Какими бывают системы водоснабжения?

Системы водоснабжения, которые мы привыкли называть попросту – водопровод, бывают двух видов:

• Централизованные системы водоснабжения, предназначенные для обслуживания коммунальных хозяйств, предприятий промышленного, транспортного, сельскохозяйственного назначения и других отраслей; для противопожарных целей и комбинированных объектов потребления воды.
• Замкнутые системы водоснабжения (автономные), которые используются для обслуживания различных зданий и сооружений, находящихся на значительном расстоянии от централизованных систем. Это могут быть: коттеджи, дачи, детские лагеря, санатории, частные лечебницы и прочие объекты, расположенные вдали от города.

И централизованные и замкнутые системы представляют собой комплексы инженерно-технических сооружений, предназначенные для забора воды из специальных резервуаров или природных водоёмов; последующую очистку воды через систему фильтров, её хранение и подачу по трубопроводам к местам потребления.

Вода подаётся в соответствии с чётко разработанным регламентом. Регламент учитывает многие факторы: расчёт объёма подачи воды, степень её очистки, напор (давление) и прочие. Рассмотрим особенности централизованных и замкнутых систем водоснабжения.

Централизованная система водоснабжения

Централизованная система представляет собою глобальный комплекс инженерно-технических коммуникаций, призванный обеспечивать доставку основного жизненного ресурса человека – воды, до места её потребления. Системы подразделяются по следующим типам.

Хозяйственно-питьевые системы

Хозяйственно-питьевые системы подают воду для необходимых человеку нужд: питья и приготовления пищи, мытья, стирки, уборки и так далее. К чистоте подобной воды и системе её фильтрации предъявляются очень высокие требования, которые регламентируются санитарными правилами и соответствующими ГОСТами. Объединение водопроводных сетей, подающих воду питьевого качества, и воду для промышленных целей НЕ допускается. Некоторые хозяйственные объекты используют непитьевую воду для ведения своей деятельности, но только по согласованию с органами Государственного надзора.

Производственные системы

Производственные системы подают воду для технологических целей, обеспечивающих различные производственные процессы на предприятиях. Производственные системы классифицируются по видам подачи воды: оборотные, прямоточные и с повторным использованием воды.

• Оборотные системы используются обычно для охлаждения деталей и материалов при производстве, так как целесообразнее охлаждать уже использованную нагретую воду и заново пускать её в работу.
• Прямоточные системы применяются тогда, когда в процессе производства вода входит в состав изготавливаемой продукции или меняет свои свойства (лёд, пар) в процессе переработки и её последующее использование невозможно.
• Повторные системы предназначены для многоразового использования воды, сбрасываемой одним или несколькими потребителями в результате технологического процесса. В этом случае, вода повторно поступает в резервуары и, после соответствующей обработки, вновь используется на производстве.

Противопожарные системы

Суть противопожарного водоснабжения объектов – беспрепятственное обеспечение подачи воды в любое время дня и ночи к источнику возможного возникновения пожара как внутри объектов (домов, зданий, сооружений), так и снаружи. Системы противопожарной подачи воды бывают двух видов.

• Естественные, при которых забор воды осуществляется из природного водоёма (пруда, реки, озера, моря) мобильной пожарной техникой.
• Искусственные, где забор воды производится прямо из водопровода, объединённого с хозяйственно-питьевыми системами. Также – вода может подаваться из отдельного пожарного резервуара, если объединение пожарного трубопровода с водопроводом для хозяйственно-питьевых нужд нецелесообразно.

Комбинированные системы

Комбинированные системы подачи воды используются там, где это допустимо и экономически выгодно. Например, часто объединяют хозяйственные и противопожарные системы или производственные с хозяйственными (по спец. разрешению). Кроме того, вода из комбинированной центральной системы используется для мытья улиц, полива зелёных насаждений и прочих городских (поселковых) нужд.

Замкнутая система водоснабжения

Замкнутая система водоснабжения работает по схеме автономного цикла, где все сточные воды, после их тщательной фильтрации и очистки, возвращаются в водоприёмник для повторного использования. Подобный «круговорот воды в производстве» позволяет исключить загрязнение окружающей среды.

