Лекция 8. Системы горячего водоснабжения

8.1. Общие положения

Горячим водоснабжением называется система трубопроводов и устройств, предназначенных для подогрева воды и распределения её потребителям.

Качество горячей воды на хозяйственно-питьевые нужды должно отвечать требованиям ГОСТ 2874-82* «Вода питьевая», а — на производственные нужды – технологическим требованиям.

Температуру воды в местах водоразбора следует предусматривать:

а) не ниже 60 0 С для систем централизованного горячего водоснабжения (ЦГВ), присоединяемых к открытым системам теплоснабжения;

б) не ниже 50 0 С для ЦГВ, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения;

в) не выше 75 0 С в обеих системах по п.п. а) и б).

Для санитарно-гигиенических процедур горячая вода должна иметь t = 25-40 0 C, а для мытья посуды, стирки и т.д. t = 40 – 60 0 C. Поэтому наименьшая температура у водоразорной арматуры должна быть 50 0 С.

Ограничение температуры «сверху» 75 0 С связано с угрозой ожогов и усиления процесса накипеобразования. Более высокая температура воды достигается местными водонагревателями.

В детских дошкольных учреждениях температура горячей воды у водоразборной арматуры не должна быть более 37 0 С.

8.2. Классификация систем горячего водоснабжения

Системы горячего водоснабжения отличаются по ряду признаков.

По радиусу и сфере действия они делятся на местные (децентрализованные) и централизованные. Местные системы служат для приготовления горячей воды непосредственно у точек водоразбора. Централизованные системы готовят воду для одного и более зданий.

Системы централизованного горячего водоснабжения (ЦГВ) делятся в зависимости от источников теплоты: перегретый пар или перегретая вода. Перегретый (сбросной) пар чаще используется на промпредприятии.

По использованию теплоносителя ЦГВ бывают закрытые или открытые. В закрытых системах нагрев воды происходит через поверхности обмена тепла, где теплоноситель (пар или вода) и нагреваемая вода не соприкасаются. В открытых системах происходит непосредственное смешение теплоносителя (перегретой воды) и нагреваемой воды. Поэтому подобные системы встречаются редко, в основном – на промпредприятиях.

В зависимости от способа аккумуляции теплоты различают ЦГВ с дополнительными аккумуляторами теплоты и без них. Аккумуляторы теплоты применяют как регулирующие ёмкости для сглаживания колебаний потребления горячей воды. Они обеспечивают равномерную работу водонагревателей и устраняют резкие колебания температуры нагреваемой воды. Аккумуляторы теплоты бывают с переменным количеством теплоты и постоянным объёмом горячей воды и с постоянной температурой и переменным объёмом горячей воды.

В зависимости от способа присоединения к тепловой сети водонагреватели бывают: одноступенчатые параллельные; одноступенчатые с предвключением водонагревателя; двухступенчатые со смешенным включением водонагревателей; двухступенчатые с последовательным включением водонагревателей и др.

Одноступенчатая параллельная схема включения водонагревателей

Такая схема применялась в начальный период развития теплофикации. Преимущество: почти полная независимость расхода теплоты на отопление от расхода теплоты на горячее водоснабжение. Недостаток: не экономичная по теплозатратам.

Одноступенчатая схема с предвключёнными водонагревателями.

Эта схема не получила большого распространения, т.к. система горячего водоснабжения оказывает влияние на систему отопления. В час максимального горячего водопротребления требуется большое количество теплоностителя. При этом система отопления недополучает тепла – в помещениях холодно. В час минимального горячего водопотребления – наоборот.

Двухступенчатая схема со смешанным включением водогнагревателей.

Преимущество. Независимая работа систем горячего водоснабжения и отопления. Для подогрева первой ступени используется обратная вода отопительной системы. Вторая ступень включается по мере необходимости. Она также мало влияет на работу системы отопления. Получается заметная экономия теплозатрат. Эта система достаточно распространённая.

Двухступенчатая схема с последовательным включением водонагревателей.

Схема получила наибольшее применение. Она более экономична с точки зрения тепловых затрат, но несколько превышена поверхность нагрева. Работа водонагревателя невозможна без системы автоматического регулирования температуры горячей воды и расхода теплоносителя. Эта схема работает аналогично предыдущей схеме.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

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;

Горячее водоснабжение

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.

Требования к горячей воде

Нередкие плановые отключения и низкий температурный режим являются основными недостатками центрального горячего водоснабжения. Такие ситуации происходят часто, но согласно текущим законам их периодичность строго регламентирована. Постановление правительства РФ № 354 определяет следующие нормы:

1. Температура воды не должна быть ниже +40 °С, а ее отклонение не превышает 3-5 °С.
2. Суммарное время отключения ГВС. Что это и какие показатели должны соблюдаться? Общее время — не более 8 часов в месяц.
3. Максимальный период проведения профилактических работ в летний сезон – 14 суток.

Состав воды в обязательном порядке должен соответствовать санитарным нормам СанПиН 2.1.4.2496-09.

