Регулятор температуры горячей воды, или почему из крана шпарит кипяток

Здраствуйте, уважаемые читатели! В предыдущей статье я писал про открытую и закрытую систему горячего водоснабжения. Пока не будем касаться закрытой системы ГВС, а поговорим про систему обеспечения горячей водой через открытый водоразбор. Такое обеспечение горячей водой довольно широко распространено в нашей стране.Чем характерна такая система? Давайте рассмотрим это на схеме ИТП (индивидуального теплового пункта).

Схема эта характерна тем, что разбор воды на горячее водоснабжение ведется непосредственно из теплосети, а именно из подающего и обратного трубопроводов до элеватора. Вот как раз в регуляторе температуры ГВС и смешиваются эти две линии. Функция регулятора состоит в том, чтобы при смешивании двух потоков с подачи и обратки выдавать горячую воду с нужной температурой потребителю, а именно 60 °С. В советское время в теплоузлах с открытой системой ГВС устанавливались так называемые регуляторы ГВС прямого действия.

На фото показан примерно такой, разница только в том, что он посовременнее, не советского времени. На фото регулятор РТ-ТС, то есть регулятор температуры горячей воды прямого действия. Конструкция разных типов этих регуляторов температуры незначительно отличается, но принцип действия у всех регуляторов неизменный.

Принцип этот основывается на возможности термочувствительного элемента открывать или перекрывать поток воды в зависимости от изменения температуры воды. В таком регуляторе находится термобаллон с веществом с большим коэффициентом объемного расширения – это может быть парафин, бензол и т.п. материалы.Термобаллон обычно выполнен в форме сильфона. При повышении температуры ГВС вещесто в термобалоне начинает расширяться и давит на клапан, который соединен с теромобалоном. Этот клапан имеет возможность приоткрывать и закрывать поток горячей воды, идущей непосредственно к потребителю.

Как говорится, все гениальное – просто. И все бы было ничего и даже здорово, но регуляторы эти практически повсеместно не работают. То есть может, быть они когда то и работали, или не настраивали их в свое время соответствующим образом, но я чаще вижу их неработающими. То есть в качестве декорации – когда сдают теплоузел энергоснабжающей организации перед началом отопительного сезона – вроде есть РТ, все согласно «Правилам технической эксплуатации тепловых энергоустановок». А на самом деле не работает он с бородатого 198. года.

К чему все это приводит на практике? А приводит это как раз к тому,что в смесителях из крана горячего воды шпарит кипяток. То есть, при неработающем регуляторе вода из подачи естественно передавливает воду с обратки, так как давление больше, и идет в смесители с той температурой, какая должна быть по температурному графику. Понятно, что зимой при температурном графике 150-70 °С температура в подаче зачастую больше 100-120 °С. А это уже кипяток, ведь вода в трубах не вскипает только потому,что она под давлением. Но как только открывается кран – все, кипяток. То есть,по факту получается, что в кране горячей воды температура больше, чем в радиаторе отопления, так в систему отопления вода поступает после смешения в элеваторе, и при самых сильных морозах не превышает 95 или 105 °С, в зависимости от температурного графика.

Какой же есть выход из этой ситуации. Первый самый радикальный и правильный – замена регулятора температуры ГВС в ИТП (теплоузле) на современный РТ.Благо сейчас выбор большой хороших РТ и зарубежных и отечественных. Есть и второй выход. Дело в том, что вода в регулятор поступает, как мы помним, не только с подачи, но и с обратки. При низких температурах наружного воздуха, температура в обратке колеблется в пределах от 60 до 70 °С, то есть вполне приемлимо. В этом случае нужно просто прекрыть задвижку на подающем трубопроде на ГВС, все просто. Но учитывая нашу росийскую действительность, всеобщий пофигизм, редко когда это делается.

Есть и еще один отрицательный момент при таком неработающем регуляторе температуры ГВС. Дело в том, что счетчики горячей воды устанавливают в основном по техническим характеристиками до 90 °С, соответственно на такие параметры и выдают технические условия на установку приборов учета в управляющих компаниях. Строго говоря, это правильно, так по СНиП температура ГВС не должна быть выше 75 °С. Однако делаем поправку на нашу российские реалии, на ситуацию, которую я описал выше и получаем что в счетчик ГВС порой вода идет с температурой 110-125 °С.