В замкнутых системах предусмотрено использование ливневых, талых, хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Для качественной очистки загрязнённой воды используются масштабные комплексы многократной фильтрации. Суть такова – сточная вода поступает в питающий резервуар, откуда отправляется в инженерно-технический комплекс очистки, где проходит соответствующую обработку. Причём, из грязной воды удаляются не только твёрдые взвеси и фракции, способные оседать, но и вредные растворённые вещества: углекислота, аммоний и прочие. Затем осуществляется общая дезинфекция и, после регенерации – очищенная вода вновь поступает в эксплуатацию.

Виды систем водоснабжения

В этой статье мы ответим на вопрос, какие существуют системы водоснабжения. Назовем и опишем типы с учетом их разделения по следующим основным критериям.

• Количество потребителей.
• Назначение.
• Методы доставки воды.
• Характер ее использования.
• Виды источников для водоснабжения.
• Комплексность обслуживания потребителей.

Сразу отметим, что схемы систем водоснабжения составляются индивидуально в каждом конкретном случае. На вопрос, что войдет в систему водоснабжения, инженеры отвечают на этапе проектирования. Состав той или иной сети зависит от большого количества факторов. Среди них:

• удаленность источника воды;
• метод ее забора и транспортировки;
• объемы потребление;
• назначение водопровода;
• и пр.

Какие бывают системы водоснабжения

Какие существуют системы водоснабжения в зависимости от количества потребителей

Начнем с того, что системы водоснабжения бывают централизованными и автономными.

• Инженерные сети первого типа рассчитаны на большое количество потребителей. Вода для них берется из единой системы коммуникаций. Централизованные сети обычно сочетают в себе холодное и горячее водоснабжение. Такие системы имеют сложные схемы и состоят из большого количества установок и коммуникаций.
• Автономные сети снабжают водой ограниченное число потребителей. Чаще всего такие системы устанавливают в частных домах. Вода из расположенного близко к зданию источника подается при помощи насоса. Для нагрева жидкости обычно используют бытовые водонагреватели.

Виды систем водоснабжения по назначению

По назначению системы водоснабжения делят на 5 видов.

1. Хозяйственно-бытовые. По ним получает воду большинство гражданских, коммерческих, административных и иных объектов, расположенных в крупных населенных пунктах.
2. Сельскохозяйственные. Эти системы используют для водоснабжения животноводческих и растениеводческих хозяйств.
3. Производственного назначения. Такие сети прокладывают на предприятиях различных отраслей промышленности.
4. Противопожарные. Это специализированные системы водоснабжения, предназначенные для ликвидации ЧС.
5. Комбинированные. Используются в различных целях.

Виды систем водоснабжения в зависимости от типов источников воды

• Сети, подключенные к поверхностным источникам. Вода берется из рек, водохранилищ и озер.
• Сети, подключенные к подземным источникам. Потребителям подаются грунтовые воды.
• Комбинированные системы. Задействуются поверхностные и подземные источники воды.

Виды систем водоснабжения в зависимости от методов подачи воды

Здесь выделяют следующие типы систем водоснабжения.

• Самотечные. Вода по коммуникациям течет самостоятельно под воздействием гравитации.
• С принудительной доставкой воды. Среда транспортируется при помощи насосных установок.
• Комбинированные. В таких сетях используют оба метода доставки воды.

Виды систем водоснабжения по характеру использования воды

Вода на промышленных объектах может использоваться по-разному. По этому критерию системы водоснабжения разделяют на три вида.

1. Прямоточные. Вода в таких системах используется однократно, а затем сливается в канализацию или подается на очистку. Это оправдано в двух случаях.
   • Вода входит в состав конечной продукции. Отличные примеры — жидкие суспендированные удобрения, минеральные кислоты и пр.
   • Состав жидкости значительно изменяется в худшую сторону (к примеру, при электролизе). Повторное использование такой воды нецелесообразно.
2. Оборотные. Такие системы обычно используют для охлаждения чего-либо. Нагретую среду охлаждают и повторно применяют на том же объекте. В некоторых случаях в состав оборотных систем входят очистные сооружения.
3. Прямоточные с повторным применением. Прокладка такой системы актуальна в том случае, если отработанная вода, непригодная для повторного применения на одном объекте, может быть использована на другом.

Виды систем водоснабжения по комплексности обслуживания потребителей

Системы водоснабжения бывают объединенными, неполно-раздельными и раздельными.

• От сетей первого типа получают воду все потребители. Обычно в таких системах транспортируется питьевая вода. Такой подход в промышленности оправдан в том случае, если для производства продукции нужна вода хорошего качества, либо жидкости требуется очень мало.
• Неполно-раздельные системы прокладывают в тех случаях, если производство продукции требует большого количества воды невысокого качества.
• Раздельные системы встречаются редко. Их прокладка предполагает построение отдельных сетей для противопожарных, питьевых и производственных нужд.

В заключении

В заключении стоит отметить, что в состав систем водоснабжения могут входить трубы и фитинги, изготовленные из различных материалов. При прокладке используют стальные, чугунные, медные, металлопластиковые конструкции, а также коммуникации, изготовленные из полиэтилена низкого давления. Последние в настоящее время встречаются чаще всего. Это обуславливается следующими преимуществами ПНД-труб.

• Долговечность.
• Коррозионная стойкость.
• Гибкость и легкость.
• Простота монтажа.
• Низкая стоимость.

Классификация систем водоснабжения

Системы водоснабжения классифицируют по ряду признаков.

По роду обслуживаемых объектов различают: городские, по­селковые, промышленные, сельскохозяйственные системы водоснабжения.

По назначению различают системы водоснабжения:

• хозяйственную — для удовлетворения питьевых и хозяйственно-бытовых нужд населения и предприятий;

• производственную — для снабжения водой одного или не­скольких промышленных предприятий или отдельных цехов;
• противопожарную, подающую воду для тушения пожара;
• объединенные, предназначаемые для одновременного удовле­творения различных нужд (например, хозяйственно-противо­пожарная система — для удовлетворения хозяйственных и про­тивопожарных нужд или производственно-противопожарная система для удовлетворения противопожарных и производст­венных нужд).

По способам подачи воды различают системы водоснабже­ния:

• самотечные (гравитационные), в которых вода из источника к потребителю подается самотеком; примерами самотечных систем являются системы водоснабжения в горных местно­стях;

• с механической подачей воды (напорные), в которые вода из источника к потребителю подается насосами;
• со смешанной подачей (в пределах системы).

По кратности использования подаваемой воды системы во­доснабжения подразделяются на системы прямоточные; с обо­ротом воды; с последовательным использованием воды на раз­личных установках.

По природным источникам водоснабжения бывают:

• системы водоснабжения, использующие воду поверхностных источников (реки, водохранилища, озера, моря);

• системы, использующие подземные воды (грунтовые, артези­анские, родники).

Системы водопроводов, объединенные с противопожарным водопроводом, могут быть:

• низкого давления, в которых напор, необходимый для туше­ния пожара, создается при помощи передвижных насосов, присоединяемых к пожарным кранам (гидрантам) наружной водопроводной сети;

• высокого давления, в которых напор, необходимый для туше­ния пожара, создается стационарными насосами, установлен­ными в насосной станции.

Классификация систем водоснабжения: критерии и разновидности

Классификация по назначению

Наша сегодняшняя тема — системы водоснабжения и их классификация. Кроме того, мы познакомимся (хоть и несколько поверхностно) с применяемыми для их монтажа материалами и их ключевыми особенностями. Итак, в путь.

Назначение

Системы водоснабжения классифицируют по выполняемым ими функциям.

Классификация по назначению

Водоснабжение может быть:

• Питьевым. Именно питьевые водопроводы наиболее типичны для городов и поселений;
• Хозяйственным (то есть предназначенным для стирки, уборки, смыва в унитазах и писсуарах и т.д.).

Полезно: абсолютное большинство магистральных водопроводов и внутренних систем водоснабжения зданий — хозяйственно-питьевые. Вода соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, но может применяться и для хознужд.

• Производственным. Его отличие от хозяйственно-питьевого водоснабжения в том, что требования к составу воды определяются не санитарными нормами, а технологическими особенностями производства;

Водопровод на производстве

• Сельскохозяйственным (то есть предназначенным для орошения полей, садов, виноградников и т.д.);

Пожарные трубы обычно маркируются красным цветом

• Комбинированным (пожарно-хозяйственным, хозяйственно-производственным и так далее).

Подача воды

Для нормальной работы сантехнического и прочего оборудования вода должна поступать к нему с избыточным напором. Классификация системы водоснабжения возможна по способу его создания.

Водопровод может быть:

• Самотечным. В этом случае вода подается из емкости, расположенной на теплом чердаке здания или на водонапорной башне;

На фото — напорная башня в Николаеве, Украина

• С механизированным повышением напора с помощью насосов (как правило, электрических);

Насосы для подачи питьевой воды

• Зонным (то есть часть водопровода получает воду, поступающую самотеком, а часть — подающуюся насосами).

Источники воды

Источником воды могут быть:

• Открытые водоемы (озера и реки). В этом случае вода подлежит обязательной очистке и дезинфекции;

Водозабор из открытого источника

Любопытно: СНиП 30.13330.2016 позволяет использовать воду непитьевого качества для подачи к писсуарам и сливным бачкам унитазов. Однако раздельные вводы питьевой и непитьевой воды сильно усложняют и удорожают внутренний водопровод здания, поэтому обычно в жилых домах лишь один водопровод — хозяйственно-питьевой.

• Подземные источники. Для них характерно гораздо более высокой качество воды, что позволяет в ряде случаев использовать ее без предварительной очистки;

Бурение артезианской скважины

• Наконец, источник воды может быть смешанным: часть воды отбирается из реки, часть — из скважины. В этом случае оправдано разделение водоснабжения на хозяйственное и питьевое: зачастую оно позволяет обойтись без подготовки воды.

Эх, раз, да еще раз

В жилых зданиях системы водоснабжения предполагают однократное использование воды и называются прямоточными.

Заметьте: прямоточные водопроводы делят на тупиковые и кольцевые (имеющие закольцованный розлив или дополнительный ввод для компенсации падения напора в пиках разбора воды).

Однако на многих производствах технология не предполагает сильного загрязнения воды или допускает ее быструю очистку.

Так называемое повторное водоснабжение предполагает двух- или многократное использование воды без какой-либо подготовки. Например, стоки после второго (чистового) ополаскивания тары от молочных продуктов (бидонов и фляг) могут использоваться для первого (предварительного) ополаскивания, для мытья автомашин или полива территории.

Оборотное водоснабжение тоже предполагает замкнутый цикл пользования водой, но с дополнительными технологическими операциями по ее подготовке.

Их перечень может включать:

• Охлаждение или нагрев;
• Отстаивание;
• Фильтрацию;
• Нейтрализацию загрязнений химическими реактивами и т.д.

Очистка воды в оборотном водоснабжении

Вот несколько примеров производств, на которых применяется оборотное водоснабжение:

• Электростанция. Конденсат, полученный из прошедшего турбину пара, служит для охлаждения масла и подшипников;
• Металлургический комбинат. Вода из системы газоочистки используется многократно, проходя между циклами фильтрацию и охлаждение;
• Машиностроительная фабрика. Вода, оставшаяся после гальванической обработки металла, применяется для приготовления электролита и промывки деталей;
• Автомойка. Вода используется многократно с промежуточным прохождением уловителей нефтепродуктов, отстойников, биокоагуляторов и т.д.

Пример оборотного водоснабжения предприятия

Внутри и снаружи

Внутренняя система водоснабжения жилого, промышленного или общественного здания разводит воду по точкам водоразбора — санитарной технике, станкам и прочему оборудованию. Наружное водоснабжение отвечает за доставку воды к отдельным зданиям.

Сооружение наружных водопроводов регламентируется СП 31.1330.2012, внутренних — СП 30.13330.2016.

Монтаж магистрального водопровода

Холодный и горячий

Классификация систем внутреннего водоснабжения возможна по температуре воды.

Согласно СП 30.13330.2016, горячая вода должна иметь температуру в точках водоразбора жилого здания от 60 до 65 градусов по шкале Цельсия. Температура холодной воды не регламентируется.

Температура ГВС измеряется на изливе смесителя

Для производственного горячего водоснабжения нормы температуры определяются технологией производства.

Приготовление горячей воды

По способу нагрева воды тоже возможна классификация — выбор схем систем горячего водоснабжения исчерпывающе описан в уже упоминавшемся нами СП 30.13330.2016. Документ настоятельно рекомендует использовать для приготовления горячей воды холодную (питьевую), нагретую в теплообменнике закрытой системы теплоснабжения или индивидуальном водонагревателе.

Теплообменники теплового пункта

Альтернатива — прямая подача ГВС из тепловой сети. Она типична для многих зданий советской постройки: вода отбирается из подающей или обратной нитки через врезки в элеваторном узле, между входными задвижками и водоструйным элеватором.

Элеваторный узел с врезками для подачи воды потребителям из теплосети

Такая схема дешевле в реализации, но имеет несколько серьезных недостатков:

• Состав воды может заметно отклоняться от рекомендованного СанПиН 2.1.4.1074-01. В частности, поступающая по стальным трубопроводам техническая вода содержит много окислов железа и присадок, препятствующих коррозии и формированию отложений на стенках труб;
• Нарушение штатного режима работы теплосети (в частности, быстрая остановка циркуляции) может привести к гидроудару, который затронет систему ГВС;
• Температура воды в старых элеваторных узлах регулируется ручным переключением с подачи на обратку и с обратки на подачу. Между тем температура теплоносителя в обеих нитках варьируется в зависимости от уличной температуры в широком диапазоне значений, поэтому о точном соблюдении предписанного СП 30.13330.2016 температурного режима речь не идет.

График температуры теплотрассы

Кроме того: если не выполнить переключение ГВС на обратный трубопровод с наступлением холодов, температура воды может превысить возможности полимерных и композитных труб, широко применяющихся в настоящее время при монтаже внутренних водопроводов.

Перегрев привел к закономерному результату

Циркуляция ГВС

Классификация систем горячего водоснабжения возможна еще по одному признаку — наличию или отсутствию циркуляции. В жилых домах, построенных до начала 80-х годов прошлого века, ГВС тупиковое (вода в розливах и стояках приходит в движение лишь при ее расходе).

Тупиковое горячее водоснабжение имеет три недостатка:

• По мере удаления от теплового пункта температура воды падает благодаря потерям тепла через стенки труб. В результате при достаточной длине розлива и высоте стояка она может оказаться заметно ниже нормативных значений;
• Когда нет водоразбора, вода остывает до температуры окружающей среды. Помните то чувство, когда заходишь в ванную раньше всех соседей и подолгу ждешь, пока из горячего крана сольется холодная вода?

Нагрева воды до комфортной температуры приходится ждать несколько минут

Заметьте: сейчас, когда повсюду стоят водосчетчики, ее придется оплачивать по тарифам ГВС, куда более высоким, чем на холодной воде. Счетчики регистрируют расход, а не температуру.

Механический счетчик учитывает расход воды, игнорируя ее низкую температуру

• Водяные полотенцесушители, подключенные к подводкам или (что, насколько известно автору, не практиковалось в домах старой постройки) к стоякам, нагреваются лишь при расходе воды и быстро остывают.

В современных зданиях горячая вода непрерывно циркулирует по парным розливам и закольцованным перемычками стоякам.

Парные розливы ГВС в техническом подвале жилого дома

• Перепадом давления между нитками теплосети;
• Перепадом давления на дроссельной шайбе между врезками в одну нитку;
• Циркуляционным насосом. Так организована циркуляция воды в зданиях с закрытой схемой теплоснабжения и в частных домах с автономным приготовлением горячей воды.

Насос для ГВС и отопления

Инструкция по организации циркуляционного ГВС своими руками, более чем проста. Насос монтируется в закольцованную подводку горячей воды, которая соединяется с двумя выходами (собственно ГВС и циркуляционным) бойлера.

Схема автономного горячего водоснабжения с рециркуляцией

Материалы

Классификация систем холодного и горячего водоснабжения здания возможна по применяемым для разводки воды материалам.

Их можно разделить на две группы, различающиеся, прежде всего, по стойкости к перегреву и превышению рабочего давления.

• Металлические трубы (оцинкованные стальные, нержавеющие и медные) переносят гидроудары и перегрев без разрушения или снижения эксплуатационных параметров. Нержавейка и медь, кроме того, обладают практически неограниченным сроком службы;

• Полимерные и композитные трубы (полипропиленовые, из модифицированного полиэтилена и металлопластиковые) при штатных эксплуатационных параметрах служат как минимум полвека на ХВС и четверть века на ГВС.

Разводка воды полипропиленом

Однако при перегреве их прочность на разрыв и ресурс стремительно падают, а гидроудар (особенно при высокой температуре воды) может привести к разрушению трубопровода.

Влияние эксплуатационных параметров на срок службы водопровода

Практический вывод: на ГВС в домах с открытым теплоснабжением лучше использовать металлические трубы. Пластиковые и металлопластиковые применяются в зданиях с закрытым теплоснабжением или с индивидуальными водонагревателями.

Если вы живете в многоквартирном доме старой постройки, ваш выбор — металлический водопровод

Заключение

Как всегда, видео в этой статье расскажет вам больше о том, как классифицируют системы водоснабжения. Успехов!