Открытая и закрытая система: Открытая и закрытая система отопления: в чем разница – Закрытая система (физика) — Википедия

Закрытая система (физика) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Закры́тая систе́ма — термодинамическая система, которая может обмениваться с окружающей средой теплом и энергией, но не веществом^[1], в отличие от изолированной системы, которая не может обмениваться с окружающей средой ничем, и открытой системы, которая обменивается с другими телами как теплом и энергией, так и веществом.

Если закрытая система проста, то есть содержит только один тип элементов (атомов или молекул), то количество этих элементов является постоянной величиной. Тем не менее, в системах, в которых могут идти химические реакции, могут существовать самые разные виды молекул, которые образуются и уничтожаются в процессе реакции. Поэтому, система остаётся закрытой в том случае, если общее количество каждых элементарных атомов сохраняется, независимо от того, частью какого типа молекул они являются.

Математически для каждого элемента в системе: ∑j=1maijNj=bi0{\displaystyle \sum _{j=1}^{m}a_{ij}N_{j}=b_{i}^{0}}, где

Nj{\displaystyle N_{j}} — количество молекул типа j,
aij{\displaystyle a_{ij}} — количество атомов элемента i в молекуле j, и
bi0{\displaystyle b_{i}^{0}} — общее количество атомов элемента i в системе, которое остается постоянным, так как система закрытая.

различия схем на примерах фото и видео

Содержание:

4. Экономия ресурсов

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. 

При отоплении помещений задействуются открытая и закрытая система теплоснабжения. Между ними имеется отличие, которое заключается в том, что открытый тип предусматривает подачу горячей воды потребителям непосредственно из теплосети – они разбирают ее полностью или частично (подробнее: «Закрытая и открытая система отопления на примерах схем»). 

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. 

Открытая схема теплоснабжения функционирует на основе законов термодинамики: горячая вода поднимается вверх, благодаря чему на выходе котла создается высокое давление, а на входе в теплогенератор — небольшое разряжение. Далее жидкость направляется из зоны повышенного давления в зону более низкого и в результате осуществляется естественная циркуляция теплоносителя. 

Будучи в нагретом состоянии, вода имеет свойство увеличиваться в объеме, поэтому для данного типа отопительной системы требуется наличие открытого расширительного бака, такого как на фото – это устройство абсолютно негерметично и напрямую соединяется с атмосферой. Поэтому такое обеспечение теплом получило соответствующее название — открытая водяная система теплоснабжения. 

В открытом типе вода нагревается до 65 градусов и потом подается к кранам водоразбора, откуда поступает к потребителям. Подобный вариант теплоснабжения позволяет пользоваться дешевыми смесителями вместо дорого теплообменного оборудования. Так как разбор подогретой воды неравномерен, по этой причине линии подачи конечному потребителю рассчитывают с учетом максимального потребления.

Закрытые системы теплоснабжения 

Представляет собой закрытая система теплоснабжения конструкцию, в которой теплоноситель, циркулирующий в трубопроводе, используется только для обогрева и вода из тепловой сети не отбирается на горячее водоснабжение. 

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.

Зависимый способ подключения открытой системы означает подсоединение через элеваторы и насосы. В независимом типе горячая вода поступает через теплообменник.

Экономия ресурсов

Зависимый тип закрытой системы предусматривает, что вода поступает к потребителю, минуя тепловые пункты. В данном случае нет необходимости устанавливать циркуляционные насосы, приборы для регулировки теплообмена и автоматического контроля. Но есть и минус – невозможность регулировать температурный режим в системе. 

Независимые закрытые системы теплоснабжения экономят энергоресурсы в размере 10-40 % в год. Они позволяют регулировать количество поставляемого тепла, температуру теплоносителя и улучшать его качественные характеристики, что приводит к надежной работе нагревательного оборудования.

Пример открытой системы теплоснабжения на видео:

Открытые и закрытые системы



Открытые и закрытые системы.

Существует два основных типа систем: закрытые и открытые. Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы от среды, окружающей систему. Часы — знакомый пример закрытой системы. Взаимозависимые части часов двигаются непрерывно и очень точно, как только часы заведены или поставлена батарейка. И пока в часах имеется источник накопленной энергии, их система независима от окружающей среды.

Понятие закрытой системы порождено физическими науками. Здесь понимается, что система является самосдерживаемой. Закрытая система, как это становиться  по названию — отграничена от окружающего мира. Взаимодействие происходит только внутри системы между ее структурными компонентами.  Ее главная характеристика в том, что она существенно игнорирует эффект внешнего воздействия. Совершенной системой закрытого типа была бы та, которая не принимает энергии от внешних источников и не дает энергию своему внешнему окружению. Закрытая организационная система имеет малую применяемость. Степень разграничения открытой или закрытой систем меняется в рамках систем. Открытая система может стать более закрытой, если контакты с окружением уменьшаются со временем. В принципе возможна и обратная ситуация.

Закрытые системы в чистом виде игнорируют любые внешние эффекты и в идеале не должны ничего получать и ничего отдавать. Для большинства организаций такое существование невозможно. Открытая система зависит от энергии, информации, материалов, которые поступают из внешней среды.

 

Основная черта действующих систем в том, что происходит изменение. Как внутри системы, так и между системами происходит перераспределение энергии, информации и ресурсов. Данные операции обмена в теории систем называются Флуктуации (колебания). Как вода течет туда, где ниже, так и все обмены происходят на основе трех принципов:

·        При обыкновенных условиях перераспределение ресурсов происходит из мест с большей плотностью в места с меньшей плотностью.

