Zásobování teplem je dodávka tepla do bytových, veřejných a průmyslových budov a staveb k zajištění jak bytových (vytápění, větrání, ohřev vody), tak technologických potřeb spotřebitelů.
Zásobování teplem je lokální a centralizované. Systém dálkového vytápění slouží obytným nebo průmyslovým oblastem, zatímco systém lokálního vytápění obsluhuje jednu nebo více budov. V Rusku nabylo největšího významu dálkové vytápění.
V závislosti na způsobu připojení systému zásobování teplou vodou k systému zásobování teplem je tento rozdělen na otevřený a uzavřený.
Otevřené topné systémy
Otevřené systémy zásobování teplem se vyznačují tím, že teplá voda pro potřeby spotřebitele je čerpána přímo z topné sítě a může být plná nebo částečná. Teplá voda zbývající v systému se nadále používá k vytápění nebo větrání.
Spotřeba vody v topné síti je u této metody kompenzována dodatečným množstvím vody, které se dodává do topné sítě. Výhoda otevřeného topného systému spočívá v jeho ekonomické výhodnosti. Během sovětského období bylo otevřeno téměř 50 % všech systémů zásobování teplem.
Nelze přitom slevit ze skutečnosti, že takový systém zásobování teplem má také řadu významných nedostatků. V první řadě je to nízká hygienická a hygienická kvalita vody. Topná zařízení a potrubní sítě dodávají vodě specifický zápach a barvu, objevují se různé nečistoty a také bakterie. K čištění vody v otevřeném systému se obvykle používají různé metody, ale jejich použití snižuje ekonomický efekt.
Otevřený systém zásobování teplem může být závislý na způsobu připojení k tepelným sítím, tzn. připojeny prostřednictvím výtahů a čerpadel nebo připojeny podle nezávislého schématu – prostřednictvím výměníků tepla. Zastavme se u toho podrobněji.
Systémy závislého vytápění
Systémy závislého zásobování teplem jsou takové systémy, ve kterých chladicí kapalina potrubím okamžitě vstupuje do topného systému spotřebitele. Nejsou zde žádné mezilehlé výměníky tepla, topné body a hydraulická izolace. Takové schéma připojení je nepochybně srozumitelné a konstrukčně jednoduché. Snadno se udržuje a nevyžaduje žádné další vybavení, jako jsou oběhová čerpadla, automatická řídicí a monitorovací zařízení, výměníky tepla atd. Nejčastěji tento systém zaujme svou na první pohled účinností.
Má to však podstatnou nevýhodu, a to nemožnost upravit dodávku tepla na začátku a konci topné sezóny, kdy je tepla přebytek. To má vliv nejen na pohodlí spotřebitele, ale vede také k tepelným ztrátám, které snižují jeho počáteční zdánlivou účinnost.
Když se otázky úspor energie stanou aktuálními, vyvíjejí se a aktivně zavádějí metody pro přechod ze závislého systému zásobování teplem na nezávislý, což umožňuje úsporu tepla o cca 10-40 % ročně.
Nezávislé topné systémy
Nezávislé soustavy zásobování teplem jsou soustavy, ve kterých je tepelná zařízení spotřebitelů hydraulicky izolována od výrobce tepla a pro zásobování spotřebitelů teplem se používají přídavné výměníky tepla ústředních topných bodů.
Nezávislý systém vytápění má řadu nepopiratelných výhod. Tento:
- schopnost řídit množství tepla dodávaného spotřebiteli regulací sekundárního nosiče tepla;
- jeho vyšší spolehlivost;
- energeticky úsporný efekt, s takovým systémem jsou úspory tepla 10-40%;
- je možné zlepšit provozní a technické vlastnosti chladicí kapaliny, což výrazně zvyšuje ochranu kotelen před znečištěním.
Díky těmto výhodám byly systémy nezávislého zásobování teplem aktivně využívány ve velkých městech, kde jsou tepelné sítě poměrně dlouhé a existuje široká škála tepelných zátěží.
