ООО Свой Мастер & PoliStyle

Статьи:

Системы горячего водоснабжения

Виды потребления горячей воды и требования к ее температуре

Горячая вода расходуется по следующим видам потребления:

1. Бытовое.
2. В общественных зданиях.
3. Коммунально-бытовое.
4. Промышленное (технологическое).

Внутри из каждого видов потребления расход горячей воды также подразделяется:

Вид бытовой нагрузи

СГВ

Отопление

Вент.

Бытовая

Общественные здания

Коммунально-бытовая

Промышленная и технич.

Система горячего водоснабжения предусматривает для подачи воды потребителю t=50-75 ºC для мытья посуды, умывания, стирки, купания и т. д.

При пользовании горячей воды потребитель может снизить ее температуру, смешивая горячую воду с холодной в смесителях. Поскольку для гигиенических процедур используется горячая вода с t=37-42 ºC, то ночью допускается снижение t до 40ºC. В остальное время СГВ должна обеспечивать подачу воды потребителю с заданной t.

К температуре горячей воды предъявляются следующие требования (ГОСТ 2874-82):

1. В системах с непосредственным водоразбором (открытых) t _г.в. ≥ 60ºC
2. В закрытых системах t _г.в. ≥ 50ºC
3. В местных системах t _г.в. ≥ 60ºC
4. Не выше 75ºC для систем указанных в п.1-3
5. В детских учреждениях и отдельных лечебно-профилактических учреждениях t _г.в. ≤ 37ºC
6. В отдельных случаях требуется кипяченая вода (предприятия обществ. питания).

Общая характеристика СГВ

Системы горячего водоснабжения включают в себя следующие элементы:

• Устройство для нагрева воды (котел или теплообменник в ЦТП).
• Подающий теплопровод, состоящий из магистрального теплопровода и подающих водоразборных стояков.
• Циркуляционные стояки и магистрали.
• Водоразборная и запорная арматура, а также циркуляционный насос.

1. Устройство для нагрева воды (котел, теплообменник)
2. Подающий трубопровод
3. Водоразборный подающий стояк
4. Водоразборная арматура
5. Циркуляционный стояк с полотенцесушителями
6. Запорная арматура
7. Циркуляционный трубопровод.
8. Циркуляционный насос
9. Обратный клапан.

Магистральный трубопровод имеет головной участок 2 и участки с регулярным присоединением стояков, чаще всего все стояки одного здания присоединяют к подающей магистрали в одной точке через промежуточный элемент – разводящий трубопровод здания.

1. Подающий трубопровод.
2. Водоразборный стояк
3. Разводящий трубопровод здания
4. Главный стояк
5. Сборный циркуляционный стояк
6. Циркуляционная магистраль

а), б) – нижняя разводка;

в) – верхняя разводка

Вода в водоразборные стояки обычно подается снизу вверх (Рис. 2а, 2б), чтобы при недостаточном давлении воды в системе не прекращалось водоснабжение нижних этажей. Циркуляционные стояки и магистрали служат для транспортирования охлажденной в СГВ воды обратно к водоподогревателю для догрева. Циркуляционный насос устанавливается для постоянного побуждения циркуляции и обеспечения заданной температуры.

В СГВ обслуживающих одно здание, где протяженность трубопровода невелика, циркуляция может быть обеспечена за счет разности плотностей нагретой и охлажденной воды (системы с естественной или гравитационной циркуляцией). Полотенцесушители до 60-х годов применялись как показано на рис.1, а в последнее время наибольшее распространение получила схема, где полотенцесушители расположены на водоразборных стояках, что дало возможность объединить водоразборные стояки в секционные узлы, обслуживаемые одним циркуляционно-водоразборным или циркуляционным стояком (См. Рис. 3).

Нижняя разводка применяется на трубопроводах диаметром до 150 мм в системах ГВС из оцинкованных труб с уклоном труб ί=0,002

Размещение в разрезе:

Если полуподвал, то устанавливают на хомутах под потолком

Прокладка стояков СГВ осуществляется:

• в нишах сантехнических кабин;
• в штребах внешних стен;
• в шахтах;

Схему сетей центрального ГВС применяют, как правило, тупиковой.

Запорную арматуру устанавливают:

1. На ответвлениях к секционным узлам, отдельным зданиям и сооружениям
2. У основания подающих и циркуляционных стояков у здания h ≥ 3 эт.
3. На ответвлениях в каждую квартиру и помещения

Для предотвращения движения воды в обратном направлении в циркуляционный трубопровод — обратный клапан. При необходимости в СГВ предусматривают установки водоподготовки и баки-аккумуляторы.

Обратные клапаны устанавливают:

1. На циркуляционной линии напротив резки водоподогревателя
2. В обвязке циркуляционных насосов
3. На циркуляционной линии секционных узлов и парнозакольцованных стояков.