·        Производимые изменения зависят не только от количества перемешенных ресурсов, но и от разности градиентов между местами откуда и куда перемещают, и от скорости перемещения.

·         Движение в обратном направлении определенного ресурса (оттуда, где меньше, туда, где больше) возможно, если в более глобальном масштабе происходит выравнивание градиентов. 

    Результатом всех перераспределений между элементами закрытой системы через определенный промежуток времени будет равномерное и однородное состояние. Наступает гибель системы.

Закрытость и открытость систем бывает разной степени выраженности. Абсолютно закрытая и абсолютно открытая системы — это достаточно абстрактные понятия. Даже в сложнейших научных экспериментах и при особых природных обстоятельствах (глубоко в космосе, в центре звезды) достижение абсолютно открытого или закрытого состояния невозможно.

  Возможны как бы промежуточные состояния: мнимо открытая и мнимо закрытая система. Мнимость проявляется в том, что обладая внешними признаками одного типа, на самом деле система относиться к другому типу.  Организация, исповедующая принципы — мы сами себе все сделаем, осуществляет взаимодействие с окружающим миром. А СССР, сообщавший всем, какой он открытый, в действительности был гораздо более закрытым. И как и следовало ожидать — развалился. 

Закрытая система более стабильна, так как не подвержена изменениям при взаимодействии с окружением.
 

Открытая система характеризуется взаимодействием с внешней средой. Энергия, информация, материалы — это объекты обмена с внешней средой через проницаемые границы системы. Такая система не является самообеспечивающейся, она зависит от энергии, информации и материалов, поступающих извне. Кроме того, открытая система имеет способность приспосабливаться к изменениям во внешней среде и должна делать это для того, чтобы продолжить свое функционирование.

Для закрытых характерна детерминированность и линейность развития. Открытые системы предполагают обмен веществом, энергией, информацией с внешним миром в любой точке, а также стохастический характер процессов, подчас выводящий случайность на определяющие позицию. Управление такими системами предполагает выработку оптимального варианта на основании проработки множества вариантов принятия управленческих решений.

 

Свойства открытых систем

  Наличие цикла событий.

  Обратная связь. Под обратной связью понимается информация, которая генерируется, собирается, используется открытой системой для мониторинга, оценки, контроля и коррекции собственной деятельности. Обратная связь позволяет организации получать информацию о возможных или реальных отклонениях от намеченной цели и вовремя вносить изменения в процесс её развития. Отсутствие обратной связи ведёт к патологии, кризису и краху организации. Люди в организации, занимающиеся сбором и анализом информации, интерпретирующие её, систематизирующие потоки информации, обладают колоссальной властью.

  Открытым организационным системам присущ динамический гомеостаз. Все живые организмы проявляют тенденцию к внутреннему равновесию и балансу. Процесс поддержания самой организацией сбалансированного состояния и называется динамическим гомеостазом.

  Открытые организационные системы характеризуютсядифференциацией — тенденцией к росту, специализации и разделению функций между различными компонентами, которые формируют данную систему. Дифференциация — это ответ системы на изменение внешней среды.

  Эквифинальность. Открытые организационные системы способны, в отличие от закрытых систем, достигать поставленных целей различными путями, двигаясь к этим целям с различных стартовых условий. Нет и быть не может единого и наилучшего метода достижения цели. Цель всегда может быть достигнута разными способами, и двигаться к ней можно с разными скоростями.

 

Свойства закрытых систем

· Устойчивость. Устойчивость работы системы может быть нарушена при необоснованном усложнении или упрощении организационной структуры. Опыт управления показывает, что для повышения устойчивости работы, как правило, приходится устранять излишние звенья или подсистемы управления и значительно реже — добавлять новые. На устойчивость работы организации влияют внешние факторы (например, инфляция, спрос, взаимоотношения с партнерами и государством). Для повышения устойчивости работы необходимо быстро перестраивать коммуникации организации в соответствии с новыми целями и задачами. 

·  Адаптивность. Под адаптивностью понимается способность организации приспосабливаться к новым внешним условиям, возможности саморегулирования и восстановления устойчивой деятельности. Адаптивные организации часто имеют органическую структуру, когда каждый субъект управления (подразделение, рабочая группа, работник) имеет возможность взаимодействовать с каждым.

·  Централизованность. Речь идет о свойстве системы быть руководимой из какого-то единого центра, когда все части организации руководствуются командами из центра и пользуются заранее определенными правами. Живые организмы, например, функционируют под руководством центральной нервной системы. В коллективе централизованность осуществляет руководитель, лидер, менеджер; на предприятиях — администрация, аппарат управления; в стране — государственный аппарат. При высокой сложности системы или невозможности единого руководства из центра последний передает часть властных полномочий автономиям, происходит децентрализация управления.

·  Обособленность. Обособленность означает стремление системы к автономности, изолированности и проявляется при решении вопросов распределения ресурсов и властных полномочий частей большой организации, конгломератных объединений, централизации и децентрализации управления. Способствуют обособлению и противоречия целей и интересов, процесс распределения прибылей между частями целого. Часто наблюдаются процессы обособления персонала в неформальные группы на основе личных связей, симпатий, общих взглядов и черт характера, близкого уровня образования, этнической принадлежности, возраста, должностного положения и т.д. Процессы обособления частей системы являются малоизученными и представляют интерес для исследователей.

