ООО Свой Мастер & PoliStyle

Статьи:

Системы горячего водоснабжения

Виды потребления горячей воды и требования к ее температуре

Горячая вода расходуется по следующим видам потребления:

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

Внутри из каждого видов потребления расход горячей воды также подразделяется:

Вид бытовой нагрузи

СГВ

Отопление

Вент.

Бытовая

Общественные здания

Коммунально-бытовая

Промышленная и технич.

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

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

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

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

Общая характеристика СГВ

Системы горячего водоснабжения включают в себя следующие элементы:

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

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

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

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

а), б) – нижняя разводка;

в) – верхняя разводка

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

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

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

Размещение в разрезе:

Если полуподвал, то устанавливают на хомутах под потолком

Прокладка стояков СГВ осуществляется:

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

Схему сетей центрального ГВС применяют, как правило, тупиковой.

Запорную арматуру устанавливают:

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

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

Обратные клапаны устанавливают:

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

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

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

Классификация систем горячего водоснабжения

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

Система с водонагревателем (закрытая)

По источнику давления обеспечивающему работу СГВ

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

По разводке

• С верхней разводкой
• С нижней разводкой

По наличию и способу обеспечения циркуляции

• Без циркуляции
• С естественной циркуляцией
• С искусственной циркуляцией

По наличию и расположению баков-аккумуляторов

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

Системы горячего водоснабжения

Системы горячего водоснабжения подразделяются на местные и централизованные. При местном горячем водоснабжении вода нагревается непосредственно у места ее потребления. Система местного горячего водоснабжения обеспечивает водой один или несколько водоразборных приборов в смежных помещениях. Вода при местном горячем водоснабжении нагревается в индивидуальных водонагревателях паром, горячей сетевой водой, за счет сжигания топлива, электричеством. Используется также солнечный нагрев воды. Наиболее характерные примеры местного горячего водоснабжени — газовые водонагреватели и дачные душевые установки с солнечным нагревом.

Поскольку использование электричества значительно дороже газового нагрева, применение электроводонагревателей на проектной стадии должно иметь необходимое технико-экономическое обоснование. Использование газовых водонагревателей регламентируется нормами газоснабжения.

В системах центрального горячего водоснабжения вода приготавливается для потребителей целого здания, группы зданий, квартала, населенного пункта и т.п., а затем по трубопроводам подается к водоразборным приборам. Нагрев воды производится в водогрейных котлах, паро- или водоводяных нагревателях.

Местными системами оборудуются здания, не подключенные к системам централизованного теплоснабжения, не имеющие собственных котельных, или, если система не рассчитана на покрытие тепловой нагрузки горячего водоснабжения.

Системами центрального горячего водоснабжения оборудуются здания, подключенные к системам централизованного теплоснабжения или имеющие собственные котельные. Если число водоразборных точек в таких зданиях мало, экономически может быть обосновано и применение системы местного горячего водоснабжения.

Схемы систем центрального горячего водоснабжения

Рассмотрим основные виды классификации схем систем центрального горячего водоснабжения.

1. По обеспечению давления системы горячего водоснабжения могут быть работающими:

• под давлением холодного водопровода;
• под давлением тепловой сети;
• под давлением, создаваемым насосом, установленным на холодном или горячем водопроводе;
• под статическим давлением, создаваемым баком холодной или горячей воды.

2. По месту прокладки распределительных трубопроводов системы могут быть:

• с нижней разводкой;
• с верхней разводкой.

3. По наличию и способу обеспечения циркуляции:

• без циркуляции;
• с естественной циркуляцией;
• с насосной циркуляцией.

4. По наличию и месту расположения баков-аккумуляторов горячей воды:

• без аккумулятора;
• с нижним баком;
• с верхним баком.

Общие требования к системам централизованного горячего водоснабжения

Системы централизованного горячего водоснабжения следует предусматривать как правило с нижней разводкой. Верхняя разводка возможная не достаточном обосновании, например при совместной прокладке с трубопроводами системы отопления.