Для осуществления контроля расхода теплоносителя устанавливают специальные приборы для ГВС. Счетчики монтируют только представители управляющей организации, с которой заключается договор на поставку горячей воды в квартиру или дом.

Виды устройства

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.

Циркуляционный способ

По такому методу горячая вода постоянно циркулирует по системе замкнутого типа: тепловая станция – центральная система – подстанция – водопровод – и возвращается обратно. Это осуществляется в связи с некоторыми причинами:

• большое количество потребителей;
• охлаждение воды при простое системы;
• другие возможные причины.

Практика показывает, что такой метод дает возможность быстро получить горячую воду из кухонного смесителя. Она всегда находится в горячем состоянии и готова к применению. При остановке системы вода будет остывать, что приведет к большим потерям тепла. В многоэтажных домах для этого применяется разветвление стояка на дополнительные насосы или блоки.

При таком способе возможны некоторые затруднения: всем известна проблема, состоящая в том, что в ванной комнате полотенцесушители греют в летнее время, и уменьшить их температуру нет возможности. Горячая вода в них находится постоянно в любое время. Можно сделать корректировку нагревания установкой регулирующего крана и добавлением трубы, по которой вода будет проходить при закрытом кране.

Тупиковый способ

При таком методе система ГВС действует с меньшей эффективностью, так как потребитель снабжен окончательной тупиковой водопроводной системой. В ней имеются только подающие трубы, не оснащенные обратным контуром. Горячая вода поступает при открытии смесителя. Когда он закрыт, вода в трубопроводах останавливается и медленно остывает.

Практически это выглядит так, что при долговременном, например, ночном бездействии крана, сначала будет поступать холодная вода, а через некоторое время горячая. Тупиковый метод подачи чаще вего применяется в собственных домах, которые подсоединены к водопроводу. Сегодня именно тупиковый способ стал наиболее распространенным ввиду популярности индивидуальных бойлерных электронагревателей.

Центральная и автономная ГВС

Каждый из видов имеет свои достоинства и отрицательные факторы. Центральная система для потребителя более удобна, если ее действие постоянно и удовлетворяет нормативам температуры и качества воды. Но такие условия в нашей стране не всегда соблюдаются, и больше похожи на исключение, чем на естественные условия.

Центральная система не всегда обеспечивает надежность комфорта в жилом помещении, а часто является «головной болью» для жильцов. В большей степени это зависит от исполнительности местных начальников, контролирующих и регулирующих органов.

Автономный метод требует больших расходов, так как необходимо устанавливать специальные сооружения, укладку труб водопровода. Но его эксплуатационные качества и степень комфорта значительно больше центральной системы. Потребитель может самостоятельно установить уровень температуры, и контролировать потребление теплоносителя.

Какие элементы включает схема водоснабжения многоквартирного жилого дома?

Водомерный узел, который организует подачу воды в дом, отвечает за работу нескольких функций:

1. Учитывает расход воды холодного водоснабжения, то есть, выполняет функцию счетчика воды;
2. Может перекрыть подачу холодной воды в дом при аварийных ситуациях или при необходимости ремонта узлов и деталей, а также для устранения протечек;
3. Служит фильтром грубой очистки воды: подобный грязевой фильтр должна содержать любая схема горячего водоснабжения многоквартирного дома.

Само устройство состоит из следующих узлов:

1. Набор запорной арматуры (кранов, задвижек и вентилей) на входе и выходе прибора. Стандартно это задвижки, шаровые вентили, клапана;
2. Механический счетчик воды, который устанавливается на одном из стояков;
3. Грязевой фильтр (фильтр грубой очистки воды от крупных твердых частиц). Это может быть металлическая сетка в корпусе, или емкость, в которой твердый мусор оседает на дно;
4. Манометр или переходник для врезки манометра в схему водоснабжения;
5. Байпас (обвод из отрезка трубы), который служит для отключения водомера при ремонте или сверки данных. Байпас снабжается запорной арматурой в виде шарового крана или вентиля.

Тепловой пункт

Он же — элеваторный узел, который выполняет следующие функции:

1. Обеспечивает полноценную и непрерывную работу отопительной системы в многоквартирном доме, а также регулирует ее параметры;
2. Доставляет в дом горячую воду, то есть, обеспечивает ГВС (работу горячего водоснабжения). Сам теплоноситель в системе отопления поступает в систему горячего водоснабжения многоквартирного дома прямиком из централизованной теплотрассы;
3. Тепловой пункт может переключать подачу горячего водоснабжения между обраткой и подачей. Это бывает нужно при больших морозах, так как в это время температура теплоносителя на подающей трубе может подниматься до 130-1500С, и это при том, что нормативный показатель температуры на подаче не должен превышать 750С.