·  Совместимость. Под совместимостью понимается взаимоприспособляемость и взаимоадаптивность частей системы. На уровне государства как крупной системы возникают проблемы совместимости национальной экономики с экономиками регионов, отраслей. В России, например регионы-доноры, имеющие в своем распоряжении больший объем природных ресурсов или высокоэффективные производства, вынуждены отдавать в центр большую часть прибылей (в форме налоговых отчислений), которые впоследствии направляются на нужды дотационных регионов Севера, Сибири, Дальнего Востока, что приводит к возникновению центробежных тенденций, дезинтеграции, различным противоречиям и конфликтам. На уровне предприятий нередко возникают противоречия интересов организации и потребностей ее подразделений. К примеру, руководство компании может принять решение о направлении большей части прибыли, зарабатываемой одним подразделением, на развитие другого, в данный момент убыточного.

·  Свойство «обратных связей». Фундаментальное свойство больших систем — установление обратных связей, сущность которых заключается в том, что информация (ресурсы, энергия) с выхода системы (или входящих в нее подсистем) поступает на вход этой системы (или подсистем, в нее входящих). Для производственной системы принцип обратных связей работает следующим образом. Выходная информация, например показатели хозяйственной деятельности, под действием различных обстоятельств постоянно варьируются во времени, менеджмент постоянно проводит их анализ и сравнение с поставленными целями (вход системы). По результатам сравнения принимаются управленческие решения, корректирующие работу системы (в случае необходимости), что обеспечивает адаптивность системы (приспособление ее к новым условиям работы) и оперативность (гибкость) ее управления. Обратные связи нередко играют и негативные системные роли. Например, в подсистеме «персонал» размер вознаграждения влияет на трудовые усилия и полученные работниками результаты. Если вознаграждение за труд несоизмеримо с усилиями, система начинает саморазрушаться, снижаются стимулы к выполнению рабочих заданий и результаты труда (объем продукции, ее качество) также снижаются.

·  Синергичность — однонаправленность (или целенаправленность) действий компонентов усиливает эффективность функционирования системы. Приоритет интересов системы более широкого (глобального) уровня перед интересами её компонентов.

·  Целостность — первичность целого по отношению к частям; появление у системы новой функции, нового качества, органично вытекающих из составляющих ее элементов, но не присущих ни одному из них, взятому изолированно.

·  Структурность — возможна декомпозиция системы на компоненты, установление связей между ними.

·  Иерархичность — каждый компонент системы может рассматриваться как система (подсистема) более широкой глобальной системы.

 

 

Руководители в основном занимаются системами открытыми, потому что все организации являются открытыми системами. Выживание любой организации зависит от внешнего мира. Подходы, развиваемые ранними школами в управлении, не могли удовлетворить всем ситуациям, поскольку в них предполагалось, по крайней мере неявно, что организации являются закрытыми системами. Они активно не рассматривали среду в качестве важной переменной в управлении.

Крупные составляющие сложных систем, таких как организации, человек или машина, зачастую сами являются системами. Эти части называются подсистемами. Понятие подсистемы это важное понятие в управлении. Посредством подразделения организации на отделы, о котором говорится е последующих главах, руководством намеренно создаются подсистемы внутри организации. Системы, такие как отделы, управления и различные уровни управления, — каждый из этих элементов играет важную роль в организации в целом, точно так же как подсистемы вашего тела, такие как кровообращение, пищеварение, нервная система и скелет. Социальные и технические составляющие организации считаются подсистемами.

Подсистемы могут, в свою очередь, состоять из более мелких подсистем. Поскольку все они взаимозазисимы, неправильное функционирование даже самой маленькой подсистемы может повлиять на систему в целом. Работа каждого отдела и каждого работника в организации очень важна для успеха организации в целом.

Понимание того, что организации представляют собой сложные открытые системы, состоящие из нескольких взаимозависимых подсистем, помогает объяснить, почему каждая из школ в управлении оказалась практически приемлемой лишь в ограниченных пределах. Каждая школа стремилась сосредоточить внимание на какой-то одной подсистеме организации. Бихевиористская школа в основном занималась социальной подсистемой. Школы научного управления и науки управления -главным образом, техническими подсистемами. Следовательно, они зачастую не могли правильно определить все основные компоненты организации. Ни одна из школ серьезно не задумывалась над воздействием среды на организацию. Более поздние исследования показывают, что это очень важный аспект работы организации. Сейчас широко распространена точка зрения, что внешние силы могут быть основными детерминантами успеха организации, которые предопределяют — какое из средств арсенала управления может оказаться подходящим и, вероятнее всего, успешным.

            

Сущность закрытой системы организации

Для организации свойственен циклический характер функционирования. Выходная продукция системы обеспечивает средства для нового инвестирования, что позволяет повторять цикл. Доходы, полученные заказчиками промышленных организаций, должны быть достаточно адекватными для оплаты кредитов, труда рабочих и погашения займов, если цикличность устойчива и обеспечивает жизнеспособность организации. 

Следует подчеркнуть и то, что организационные системы предрасположены к сокращению или распадению на части. Поскольку закрытая система не получает энергию и новые вложения из своего внешнего окружения, она может со временем сокращаться. В отличие от нее открытая система характеризуется негативной энтропией, т.е. она может реконструировать саму себя, поддержать свою структуру, избежать ликвидации и даже вырасти, потому что имеет возможность получать энергию извне в большей мере, чем отдает наружу. 