В местных СГВ нагрев производится непосредственно у водоразбора или вблизи её, при этом система обслуживает одно или несколько смежных помещений. Нагрев воды в местных СГВ производится в индивидуальных нагревателях, которые могут быть газовыми, электрическими, на твердом или жидком топливе, солнечными (в определ. климат. условиях). Примеры: газовая колонка в квартире (установка газонагревателей регламентируется нормами газоснабжения). Применение электрических водонагревателей должно быть обосновано экономически. В централизованных СГВ вода нагревается в одном месте для всех водоразборных точек здания или группы зданий.

Местные СГВ применяются в зданиях не подключенных к центральному горячему водоснабжению или не имеющим собственной котельной. Централизованные СГВ обязательные в случае собственной котельной или централизованного теплоснабжения.

Классификация систем горячего водоснабжения

1. По месту выработки горячей воды:
   • Местные
   • Централизованные
2. По характеру использования сетевой воды
   • Система непосредственного водоразбора (открытая)

Система с водонагревателем (закрытая)

По источнику давления обеспечивающему работу СГВ

• Системы, работающие под давлением т/сети
• Системы, работающие под давлением холодного водопровода
• Насосные системы
• Работающие под давлением от баков- аккумуляторов

По разводке

• С верхней разводкой
• С нижней разводкой

По наличию и способу обеспечения циркуляции

• Без циркуляции
• С естественной циркуляцией
• С искусственной циркуляцией

По наличию и расположению баков-аккумуляторов

• Без баков-аккумуляторов
• Системы с верхними баками
• Системы с нижними баками

Тема 3. Системы горячего водоснабжения Лекция № 7. Системы горячего водоснабжения.

3.1. Классификация систем горячего водоснабжения.

Системы горячего водоснабжения — это комплекс инженерных устройств для приготовления ; аккумуляции и подачи воды к потребителю.

Требования к качеству воды для горячего водоснабжения.

Качество горячей воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения, должно отвечать требованиям ГОСТ 2874 — 82 «Вода питьевая».

Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать:

— не ниже 60°С — для системы централизованного горячего водоснабжения, при-соединияемых к открытым системам теплоснабжения;

— не ниже 50°С — для систем ЦСГВ, присоединяемым к закрытым системам теп-лоснабжения;

 не выше 75°С — для всех категорий систем горячего водоснабжения.

Горячая вода, используемая для хозяйственно-питьевых целей, должна иметь температуру 25-40°С для санитарно-гигиенических процедур и 40-60°С для мытья посуды, стирки и пр., поэтому наименьшая температура в системе у потребителя принимается равной 50°С. Температура, необходимая для нужд населения , получается путем смешивания горячей и холодной воды в смесительной арматуре .

Наибольшее значение температуры воды принято ограничивать по двум причинам:

1. с целью предохранения населения от ожогов;

2. ввиду резкого усиления накипеобразования в оборудовании и трубопроводах при увеличении температуры воды свыше 75°С.

Для получения воды более высокой температуры (например, на предприятиях общественного питания) для подогрева воды используются специальные местные установки, такие, как кипятильники, которые в обязательном порядке доводят температуру воды до 100°С.

В помещениях дошкольных детских учреждений температура горячей воды, подаваемой к водоразборной арматуре душей и умывальников, не должна превышать 37°С.

При нагревании воды выше 40 °С начинается выпадение углекислых солей кальция и магния (временная жесткость воды) на внутренних стенках труб теплообменного оборудования, что уменьшает проходное сечение и снижает теплопередачу. Для предотвращения накипеобразования карбонатная жесткость воды в закрытых системах теплоснабжения допускается не более 7 мг.экв/л.

Кроме того, высокая температура воды интенсифицирует агрессивное воздействие коррозии на стальные трубы и оборудование. Коррозия активизируется под влиянием свободного кислорода и углекислого газа , растворенных в воде. Для снижения коррозийной активности производят стабилизационную обработку горячей воды.

Классификация систем горячего водоснабжения.

Системы горячего водоснабжения подразделяются по ряду признаков.

По радиусу и сфере действия они делятся на местные и централизованные.

Местные системы устраиваются для одного или группы небольших зданий, где вода нагревается непосредственно у потребителя. Примером местных систем горячего водоснабжения может служить подогрев воды в газовых водонагревателях проточного типа или емкостных автоматических водонагревателях АГВ, установленных в квартирах .

Местные установки используются при отсутствии источников централизованного снабжения теплотой.

К положительным сторонам местных установок следует отнести: автономность работы; малые теплопотери; независимость сроков ремонта каждой в отдельности от сроков ремонта общих устройств.