V současné době jsou vyvinuty a úspěšně implementovány technologie pro přestavbu závislých systémů na nezávislé. I přes značné investice se to nakonec projeví. Nezávislý otevřený systém je samozřejmě dražší, ale výrazně zlepšuje kvalitu vody ve srovnání se závislým.
Uzavřené topné systémy
Uzavřené soustavy zásobování teplem jsou soustavy, ve kterých je voda cirkulující v potrubí využívána pouze jako nosič tepla a není odebírána z tepelné soustavy pro potřeby zajištění teplé vody. S tímto schématem je systém zcela uzavřen vůči okolí.
Úniky chladicí kapaliny jsou u takového systému samozřejmě také možné, nicméně jsou velmi malé a snadno eliminovatelné a ztráty vody jsou automaticky bez problémů doplňovány pomocí regulátoru doplňování.
Dodávka tepla v uzavřené soustavě zásobování teplem je regulována centralizovaným způsobem, přičemž množství teplonosné látky, tzn. voda zůstává v systému nezměněna. Spotřeba tepla v systému závisí na teplotě cirkulující chladicí kapaliny.
V uzavřených systémech zásobování teplem se zpravidla využívají schopnosti tepelných bodů. Ti od dodavatele tepelné energie, např. tepelné elektrárny, přijímají chladivo a jeho teplota je regulována na požadovanou hodnotu pro potřeby vytápění a zásobování teplou vodou centrálami centrálního zásobování teplem, které jej distribuují spotřebitelům .
Výhody a nevýhody uzavřeného topného systému
Výhodou uzavřeného topného systému je vysoká kvalita dodávky teplé vody. Navíc poskytuje energeticky úsporný efekt.
Jeho prakticky jedinou nevýhodou je složitost úpravy vody kvůli vzdálenosti tepelných bodů od sebe.
Tento článek je první částí nové série článků s kódovým označením „Vytápění od A do Z“. V něm rozebereme rozdíl mezi uzavřeným topným systémem a otevřeným. Zvažte také výhody a nevýhody obou systémů.
Otevřený topný systém je systém, ve kterém je expanzní nádrž umístěná úplně nahoře na topení a tato nádrž má jaksi volný přístup do atmosféry. Je tedy otevřený. Když voda v topném systému expanduje, její přebytek jde do expanzní nádrže a pokud přeteče, jsou odváděny do kanalizace přes speciální potrubí.
Chcete-li vyřešit problémy s autorskými právy, napište mi prosím dopis
Uzavřený topný systém je systém, ve kterém máme uzavřenou expanzní nádobu. S atmosférou to nemá nic společného. Ale má membránu. Tato membrána vytváří tlak na vodu, který působí proti tlaku přebytečné vody v systému. Pokud dojde k přeplnění nádrže, pak tlak dále roste, dosáhne určité hranice, při které se aktivuje pojistný ventil, který přebytečnou vodu vypustí. Lze dojít k závěru, že uzavřený topný systém může pracovat pouze pod tlakem větším, než je přirozený. V opačném případě se vytvoří vakuové dutiny a cirkulace se zastaví.
Chcete-li vyřešit problémy s autorskými právy, napište mi prosím dopis
Je důležité pochopit, že oba systémy mohou obsahovat oběhové čerpadlo. Toto čerpadlo není znakem pouze uzavřených nebo pouze otevřených topných systémů. Přítomnost oběhového čerpadla nemá nic společného s otevřeností nebo uzavřeností systému. Je spojena se zcela odlišnými charakteristikami systému a vztahuje se pouze na cirkulaci chladicí kapaliny v systému, přesněji na rychlost této cirkulace. Jinými slovy, otevřené i uzavřené otopné soustavy mohou být buď samoprůtokové nebo s nuceným oběhem.
Je třeba si uvědomit, že oba topné systémy pracují pod tlakem. Přítomnost tlaku chladicí kapaliny není známkou pouze uzavřeného topného systému. Otázka tlaku je poměrně důležitá a vrátíme se k ní, protože hodnota tlaku chladicí kapaliny se může lišit v otevřených a uzavřených systémech. Jinými slovy, můžeme říci, že tlak chladicí kapaliny v uzavřeném topném systému je větší než v otevřeném. Ale v obou systémech je tlak. A moc se neliší. Ne více než jedna atmosféra. Ano, i v extrémních případech.
Na základě definice systémů můžeme usoudit, že klasický automobilový chladicí systém je otevřený, protože má otevřenou expanzní nádobu. V tomto systému je také přítomno oběhové čerpadlo.
Výklad k problematice tlaku v popsaných otopných soustavách
Co vytváří tlak vody? Obvykle tento tlak vytváří vodní sloupec. Pokud máme potrubí, jehož jeden konec je o 10 metrů vyšší než druhý, pak na spodním konci dostaneme tlak rovný 1 atmosféře. Nic nezávisí na průměru trubky. Nic nezávisí ani na hmotnosti vody na horním konci. Můžete tam umístit železniční cisternu a tlak bude vždy odpovídat rozdílu hladin. Nádrž je mimochodem docela vysoká. V plně naplněné nádrži hladina vody zvyšuje tlak, ale jak voda vytéká z nádrže, tlak se snižuje. Otázku tlaku a jeho měření jsem nastoloval velmi dlouho, ovšem v souvislosti s dodávkou vody.
V našem topném systému, v každém, je také rozdíl v hladinách kapaliny, což znamená, že existuje i tlak této kapaliny. V nejnižším bodě otevřeného systému bude tlak maximální, úplně nahoře, v expanzní nádrži, bude minimální. Například kotel je umístěn v suterénu. Expanzní nádoba je umístěna v podkroví druhého podlaží. Ve zcela naplněném topném systému bude tedy výška kolony rovna vzdálenosti od spodního bodu kolony k hornímu bodu expanzní nádoby. Troufám si říct, že je to asi 8 metrů. Náš otevřený topný systém tedy pracuje při tlaku 0.8 atmosféry.
V otevřeném topném systému je tlak vždy stejný. Přebytečná voda nestoupá nad určitou úroveň. Máme nouzový odtok. V uzavřeném systému voda neodtéká a při rozpínání získáme zvýšení tlaku. Aby se systém neroztrhl právě tímto tlakem, máme speciální zařízení. Říká se tomu membránová expanzní nádrž. Má gumovou membránu. Na jedné straně má vzduch a na druhé vodu. Voda vstupuje do nádrže a stlačuje vzduch. Tlak vody v systému se postupně zvyšuje.
A co se stane, když je v expanzní membránové nádrži příliš mnoho vody? Tlak poroste jako lavina a systém se může rozbít. Aby se to nestalo, musí mít systém nutně nouzový ventil, který se při nějakém bezpečném tlaku mírně otevře a vyteče z něj voda na podlahu, pokud jste pod tento ventil nedali vědro.
O expanzních nádržích
Je zřejmé, že expanzní nádoba musí být schopna bezpečně pojmout přebytečnou vodu vznikající v topném systému při jeho tepelné roztažnosti. K tomu musí mít odpovídající objem.
Otevřená expanzní nádrž by měla mít co nejužší hrdlo. Měl by být uzavřen víkem, ve kterém jsou malé otvory. Je lepší je nějak chránit před prachem, mouchami a tak. Je lepší udělat plastový kryt, aby se na dírkách netvořily porosty rzi. Ale i tak se musíte pravidelně starat o to, aby byly otvory čisté a aby vzduch mohl volně ven a dovnitř. Nádrž musí být dostatečně velká, aby při ochlazení vody nádrž zcela neopustila, protože v tomto případě bude do systému vpuštěn vzduch, který systém ucpe a cirkulace vody se zastaví.
