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;

Устройство систем горячего водоснабжения зданий

Ее эффективная и надежная работа обеспечивает создание комфортных условий в здании, а также может создавать оптимальные условия для протекания различных технологических процессов. Поэтому большое значение имеет профессиональное устройство систем горячего водоснабжения зданий, которое должно выполняться с учетом всех особенностей функционирования таких сетей.

Виды систем ГВС

Системы ГВС классифицируются по нескольким признакам. Одним из основных среди них является способ получения горячей воды. По этому признаку различают автономные и централизованные системы.

В автономных сетях обеспечивается нагревание воды в непосредственной близости от точки водозабора. Для этой цели применяются маломощные приборы, такие как электрические водонагреватели и бойлеры, газовые колонки, котлы и т.д. Предусматривается подача горячей воды на одну или несколько точек водозабора.

Централизованные сети обеспечивают горячее водоснабжение целого здания или комплекса зданий. При этом для нагрева воды может использоваться собственная котельная объекта, крупная котельная или ТЭЦ, обеспечивающая ГВС целого района или города. Для крупных объектов обычно применяется именно устройство систем централизованного горячего водоснабжения.

В зависимости от используемого типа работы различают сети ГВС двух типов:

• Открытые системы ГВС используют воду, которая может забираться из обратного или подающего трубопровода системы отопления. После этого вода смешивается в специальных гидроэлеваторах и подается на точки водозабора.
• Закрытые системы ГВС используют воду из холодной водопроводной сети. Она нагревается в отдельном контуре и подается на точки водозабора.

Наибольшее распространение сегодня получили именно закрытые сети, поскольку в них обеспечивается возможность поддержания качества горячей воды на высоком уровне.

Основные требования к качеству воды в сетях ГВС:

• нормальный уровень жесткости, соответствующий жесткости холодной питьевой воды;
• отсутствие агрессивного воздействия на материал труб;
• максимальное содержание кислорода — 5 мг/л;
• максимальное количество углекислоты — 20 мг/л.

Особенности устройства систем ГВС

Система горячего водоснабжения обеспечивает нагрев и подачу горячей воды к зданию и ее распределение между внутренними потребителями. Она состоит из оборудования и сети трубопроводов. Нагрев воды осуществляется на ТЭЦ или в котельных (районных или домовых). Там же устанавливаются насосы, с помощью которых вода подается к объектам водоснабжения. Они создают необходимое давление и расход воды в трубопроводах. Кроме того, насосный узел для повышения давления может быть оборудован внутри здания. Это позволяет обеспечить эффективную подачу горячей воды на верхние этажи.

Как правило, при устройстве системы горячего водоснабжения предусматривается создание системы циркуляции. Она применяется для постоянного поддержания температуры воды в пределах, установленных нормативной документацией (от 60 до 75 °C). Такая система может быть реализована путем создания специальной сети трубопроводов с использованием циркуляционных насосов. Благодаря циркуляции вода в системе периодически проходит через котел или другой теплогенератор, что позволяет постоянно поддерживать ее температуру.

Создание систем ГВС от профессионалов

Компания «Акрукс-Про» предлагает услуги по устройству систем горячего водоснабжения жилых, коммерческих, промышленных и других зданий. Выполняем полный комплекс работ — от проектирования до пусконаладки и последующего обслуживания. Мы реализовали большое количество крупных проектов. Все созданные нами системы ГВС работают надежно и эффективно, рассчитаны на многолетнюю безаварийную службу.

Система холодного и горячего водоснабжения

Внутренний водопровод представляет собой систему трубопроводов и устройств, предназначенных для подачи воды от водопроводной сети города, населенного пункта или промышленного предприятия к санитарно-техническим приборам, технологическому оборудованию и пожарным кранам. Для подачи потребителям подогретой воды служит система горячего водоснабжения, которая имеет дополнительно водонагреватели и устройства для регулирования и контроля температуры.