Закрытыми системами организации традиционно являются решения отдельных производителей. Такие решения фокусируются на продукции одного конкретного производителя и часто приводят к дорогостоящему техническому обслуживанию и сервисным услугам, а также к ограниченным возможностям при расширении системы. При использовании закрытых систем ограничена совместимость с системами и устройствами других производителей. Всё это приводит к возникновению, так сказать, «островов автоматизации». Зачастую такие системы имеют встроенные шлюзы фирмы-производителя, которые переводят информацию или фильтруют её и, таким образом, поддерживают решения, реализуемые с устройствами данной фирмы. Клиент оказывается связанным с оборудованием и продуктами одной конкретной фирмы на весь срок службы системы. 

Закрытые системы характеризуются главным образом внутренними связями и создаются людьми или компаниями для удовлетворения потребностей и интересов преимущественно своего персонала, компании или учредителей. Например, профсоюзы, политические партии, масонские общества.

 

 

 

 

Сравнение закрытых и открытых систем организации

Открытые системы организации имеют опубликованный промышленный стандарт и этот стандарт принят ведущими производителями. В закрытой системе организации стандарт продвигается одной определённой фирмой и принят лишь ограниченным количеством производителей.

В открытых системах организации работают устройства различных производителей, а в закрытых системах могут быть объединены продукты лишь одного производителя или ограниченного числа производителей.

В открытых системах организации нет необходимости в услугах инженера для обеспечения коммуникации. Обычно применяется технология маршрутизации. В закрытых системах необходимы комплексные инженерные работы для обеспечения коммуникации. Обычно используются проприетарные шлюзы.

В открытых системах организации над одним проектам работают несколько интеграторов и используют несколько типов графических пользовательских интерфейсов на одну систему. В закрытых системах над проектом работает только один интегратор и используется  один единственный графический пользовательский интерфейс на одну систему.

В открытых системах организации различные источники для конкурирующих совместимых продуктов. В закрытых системах один единственный источник или ограниченное количество источников продуктов.

Техобслуживание системы в закрытых системах организации  проводится только одной определённой сервисной службой, а в открытых различными сервисными службами.

У закрытых систем организации в распоряжении лишь один инструмент или ограниченное количество инструментов, которые предназначены для устройств только одного производителя, у открытых система сетевого менеджмента для электроинсталляций различных производителей.  

Архитектура сети у закрытых систем организации логическая многоярусная, у открытых- логическая плоская.

В открытых системах организации возможность расширения с помощью «прозрачных» маршрутизаторов. ограниченные возможности расширения, отсутствует маршрутизация.

В закрытых системах организации объёмное использование шлюзов как к установленным ранее, так и к новым системам. В открытых системах нет необходимости в шлюзах за исключением шлюзов к ранее установленным системам.

В закрытых системах организации допускаются решения только одного единственного производителя, а  открытых системах допускаются решения независимых системных интеграторов.

 

 

 

 

 

Литература

1.       Б.З. Мильнер «Теория организации»

2.       М. Мескон, М. Альберт, Ф. Хедоури «Основы менеджмента»

3.       http://h2ppy.narod.ru/50.htm

4.       http://www.bestreferat.ru/referat-57456.html

 

 

 

Открытая система отопления и закрытая

Открытая система отопления является самой простой и энергонезависимой системой с естественной циркуляцией. Основана такая система на законах термодинамики. На выходе из котла создаётся повышенное давление, далее горячая вода проходит по трубам в область с более низким давлением, при прохождении теряя температуру.

Далее охлаждённый теплоноситель возвращается обратно в отопительный котёл, где снова нагревается. Происходит естественная циркуляция теплоносителя. Система функционирует исключительно на воде, так как использование антифризов для отопления приводит к их быстрому испарению.

Открытая система отопления

В открытой системе теплоснабжения обязательно наличие расширительного бака, так как нагретая вода расширяется. Расширительный бак служит для приёма излишков воды при расширении и возврата её в систему при остывании, а также для удаления воды при чрезмерном её объёме. Бак герметичен не полностью, поэтому вода испаряется, вследствие чего необходимо постоянно возобновлять её уровень. В открытой системе отопления не используется насос. Система достаточно проста. Состоит из труб, стального расширительного бачка, радиаторов и котла. Применяются дизельные, газовые котлы и котлы на твёрдом топливе, кроме электрических.

В открытой системе отопления вода циркулирует медленно. Поэтому трубы при эксплуатации должны разогреваться постепенно, чтобы избежать их повреждения и закипания теплоносителя. Это может привести к преждевременному износу оборудования. Если в зимний период отопление не используется, то вода из системы обязательно сливается, во избежание замерзания трубопровода.

Чтобы циркуляция теплоносителя осуществлялась на необходимом уровне, необходимо производить монтаж отопительного котла в более низком месте системы, а в самом высоком устанавливать расширительный бак, например, на чердаке. Зимой расширительный бак необходимо утеплить. При установке трубопровода в открытой системе отопления требуется использовать минимальное количество поворотов, фасонных и соединительных деталей.

Закрытая система отопления

В закрытой системе отопления все элементы системы герметичны, отсутствует испарение воды. Циркуляция осуществляется при помощи насоса. Так называемая система с принудительной циркуляцией теплоносителя включает в себя трубы, котёл, радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос.