Uzavřená nádrž také vyžaduje pozornost, ale mnohem méně. Zaprvé musí mít také dostatečnou velikost a zadruhé se v něm vyžaduje kontrola tlaku vzduchu. Pokud je třeba nádrž příliš často čerpat, musíte vyměnit vsuvku. Při výměně vsuvky doporučuji nastavit ji přesně tak, jak byla, protože příliš dlouhá vsuvka může membránu prorazit.
Jaká by tedy měla být přesně velikost nádrže? Těžko říct. Nádrž mám 25 litrů a to mi stačí. Množství vody v mém systému je myslím 100-150 litrů. Při zahřívání systému se tlak v něm zvyšuje o 0.2-0.3 atmosféry. Ale tak či onak tento tlak reguluji a teplota mi prakticky neskáče. Otevřenou nádrž lze vyrobit větší, než je požadováno, a po zahřátí systému přidávat vodu, dokud přebytek nezačne vytékat nouzovým vypouštěcím potrubím.
V uzavřených topných systémech je výhodné zavěsit membránovou expanzní nádobu s výstupem vody nahoru. To se děje tak, aby se v něm nezdržoval vzduch. Bubliny v uzavřeném topném systému mohou chodit poměrně dlouho, vytvářet specifické zvuky a shromažďovat se na oddělených místech, čímž blokují cirkulaci chladicí kapaliny. Aby tento proces probíhal rychleji, jsou expanzní nádoby takto zavěšeny. Tomu se říká „dobrý“ nápad.
Musím nutně instalovat membránovou expanzní nádrž na vratné potrubí? Nebo koneckonců kdekoliv? Trvám na tom. Kdekoli. Ale pokud si opravdu chcete nastavit omezení tohoto druhu, dejte to na zpáteční linku. U zpětného vedení z přívodního vedení nevidím žádné výhody. Ano. Teplota přívodu je vyšší. No a co? Zdá se mi, že teplotní rozdíl není důvodem k omezování v pohodlí. Motor i nádrž mám na přívodním potrubí 15 let a nikdy jsem toho nelitoval. Obě zařízení jsou určena pro teplotu 110 stupňů. Nemám víc než 75. Nad 90 se kotel netopí. Je zde nouzový termostat.
co je lepší? Otevřený nebo uzavřený topný systém?
Je skutečně provoz topného systému pod přetlakem špatný nebo dobrý? Proč potřebujeme systém komplikovat, vkládat do něj drahá zařízení, jako je membránová nádrž, manometr, nouzový ventil? Možná se zvýší účinnost? Možná se sníží množství vzduchových kapes, které se tvoří?
Drazí přátelé! Na stavebních a speciálních fórech mohou psát „různí“ chytří lidé a „cool“ specialisté, kteří mimochodem někdy píší tak nespisovně, že je třeba pochybovat, že vůbec studovali na školách, ale já’ řeknu to jednodušeji. Pouze pohodlí. Nic významnějšího. Opravte mě v komentářích, pokud si myslíte, že se mýlím. Výhodou je, že nádrž lze umístit tam, kde ji potřebujete, tedy kdekoli v systému. Voda z takového systému nikam nemizí a opravdu můžete rok, a někdy i více, bez doplňování. Můžete odejít z domu s fungujícím systémem na měsíc a s největší pravděpodobností se mu nic nestane. To znamená, že cirkulace se nezastaví, dům se neodmrazí a vše bude v pořádku, jak se říká „tam“.
Ano, pochopili jste to správně! V otevřeném systému musíte často přidávat vodu, a proto musíte vylézt do podkroví a zkontrolovat jeho hladinu. Pro pohodlí je k dispozici speciální průhledná trubice indikátoru signálu, ve které je tato úroveň viditelná.
Doporučuji uvažovat pouze o uzavřených topných systémech. Otevřené jsou zastaralé a zdaleka nejsou „staré a dobré“.
Doufám, že po přečtení tohoto materiálu jsou základní pojmy otopných soustav každému jasné.
Váš autor Dmitrij Belkin.