​

Основной элемент теплового пункта — водоструйный элеватор, где горячая вода из схемы трубопровода подачи рабочей жидкости в доме смешивается в камере смешения с теплоносителем обратки путем впрыска через специальное сопло. Такими образом, элеватор позволяет пропускать через схему отопления бо́льший объем теплоносителя с низкой температурой, а, так как впрыск производится через сопло, то объем подачи получается небольшим.

Врезать переходники для подключения ГВС можно между задвижками на входе трассы и теплопунктом – это самая распространенная схема подключения. Количество врезок – две или четыре (по одной или по две на подаче и обратке). Две врезки характерны для старых домов, в новостройках практикуется четыре переходника.

На трассе ХВС обычно применяется тупиковая схема врезки с двумя подключениями: водомерный узел подключается к розливу, а сам розлив — к стоякам, через которые осуществляется разводка труб по квартирам. Вода будет перемещаться в такой схеме ХВС только при разборе, то есть, при открывании каких-либо смесителей, кранов, клапанов или вентилей.

Недостатки этого подключения:

1. При длительном отсутствии водоразбора по конкретному стояку вода при сливе долго будет холодной;
2. Врезанные на подводах ГВС из бойлерных полотенцесушители, которые одновременно обогревают ванную комнату или санузел, будут горячими только при водоразборе ГВС именно с конкретного стояка квартиры. То есть, почти всегда будут холодными, что вызовет появление влаги на стенах, плесени или грибковых заболеваний стройматериалов помещения.

Теплопункт с четырьмя подключениями горячего водоснабжения в доме делает циркуляцию горячей воды непрерывной, и происходит это через два розлива и стояки, соединенные друг с другом перемычками.

Важно: если на врезках ГВС установлены механические счетчики воды, то расход водоснабжения будет учитываться без учета температуры воды, что неправильно, так как придется переплачивать за горячую воду, которой не было в пользовании.

Горячее водоснабжение может функционировать по трем вариантам:

1. Из трубы подачи в трубу обратки в котельную. Такая система ГВС эффективна только в теплое время года при отключенной системе отопления;
2. Из подающей трубы в подающую трубу. Такое подключение будет приносить максимальную отдачу в демисезонье — осенью и весной, когда температура теплоносителя невысока и далека от максимальной;
3. Из трубы обратного хода в трубу обратки. Эта схема ГВС наиболее работоспособна в большие холода, при повышении температуры на трубе подачи ≥ 750С.

Для непрерывного движения воды необходим перепад давления между начальной и конечной точками врезки в один контур, и этот перепад обеспечивается ограничением потока. Таким ограничителем служит специальная подпорная шайба — стальной блин с отверстием посредине. Таким образом, вода, которая транспортируется от входной врезки до элеватора, встречает препятствие в виде тела шайбы, и это препятствие регулируется поворотом, который открывает или закрывает подпорное отверстие.

Но слишком большое ограничение движения воды в трассе трубопровода нарушит работу теплового пункта, поэтому у подпорной шайбы должен быть диаметр на 1 мм больше диаметра сопла теплопункта. Этот размер рассчитывается представителями поставщика тепла так, чтобы температура на обратной трубе отопления элеваторного узла лежала в нормативных пределах температурного графика.

Расчетные нормативы расхода горячей воды

Следует отметить что существует множество нормативов по расчетам расхода ресурсов, в сфере жилищного хозяйства нормативов использования воды на одного человека без применения прибора учета воды не существует. Это вызвано тем, что плотность населения по разным районам нашей страны сильно различается. Другими словами, в каждом регионе действуют свои нормативы. В соответствии с правилами на населенный пункт подается некое количество воды. При этом принимают в расчет размер объема воды, которую используют жильцы тех квартир в которых установлены приборы учета воды.

Из общего объема, поставленной воды вычитывают тот объем, который прошел через приборы учета. Полученную разность разделяют на количество людей зарегистрированы на данной жилой площади. Именно эти люди и несут расходы за использованную воду. Такая ситуация сложилась во многом потому, что существует множество мест несанкционированного потребления воды и далеко не везде установлены приборы учета воды, кстати, в отличие от стран с развитой экономикой. Нормы потребления рассчитывают с использованием повышающего коэффициента.

При проведении расчётов необходимо учитывать состояние сантехнических приборов и наличие установленных водяных нагревателей.

Коэффициент расхода потребления в разных районах воды различается потому, что в каждом районе воду потребляют в различных объёмах. При этом необходимо учитывать климат, цену на топливо, предназначенное для нагрева воды.

Выведена усредненная норма расхода воды на одного человека. В дневное время эта цифра составляет — 200 литров холодной воды и 100 литров горячей. Обыкновенная ванная вмещает в себя 250 литров воды и если жилец не принимает ванну каждый день, то ему имеет смысл задуматься об установке приборов учета воды.

Установленный счетчик позволит существенно сэкономить на оплате счетов за воду. Дело в том, что в счета на воду в той или иной форме вносят несанкционированный отбор воды, течи, расход воды на нужды МЧС и многое другое.

​

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

© 2003-2021 ИНТЕХ — Вентиляция и кондиционирование. Контакты