В закрытой системе отопления при повышении температуры клапан расширительного бака открывается и забирает излишки теплоносителя. При понижении температуры теплоносителя циркуляционный насос закачивает его обратно в систему. В данной системе отопления поддерживается давление в заранее установленных пределах. Благодаря этому, осуществляется функция деаэрации теплоносителя.

Для стабильной работы системы закрытого отопления также используется расширительный бак из высокопрочного металла. Это закрытый бак, состоящий из двух половин, завальцованных друг к другу.

Внутри располагается мембрана (диафрагма) из высокопрочной жаростойкой резины. Также внутри имеется небольшой объём газа (может быть азот, который закачивается на заводе-производителе, или воздух, накапливающийся в системе по необходимости). Мембрана разделяет бак на части: одна часть — куда поступают излишки воды при нагреве системы отопления, в другой части находится азот или воздух, не вступающие в прямое соприкосновение с водой. Таким образом, теплоноситель при нагреве поступает в расширительный бак и проникает в мембрану. При остывании теплоносителя газ, находящийся за мембраной, начинает выталкивать его обратно в систему.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

1. По месту размещения расширительного бака.В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
2. Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
3. В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы. Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
4. В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.
5. Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

• простое обслуживание системы;
• отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
• равномерный прогрев отапливаемого помещения;
• быстрый пуск и остановка системы;
• независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
• высокая надёжность;
• не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

• возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
• воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
• возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
• медленный нагрев системы после включения;
• необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
• невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
• достаточна громоздка;
• низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

• простой монтаж;
• нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
• возможность применения антифриза, не боясь размораживания системы отопления;
• путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
• из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
• самостоятельное регулирование давления;
• система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
• возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

• самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения;
• при работе насоса требуется электричество;
• для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор;
• при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
• размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
• бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
• возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней для него.

Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

Что Такое Открытая и Закрытая Система Горячего Водоснабжения

Разводка труб на горячее водоснабжение

В схему горячего водоснабжения входит система трубопроводов, арматуры и устройств, которые  либо подают уже подогретую воду, либо сами обеспечивают её подогрев перед подачей потребителю. В зависимости от источника тепла существует открытая и закрытая схемы горячего водоснабжения. Они представляют собой две противоположных по действию системы, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны.

В чём они состоят, и чем вообще отличаются? Об этом мы и расскажем в своём материале, подкрепив теорию видео в этой статье.

Зависимость системы от источника тепла

Если рассматривать схемы подачи горячей воды масштабно, то их можно разделить на две группы:

1. Централизованные, когда подогрев воды обеспечивают котельные или ТЭЦ.
2. Местные, которые обслуживают всего один объект.

В централизованных системах, кратко именуемых ЦСГВ, могут применяться и закрытые, и открытые системы горячего водоснабжения. Для обеспечения тёплой водой гражданского населения и организаций, в качестве теплоносителя используют всё ту же воду, только сильно перегретую.

Районная котельная осуществляет подогрев воды

На промышленных предприятиях в качестве теплоносителя нередко используют сбросный (вторичный) пар. Но в эти дебри мы углубляться не будем – поговорим о наиболее распространённом варианте.

Отличие двух схем и их применяемость

Итак, давайте разбираться, что такое открытая и закрытая система водоснабжения.

1. В открытых, или как их ещё называют, тупиковых схемах, в процессе водоподготовки кипяток разбавляется до нужной температуры холодной водой, и подаётся потребителю. То есть, та вода, которую необходимо подогреть, непосредственно контактирует с теплоносителем.
2. В закрытых схемах этого не происходит – в них подогрев происходит за счёт теплообмена. В этом и состоит основное отличие открытой и закрытой системы горячего водоснабжения.

Обратите внимание: Открытым способом получить горячую воду проще, но при этом она теряет в качестве и быстрее остывает. Чтобы дольше сохранить высокую температуру, систему необходимо закольцевать. Именно кольцевая циркуляция воды и является отличительным признаком закрытых схем.

Открытая (тупиковая)

Тупиковая сеть – это очень удобный вариант для зданий с небольшим количеством этажей и короткими стояками. Они часто проектируются для хозяйственно-бытовых (не производственных) водопроводов промпредприятий и для любых зданий со стабильным или длительным расходом горячей воды (жилые дома, предприятия общепита, бани и оздоровительные учреждения).

На фото — тупиковая (открытая) сеть

• В плане металлоёмкости, открытая схема более выгодна. Однако из-за быстрого остывания, чтобы дождаться в кране горячей воды, приходится сливать остывшую — а это уже нерациональное использование водного ресурса. Поэтому в высотных зданиях такую схему не применяют совсем.
• В плане максимальной передачи тепла, коей и определяется эффективность системы в целом, открытая и закрытая система горячего водоснабжения примерно одинаковы. Их показатели будут отличаться только в том случае, если в одной из этих систем присутствует тепловой насос, который значительно повышает показатели эффективности.

Открытая и закрытая схемы водоснабжения дают воду разного качества

На заметку: Преимущества имеются у обеих схем, но они разные. В частности, у открытой ниже цена. Немаловажен и тот факт, что в этих системах вода чаще всего соответствует питьевому качеству — но для этого должна постоянно проводиться её деаэрация.

Структура открытой схемы

Примерно так действует тупиковая схема

Эта система устроена наиболее просто.

