Jaký je rozdíl mezi otevřeným a uzavřeným topným systémem?

Topné systémy jsou zdrojem tepla v každém obytném domě nebo průmyslovém areálu. Kromě vytápění budovy často potřebují zásobování teplou vodou. V závislosti na typu topného systému, jeho fungování a způsobu přenosu chladicí kapaliny. Systémy dálkového vytápění zajišťují vytápění celých okresů nebo i malých sídel, místní se používají k vytápění jedné budovy nebo několika budov. Otevřené topné systémy zajišťují dodávku teplé vody ze samotné sítě, zatímco uzavřené topné systémy jsou potřebné pro vytápění prostor. Než si vyberete, jaký typ dodávky tepla je pro vás vhodný, prostudujte si rozdíly v jejich provedení.

Otevřený topný systém

Jedná se o velmi ekonomický způsob, jak zajistit teplo i teplou vodu z jednoho zdroje. Současně jsou minimalizovány náklady na teplou vodu a energii: takové schéma je připojeno přímo k teplárně, takže voda je neustále dodávána přímo odtud. Název otevřeného topného systému přímo souvisí s jeho konstrukcí a způsobem provozu.

Výhody. Pro fungování tohoto typu dodávky tepla se používají termodynamické zákony: cirkulace chladicí kapaliny probíhá přirozeně. Horká voda stoupá výše k výstupu z kotle a vytváří zde vysoký tlak. Současně na výstupu z generátoru tepla vzniká vakuum, takže kapalina spěchá do nízkotlaké zóny a pohybuje se potrubím. Vzhledem k tomu, že se ohřívaná voda zvětšuje, vyžaduje otevřený topný systém velkou expanzní nádobu. Dá se uzavřít víkem, ale přesto přichází do styku se vzduchem, takže takové zařízení nelze nazvat vzduchotěsným. Voda, která vstupuje do kohoutků z kohoutků, se ohřívá v průměru na 60-65 stupňů. Obyvatelé domů s otevřeným topným systémem proto mohou používat běžné směšovače bez výměníku tepla. Přenosová vedení pro každého nájemníka, mluvíme-li o bytovém domě, se počítají s ohledem na nejvyšší spotřebu, protože rozvod teplé vody je nerovnoměrný.

Nevýhody. Z velké části je tento způsob vytápění velmi produktivní a pohodlný. Ale hlavní nevýhodou otevřeného přívodu tepla byla a zůstává kvalita tekutiny z kohoutku. Protože je to také chladicí kapalina, musí cirkulovat dlouhými trubkami. Proto, když vstoupí do zásobování vodou, čistota takové vody je poměrně nízká. Pokud je potrubí již staré nebo se na něm začínají tvořit usazeniny, může to způsobit i zhoršení kvality vody. Bude sbírat částice plaku z potrubí. Z tohoto důvodu se může změnit barva a vůně vody. Zvýší se také obsah bakterií a mikrobů.

Uzavřený topný systém

Tento typ dodávky tepla je určen pouze pro vytápění prostor, bez dodávky teplé vody. Proto chladicí kapalina cirkuluje sítí, aniž by se dostala do přívodu vody. Uzavřený systém je zcela izolován od okolního prostředí a utěsněn. Doplňování ztrát chladicí kapaliny probíhá automaticky prostřednictvím regulátoru. Díky zařízení tohoto typu zásobování teplem lze místo vody v potrubí použít speciální teplonosné kapaliny.

Výhody. Kvalita teplé vody v uzavřeném topném systému je trvale vysoká. Konstrukční prvky a způsob ovládání zároveň poskytují efekt úspory energie a vyšší produktivitu. V průměru zůstává množství kapaliny trvale přítomné v topném systému stabilní. Teplo je dodáváno centrálně. To umožňuje řídit spotřebu energie úpravou teploty chladicí kapaliny, která se pohybuje potrubím a je umístěna v radiátorech. Čím je voda teplejší, tím více energie se spotřebuje na vytápění objektu. V uzavřených topných systémech lze použít tepelné instalace, např. CHP. Horká voda do nich vstupuje od dodavatele a poté je přivedena na požadovanou teplotu a přesměrována do cirkulace potrubím.
Nevýhody. Navzdory své konstrukci, která neumožňuje kontakt se vzduchem, může dojít k odtlakování systému. Nejčastěji k tomu dochází na spojích a na spojích potrubí. Mohou se v nich tvořit vzduchové kapsy, které brání cirkulaci chladicí kapaliny. Další nevýhodou takto uzavřeného systému je složitost úpravy vody pro použití v potrubí. Přenos z jednoho tepelného bodu do druhého znamená, že budou blízko, jinak bude spotřeba energie příliš vysoká.