Границы между городской сетью и системой внутреннего водопровода определяются их балансовой принадлежностью. Для зданий граница проходит по наружной стене здания (или центрального теплового пункта ЦТП), для зданий ведомственного жилищного фонда — по отключающей задвижке в колодце городской водопроводной сети.

Внутренние водопроводы зданий по своему назначению могут быть: хозяйственно-питьевыми, производственными, противопожарными, поливочными. При совпадении требований к каждому из них эти системы могут быть объединены. Чаще всего объединяются хозяйственно-питьевые и противопожарные системы.

Хозяйственно-питьевые водопроводы должны обеспечивать подачу воды высокого питьевого качества; при этом требования ГОСТа к качеству воды должны выполняться вплоть до последнего водоразборного крана. Для некоторых хозяйственных процедур (стирка белья, смыв нечистот из санитарных приборов и т. п.) допускается подача воды непитьевого качества.

Технология устройства

Итак, вы приняли решение монтировать в доме автономную систему водообеспечения. С источником воды вы тоже определились (колодец или скважина). Остается доставить воду в коттедж и подвести к сантехническим приборам в ванной комнате, на кухню, подключить к системе водоснабжения мойку автомобиля, располагающуюся в гараже и пр.

Установка насоса

Система холодного и горячего водоснабжения в обязательном порядке требует установки насосного оборудования. При выборе устройства обязательно следует учитывать суточное водопотребление и лимит скважины. Чтобы исключить риск перебоев в подаче воды рекомендуется установить накопительный резервуар. Он позволит поддерживать в системе стабильное давление и будет содержать запас воды. Гидроаккумулятор облегчает как холодное, так и горячее водообеспечение. Ведь находящая в нем вода всегда теплее той, что поднимается из скважины. Это позволяет избежать лишних трат на газ или электроэнергию.

Монтаж системы очистки

Если система холодного и горячего водообеспечения используют фильтрационное оборудование для очистки волы, это позволяет существенно повысить качество воды, удалить загрязнения, соли тяжелых металлов, оксидов железа и меди, болезнетворные бактерии и пр. Не стоит забывать о том, что всегда присутствует риск попадания в водоносные горизонты сточных вод (к примеру, неправильное устройство канализации соседа).

Выбираем трубы

Основными критериями выбора труб являются качество материала и цена. Некоторые отдают предпочтение самым дорогим и качественным трубам, другие ищут более экономичный компромисс. Однако выбирая самые дешевые трубы, вы рискуете уже в самое ближайшее время столкнуться с необходимостью проведения ремонта. Рассмотрим основные виды водопроводных труб:

• пластиковые (полиэтиленовые, полипропиленовые, металлопластиковые, ПВХ);
• стальные (оцинкованные, «черные»);
• медные.

Самыми качественными и дорогими по праву считают медные трубы. Высокая прочность, долговечность, стойкость к коррозии и антибактериальные свойства делают их лучшим вариантом для использования в устройстве системы водообеспечения дома. Однако сегодня есть отличная альтернатива меди – полипропилен.

Полипропиленовые трубы для водоснабжения подходят для устройства системы водообеспечения и отопления. Полипропилен способен выдерживать температуру до 90°С, поэтому он нашел широкое применение в устройстве внутреннего водопровода. Для холодного водообеспечения применяют неармированные трубы, для горячего — армированные. Срок службы полипропиленовых труб – 50 лет и более, при этом стоят они недорого. К тому же их отличает простота монтажа и герметичность соединений. Однако слабое место у пропиленового водопровода все же имеется – неразъемность соединений.

Разводка труб в домах может быть последовательной или коллекторной. Следующим шагом идет монтаж запорной арматуры и установка сантехнических приборов. Специалисты рекомендуют для двухтрубной системы снабжения горячей водой использовать циркуляционные насосы.

Монтаж комбинированного водоснабжения пользуется популярностью на дачах, есть кроме основного жилого дома, есть такие дополнительные постройки как гостевой домик или баня. Комбинированные системы холодного и горячего водоснабжения работают «частями». В то время, как основная часть, на которой лежит подача в дом воды, работает система водообеспечения бани законсервирована, но может начать работать в любой момент (для этого производится слив воды). Система холодного и горячего водоснабжения в домах, предназначенных для круглогодичного проживания, не нуждается в установке дополнительных элементов для слива воды.