Естественно, счетчик на такие параметры не рассчитан и «сваривается», то есть начинает течь, запотевает стекло и прочие неприятности. Или даже если счетчик выдерживает такое насилие над собой, срок службы его по времени сокращается раза в два. Есть однако, выход и из этой ситуации. Водомеры тахометрические или механические ( то есть те какие и ставят на линию ГВС) есть и до 150 °С. Такой счетчик точно выдержит у вас любые температуры. Правда, и стоит он примерно в 4-4,5 раза дороже, чем счетчик до 90 °С. И техническим условиям на установку приборов учета это тоже не соответствует (но это уже мелочи).

Вообщем самый правильный путь – повсеместная модернизация индивидуальных тепловых пунктов (теплоузлов), то есть не только замена РТ, а вообще автоматизация и полная модернизация. Нельзя сказать, что ничего не делается в этом направлении. Кое что, конечно, делается. Однако далеко еще не везде, так как понятное дело, требует больших капиталовложений.

Регулятор давления воды в системе водоснабжения: функции, принцип действия, правила установки

Автоматический регулятор давления: водоснабжение здания работает с избыточным давлением в 1 атмосферу вне зависимости от напора в магистральном водопроводе

Наша сегодняшняя тема — регулятор давления в системе водоснабжения. Мы выясним, для чего нужна регулировка давления, как устроены регуляторы и как смонтировать такое устройство в квартире или частном доме. Приступим.

Зачем нужна регулировка

Для начала давайте выясним, каким должно быть давление в водопроводе.

Нормативные значения

СП 30.13330.2012 дает на этот вопрос вполне однозначный ответ: в точках водоразбора оно должно находиться в пределах 2 — 4,5 кгс/см2.

Этот документ регламентирует проектирование и строительство внутренних водопроводов

Исключения допустимы в двух случаях:

1. Верхняя планка может быть поднята до 6 кгс/см2, если малоэтажный дом строится в условиях многоэтажной застройки;

Частный дом подключен к общей с многоэтажными зданиями магистрали водоснабжения

Справка: атмосфера избыточного давления поднимает водяной столб на высоту 10 метров. К примеру, для подачи воды на 10-й этаж здания с высотой потолков 2,7 метра (с учетом толщины перекрытия каждый этаж будет иметь полную высоту 3 метра) ее минимальное давление должно составлять 3*30/10=3 атмосферы.

Одна атмосфера соответствует напору в 10 метров

1. Минимальное давление может быть уменьшено до значения, установленного производителями применяющегося сантехнического оборудования и использующей воду бытовой техники. Как правило, техническая документация на это оборудование устанавливает нижнюю планку на уровне 0,3 кгс/см2, что соответствует напору в 3 метра.

Проточный нагреватель воды Атмор работает при давлении 0,3 — 6 кгс/см2

А теперь нам предстоит разобраться с тем, для чего нужна регулировка давления внутри здания и почему вода не всегда подается в водопровод с необходимым напором.

Низкое давление

Причиной недостатка напора могут стать:

• Зарастание отложениями и ржавчиной стальных труб. За 10-15 лет эксплуатации пропускная способность трубопровода из черной стали вполне может уменьшиться в 2-4 раза. Мало того: по мере сужения внутреннего сечения растет шероховатость стенок, что опять-таки увеличивает гидравлическое сопротивление магистрали водоснабжения;

Типичное состояние стальной трубы на ХВС

Заметьте: от отложений страдают не только магистральные водопроводы, но и стальные розливы, стояки и подводки. Повышение давления воды решает проблему лишь на какое-то время. Радикальный способ борьбы с падением пропускной способности водопроводов — использование современных коррозионно-стойких материалов (медных, нержавеющих, полимерных и композитных труб).

Полиэтиленовый водопровод не ржавеет и не зарастает отложениями

• Возведение многоэтажных зданий в условиях малоэтажной застройки без монтажа повышающих насосных станций;
• Увеличение количества потребителей воды (читай — присоединение к имеющемуся магистральному водопроводу новых зданий). В этом случае, как и при зарастании труб, наблюдается падение напора воды в пиках разбора (как правило, в утренние и вечерние часы).

При недостаточном сечении водопровода перебои с водой возникают во время ее пикового расхода

Высокое давление

При монтаже водоснабжения в высотных зданиях возникает проблема чрезмерно высокого давления на нижних этажах.