Rozdíly ve fungování a návrhu otevřených a uzavřených otopných soustav

Otevřený topný systém má jiné názvy: gravitace, gravitace nebo přírodní. Protože voda v něm cirkuluje bez dalšího úsilí, ale sama o sobě. Přídavné čerpadlo není potřeba. Součástí systému je topidlo (plynový, elektrický kotel, kotel na tuhá paliva nebo pyrolýzní kotel), expanzní nádoba a potrubí. Současně je žádoucí při instalaci potrubí použít co nejméně armatur, spojů a spojů, aby nedošlo ke zpomalení cirkulace chladicí kapaliny. V létě musí být takový systém konzervován a v zimě se doporučuje izolovat expanzní nádrž a zajistit, aby se v potrubí nevytvářely vzduchové zámky. Uzavřený topný systém využívá ke svému fungování zákony termodynamiky a tepelné fyziky. Jeho sada obsahuje topný kotel, oběhové čerpadlo, potrubí, expanzní nádobu a také ovládací a monitorovací zařízení. Hlavním rozdílem tohoto systému je nucená cirkulace chladicí kapaliny potrubím.

Připojení otevřených a uzavřených topných systémů

Oba druhy zásobování teplem lze propojit dvěma způsoby: závislým a nezávislým. V prvním případě se pro připojení používají čerpadla a výtahy, ve druhém případě je použit výměník tepla. Nezávislé schéma připojení je mnohem složitější, ale díky němu je možné zajistit dobrou kvalitu kapaliny v potrubí. To platí zejména pro ty, kteří se chystají zvolit otevřený systém vytápění. Voda, i když projde potrubím, bude čistší. Kromě toho se v potrubí bude ukládat méně plaku a vodního kamene. Pro uzavřený systém je tato volba také relevantní: nezávislý typ připojení ušetří energii.

Závěry

Otevřený systém je levnější na provoz, protože využívá přirozenou cirkulaci vody gravitací. Ale jeho instalace se dotkne všech místností, až do podkroví nebo podkroví do sklepa. Proto bude omezena na celkovou plochu všech místností. Vzhledem k neustálému odpařování chladicí kapaliny ze systému bude nutné pečlivé sledování její hladiny a pravidelné doplňování vody do expanzní nádoby.

Uzavřený systém má delší životnost a vysokou účinnost. Jeho instalace je složitější, protože zahrnuje nejen pokládku potrubí, ale také instalaci dalších prvků. Zároveň je těkavý díky použití oběhového čerpadla. Ale jako chladicí kapalinu v něm můžete použít nejen vodu, ale i jiné kapaliny, jako je nemrznoucí směs nebo specializované směsi.

Tento článek je první částí nové série článků pod kódovým názvem „Vytápění od A do Z“. V něm rozebereme rozdíl mezi uzavřeným topným systémem a otevřeným. Podívejme se také na výhody a nevýhody obou systémů.

Otevřený topný systém je systém, ve kterém je expanzní nádoba umístěna v úplně horní části topení a tato nádoba má jaksi volný přístup do atmosféry. Je tedy otevřená. Když voda v topném systému expanduje, její přebytek jde do expanzní nádrže a pokud přeteče, je odváděn do kanalizace speciálním potrubím.

Otevřený topný systém

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 nijak nesouvisí. Ale má membránu. Tato membrána vytváří tlak na vodu, který působí proti tlaku přebytečné vody v systému. Pokud je nádrž přeplněná, tlak se dále zvyšuje a dosahuje určité hranice, při které se aktivuje pojistný ventil, který uvolňuje přebytečnou vodu. 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.

Uzavřený topný systém

Chcete-li vyřešit problémy s autorskými právy, napište mi prosím dopis

Je důležité pochopit, že oba systémy mohou obsahovat oběhové čerpadlo. Toto čerpadlo není součástí pouze uzavřených nebo pouze otevřených topných systémů. Přítomnost oběhového čerpadla nemá nic společného s otevřeností nebo uzavřeností systému. Souvisí se zcela odlišnými charakteristikami systému a týká se pouze cirkulace chladicí kapaliny v systému, přesněji řečeno rychlosti této cirkulace. Jinými slovy, otevřené i uzavřené topné systémy mohou být buď gravitační nebo nucený oběh.

