Не обжечься: какой должна быть горячая вода в кранах

«О, тепленькая пошла!» А откуда в кране берется горячая вода? Например, если бы ее грели на станции водоподготовки, она бы остывала по дороге в квартиры москвичей. Поэтому воду доводят до нужной температуры в 20 тысячах тепловых пунктов, расположенных по всему городу. Как работает эта система — в материале mos.ru.

Как происходит теплообмен

Винни Пух, Сова и яркий, особенно на фоне московской зимы, морской пейзаж с маяком украшают одноэтажное техническое здание во дворе жилого дома на Дубининской улице. Внутри него расположен центральный тепловой пункт (ЦТП) — система труб, насосов, датчиков и теплообменников, которая обеспечивает жителей ближайших домов горячей водой и теплом.

Один тепловой пункт может обслуживать от одного до 10–12 зданий. Подогрев воды происходит непосредственно в здании ЦТП с помощью теплоносителя (специально подготовленной технической воды, очищенной от солей и других примесей, чтобы на стенках труб не скапливались отложения), который поступает по магистральным трубам с ТЭЦ. Температура теплоносителя составляет от 70 до 130 градусов — в зависимости от температуры на улице. Вода выше 100 градусов не закипает потому, что в трубах создано избыточное давление, при котором точка кипения выше.

Теплообменник — это компактная установка, она состоит из металлических серых пластин, соединенных термостойкими уплотнителями. Выглядит она как небольшой шкаф синего цвета, в который заходят четыре трубы: «подача» и «обратка» магистрального теплоносителя и «подача» и «обратка» нагреваемой воды для крана. Внутри теплообменника потоки между собой физически не пересекаются: секторы с горячей технической водой проходят параллельно секторам с питьевой водой Мосводоканала и по пути нагревают ее до нужной температуры.

Более старая технология предполагает схему «труба в трубе», когда трубки с водой, позже поступающей в краны, находятся внутри больших труб с технической водой. Сейчас такие системы в столичных ЦТП постепенно демонтируют: они более затратны в обслуживании, а коммуникации занимают много места.

С помощью теплообменников греется обычная питьевая вода, такая же по составу, что течет из холодных кранов. А техническая вода (теплоноситель) поступает в ЦТП по магистральным тепловым сетям. В ведении МОЭК находится порядка восьми тысяч километров таких сетей.

Похожим образом в теплообменниках нагревается и вода для батарей. Кстати, это тоже не обычная вода, а такая же химически подготовленная, умягченная и обессоленная для того, чтоб снизить нарастание отложений на внутренних стенках труб и радиаторов. В противном случае циркуляция ухудшится и теплоотдача домашних батарей снизится.

Теплоноситель, пройдя через ЦТП, отдает примерно половину своего тепла и возвращается на ТЭЦ. Здесь он выполняет еще одну функцию — охлаждает турбины ТЭЦ и вновь возвращается в систему для следующего нагрева.

Тепловые пункты работают круглосуточно и автономно. Оператор за смену посещает объекты и следит за работой приборов. В случае нештатной ситуации на место вызывают аварийную бригаду.

Откуда берется горячая вода для отопления

Причины всего этого известны и просты, что бы 10 раз не повторять одно и то же, даю сводку по этим проблемам. При этом слова и фразы будут применены не профессиональные, а такие, которые, надеюсь, будут понятны обычным людям. Ситуация дана для города Екатеринбурга, в других местах похоже все сделано, но не всегда так. Кроме того, написано будет много слов, потому, что двумя фразами не объяснить.

1. Откуда берется горячая вода?

Источник горячей воды (и отопления) — теплоэлектростанции («ТЭЦ») и котельные. Для нас основные — СУГРЭС (18 км от города, север) и Новосвердловская ТЭЦ (10 км от города, восток). Там подогревается теплоноситель до требуемой температуры и обеспечивается подпитка (химводоочистка и деаэрирование воды подпитки теплосети). Это основные источники, есть еще 10-20 локальных.
Нагретая вода транспортируется по трубам в город, отдает тепло системам отопления, частично разбирается для нужд горячего водоснабжения («ГВС»), возвращается обратно на источник, подогревается, подпитывается (то, что разобралось на ГВС) и обратно возвращается. На ТЭЦ («источниках») стоят насосы, которые по этому кругу прокачивают воду («теплосеть»).
Для того, что бы из этой теплосети у нас в кране появилась горячая вода существует 2 способа:

— Первый способ. Поставить теплообменник и нагреть на нем холодную воду (ее поставляет Горводопровод) до нужной температуры. Нагревает ее вода теплосети, из холодной воды («ХВС») получается горячая вода («ГВС»). И течет из нашего крана. Где ее нагревают? — Либо прямо в доме (индивидуальный тепловой пункт («ИТП»)), либо на центральном тепловом пункте («ЦТП») к которому подключено несколько домов. Застройка советских времен в основном подключена к ЦТП, современная застройка — ИТП. Такой способ получения ГВС называется «закрытым», во всем мире и в России и в Советском Союзе был и есть основным для больших городов. ГВС готовится из холодной воды в точке ее потребления. Вода теплосети используется только для подогрева.

— Второй способ. Теплообменник не ставить, холодную воду не греть. Использовать для нужд ГВС нагретую на источнике воду теплосети забирая ее прямо из трубы. Это называется «прямой водоразбор» или «открытая схема». Способ простой и не затратный при первичной реализации. Видимо поэтому, этот способ был принят как основной в городе Свердловске в 50-60-е года, когда строилась система центрального теплоснабжения. Из плюсов — простота и дешевизна (первоначально), из минусов — технические пропускаем, а для жителей — по ощущениям более худшее качество горячей воды (повышенное содержание железа — красноватый налет на ванной, иогда посторонний запах). Но при этом это более «худшее качество» — в пределах действующий санитарных норм, только ощущения. Из больших городов только Екатеринбург и Санкт Петербург (по моему мнению) работают по такой схеме, остальные — только первый способ, закрытый ГВС.

2. Летний режим

Что происходит летом? Летом системы отопления отключаются. Теплофикационная нагрузка на источниках используется только для ГВС (процентов 30% от номинала). Высокие температуры не нужны, их понижают до градусов 70, этого в полном объеме хватает для горячего водоснабжения.
Это было хорошо. Дальше будет плохо.
Плохо номер 1. Лето всегда традиционно используется для ремонтов, ремонтируют трассы и оборудование на ТЭЦ и котельных. Все сразу в ремонт не выводится, но в зависимости от объемов ремонта и своего положения на карте города, всегда есть вероятность попасть в зону отключения ГВС. Сроки от 1 недели до 3 месяцев. Кто помнит времена социализма, тот прекрасно знает, что летом в большинстве районов горячей воды не было совсем. Сейчас гораздо лучше, но период без воды есть и будет. Выводы и рекомендации: Тут ничего не сделать. Покупать в ларьке водонагреватель.
Плохо номер 2. Параллельно с несколько кривоватым основным способом получения ГВС (открытый водоразбор, городов «миллионников» с таким способом только 2 в мире), у нас есть еще одна особенность — подача воды ГВС летом по одному трубопроводу. Суть такова — приходит лето, циркуляция по трубопроводам теплосети прекращается, один из трубопроводов остается в работе, второй отключается. Тупиковая однотрубная раздача ГВС. Те дома, которые были на закрытом водоразборе — открываются, теплообменники отключается (вода внезапно желтой становится). И весь город переходит на открытый ГВС.
В тупиковой схеме есть неприятность — при отсутствии водоразбора вода остывает. И циркуляция ГВС (о ней ниже) не работает потому, что при такой схеме не может работать. Ночью, например, водоразбора нет, поэтому утром надо сливать воду, пока не пойдет горячая. Выводы и рекомендации: И опять, ничего тут не сделать. Так построена вся схема, никакие склоки с УК или теплосетями не помогут. Только в магазин за водонагревателем и пусть переключают как хотят и куда хотят.

3. Циркуляция ГВС

Горячая вода имеет свойство остывать. Поэтому из крана не будь этой «циркуляции» вода лилась бы сначала холодной (не горячей) и становилась бы горячей только потом, когда подойдет порция нагретой. Для исключения такого безобразия была придумана такая штука, как «циркуляция ГВС». Суть — что бы система не была тупиковой делают специальный небольшой контур, по которому циркулирует вода ГВС (грубо говоря от дальнего крана до источника получения ГВС идет небольшая труба). И то, что остывает постоянно замещается прогретой водой. Такой контур есть и внутри дома — у нас к нему подключены полотенцесушители. И, если воду готовят на ЦТП, то такой контур есть между домом и ЦТП. Когда этот контур работает (признак — теплые полотенцесущители, температура на уровне 40-45 градусов), тогда из крана горячая вода должна сразу поступать горячей.
У большинства иностранцев есть нормативное требование на время прогрева ГВС (5 секунд в Дании, например) и запрет на использование этой линии для нужд отопления ванной комнаты, только поддержание температуры воды ГВС. У нас такого нет, поэтому прогреваться может сколь угодно долго. И на эту линию у нас подключают полотенцесушители как устройство отопления.
Какие могут быть проблемы:
— Контура трубопроводов циркуляции ГВС нет или в доме или между домом и ЦТП. Печально и не разрешимо. Но такие дома, к сожалению есть. Выводы и рекомендации: Ничего не сделать, по утрам надо долго проливать воду и говорить спасибо тем, кто так сделал когда-то.— Летний режим с подачей воды по одному трубопроводу. Циркуляции не будет (иногда возможно сделать по «малому кольцу» только внутри дома, но это полностью не решает проблему, только частично). Так сделана схема, никакие ритуальные танцы не помогут. Выводы и рекомендации: Ничего не сделать, терпеть и ждать, когда лето кончится.
— Все есть и зимний режим, а трубопровод циркуляции холодный. Тут три варианта — не работает насос на линии циркуляции (исправимо без проблем), не хватает расхода и перепада давления в линии циркуляции (тоже исправимо, но уже стоит денег для УК), кто-то из жильцов реконструировал свой полотенцесушитель и тем самым прекратил циркуляцию для остальных жильцов в этом стояке (тут хуже, надо искать, решать и доказывать).

4. Нормируемые параметры ГВС

Для жителей основополагающий документ — Постановление Правительства РФ № 307 от 23 мая 2006. Если есть желание портить себе жизнь и бороться за правду, то тщательно изучаем этот документ, а в особенности разделы 4, 5, 7, 8, 9 и Приложение 1. В Постановление определены правила взаимодействия и параметры — давление, температура, допустимое время отключения, отклонения. Лежит, в частности, тут.
Для специалистов есть другие документы, но этот пост не для них (мы и так все наизусть знаем), поэтому пропускаем.
А если говорить коротко — температура ГВС не ниже 50°С с отклонением не более 3-5°С, давление не ниже 0,3 атм (3-х метров водяного столба, хотя в СНиПе — 5 метров).

При штатных условиях работы центральной системы теплоснабжения (кроме случаев, упомянутых в пункте 2) эти параметры должны обеспечиваться безо всяких проблем. Все дома (по крайней мере новые, да и старые тоже, кроме совсем «больных») обеспечены разнообразными устройствами (или в ИТП или в ЦТП) для обеспечения этих параметров. И, если это не так, то это проблемы УК (что-то сломано, что-то не работает, что-то не могут, что-то не хотят).
Вывод и рекомендация: Здесь безоговорочно необходимо требовать параметров от УК, нет никаких проблем их обеспечить. Каждая порядочная УК или имеет свой ремонтно-наладочный персонал или договор с отдельной сервисной службой, вот пусть и налаживают.
Например, мы делаем 30-40 проектов ИТП в год для жилых домов, в этих проектах заложено все необходимое оборудование, оно должно работать и быть настроено на выполнение своих функций. Однако мы прекрасно знаем, что в реальной жизни это не всегда так. И причину почему «не всегда так», в большинстве случаев, тоже знаем.

5. Теперь про важнейший вопрос

«Стали настолько сильными перепады горячей и холодной, что мыться просто невозможно. «. Извиняюсь за большой перерыв, руки не доходили.
Вопросы с температурой воды мы худо-бедно раньше обсудили. На важный вопрос с давлением воды есть два варианта ответа.
5.1. Короткий ответ — если нет никаких аварий или переключений у горводопровода на холодной воде или у теплосетей на горячей — и при этом не хватает или постоянно меняется давление воды, то
— или неправильно спроектировано;
— или неправильно смонтировано;
— или неправильно настроено.
Или все вместе или одно из трех. Ищите специалистов и разбирайтесь. Пишите письма в УК с просьбой наладить.
Если короткий не устраивает, то ниже пояснения «почему». Познание пояснений воду не даст (только углубит печаль!), но может, даст некоторые основания для каких-то дел по устранению этих проблем (вместе с ЖЭУ, УК, властью района, руководством ЖКХ и так далее).
5.2. Итак. Длинный вариант ответа.
Второй, важный после температуры, параметр — это давление воды. И давление именно в точке раздачи (водоразбора). Тут есть как минимум 2 основополагающих цифры:
— максимальное допустимое давление у приборов — не должно превышать 4.5 атм (45 метров H₂O). Это исходя из прочности сантехнического оборудования — краники, шланги, клапаны унитазов. Давно раньше было 60 метров, когда массово пошел пластик изменили цифру на 45 метров, еще при коммунизме это было.
— минимальное давление (свободный напор у прибора) — 0.2-0.5 атм (2-5 метров H₂O), диапазон — это для разных случаев, для жилых домов — 2-3 метра H₂O, но при этом не менее 5 метров H₂O.

Вот так хитро написано в СНиП 2.04.01-85*, пункты 12.9, 12.10, таблица и примечание 1 Приложения 2. Одно из обсуждение величин свободных напоров — тут.
Выбраны они исходя из достаточности (действительно напор 2-3 метра есть хорошая струя из крана) и характеристик приборов (требований для приборов) в то время. Сейчас иногда надо больше — появились проточные нагреватели, всякие джакузи и хитрые душевые кабины. Но с законных точек зрения надо ориентироваться на минимальное давление в 5 метров.

Почему дан диапазон — меньше нельзя, больше тоже нельзя, а не конкретное значение? Спасибо товарищу сэру Исааку Ньютону и нашим архитекторам с высокими домами.
5.3. Пример: есть давление воды в трубопроводе на вводе в дом величиной 3 атм (практически стандарт везде). Если пропустить потери и некоторые мелочи, то давление в кране на первом этаже — эти же 3 атм (30 метров). А на девятом — 30 метров минус 9*3 (высота до крана), получится 30 — 27 = 3 метра избыточного давления. Если теперь учесть мелочи — сопротивление трубопровода (3-5 метров), потери на счетчике (2-3 метра), геометрия ввода (подвал, 3 метра), то получится 3 — (3+2+3) = -5 метров. Вакуум. На девятом этаже воды нет, на восьмом тоже. А устойчиво есть только — не выше 6-го этажа, который на на девять погонных метров ниже.
Поэтому, только из-за существующей геометрии и силы тяжести и нужен этот диапазон — не выше 45 метров на первом этаже, не ниже 5 метров на последнем.
На всякий случай — я везде говорю по горячую воду. В зоне холодной воды мы не считаем и не проектируем, по параметрах и о правилах догадываемся (знаем, но это не наше). Мы «тепловики», для холодной воды — есть «водоснабженцы», это разные зоны ответственности, разные проекты, разные лицензии. По общим принципам — все достаточно похоже.

Далее. На вводе в здание давление воды исходя из практики жизни, устоявшихся принципов, разнообразных документов — где-то на уровне 3 атм (30 метров Н₂О). «Где-то» это и значит «где-то». Дом стоит по-ближе к источнику, подальше от источника, дом на высокой точке (холме) — например Уральская-Блюхера — давление поменьше, дом на низкой точке (низина) — например, Ботаника — давление повыше. Трубы старые, трубы новые, их хватает или в этой зоне уже перекладывать надо. Рядом насосная станция, в общем много чего может быть в большом городе. Поэтому давления разные, в каждом месте свои, они известны, под них для каждого конкретного случая подбирают требуемое оборудование.
А надо — еще раз — не менее 0.5 и не более 4.5 атм. Для пятиэтажек — почти всегда нормально. Давления источника хватает. Для 9-и и выше может не хватить, пример в пункте 5.3. Так у нас, в Москве, Магадане, Нью Йорке — везде, где большой город с разной этажностью, разными высотами. Все рассчитано на какой-то средний уровень, высокие дома — нужны отдельные мероприятия для отдельного здания или комплекса зданий.

Мероприятий два.
Первый. Водонапорные баки на чердаке или в теплых местах — на крыше. Вода подается несложным насосом в бак, из бака расходуется на нужды дома. Емкость бака считается для создания определенного запаса воды. Подпор у верхних потребителей обеспечивается высотой установки бака. У нас эта схема не прижилась, страна холодная, на крышу не поставишь, не чердаке места мало и так далее. Американцы, например — спокойно ей пользуются, там теплее.
Второй способ. Ставить насосные установки, которые поднимают давление до необходимого уровня. Тут немного сложнее.