• Если говорить в масштабе частного дома, то в ней присутствует прибор, нагревающий воду, трубопровод по которому она движется к точкам раздачи, и циркуляционный насос, который, собственно, и обеспечивает транспортировку.
• Если же говорить о вариантах монтажа, то бывают схемы с верхней и нижней разводкой. Первый может быть реализован только в таких зданиях, где есть возможность установки водонагревательных баков на подкровельных технических этажах.
• При нижней разводке всё оборудование устанавливается в подвале, где гораздо проще его обслуживать. Однако давление в такой системе практически не бывает одинаковым для всех этажей, поэтому для его поддержания в домах с нижней разводкой устанавливают повысительные насосы.

Схема на примере частного дома

Повысительные насосные станции (ПНС)

Манометры для контроля давления

Есть три фактора, которые оказывают влияние на скорость движения воды.

Это:

1. Динамическое давление;
2. Высота, на которую нагнетается вода;
3. Неизбежные потери.

Поэтому в резервуарах, из которых вода поступает в трубопровод, ставят поплавковые датчики, а на самих трубах – реле давления. А чтобы для осуществления ремонта не приходилось сливать воду из всей системы, все ветви трубопровода снабжаются запорной арматурой, позволяющей временно отсечь участок от системы.

Принцип работы, плюсы и минусы

В целом система выглядит так: две тубы – подающая и обратная соединяются в элеваторном узле или тепловом пункте, где вода доводится до требуемых 60 градусов Цельсия. Затем уже горячая вода подаётся во внутренний трубопровод здания, на разборные точки.

Ввод в здание подающей и обратной трубы

• Стабильность напора в такой сети поддерживается гидравлическим способом, когда остывающая вода выдавливается более горячей. При этом тепловая энергия передаётся по-максимуму, не требуя при этом высоких расходов на теплоноситель.
• Минимум оборудования в системе облегчает её эксплуатацию, и соответственно, делает схему наиболее экономичной. Но вся выгода от конструктива «съедается» затратами на очистку воды.
• Основным недостатком тупиковой схемы является тот факт, что когда нет стабильного разбора горячей воды, она быстро остывает. Многие не понаслышке знают, как долго, включив кран рано утром, приходится ждать, пока из него пойдёт горячая вода. Получается, что жильцы, у которых стоят водосчётчики, просто сливают свои деньги в канализацию.

Прежде чем пойдёт горячая вода, приходится долго ждать

• Из-за быстро остывающей воды не слишком стабильна и температура в отопительных радиаторах – тоже минус. Ещё одним существенным недостатком является невозможность отапливать санузлы, так как полотенцесушители нагреваются только при открытых гранах горячего водоснабжения.
• Однако большинство жилых домов старой постройки получают воду именно по этой схеме. Это означает, что фактически вода отбирается из системы отопления — именно поэтому она, собственно, и называется открытой.

На заметку: В новостройках давно уже стали применять более новую, закрытую схему, в которой присутствует специальное оборудование, подогревающее воду. А согласно ФЗ 190, с января 2022 года, отбор теплоносителя из отопительных систем будет запрещён, и на закрытые схемы перейдут все объекты капитального строительства.

Как работает закрытая система

Закрытая (кольцевая) сеть

С одной схемой теплоснабжения мы разобрались, теперь рассмотрим второй вариант – ведь закрытая и открытая система водоснабжения функционируют совершенно по-разному. В закрытой сети, в отличие от тупиковой схемы, вода для водопровода не смешивается с теплоносителем, а нагревается от воды из тепловой сети. То есть, происходит теплообмен.

Теплообменник – неотъемлемая часть закольцованной сети

В открытых схемах есть существенные недостатки, о чем и рассказала инструкция в предыдущей главе. Но раз тупиковые системы хотят упразднить аж на законодательном уровне в пользу кольцевых (закрытых), значит у последних имеются перед первыми неоспоримые преимущества. В чём они заключаются?

Это:

1. Стабильное качество подогретой воды;
2. Постоянная температура, для которой минимум составляет +70 градусов;
3. Более просто осуществляется санитарный и прочий контроль систем.

Недостатки закольцованной сети

Как водится, положительные характеристики влекут за собой удорожание системы, что и является существенным недостатком закрытых схем. Они становятся более сложными технически, а цена возрастает благодаря внедрению в них индивидуальных водоподогревателей с соответствующим арсеналом коммуникаций.

На заметку: При подключении такой системы к тепловой сети приходится использовать ещё и латунные трубки, которые тоже стоят недёшево. Всё дело в том, что полимерные трубки не выдерживают интенсивного нагрева. Чёрный же металл из-за усиленного кислородовыделения сильно подвержен коррозии. Латунь в этом плане более устойчива, и позволяя обойтись без компенсаторов на корпусе, упрощает конструкцию трубных решёток.

К недостаткам закольцованной сети можно отнести и сложность регулирования расхода воды. Аккумулирующая ёмкость должна быть установлена возле каждого котла, что технически не всегда возможно.

Рядом с бойлером, смонтированный своими руками гидроаккумулятор

Даже при правильной эксплуатации, теплосети, работающие по закрытой схеме, несут потери воды, и их приходится регулярно подпитывать с помощью насоса подкачки. В норме эти потери  оставляют 0,5% от общего объёма воды в сети. Её качество обеспечивают устанавливаемые в ЦТП вакуумные деаэраторы.

Все это оборудование работает от электросети, а это значит — возрастают расходы и на электроэнергию, что тоже нельзя отнести к достоинствам.

Заключение

В статье мы кратко рассказали, что такое закрытое и открытое горячее водоснабжение — отличие этих схем существенно, у каждой из них свои достоинства и недостатки. Решать, какому варианту отдать предпочтение для монтажа в частном доме, конечно, вам.

Но позволим себе дать совет: когда водоснабжение центральное, за воду надо платить – и в целях экономии лучше сделать закольцованную сеть, даже если её монтаж и обходится дороже. Ну а тем, кто снабжается из подземного водозабора, проще сделать тупиковую систему, которая обходится не в пример экономичнее.

Открытая система (теория систем) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Открытая система в теории систем — система, которая непрерывно взаимодействует со своей средой. Взаимодействие может принимать форму информации, энергии или материальных преобразований на границе с системой. Открытая система противопоставляется изолированной, которая не обменивается энергией, веществом или информацией с окружающей средой.

Понятие открытой системы было формализовано^[кем?], что позволило взаимосвязать теорию организмов, термодинамику и эволюционную теорию^[1]. Это понятие подробно анализировалось с появлением теории информации и впоследствии теории систем. Сейчас у понятия есть применения в естественных и общественных науках.

Отличия открытых систем в теории систем от кибернетики[править | править код]

У. Росс Эшби, говоря о самоорганизующихся машинах, вводит понятие «машина со входом», которая определяется множеством S внутренних состояний, множеством In входов и отображением f произведения множеств I х S в S. Л. фон Берталанфи, анализируя эту систему, замечает, что это частный случай открытых систем, в которой система открыта для информации, но закрыта для передачи энтропии.

Эшби отмечал, что изменение внутреннего состояния может происходить лишь в результате действия «некоторого внешнего агента, воздействующего на систему через её вход». Берталанфи указывает на то, что это приводит к отрицанию существования самодифференцирующихся систем. Причина этого состоит в том, что самодифференцирующиеся системы, развиваются в направлении всё более высокой сложности (путём уменьшения энтропии), а поэтому они возможны лишь как открытые системы (по термодинамическим соображениям), то есть системы, в которых свободная энергия, поступает в большем количестве, чем необходимо для компенсации роста энтропии, обусловленного необратимыми процессами внутри системы. Далее Берталанфи указывает, что теорема Шеннона относится к закрытым системам, в то время как живой организм не является «машиной» в смысле Эшби, так как он развивается в направлении увеличения дифференциации и корректирует «шум» в более высокой степени, чем это может происходить в коммуникационных каналах в неживых системах. Поэтому понятие «система» — это нечто большее, чем понятие «машина» по Эшби в кибернетике. Поэтому в отличие от кибернетики, которая занимается анализом механизмов обратной связи, общую теорию систем интересует динамическое взаимодействие внутри систем со многими переменными. Причём акцент делается на живые организмы, как открытую систему, в которую постоянно вводится извне вещество. Внутри системы вещество подвергается различным реакциям, что приводит к более высокой сложности самоорганизации.^[2].

Открытая и закрытая отопительные системы: обзор. Обновлено 09.03.2020

В этом материале мы расскажем о плюсах и минусах открытой и закрытой систем. Выбор и устройство каждой из них имеют свои нюансы, которые необходимо учесть, чтобы в пик холодов не возникло проблем с отоплением.

Если сравнивать открытую и закрытую отопительные системы, можно выделить ряд важных нюансов в процессах установки и эксплуатации.

Содержание:

1. Характерные особенности
2. Открытые системы
3. Закрытые системы
4. Выбираем отопительный котел правильно

Характерные особенности

Если сравнивать открытую и закрытую отопительные системы, можно выделить ряд важных нюансов в процессах установки и эксплуатации.

При использовании отопительной системы каждого типа допускается возникновение некоторых сложностей.

В частности, необходимо исключить проникновение воздуха в открытую систему — она должна быть полностью герметичной. Это может вызвать снижение параметров теплопередачи, что неизбежно приведет к появлению ржавчины на стенках труб и нарушению движения теплоносителя. Также могут возникнуть воздушные пробки, что повлечет за собой возникновение кавитации. Это довольно опасное явление, способное привести к появлению эрозии и разрушению конструкции трубопровода.

Температуру жидкости в расширительном баке надо время от времени контролировать — чрезмерное охлаждение и значительное испарение вследствие высокого нагрева в равной степени нежелательны. Также приходится постоянно поддерживать заданное давление в системе с помощью специальных установок, а это требует дополнительных финансовых затрат на их покупку.

Еще один изъян открытой системы — она медленно нагревается после запуска котла. При достаточно больших размерах КПД такой системы довольно низок.

Основной недостаток закрытой системы отопления — неспособность работать при отсутствии электропитания, необходимого для запуска насоса. При выборе данной разновидности отопительных систем специалисты рекомендуют установить источник бесперебойного электропитания небольшой мощности.

К неблагоприятным особенностям также относится вероятность появления протечек и снижения давления в ситуации нарушения герметичности соединений.

Еще один нюанс эксплуатации закрытой системы состоит в том, что заполнение бака теплоносителем осуществляется чуть более чем наполовину всего объема — это максимум. И, чем больше объем бака, тем меньше жидкости заливается. Сам расширительный бак — тяжелая громоздкая конструкция, найти место под которую подчас оказывается непросто.