Musíte pochopit, 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 velikost 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. Navíc se příliš neliší. Ne více než jedna atmosféra. Ano, a pak jen jako poslední možnost.

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? Typicky tento tlak vytváří sloupec vody. 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. Ve zcela naplněné nádrži hladina vody přidává tlak, ale jak voda vytéká z nádrže, tlak se snižuje. Otázku tlaku a jeho měření jsem nastolil již velmi dávno, ale v souvislosti s dodávkou vody.

V našem topném systému, v kterémkoli, je také rozdíl v hladinách kapaliny, což znamená, že existuje také tlak této kapaliny. V nejnižším bodě otevřeného systému bude tlak maximální, v nejvyšším bodě 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. Troufnul bych si odhadnout, že je to přibližně 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 jejím rozpínání dochází ke zvýšení tlaku. Aby nedošlo k protržení systému tímto stejným tlakem, máme speciální zařízení. Říká se tomu membránová expanzní nádrž. Má gumovou membránu. Na jedné straně má vzduch, na druhé je voda. Voda proudí do nádrže a stlačuje vzduch. Tlak vody v systému se postupně zvyšuje.

Co se stane, když do nádrže s expanzní membránou vnikne příliš mnoho vody? Tlak se zvýší jako lavina a systém může prasknout. Aby k tomu nedocházelo, musí mít systém nouzový ventil, který se při určitém bezpečném tlaku mírně otevře a voda vyteče na podlahu, pokud pod tento ventil nepoložíte 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 pokud možno úzké hrdlo. Mělo by být zakryto víkem, které má v sobě malé otvory. Je lepší je nějak chránit před prachem, mouchami a tak. Víko je lepší vyrobit z plastu, aby se na dírkách netvořila rez. Ale stále musíte pravidelně dbát na to, aby byly otvory čisté a umožňovaly vzduch volně proudit dovnitř a ven. Nádrž musí být dostatečně velká, aby voda při ochlazení nevytékala z nádrže celá, protože v tomto případě se do systému dostane 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 je nutné v něm zkontrolovat tlak vzduchu. Pokud se nádrž musí nafukovat příliš často, musíte vyměnit vsuvku. Při výměně vsuvky doporučuji nainstalovat ji přesně tak, jak byla, protože příliš dlouhá vsuvka může membránu prorazit.

Jaká by tedy měla být přesně velikost nádrže? Těžko říct. Mám 25 litrovou nádrž a to mi stačí. Množství vody v mém systému je myslím 100-150 litrů. Když se systém zahřeje, tlak v něm vzroste o 0.2-0.3 atmosféry. Ale tak či onak tento tlak reguluji a teplota mi prakticky nekolísá. Otevřenou nádrž lze vyrobit větší, než je požadováno, a po zahřátí systému přidávat vodu, dokud přebytek nezačne vytékat nouzovým vypouštěcím potrubím.

Proč je nádrž zavěšena dnem vzhůru?

Membránovou expanzní nádobu je výhodné zavěsit v uzavřených topných systémech s výstupem vody nahoru. To se děje tak, aby v něm nezůstával vzduch. Bubliny v uzavřeném topném systému mohou cestovat poměrně dlouho, vytvářet specifické zvuky a shromažďovat se na určitých místech, čímž blokují cirkulaci chladicí kapaliny. Aby byl tento proces rychlejší, jsou expanzní nádrže zavěšeny takto. Tomu se říká „dobrý“ nápad.

Expanzní nádoba topného systému
Umístění nádrže

Je nutné instalovat membránovou expanzní nádobu na vratné potrubí? Nebo koneckonců kdekoliv? trvám na tom. Kdekoli. Ale pokud si opravdu chcete nastavit omezení tohoto druhu, dejte je obráceně. Nevidím žádnou výhodu mezi zpětným vedením a přívodním vedením. Ano. Teplota v přívodu je vyšší. No a co? Zdá se mi, že teplotní rozdíl není důvodem k omezení vašeho pohodlí. Motor i nádrž mám na přívodním potrubí 15 let a nikdy jsem toho nelitoval. Obě zařízení jsou určena pro teploty 110 stupňů. Nikdy mi nepřekročí 75. Kotel se nezahřeje nad 90. Je tam nouzový tepelný spínač.

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?

Vážení 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 nezmizí a opravdu můžete rok a někdy i více bez doplnění. 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, slyšeli jste dobře! Otevřený systém často vyžaduje přidání vody, což vyžaduje 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.