Представьте себе дом высотой в 25 этажей (75 метров). Для того, чтобы на верхнем этаже избыточное давление перед смесителем было равно двум атмосферам, на уровне первого этажа оно должно составлять 2+(75/10)=9,5 кгс/см2, что заведомо превышает установленные СП 30.13330.2012 нормы.

У этой проблемы есть три возможных решения:

1. Установка промежуточных повышающих давление насосных станций в середине здания;

Повышающая насосная станция

Однако: планировка многих зданий исключает выделение технических помещений на промежуточных этажах. Кроме того, шум насосов будет мешать жильцам.

1. Подача воды на верхние и нижние этажи по разным стоякам. При этом группа стояков, питающих верхние этажи, обслуживается повышающим насосом;

Заметьте: недостаток этого решения — повышенная материалоемкость системы водоснабжения.

1. Подача воды в стояки с заведомо избыточным давлением, и установка на вводах в квартиры и прочие помещения редукторов. Регуляторы давления водоснабжения ограничат его во внутренним водопроводе значениями в 1-4,5 кгс/см2 вне зависимости от напора в розливах и стояках. Именно такую схему предписывает использовать в многоэтажных зданиях пресловутый свод правил СП 30.13330.2012.

Ввод водоснабжения оборудован редуктором

Особый случай

В зданиях, построенных до середины 70-х годов 20-го века, горячее водоснабжение было тупиковым: вода в розливах и стояках ГВС обновлялась только при ее разборе через краны.

Такая схема имеет ряд довольно неприятных недостатков:

• При большой протяженности розлива трудно обеспечить соответствующую нормативным требованиям температуру воды во всех точках водоразбора. По мере удаления от теплового пункта она будет снижаться за счет теплопотерь;

Справка: нормативная температура воды в системе ГВС — 60-75°С.Она должна измеряться непосредственно на сантехнических приборах.

• При длительном отсутствии разбора воды ее приходится долго сливать до нагрева;

Проблема зданий с тупиковым ГВС — долгий слив остывшей воды по утрам

Между тем: механические водосчетчики в квартирах регистрируют расход воды, а не ее температуру. Вы сливаете холодную воду, но оплачиваете ее по куда более высокому тарифу для ГВС.

Счетчик регистрирует расход воды независимо от ее температуры

• Полотенцесушители нагреваются только при расходе воды. Отсюда — низкая температура, сырость и плесень в ванных.

Циркуляционная система ГВС лишена всех этих недостатков.

Признак циркуляционного ГВС — два горячих розлива

Однако для циркуляции воды нужен перепад давлений. При подключении горячего водоснабжения по схемам «из подачи в подачу» или «из обратки в обратку» перепад может создаваться дросселирующими шайбами или регулятором перепада давления, сохраняющим его постоянное значение при любых изменениях напора в трубопроводе теплосети.

Дроссельные шайбы ставятся на фланец между врезками ГВС

Регулятор перепада давления: водоснабжение здания функционирует с постоянной скоростью циркуляции вне зависимости от параметров теплосети

Регулирующее оборудование

Теперь нам предстоит изучить устройство регулятора давления: водоснабжение может использовать для изменения напора воды несколько принципиально разных схем и устройств. Мы познакомимся лишь с теми из них, которые могут применяться в условиях квартиры или частного дома.

Поршневой редуктор

Что такое регулятор давления водоснабжения поршневого типа?

Поршневой редуктор — сравнительно простое механическое устройство, использующее для ограничения напора воды соединенный с поршнем общим штоком клапан.

Нормальное положение редуктора — с открытым и удерживаемым от закрытия пружиной клапаном. При определенном давлении поршень поднимается, и клапан перекрывает воду вплоть до начала ее разбора и сопутствующего ему падения давления в водопроводе.

Поршневой регулятор для систем водоснабжения: устройство и принцип работы

Обратите внимание: абсолютное большинство редукторов допускает регулировку рабочего давления. Для регулировки чаще всего служит скрытый под пластиковой или латунной крышкой винт, позволяющий настроить создаваемое пружиной усилие.

Холодное водоснабжение: регулятор давления настраивается поворотом винта

Изделие от компании Danfoss: производитель снабдил редуктор удобной рукояткой и шкалой для регулировки

Редукторы могут устанавливаться не только в квартирах, но и на вводах воды в многоквартирные дома. Их монтаж практикуется, прежде всего, в малоэтажных зданиях, возведенных в условиях многоэтажной застройки.