Трубопроводы систем горячего водоснажения прокладываются с уклоном не менее 2%% (2 мм на погонный метр) для опорожнения системы в случае необходимости. Конфигурация трубопроводов должна предусматривать компенсацию их температурного удлинения. Все трубопроводы должны иметь свободный доступ и необходимые монтажные просветы для осмотра и ремонта.

Трубопроводы горячего водоснажения обязательно теплоизолируются. Разрешается не изолировать стояки в отапливаемых помещениях. В помещениях с улучшенной отделкой допускается скрытая прокладка труб (подводка к водоразборным приборам за облицовкой стен или в полу).

Для систем горячего водоснажения применяются стальные оцинкованные или полимерные трубы. При диаметрах более 150 мм и в системах с непосредственным водоразбором допускается применение не оцинкованных труб. Соединение трубопроводов — сварное, резьбовое и фланцевое (с фланцевой арматурой).

В ванных и душевых комнатах предусматриваются постоянно действующие полотенцесушители. Полотенцесушители могут быть совмещены с циркуляционными трубопроводами. В системах с непосредственным водоразбором полотенцесушители могут подключаться к постоянно действующим системам отопления этих помещений.

В верхних точках системы предусматривается воздуховыпускная арматура, а в нижних устройства для опорожнения системы. В качестве воздуховыпускных устройств разрешается использовать водоразборную арматуру верхних этажей.

Запорная и регулирующая арматура предусматривается общего типа. Арматура диаметром до 50 мм включительно должна быть латунной, бронзовой или из термостойких пластмасс. Диафрагмы должны быть полимерными, латунными или из нержавеющей стали.

В местах водоразбора устанавливаются смесители с раздельной подводкой холодной и горячей воды. Смесители не устанавливаются в случае использования горячей воды без подмешивания холодной.

Запорная арматура устанавливается:

• В квартальных или промышленных системах горячего водоснажения — на ответвлениях к каждому зданию.
• На ответвлениях к секционным узлам.
• В основании водоразборных и циркуляционных стояков в зданиях от трех этажей и более.
• На ответвлении в каждую квартиру или помещение с водоразборными приборами.
• На входе и выходе из водонагревателя.

Обратные клапаны устанавливаются:

На подводе горячей воды к смесителям групповых душей.

В закрытых системах — на подводке холодной воды к водонагревателю и на подключении циркуляционного трубопровода к водонагревателю.

В открытых системах — на ответвлении от обратного трубопровода тепловой сети к смесителю (регулятору температуры) и на подключении циркуляционного трубопровода к обратному трубопроводу тепловой сети.

Счетчики расхода воды (водомеры) устанавливаются:

В закрытых системах — на трубопроводе, подводящем холодную воду к водонагревателю.

В открытых системах — на общем подающем трубопроводе после регулятора температуры и на циркуляционном трубопроводе перед его подключением к обратному трубопроводу теплосети. При наличии счетчиков воды на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети счетчик воды в открытой системе горячего водоснажения может не ставиться

Во всех случаях, когда в общей системе горячего водоснажения производится раздельный учет и оплата за потребление горячей воды. Счетчик ставится на головном участке каждого такого элемента системы.

Системы и схемы горячего водоснабжения зданий

Системы и схемы горячего водоснабжения. В жилых зданиях расходуется горячей воды в количестве более 30 % от хозяйственно-питьевого расхода: мытье посуды, стирка белья, для душей, ванн и т.д. Система горячего водоснабжения используется также для обогрева ванных комнат с помощью нагревательных приборов (полотенцесушителей). В промышленности в основном расход горячей воды идет на различные технологические цели. В зависимости от назначения системы горячего водоснабжения разделяют на хозяйственно-бытовые и производственные. Их объединение допускается, если для технических нужд требуется вода питьевого качества, или при контакте с технологическим оборудованием качество воды не меняется.

Системы горячего водоснабжения в зависимости от способа получения воды бывают местными или централизованными (рис.1).

Рис. 1. Системы горячего водоснабжения

а) местная; б) централизованная (открытая); Т1 – подающая сеть; Т2 –обратная сеть (отопления); Т3 – распределительная сеть; Т4 –циркуляционная сеть (горячего водоснабжения); В1 – холодный водопровод; 1 – местный водонагреватель; 2 – распределительная сеть; 3 – водоразборная арматура; 4 – сеть холодного водоснабжения; 5 – циркуляционная сеть; 6 –регулятор температуры; 7 – подающий трубопровод тепловой сети; 8 –обратный трубопровод тепловой сети; 9 – колодец наружной водопроводной сети; 10 – водогрейный котёл.

Местные системы (децентрализованные) малой производительности обычно устраивают в небольших зданиях, обслуживают одну квартиру или небольшую группу потребителей (рис.1а).

Для получения горячей воды используют местные установки: водогрейные колонки, газо-, электронагреватели, кипятильники и т.п. Вода из системы холодного водопровода подается в местный водонагреватель, где происходит подогрев воды.

Горячая вода по распределительной сети поступает к потребителю. В схему местной системы входят: генератор тепла, где сгорает топливо, нагревается теплоноситель; водонагреватель, в котором непосредственно готовится горячая вода; трубопроводы теплоносителя, соединяющие генератор тепла с водонагревателем; распределительные трубопроводы, подающие горячую воду к водозаборным устройствам; дополнительные устройства, аккумулирующий бак-резервуарЦентрализованная система (рис.1б) горячего водоснабжения (ЦГВ) применяется при наличии источников тепла большой производительности (районные котельные, ТЭЦ).

Такая система холодного водопровода отличается тем, что дополнительно в систему включают устройства нагрева воды, циркуляционную сеть, обратный трубопровод тепловой сети, необходимый для циркуляции воды с целью поддержания одинаковой температуры воды во всей системе. Выбор схемы сетей трубопроводов централизованной системы зависит от характера объекта и требований, предъявляемых к системе.

Схемы системы централизованного горячего водоснабжения классифицируют: открытая схема системы, при которой происходит непосредственный разбор воды из тепловой сети. Вода нагревается в котлах централизованных котельных, теплообменниках ТЭЦ и по квартальной тепловой сети подается в систему горячего водоснабжения по распределительной сети. По циркуляционной сети охлажденная вода возвращается для нагрева. Такая схема проста и долговечна в работе, т.к. использует очищенную воду для водогрейных котлов. Недостатком является большая мощность установок для подготовки воды, т.к. подогрев идет всего количества воды для всех потребителей, поэтому используется при низкой карбонатной жесткости воды.

Закрытая схема системы ЦГВ. По этой схеме тепло (вода) от генератора тепла (водогрейных котлов) передается теплоносителю для нагрева воды в подогревателе, в который вода поступает из сети холодного водоснабжения. Проходя через подогреватель, вода нагревается и через распределительную сеть поступает к потребителям. Недостаток такой схемы – обязательное применение подогревателей. С другой стороны, по данной схеме теплоноситель полностью возвращается в котел, а потребитель получает горячую воду питьевого качества. Котлы постоянно находятся под давлением, которое не зависит от давления в системе ЦГВ, что дает возможность широкого применения закрытой системы.

Схема системы ЦГВ с циркуляций (рис. 2 а). Такую схему применяют в тех зданиях, где не допускается снижение температуры горячей воды. Для этих целей наряду с подающим стояком прокладывают циркуляционный стояк, по которому остывшая вода подается в подогреватель. Движение воды в такой системе может быть с естественной циркуляцией под гравитационным давлением, т.е. движение воды обусловлено изменением ее плотности при изменении температуры, или с искусственной циркуляцией – с помощью циркуляционного насоса. Схему с естественной циркуляцией применяют в малоэтажных зданиях (высотой до 20 м), т.к. величина гравитационного давления незначительна.

Рис. 2. Схемы систем горячего водоснабжения

1 – водонагреватель; 2 – распределительная сеть; 3 – циркуляцион­ная сеть; 4 – циркуляционный насос; 5 – напорный аккумулятор тепла (5а – безнапорный); 6 – регуляторы температуры; 7 – насосная установка для повышения давления

Схемы системы ЦГВ без циркуляции применяют при постоянном водоразборе (прачечные, бани и т.п.) или при использовании воды в определенное время (души в бытовых помещениях промышленных зданий, небольшие малоэтажные здания до 3-4 этажей).

Схема системы ЦГВ с баками-аккумуляторами и без них (рис. 2 б) применяют для создания запасов воды (бани, душевые, прачечные) или при неравномерности водопотребления, когда потребление горячей воды идет через баки, высота положения которых создает необходимый напор в системе. В схеме без баков-аккумуляторов подача воды идет под давлением наружного водопровода.

Схема системы ЦГВ с насосами (рис. 2в). Такую схему принимают, когда гарантийный напор в наружной сети постоянно меньше требуемого для эксплуатации системы ЦГВ. Насосы, применяемые в такой схеме, повышают давление (напор) до необходимой величины. Иногда циркуляционный насос может быть использован как повысительный, если установлен на подающем трубопроводе.

Требования, предъявляемые к качеству горячей воды. Горячая вода, используемая для хозяйственно-бытовых нужд, должна отвечать требованиям ГОСТ-2874 «Вода питьевая». Для производственных нужд качество воды определяется технологическим процессом.

Для производственных нужд качество воды определяется технологическим процессом.

Горячая вода в хозяйственно-бытовых системах имеет температуру: 25 0 -40 0 С – для купания, умывания; 40 0 -60 0 С – для стирки, мытья посуды, приготовления пищи. В связи с этим считают, что минимальная температура воды должна быть 50 0 -60 0 С в зависимости от принятой системы горячего водоснабжения. Максимальная температура воды должна быть не более 75 0 С, т.к. при высоких температурах происходит образование накипи в теплообменниках. Для хозяйственно-бытовых нужд населения горячую воду смешивают с холодной водой в специальной арматуре — смесителе. Для получения воды более высокой температуры применяют местные установки для нагрева воды или кипятильники (100 0 С). В дошкольных учреждениях температура воды не должна превышать 37 0 С.

При нагревании воды более 40 0 С наблюдается выпадение углекислых солей кальция, магния, присутствующих в воде и придающих определенную жесткость. Выпавшие в осадок соли кальция и магния создают на стенках труб накипь, уменьшая тем самым ее проходное сечение. Накипь создается и на стенках водонагревателей, тепловых котлов, увеличивая расход теплоносителяя и уменьшая их коэффициент полного действия. Для предотвращения сильного накипеобразования карбонатная жесткость воды допускается не более 7 мг.экв/л в закрытых системах теплоснабжения.

Повышенная температура воды усиливает действие свободного кислорода и углекислого газа, находящихся в воде. Под их воздействием происходит усиленная коррозия стальных труб и оборудования. Допускаемое содержание кислорода в воде не более 5 мг/л, а свободной углекислоты не более 20 мг/л. Для снижения коррозионной активности воду подвергают стабилизации путем деаэрация (удаления растворенных кислорода и углекислого газа в специальных аппаратах) и введением ингибиторов веществ, замедляющих коррозию, например, симинат натрия магномасса.

Способы обработки воды против накипеобразования и коррозии регламентируются СНиП.

Устройства для нагрева воды. В местных системах горячего водоснабжения установки для нагрева воды имеют незначительные габаритные размеры и тепловую мощность до 100 МДж/ч (25 Мкал/ч).

Конструкции местных установок очень различны в зависимости от применяемого топлива, теплопроизводительности, места установки и т.д.

Рис.3. Местные установки для нагрева воды

1 – кухонная плита; 2 – топочная камера; 3 – змеевик; 4 – корпус водонагревателя; 5 – циркуляционная труба; 6 – дымогарная труба; 7 – калорифер; 8 – змеевик; 9 – огневая камера; 10 – горелка; 11 – блок-кран; 12 – электронагреватель; 13 – электромагнитный клапан безопасности; 14 – регулятор температуры; 15 – бак-аккумулятор; 16 – солнечный коллектор

Водогрейная колонка для ванн (рис. 3а) работает на твердом топливе (дрова, уголь, торф). Вода, находящаяся в корпусе емкостью 90 – 100 л, нагревается топочными газами, проходящими через дымогарную трубу. Для ускорения нагрева в дымогарной трубе имеется циркуляционная труба.

Холодная вода поступает через специальный смеситель (см. рис. 2.22, е). Корпус водонагревателя изготавливается из листовой стали и эмалируется (или оцинковывается) внутри и снаружи. Топочная камера чугунная.

Водогрейные колонки применяют для подачи воды к душам, умывальникам, мойкам и для отопления помещения. Для непрерывной подачи воды к потребителям устанавливают бачок с поплавковым клапаном.

Водогрейные колонки размещают в ванных комнатах или на кухне. Колонку устанавливают на расстоянии 0,3 м от стены из полусгораемого материала, причем деревянная стенка должна быть защищена у топочной камеры асбестом, обитым сверху листовой сталью.

Малометражные котлы для отопления используют для нагрева воды. Для этого устанавливают отдельный резервуар. Во избежание накипи в котле вода в резервуаре нагревается змеевиком, который трубопроводами соединен с котлом.

Газовый проточный водонагреватель (рис. 3б) позволяет быстро получить горячую воду. Тепло, образующееся при сгорании газа в горелке, передается воде через стенки огневой камеры, змеевики и калорифер. Большая поверхность нагрева и высокий коэффициент теплопередачи обеспечивают интенсивный нагрев воды.

Блок-кран обеспечивает подачу газа в горелку только при движении воды через колонку. Это исключает прогорание огневой камеры. Специальное устройство в блок-кране не допускает утечку несгоревшего газа в помещение.

Газовый емкостный водонагреватель (рис.3в) по конструкции аналогичен водогрейной колонке. Нагрев воды осуществляется горячими газами, образующимися при сгорании газа в горелке. Нагреватель оборудуется регулятором температуры и электромагнитным клапаном безопасности, который прекращает подачу газа в горелку, если пламя в ней погаснет. Это предупреждает утечку газа из горелки в помещение. Бак нагревателя изготовляют из стали толщиной 3 мм с антикоррозионным покрытием.

Электрический водонагреватель (электроводонагреватель) – наиболее гигиеничный и безопасный в пожарном отношении прибор. Широкое распространение получили емкостные электронагреватели (рис.3г), включаемые в ночные часы, когда нагрузка в системе электроснабжения уменьшается, и снижаются тарифы на электроэнергию. Проточные электроводонагреватели требуют значительных мощностей, что приводит к перегрузке электрических сетей, поэтому область их применения ограничивается только производственными и общественными зданиями.

Солнечные водонагреватели (гелиоустановки) в последнее время находят все более широкое применение, особенно в южных районах. В простейшем виде их выполняют в виде плоского металлического бака, окрашенного в черный цвет. В солнечный день вода в баке нагреватся до 30 – 40 0 С и подается в душ или на хозяйственные цели. Теплопроизводительность гелиоустановки зависит от географического положения. Летом в средней полосе 1 м 2 гелиоустановки можно нагреть 120 – 130 л воды до температуры 30 – 35 0 С.

В более совершенных установках (рис.3е) вода нагревается в коллекторе и поступает в бак-аккумулятор, покрытый теплоизоляцией. Количество тепла, запасенного в течение дня, бывает достаточно для хозяйственных нужд семьи 3 – 5 человек .

В централизованных системах горячего водоснабжения вода нагревается в районных котельных или на ТЭЦ и используется для горячего водоснабжения и отопления.

В закрытых системах горячего водоснабжения (см. рис.4) вода из наружной водопроводной сети нагревается в водонагревателях. Водонагреватели могут быть скоростными и емкостными.

Рис.4. Элементы централизованной (закрытой) системы горячего водоснабжения

1 – ввод; 2 – водомерный узел; 3 – установка для повышения давления; 4 – водонагреватель; 5 – циркуляционные насосы; 6 – аккумулятор тепла; 7 – подающая квартальная сеть (магистраль); 9 – распределительная сеть; 10 – циркуляционная сеть; 11 – арматура; 12 – полотенцесушитель; 13 – сеть теплоносителя

В скоростных водонагревателях нагреваемая вода движется с большой скоростью (0,5 – 2,5 м/с) и подогревается до заданной температуры теплоносителем (водой, паром). Коэффициенты теплопередачи в водонагревателях высокие (4190 – 11 000 МДж/(м 2 ?ч?гард)), благодаря чему их размеры незначительны и они занимают небольшую площадь.

Нагреваемая вода и теплоноситель в скоростных водонагревателях могут двигаться параллельно друг другу (рис. 5а) (параллельная схема) или на встречу друг другу (противоточная схема) (см. рис. 5б, в). Противоточная схема нашла наибольшее применение, так как обеспечивает большую интенсивность теплопередачи.

а – скоростной водонагреватель; б – схема установки водонагревателя; в – емкостной водонагреватель; 1 – входной патрубок; 2 – трубные решетки; 3 – теплообменные трубки; 4 – линзовый компенсатор; 5 – корпус секции водонагревателя; 6 – генератор тепла; 7 – тепловая сеть (контур теплоносителя); 8 – водонагреватель (водоводяной); 9 – предохранительный клапан; 10 – термометр; 11 – манометр; 12 – корпус; 13 – крышка

Скоростные водонагреватели очень чувствительны к загрязнению поверхности, которые снижают теплопередачу, поэтому их необходимо периодически очищать от осадков и накипи, образующихся на теплообменных поверхностях.

Скоростной водоводяной нагреватель (рис.5) состоит из корпуса, в котором размещены теплообменные трубки. Водонагреватель изготавливают в виде отдельных секций длиной до 4 м и наружным диаметром 50 – 530 мм. Теплообменные трубки d=14÷16 мм (7–140 шт.) находятся в трубных решетках, соединенных фланцами с корпусом. Для исключения разрыва водонагревателя из-за теплового расширения его деталей в корпусе монтируют компенсатор. При качественной развальцовке теплообменных трубок в трубной решетке и температуре теплоносителя до 150 0 С компенсаторы можно не устанавливать. Отдельные секции нагревателя соединяются отводами.

Нагреваемая вода из водопровода через входной патрубок поступает в теплообменные трубки, в которых нагревается до заданной температуры. Теплоноситель (греющая вода) движется в межтрубном пространстве (между корпусом и теплообменными трубками). При таком распределении воды облегчается чистка нагревателя от осадков, выпадающих из нагреваемой воды, и выравнивается тепловое расширение деталей.

Рис. 6. Пароводяной водонагреватель

В промышленных зданиях, где имеется паросиловое хозяйство, или небольших котельных с паровыми котлами для нагрева воды используют пароводяные скоростные водонагреватели (рис. 6). Пар, подаваемый в корпус 2, проходит между трубками 3, конденсируется на их поверхности и за счет скрытой теплоты парообразования нагревает воду. Нагреваемая вода поступает в переднюю камеру 1 по теплообменным трубкам, проходит в заднюю камеру 4 и выходит из подогревателя. Задняя камера 4 не закреплена на корпусе 2, что позволяет теплообменным трубкам свободно удлиняться при нагреве.Пар проходит дважды через водонагреватель, поэтому данная конструкция называется двухходовой. Применяются также четырехходовые водонагреватели.

Давление нагреваемой воды в камерах и теплообменных трубках должно подержаться на 0,1– 0,2 МПа (1 – 2 кгс/см 2 ) выше давления пара. Это исключает прорыв пара в систему водоснабжения. Пароводяные подогреватели выпускаются по ОСТ 34-531 – 68 (двухходовые) и ОСТ 34-532 – 68 (четырехходовые). Поверхность нагрева может быть 6,3 – 22,4 м 2 , максимальная температура – до 300 0 С.

Емкостные водонагреватели совмещают функции аккумулятора тепла и водонагревателя. Они имеют низкий коэффициент теплопередачи вследствие малой скорости движения воды. При равной площади нагрева их теплопроизводительность значительно ниже, а размеры больше, чем скоростных водонагревателей. Их выполняют в виде напорных или безнапорных (открытых) баков, в которых размещаются нагреватели. Наружные поверхности баков покрываются слоем теплоизоляции. На системе устанавливают не менее двух баков (по 50 % расчетного объема каждый). При отсутствии нагревателя они превращаются в аккумуляторы тепла.

Последние так же, как и емкостные подогреватели, могут работать в режиме аккумуляции тепла при постоянном объеме и переменной температуре или при переменном объеме и постоянной температуре.

Дата добавления: 2015-09-07 ; просмотров: 14041 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