Централизованные системы горячего водоснабжения (ЦСГВ) связаны с развитием мощных источников теплоты (с появлением районных котельных, систем теплоснабжения).

Возникновение ЦСГВ сопутствовал развитию районных систем теплоснабжения для отопления зданий. Для потребителей централизованные системы горячего водоснабжения более просты и гигиеничны. Получение горячей воды потребителям доступней, чем при подогреве воды в местных установках. Однако центральные системы горячего водоснабжения имеют ряд недостатков, а именно:

— необходима сложная служба эксплуатации городского теплоснабжения;

— требуется значительно более высокая культура технического обслуживания трубопроводных систем, работающих при высоких давлениях и высоких температурах;

— транспортировка теплоносителя на большие расстояния сопровождается большими теплопотерями;

Рис. 4 Схема гелиоустановки ( а )

Рис. 5 План и разрез водонагревателя (б):

1 — нижний коллектор ; 2 -корпус солнечного водонагревателя ; 3 — верхний коллектор ; 4 — аккуму-лятор горячей воды ; 5 — циркуляционный трубопровод ; 6 -экран (черный) ; 7 — два слоя стекла ; 8 — утеплитель ; 9 — циркуляционный трубопровод; 10 — трубопровод горячей воды .

Рис. 6 Местная установка горячего водоснабжения с газовым водонагревателем:

1 — подача холодной воды; 2 — газопровод; 3 — водонагреватель; 4 — трубопровод горячей воды; 5 -смеситель.

В зависимости от источников теплоты системы ЦСГВ могут использовать:

• закрытые или открытые тепловые сети (сети ТЭЦ или районных котельных), где теплоносителем является перегретая вода;

• паропроводы; особенно часто встречаются случаи использования вторичного (сбросного) пара на промпредприятиях.

Открытые тепловые сети предусматривает непосредственное смешение сетевой воды с нагреваемой в смесительных устройствах, в которых нагреваемая вода вступает в непосредственный контакт с теплоносителем.

Рис. 7. Схемы тепловых сетей

Закрытые тепловые сети предусматривают нагрев воды через поверхности, где теплоноситель (пар или перегретая вода) и нагреваемая вода не соприкасаются, а теплота передается через поверхность теплообмена.

Открытые системы более рациональны, с точки зрения использования теплоты, но при этом возможно ухудшение качества нагреваемой воды. Подобные системы встречаются редко.

В зависимости от способов получения воды и обеспечения напоров в сети от системы холодного водопровода системы горячего водоснабжения также, в свою очередь, делятся на открытые и закрытые.

В открытых системах вода поступает из промежуточного резервуара через поплавковые клапаны. Давление в этих системах определяется высотой их расположения.

Закрытые системы горячего водоснабжения питаются водой непосредственно от холодного водопровода и находятся под давлением насосов его системы.

В зависимости от способа аккумуляции теплоты на горячее водоснабжение различают системы, имеющие дополнительные емкости — аккумуляторы теплоты и системы, не имеющие аккумуляторов.

Дополнительные емкости — аккумуляторы теплоты необходимы для сглаживания колебаний потребления горячей воды при неравномерном режиме. Они обеспечивают равномерную работу водонагревателей и устраняют резкие колебания температуры нагреваемой воды.

Аккумуляция горячей воды осуществляется обычно при постоянном объеме воды за счет пополнения количества воды под напором холодного водопровода, но при переменном количестве теплоты, при этом используется принцип вытеснения горячей воды потребителю давлением поступающей свежей, холодной воды.

По способу циркуляции:

— с искусственной (принудительной) — насосами;

— с естественной — за счет разности плотностей холодной и горячей воды;

— со смешанной циркуляцией.

Общая схема горячего водоснабжения. Основные элементы.

В общем виде система горячего водоснабжения состоит из тех же элементов, что и система холодного водоснабжения. Отличие состоит в том, что дополнительно включаются в систему устройства для приготовления теплоносителя, подачи его к водонагревателям, обратный трубопровод теплоносителя, необходимый для циркуляции сети теплоносителя для обеспечения относительного постоянства температуры теплоносителя, распределительной сети системы горячего водоснабжения.

Рис. 8 Схема централизованной системы горячего водоснабжения

1 -водонагреватель (теплообменный аппарат — на схеме);

2 — водомерный узел (на горячей воде водомеров нет);

3 — подача холодной воды в систему холодной воды;

4 — подающие магистрали;

5 — подающие стояки;

7 — перемычки на техэтаже или чердаке или под потолком;

8 — циркуляционные стояки;

9 — циркуляционные магистрали (в подвале);

10 — циркуляционный насос (гоняет воду по контуру, чтобы компенсировать потери тепла, но не подает для забора);

11 — аккумуляторы горячей воды (тепла) — необходим при неравномерном потреблении горячей воды;