Регулятор давления водоснабжения ДУ 50 в тепловом пункте жилого здания

Благодаря понижению редуктором давления до нормативных значений обеспечиваются:

Регулятор Хоневелл: производитель подчеркивает стойкость изделия к гидроударам

• Увеличения ресурса смесителей, арматуры сливных бачков и заливных клапанов бытовой техники (в частности, посудомоечных и стиральных машин);

Заливной клапан стиральной машины. Наиболее частая причина поломки — высокое давление

• Снижение гидравлических шумов при расходе воды.

Повышающий насос

Насос повышающий. Диаметр присоединяемых резьб — ДУ 15

Он устанавливается на подводку или ввод водоснабжения, и компенсирует недостаток давления воды, поднимая его до значений 1 — 4,5 кгс/см2. Насос включается только при расходе воды.

Многие повышающие насосы позволяют настроить уровень срабатывания датчика расхода: при правильной регулировке устройство будет запускаться при открытии кранов смесителя, но простаивать при наполнении сливного бачка.

Повышающий насос на вводе воды в дачный дом

У этого класса устройств есть пара… скажем так — не очень приятных особенностей:

1. Они не могут похвастаться большим ресурсом из-за специфического режима работы (частых пусков и отключений);
2. Насос бесполезен, если вода не поднимается до уровня вашего этажа или дома. Он поднимает давление, но не всасывает воду из водопровода.

Реле давления

Электронный регулятор давления для автоматического водоснабжения используется с погружными и поверхностными насосами. Кроме того, им оборудуются насосные станции.

Реле давления не регулирует его непосредственно, а управляет работой насоса: тот включается при падении давления в водопроводе и гидроаккумуляторе до нижнего порога срабатывания и выключается при достижении давлением верхнего значения.

На фото — электронное реле управления насосом

В зависимости от типа реле его настройка выполняется с панели управления или механически.

Вот инструкция по настройке встроенных в насосные станции реле своими руками:

1. Снимите крышку реле. Под ней вы обнаружите две подпружиненные шпильки с гайками разного размера;
2. Вращение большой гайки по часовой стрелке увеличит давление включения насоса, против часовой стрелки — уменьшит;
3. Малая гайка поможет таким же образом настроить давление выключения насоса.

Гайка 1 регулирует давление запуска насоса, гайка 2 — давление его остановки

Правила монтажа

Где и как устанавливаются регуляторы давления в системе горячего водоснабжения и ХВС?

• Редуктор для понижения напора монтируется на вводе в дом или квартиру, после запорной арматуры и механического или магнитно-механического фильтра. Последний защитит редуктор от заклинивания песком или окалиной.

Редукторы установлены после шаровых кранов и фильтров грубой очистки

• При установке обратите внимание на положение стрелки на корпусе: она указывает направление тока воды;

Редуктор Honeywell D04FM: направление тока воды показано стрелкой на корпусе

Обратите внимание: для контроля за работой редуктора рекомендуется снабдить водопровод парой манометров. Один из них устанавливается до регулятора давления, второй — после него или непосредственно в его корпус. Многие редукторы снабжаются манометрами на стадии изготовления.

Регулятор для горячего водоснабжения с встроенным в корпус манометром

• Обеспечивающий циркуляцию воды регулятор давления для горячего водоснабжения, монтируется между врезками ГВС в подающую и обратную нитки элеваторного узла;

Кроме того: регулятор перепада давления может использоваться для регулировки теплоснабжения здания. В этом случае он, как правило, устанавливается на подаче с подключением датчика давления к контрольному вентилю на обратке.

Подключение регулятора перепада к подаче и обратке отопления

• Повышающий насос, как и редуктор, устанавливается на вводе после крана или вентиля и фильтра;
• Система автоматического водоснабжения с насосом и реле давления должна включать присоединенный к водопроводу гидроаккумулятор и обратный клапан, установленный на всасывающей трубе поверхностного насоса или на выходном патрубке погружного. Клапан исключает слив из гидроаккумулятора находящейся под давлением воды после отключения насоса.

Схема водоснабжения от скважины с автоматическим реле управления давлением

Заключение

Будем считать наше знакомство с регуляторами давления состоявшимся. Узнать больше о том, как работает и для чего устанавливается на водоснабжение запорно-регулирующая арматура, вам поможет видео в этой статье. Успехов!