Открытые системы

В рамках открытой отопительной системы жидкость передвигается по трубопроводу естественным образом — перемещение жидкости обеспечивается за счет разницы в плотности горячей и холодной воды. Когда температура увеличивается, показатель плотности снижается, и вода с меньшей температурой (соответственно, с большей плотностью) движется в ту сторону, где плотность среды ниже, выталкивая более горячую воду вперед.

Так запускается процесс циркуляции — разогретая в котле вода поднимается вверх под давлением более холодных нижних слоев и идет по трубам к радиаторам. В процессе нагревания жидкость имеет свойство расширяться, тем самым, образуется излишек, который направляется в расширительный бак. Это позволяет не допустить аварии, когда котел и трубы рискуют попросту разорваться, распираемые изнутри. Внутри бака теплоноситель постепенно остывает и затем вновь продолжает свое движение по трубопроводу.

Для нормальной работы системы рекомендуется монтировать бак как можно выше. Многие хозяева частных домов устанавливают расширительные баки на неотапливаемых чердаках. В межсезонье в прохладную погоду теплоноситель остывает особенно быстро, что положительно влияет на скорость работы системы. Для предотвращения сильных теплопотерь в зимний сезон, а также для того, чтобы при критически низких температурах не произошло замерзание жидкости, бак рекомендуется утеплить. В крышке стоит предусмотреть крохотное вентиляционное отверстие, либо прикрыть бак неплотно, оставив небольшой зазор.

Чтобы избежать возникновения внутри системы такого неприятного явления, как воздушные пробки, нужно постоянно следить за тем, чтобы уровень жидкости в баке не превышал максимальную отметку.

Поскольку температура воды в открытой системе после запуска котла увеличивается медленно, важно отслеживать этот процесс. Постепенное нагревание до стабильной отметки необходимо для обеспечения длительной службы системы. Если же регулярно допускать закипание теплоносителя, система быстро выйдет из строя.

Монтировать открытую отопительную систему необходимо, строго следуя инструкции. Это позволит не допустить утечки теплоносителя и его замерзания в холодное время года. Специалисты рекомендуют соблюдать следующие правила:

1. Проверить, имеют ли трубы надлежащий уклон. Рекомендуется располагать горизонтальные трубы так, чтобы их уклон в сторону радиаторов составлял 10 мм на один погонный метр (0,005-0,01%).
2. Минимизировать количество стыков. Чем меньше в системе будет элементов соединения, тем герметичнее она будет, и тем дольше прослужит без необходимости в ремонте.
3. Сечение трубы на выходе из отопительного котла должно быть наибольшим во всем трубопроводе.
4. Сечение труб важно подобрать в соответствии с ее объемом. Так, при площади здания от 50 до 100 м2 диаметр труб составляет 40 мм. И этот показатель увеличивается пропорционально. Диаметр труб, ведущих к радиаторам, должен быть равен диаметру стояка. Подводящие трубы могут быть меньшего сечения.

В теплое время года, когда нет необходимости в отоплении, важно тщательно слить воду, чтобы избежать корродирования труб и арматуры, что неизбежно приведет к снижению ресурса службы оборудования.

Закрытые системы

В отличие от открытой, закрытая отопительная система требует установки циркуляционного насоса, задача которого — обеспечивать движение жидкости по трубам. Нагревание теплоносителя происходит с более высокой скоростью, чем в открытых системах.

При установке оборудования закрытой отопительной системы эксперты рекомендуют придерживаться определенных правил.

1. Монтаж расширительного бака выполняется в отапливаемой части помещения. Это имеет свои преимущества, в частности, затраты на установку отопительной системы заметно снижаются, ведь утеплять бак не придется.
2. Сечение труб рекомендуется подбирать в соответствии с площадью отапливаемого здания. Не рекомендуется при этом экономить, выбирая трубы наименьшего сечения. Это может вызвать неполадки в виде скачков давления, что в конечном итоге негативно отразится на работе циркуляционного насоса.
3. Насос должен монтироваться таким образом, чтобы ось его ротора располагалась в горизонтальном положении. Это исключит шум при работе и уменьшит трение, создаваемое теплоносителем. Для установки насоса и расширительного бака выбирают место перед входом в котел отопления.

В закрытой системе предусмотрен специальный мембранный расширительный бак, конструкция которого позволяет при необходимости разбавить теплоноситель антифризом. В результате риск, что система заморозится, сводится практически к нулю.

Чтобы исключить аварийные ситуации, в системе предусмотрена специальная группа безопасности, включающая в себя комбинацию из предохранительного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика, смонтированных на одном коллекторе. И когда происходит сбой в работе расширительного бака, и происходит резкий скачок давления теплоносителя в трубах, группа безопасности в автоматическом режиме выравнивает этот показатель до нормы.

Выбираем отопительный котел правильно

Завод «Теплодар» выпускает отопительные котлы, подходящие для установки в системах обоих типов. Однако существуют определенные нюансы выбора:

1. Для открытой системы рекомендуется выбирать котел, который функционирует на газе или на дровах. Его нужно разместить в отдельной комнате, где пол застелен негорючим материалом.
2. В закрытой схеме допускается устанавливать котел на любом виде топлива — газе, дровах, угле, дизельном топливе. Самый выгодный вариант — газовый прибор.

В обоих случаях система может быть одно- или двухконтурной и дополняться бойлером для обеспечения жильцов горячей водой.

Каждая из отопительных систем частного дома обладает определенными преимуществами и недостатками, которые стоит учитывать при выборе оборудования. Обязательным условием нормального функционирования отопления является грамотный монтаж.