Система горячего водоснабжения

ГВС (система горячего водоснабжения) – совокупность устройств, обеспечивающих нагрев холодной воды и распределение ее по водоразборным приборам. Воду нагревают в теплообменных аппаратах до температуры 60-75°С и с помощью насосов подают по трубопроводам в жилые, общественные и производственные здания на бытовые и технологические нужды. Вода в системах бытового и производственно-бытового система горячего водоснабжения должна быть питьевого качества. В точках водоразбора горячая вода должна иметь температуру не ниже 50°С. При пользовании ею потребитель может снижать ее температуру до требуемой, подмешивая к ней холодную воду в смесителях, установленных в местах водоразбора. Нормы расхода горячей воды для бытовых нужд зависят от назначения объекта. Для жилых и общественных зданий нормы расхода приведены в соответствующих строительных нормах и правилах, расход горячей воды на производственные нужды определяется требованиями технологии, процесса.

Система горячего водоснабжения включает в себя следующие элементы: теплогенератор, водоподогреватель или смесительную установку, подающий трубопровод, состоящий из магистрали и подающих водоразборных стояков циркуляционные магистрали и стояки циркуляционный насос водоразборную арматуру приборы автоматического регулирования параметров и контроля расхода горячей воды.

По принципу приготовления горячей воды системы горячего водоснабжения делят на закрытые и открытые.

В закрытых ГВС поступающая из водопровода холодная вода нагревается в водоподогревателях в индивидуальных или центральных тепловых пунктах. В таких системах во внутридомовые трубопроводы поступает горячая вода, содержащая растворенный кислород и соли жесткости. Наличие кислорода приводит к коррозии внутренней поверхности труб, однако установка деаэраторов в тепловых пунктах не получила широкого распространения из-за сложности их эксплуатации. Достоинство закрытых систем горячего водоснабжения – высокое качество горячей воды, недостаток – значительная стоимость водоподогревательной установки.

В открытых ГВС используют теплоноситель, циркулирующий в системе теплоснабжения. Так как температуры воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети постоянны и зависят от температуры наружного воздуха, для получения горячей воды с нужной температурой применяют автоматические смесители, регулирующие отбор воды из подающего и обратного трубопроводов. Смесительная установка может предусматриваться в каждом здании (индивидуальная) или для группы зданий (групповая) в центральном тепловом пункте. Подача горячей воды в верхние водоразборные приборы с необходимым напором на излив происходит за счет избыточного давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети в точке присоединения к зданию. Напор в обратном трубопроводе должен быть больше высоты присоединяемого здания на величину свободного напора на излив. Отбор воды из трубопроводов на горячее водоснабжение компенсируется соответствующей подпиткой из источников теплоты. В открытых системах на нужды водоснабжения поступает химически очищенная вода, прошедшая деаэрацию, поэтому коррозия внутренней поверхности труб минимальная, но санитарное качество ее ниже, чем в закрытых системах, т.к. проходя через системы отопления, вода приобретает посторонний запах и цвет. Из-за отсутствия водоподогревателей стоимость открытых систем ГВС. меньше стоимости закрытых.

В зависимости от тепловой мощности и места расположения установки для приготовления горячей воды различаются центральные и децентрализованные системы ГВС. Стоимость первых больше из-за значительной протяженности трубопроводов, транспортирующих горячую воду к водоразборным приборам, но при этом выше и уровень комфортности жилища, т.к. при децентрализованном горячем водоснабжении эксплуатация установок осуществляется жильцами.

Система холодного водоснабжения

ХВС (система холодного водоснабжения) – комплекс взаимосвязанных сооружений, обеспечивающий подачу воды потребителям, включающий водозаборные сооружения, насосные станции, сооружения по улучшению качества воды, регулирующие и запасные емкости, водоводы, водопроводящую сеть труб и охладители воды. В зависимости от назначения и местных условий некоторые из перечисленных сооружений в системах могут отсутствовать.

ХВС классифицируют по различным признакам: по виду источника водоснабжения – питающиеся поверхностными (реки, озера, водохранилища, моря) или подземными (артезианские, грунтовые или родниковые воды) водами по территориальному охвату потребителей – местные, предусматривающие обеспечение водой отдельных объектов, и сельскохозяйственные групповые или районные, обслуживающие разнородные промышленные предприятия, города, поселки по назначению или видам потребителей – хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные, железнодорожные, поливочные по способу подачи воды — самотечные и нагнетательные, в которых вода подается насосами по кратности использования подаваемой воды – прямоточные, в которых техническая отработавшая вода после обработки, очистки и иногда охлаждения сбрасывается в водоем повторного использования, в которых техническая отработавшая вода последовательно используется в ряде технологических процессов и после обработки направляется в водоем или оборотный цикл оборотного водоснабжения, в которых техническая отработавшая вода после обработки, охлаждения и (или) очистки повторно используется, как правило, в том же технологическом процессе.

Система оборотного холодного водоснабжения может быть охлаждающей или технологической. В первой вода используется для охлаждения газообразных и жидких технологии, продуктов или технологического оборудования, при этом она нагревается, поступает в градирни, пруды или бассейны, где охлаждается и возвращается в систему. Обычно часть воды сбрасывается в водоем путем продувки ХВС. В технологической системе вода используется в качестве экстрагента, транспортирующей среды и др. при этом она вступает в контакт с технологическим сырьем или продуктом и загрязняется им, после очистки возвращается в систему. Часть воды из технологической системы после дополнительной очистки также может сбрасываться в водоем путем продувки ХВС. Охлаждающая и технологическая системы оборотного водоснабжения, работающие без продувки, называется замкнутыми.

При значительной разнице отметок территории системы холодного водоснабжения разделяют на зоны, устройство которых позволяет снизить излишне высокие напоры воды у потребителей, расположенных в пониженных местах территории, и уменьшить расход электроэнергии, затрачиваемой на подъем воды. Зонирование может быть осуществлено по параллельным или последовательным схемам. В первом случае предусматривают единую насосную станцию с насосами, обеспечивающими разные напоры для обслуживания отд. зон во втором – насосные станции для каждой зоны. При параллельном зонировании протяженность водоводов и масса труб больше, чем при последовательном.

Основное преимущество системы прямоточного водоснабжения по сравнению с системой оборотного водоснабжения – ее простота. В ней отсутствуют охладители воды, насосные станции оборотной воды, дополнительные сети труб и другие сооружения. Если нет необходимости в очистке производственно отработавшей воды, то вся ХВС будет состоять из насосной станции и системы подающих и отводящих трубопроводов. Преимущество системы оборотного водоснабжения состоит в том, что из источника подается значительно меньшее количество воды, чем при прямоточной системе это количество воды должно лишь компенсировать ее потери от испарения и уноса капель ветром из охладителей и расход воды на продувку ХВС, которое зависит от качества добавляемой воды и способа ее обработки. Как правило, количество добавляемой воды в систему не превышает 5% расхода оборотной воды. При оборотном водоснабжении диаметр водоводов, а следовательно и их стоимость, значительно уменьшаются, снижаются размеры и стоимость водозаборных сооружений и насосных станций первого подъема, расход энергии, необходимой для подачи воды на территорию предприятия, появляется возможность использовать для производственного водоснабжения источники с небольшим дебитом воды, заметно уменьшается стоимость очистных сооружений для добавочной воды. При оборотной системе в водоем сбрасывается гораздо меньше отработавшей воды, чем при прямоточной. В связи с этим облегчается задача охраны водоемов от загрязнения сточными водами, уменьшаются размеры и стоимость очистных сооружений и трубопроводов, отводящих отработавшую и очищенную воду.

Как узнать цену и получить коммерческое предложение

Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете: