662 993,40	—

Проведенный анализ показал, что экономически и технически целесообразным является закрытие контура ГВС. Экономия достигается за счет снижения оплаты за горячее водоснабжение при переходе от открытой к закрытой схеме. Эффективность инвестиционного проекта по закрытию системы ГВС подтверждается следующими показателями: