Проектирование внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения: Учебное пособие

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Проектирование внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения

Специальность «Теплогазоснабжение и вентиляция» (290700)

УДК 696.4. 697.34 (07)

Кандидат технических наук, заведующий кафедрой теплотехники печей и газоочистки Сибирского государственного индустриального университета доцент С.Г. Коротков

Заместитель генерального директора ФГУП ПИ «Сибирский Сантехпроект» Т.В. Кузнецова

З69 Проектирование внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2003. – 35 с.

В пособии приведены сведения о конструировании внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения с описанием и справочными данными по их отдельным элементам. Подробно описаны расчеты данных систем. Даны рекомендации по выбору, компоновке и расчету тепловых пунктов. Рассмотрены вопросы подбора насосов различного назначения.

Предназначено для студентов специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» (290700).

УДК 696.4. 697.34 (07)

индустриальный университет, 2003

Определение расчетных расходов воды и тепла на горячее водоснабжение и теплового потока на отопление………………..

Выбор системы горячего водоснабжения…………………………

Расчет водоподогревателей горячего водоснабжения ………….

Тепловой расчет водоподогревателей …………………….

Гидравлический расчет водоподогревателей ЦТП ……….

Подбор и расчет водомера для системы горячего водоснабжения …………………………………………………….

Компоновка оборудования ЦТП …………………………………..

Гидравлический расчет циркуляционной системы горячего водоснабжения …………………………………………………….

Гидравлический расчет подающих трубопроводов ……….

Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов..

Выбор циркуляционного насоса ……………………………

Выбор циркуляционно-повысительного насоса …………..

Горячее водоснабжение предназначено для удовлетворения гигиенических (умывание, купание) и бытовых (стирка, мойка посуды и т.п.) нужд населения водой с повышенной (до 75 0 С) температурой. Такой водой, часто называемой «бытовой», снабжаются здания с проживанием людей (жилые здания, гостиницы и т.п.), большинство общественно-коммунальных зданий (поликлиники, больницы, столовые и т.п.), а также промышленные здания и сооружения с гигиеническим (в бытовках) потреблением горячей воды.

Цель курсовой работы – получить представление о проектировании централизованных систем горячего водоснабжения, освоить практические методы расчета и конструирования этих систем. В процессе проектирования ознакомиться с нормативной литературой, каталогами на оборудование, типовыми материалами и решениями, применяемыми при разработке централизованных систем горячего водоснабжения.

В курсовой работе необходимо разработать централизованную закрытую систему горячего водоснабжения жилого здания, центральный тепловой пункт (ЦТП), предусмотренный для группы однотипных зданий и внутриквартальную разводку тепловых сетей от ЦТП до присоединяемых зданий. Объем пояснительной записки 30 печатных листов.

Исходные данные на проектирование принимаются в соответствии с заданием, выдаваемым руководителем работы.

Студент самостоятельно решает весь комплекс вопросов, связанных с проектированием системы горячего водоснабжения. Принятые студентом технические решения должны быть обоснованными, а разработанная система горячего водоснабжения – рациональной и экономичной, отвечающей действующим нормам на проектирование и техническим условиям на монтаж и эксплуатацию.

В графическую часть проекта входят:

· план типового этажа здания с указанием расположения стояков, полотенцесушителей, водоразборных приборов и трубопроводов горячего водоснабжения (М 1:100);

· план подвала с нанесением стояков, подающих и циркуляционных магистралей и ввода горячей воды в здание (М 1:100);

· аксонометрическая схема трубопроводов системы горячего водоснабжения здания (М 1:100);

· компоновка ЦТП (план, разрез, аксонометрическая схема) в масштабе М 1:50;

· план квартала с тепловыми сетями от ЦТП до зданий (М 1:1000).

Графическая часть проекта выполняется на миллиметровой бумаге формата А1.

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ И ТЕПЛА НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ОТОПЛЕНИЕ

1. Расчет числа водоразборных приборов N.

У потребителей горячей воды, в каждой квартире должны быть установлены следующие приборы: в ванной комнате – смеситель для ванны и умывальника, в кухне – смеситель для мойки.

Необходимо рассчитать количество приборов на этаже, затем в доме (с учетом этажности) и в квартале (с учетом количества жилых домов).

2. Расчет общего числа водопотребителей U.

Количество потребителей горячей воды в квартире можно определить

Горячее водоснабжение: разновидности и особенности систем

В современном мире люди привыкли жить в комфортных условиях. И чем выше уровень жизни, тем больше благ окружает людей. К одним из таких неотъемлемых на сегодняшний день условий комфортной жизни населения можно отнести наличие горячего водоснабжения в квартирах и частных домах. Сегодня потребление горячей воды приравнивается к употреблению холодной и даже иногда превышает его.

Что это такое?

Горячее водоснабжение – это обеспечение населения, в том числе его бытовых нужд, а также производственных потребностей, водой высокой температуры (до +75 градусов Цельсия). Оно является важным показателем уровня и качества жизни, а также условием соблюдения санитарно-гигиенических норм. Система горячего водоснабжения состоит из специального оборудования, функционирующего в совокупности, которое служит для разогрева воды до нужной температуры, а также для подачи ее к водозаборным точкам.

Чаще всего данная система состоит из следующих элементов:

• водонагревателя;
• насоса;
• труб;
• арматуры для подачи воды.

В нормативных документах часто используется аббревиатура к словосочетанию горячее водоснабжение – ГВС.

Виды устройств

Система горячего водоснабжения может быть двух видов.

• Открытая система имеет теплоноситель. Вода подается из центральной отопительной системы. Она названа так потому, что подача происходит из отопительной системы. Такую систему обычно используют в многоквартирных домах. Что касается частных домов, то открытая система там окажется слишком дорогостоящей.
• Закрытая система функционирует по-другому и имеет свои отличия. Сначала холодная питьевая вода забирается из центрального водопровода или наружной сети, затем она нагревается в теплообменнике и только после этого подается к водозаборным точкам. Такую воду можно использовать для приготовления пищи, так как в ней нет вредных для здоровья элементов.

А также существует независимая система горячего водоснабжения. Вода нагревается в котельной или тепловом пункте, затем подается в дом. Она называется независимой, поскольку функционирует отдельно и не связана с системой теплоснабжения. Она используется в частных домах или коттеджах.

Что касается водонагревателей, то они подразделяются на два вида.

Их выбор зависит только от желания владельца, а также от бытовых условий помещения.

• Проточные. Они не накапливают воду, а нагревают ее по мере необходимости пользования. Такой нагреватель приводится в действие моментально, как только включается вода. Они могут быть электрическими либо газовыми.
• Накопительные. Такие водогрейные котлы собирают воду в специальном баке и нагревают ее. Горячей водой можно пользоваться в любое время. Электрокотлы имеют большие габариты.

Принцип работы

Система горячего водоснабжения может быть тупиковой или циркуляционной. Тупиковая схема используется при постоянном использовании горячей воды. При непостоянном водозаборе вода в трубах остывает и поступает уже не слишком горячей. Для того чтобы получить воду необходимой горячей температуры, придется довольно долго ее сливать, что не слишком удобно. При циркуляционной схеме вода всегда подается горячей, но такая система стоит дороже. Такая схема хорошо подходит в случаях периодического водозабора. Температура воды постоянно поддерживается, а пользователи получают горячую воду.

Система циркуляции в таких системах может быть двух видов.

• Принудительная. При этом типе используются насосы, как при системе отопления зданий. Принудительные системы применяют в многоэтажных постройках, высотностью от двух этажей.
• Естественная. В одно- и двухэтажных домах применяется обустройство естественной циркуляции, так как протяженность трубопроводов небольшая. Она функционирует по системе циркуляционных труб, основываясь на разности массы воды при разных температурах. Этот способ такой же, как и способ водяного отопления с использованием естественной циркуляции.

Горячее водоснабжение состоит из следующих элементов:

• водонагревателя или генератора;
• трубопровода;
• водозаборных точек.

Генераторами могут быть водонагреватели нескольких типов.

• Скоростные водо-водяные нагреватели работают на основе того, что горячая вода, которая поступает либо из котельной, либо из центрального теплоснабжения, проходит по латунным трубам. Они находятся внутри стальных труб, а пространство между ними наполнено нагреваемой водой. Таким образом, происходит подогрев.
• Пароводяной водонагреватель функционирует за счет пара, поступающего в нагреватель. Вода нагревается, проходя по латунным трубам, расположенным внутри. Такие системы применяют в жилищах с постоянным расходом воды и большим ее потреблением.
• В домах с периодическим и низким водопотреблением используются накопительные водонагреватели. Они не только нагревают, но и аккумулируют горячую воду.

Трубопроводы и горячего, и холодного водоснабжения являются единой системой, они укладываются параллельно. На водозаборных точках устанавливаются смесители, которые позволяют получать разную температуру (от +20 до +70 градусов Цельсия) благодаря перемешиванию горячей и холодной воды. В системе горячего водоснабжения лучше использовать оцинкованные или пластиковые трубы для того, чтобы не возникало коррозии. Трубопроводы и стояки лучше теплоизолировать во избежание лишней потери тепла. В современных домах на горячую и холодную воду устанавливаются счетчики для учета расхода воды, что позволяет не переплачивать за потребление, а платить только за расходованную воду.

Плюсы и минусы

Если говорить о преимуществах и недостатках горячего водоснабжения, то лучше рассматривать по отдельности системы открытого и закрытого типов.

Плюсами открытой системы можно считать следующие:

• ее просто заполнить и спустить воздух, что происходит автоматически через расширительный бак;
• довольно просто осуществлять подпитку. Так как давление в системе не требует особого внимания, то воду набирать можно без опасений;
• система хорошо функционирует даже при наличии протечек, что связано с большим рабочим давлением в ней.

К минусам можно отнести следующие:

• постоянный контроль уровня воды в резервуаре;
• необходимость его пополнения.

К преимуществам закрытой системы горячего водоснабжения можно отнести такие как:

• экономия, связанная с постоянной температурой;
• имеется возможность установки полотенцесушителя.

Недостатком является обязательное наличие водонагревателей. Они могут быть проточными или накопительными, позволяющими всегда иметь резервное водоснабжение.

Очень важным моментом в системе горячего водоснабжения является наличие гидроаккумулятора. Он помогает предотвратить некоторые проблемы, связанные с перепадами давлений в системе. Гидроаккумулятор представляет собой герметичный бак, в котором находится мембрана, частично наполненная водой. Она разделяет бак на водную и воздушную части. Если в гидробаке увеличивается объем воды, то, соответственно, уменьшается объем воздуха.

При возникновении повышенных параметров давления в системе, подается сигнал и насос отключается. Для регулировки давления имеется пневматический клапан. Воздух закачивается через ниппель. Его количество можно как добавить, так и уменьшить.

Гидроаккумулятор обладает такими преимуществами, как:

• предотвращение быстрого износа насоса. Так как в баке имеется запас воды, то насос будет включаться реже, что способствует его более долгому сроку службы;
• стабильное давление воздуха в системе. Устройство помогает избежать резких перепадов давления и температур в системе горячего водоснабжения;
• устойчивость к гидроударам. Они практически не возникают и не могут нанести вред насосу и всей системе;
• увеличенные запасы горячей воды. В баке гидроаккумулятора всегда имеется ее запас, к тому же он постоянно обновляется.

Таким образом, наличие данного устройства только положительно влияет на функционирование всей системы в целом.

Нормы

Согласно «Правилам предоставления коммунальных услуг» норма температуры горячей воды должна соответствовать значению от +60 до +75 градусов Цельсия. Это значение полностью соответствует санитарным нормам и правилам по Законодательству Российской Федерации.

Стоит учесть, что существуют некоторые допустимые отклонения, а именно:

• в ночное время (от 00: 00 до 05: 00 часов) допускается отклонение до 5 градусов Цельсия;
• в дневное время (с 05: 00 до 00: 00 часов) отклонение не должно быть более 3 градусов Цельсия.

Согласно правилам, если подаваемая горячая вода холоднее, чем значение нормативов, пользователь может сделать перерасчет и оплатить ее по стоимости холодного водоснабжения. Но для этого придется выполнить замеры температуры. Самостоятельно этого сделать не получится. Первым делом нужно позвонить в ЖКХ или в управляющую компанию и оставить заявку на замер. Если данный спад температуры обусловлен неисправностями, ремонтом или другой причиной, об этом обязан сообщить диспетчер.

Если же все в порядке, необходимо зафиксировать заявку. После визита мастера нужно составить акт замера температуры в двух экземплярах. Именно на основании этого акта и будет производиться перерасчет стоимости.

Во время замера необходимо обратить внимание на следующие факторы:

• сливать воду обязательно в течение нескольких минут;
• отметить, откуда производится замер – из трубы полотенцесушителя либо из независимой трубы.

Согласно статье СанПиНа данное нарушение предполагает оплату штрафа.

Установленные нормы температурного режима связаны со следующими факторами:

• данная температура не позволяет размножаться бактериям;
• при такой температуре исключается возможность получения ожогов.

Температура воды в хранилищах должна быть очень высокой, но ее использование в домашних условиях должно быть обязательно в сочетании с холодной.

Схемы и расчеты

Для того чтобы рассчитать расход горячей воды, необходимо учесть количество проживающих в доме или квартире, а также образ жизни. Главным требованием является минимальный срок течения горячей воды из крана. К тому же согласно действующим нормам (10 минут), предполагается использование в нескольких точках в любом количестве.

Чтобы рассчитать подачу горячей, воды необходимо учесть следующие факторы:

• количество пользователей;
• частоту использования в ванной;
• количество ванных и санузлов;
• объем сантехнических устройств;
• необходимую температуру воды.

Самым лучшим на сегодняшний день считается проектирование при помощи специальных измерительных приборов. Хотя этот вариант возможен не для всех. Только при учете потребностей всей семьи есть возможность подобрать оптимальный вариант горячего водоснабжения для дома, квартиры или дачи.

Рекомендации по эксплуатации

Что касается эксплуатации системы горячего водоснабжения, то ее хороший результат достигается только при слаженной бесперебойной работе всех ее составляющих. Главным фактором является получение качественного ресурса, соответствующего всем требованиям. В связи с этим периодически должна проводиться профилактика. Трубопроводы необходимо промывать. Это выполняется после монтажа, затем после ремонтов и дезинфекции.

Промывка может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. Время зависит от длины трубопровода. Чтобы в процессе не возникло коррозии, нужно полное отсутствие воздуха. Для его вывода используются специальные выпускные клапаны. Перед первым вводом в эксплуатацию системы горячего водоснабжения необходимо провести проверку на герметичность и прочность. Давление должно быть на полбара выше предположительно используемого, но в то же время оно не должно превышать десяти бар. Температура окружающей среды при проведении таких мероприятий должна быть не менее пяти градусов Цельсия выше ноля.

Чтобы продлить срок службы горячего водоснабжения, лучше время от времени производить контроль арматуры, фильтров, утеплителей. Есть способы совмещения подачи горячей воды. При наличии и автономного нагрева, и централизованного водоснабжения водонагреватель необходимо подключать к отдельным отводам, имеющим перекрывающую арматуру. Во время циркуляции воды в теплоносителе не должно быть воздуха, так как это может повлечь за собой образование воздушной пробки, которая не будет давать поступать горячей воде, а также может возникнуть разрыв трубопровода. При возникновении каких-либо неисправностей в системе, лучше обратиться к специалистам для своевременного выявления и решения проблемы. При условии аккуратного и бережного использования системы горячего водоснабжения вероятность возникновения аварийных ситуаций, поломок и сбоев сводится к минимуму.

Таким образом, при подключении системы горячего водоснабжения необходимо ознакомиться с ее разновидностями и понять, какая именно модель подходит для конкретной квартиры или дома. К тому же правильная установка, соблюдение всех норм и правил эксплуатации, использование качественных материалов и своевременная профилактика поможет долгие годы пользоваться выбранной системой без возникновения неприятных и неожиданных проблем.

О том, какие существуют разновидности и особенности систем горячего водоснабжения, смотрите в следующем видео.