Горизонтальная система горячего водоснабжения: как обеспечить циркуляцию при поквартирном учете

Horizontal Hot Water Supply System: How to Ensure Circulation with Individual Metering

A.A. Antonenko, General Director of «AAA engineering+» Design Bureau; M. V. Chuhina, Chief Specialist for Ventilation and Air Conditioning at «AAA engineering+»; N. V. Shilkin, Candidate of Engineering, Moscow Institute of Architecture

Keywords: hot water supply, circulation, water metering

Individual horizontal hot water supply systems have gained recognition of the specialists in our country quite a long time ago. They are convenient for residents and for operation organizations, advantageous for investors, facilitate a free layout of premises, minimize the risks of accidents and are very convenient for arrangement of individual apartment water metering. However these systems have a deficiency — lack of circulation inside an apartment, which leads to water cooling down and long waiting time. During development of a high-class high-rise residential building the investor has requested circulation of hot water inside the apartment.

Горизонтальные поквартирные системы горячего водоснабжения достаточно давно получили в нашей стране признание специалистов. Они удобны и для жильцов, и для службы эксплуатации, выгодны для инвесторов, позволяют решать задачу свободной планировки, минимизируют риски аварий и очень удобны для организации поквартирного учета водопотребления. Однако у этих систем есть недостаток – отсутствие циркуляции в пределах квартиры, что приводит к остыванию воды и большому времени ожидания. При реализации проекта жилого здания высокого класса инвестором была поставлена задача обеспечения циркуляции горячего водоснабжения внутри квартиры.

Горизонтальная система горячего водоснабжения: как обеспечить циркуляцию при поквартирном учете

А. А. Антоненко, генеральный директор проектного бюро «AAA engineering+»

М. В. Чухина, главный специалист ВК «AAA engineering+»

Н. В. Шилкин, канд. техн. наук, профессор МАрхИ

Горизонтальные поквартирные системы горячего водоснабжения достаточно давно получили в нашей стране признание специалистов. Они удобны и для жильцов, и для службы эксплуатации, выгодны для инвесторов, позволяют решать задачу свободной планировки, минимизируют риски аварий и очень удобны для организации поквартирного учета водопотребления. Однако у этих систем есть недостаток – отсутствие циркуляции в пределах квартиры, что приводит к остыванию воды и большому времени ожидания. При реализации проекта жилого здания высокого класса инвестором была поставлена задача обеспечения циркуляции горячего водоснабжения внутри квартиры.

Достоинства и недостатки системы

Горизонтальные поквартирные системы горячего водоснабжения (ГВС) обладают целым рядом достоинств: они удобны в эксплуатации, позволяют реализовать свободную планировку квартир, минимизируют риски аварий и их последствия, очень удобны для организации поквартирного индивидуального учета водопотребления. Одно из важных преимуществ, обеспечивших их широкое применение в зданиях высокого класса, – экономическая эффективность. Все инвесторы хотят сэкономить как можно больше площади. Когда здание имеет двухзонную систему ГВС, площадь, которая теряется на стояках, достаточно велика. Как правило, в каждой квартире выделяются две шахты габаритами 600×400 мм, и в этом случае в здании площадью 100 тыс. м 2 теряется 200–300 м 2 . Современный рынок диктует требования по экономии площади.

Первые горизонтальные системы ГВС, которые стали применятся в отечественной практике, – это системы с этажными коллекторными разводками. Эти первые схемы имели ограничения, связанные с отсутствием циркуляции, которое из-за большого времени ожидания приводит к жалобам жильцов.

При реализации проекта жилого здания высокого класса задача обеспечения циркуляции ГВС внутри квартиры была поставлена инвестором. Этот объект характеризуется очень высокой стоимостью квадратного метра, причем квартиры в нем продаются уже с отделкой, именно поэтому встал вопрос о минимизации рисков протечек. Любая протечка влечет за собой риски по отделке по всему стояку. При этом необходимо было обеспечить индивидуальный поквартирный учет потребления горячей воды.

Схема ГВС для здания с отделкой

Для решения задачи обеспечения циркуляции внутри квартиры при поквартирном учете водопотребления было предложено решение, при котором такой учет потребления горячей воды осуществляется за счет разницы показаний счетчиков на водоразборе горячей воды и циркуляции.

Фрагмент схемы водоснабжения квартиры в здании высокого класса с отделкой: В1 – ХВС; Т3 – ГВС; Т4 – циркуляция ГВС; К1, К2 – квартирные коллекторные узлы

Схема организации горячего и холодного водоснабжения квартиры в здании высокого класса с отделкой представлена на рис. 1–4. В межквартирном коридоре устанавливается этажный коллекторный узел (см. рис. 4), в котором установлены три распределительные гребенки: В1 – ХВС, Т3 – ГВС, Т4 – циркуляция ГВС. На всех трех ветках на вводе в квартиру устанавливаются водосчетчики.

Внутри квартиры (см. рис. 1) все три ветки – В1, Т3 и Т4 – проложены в полу до квартирных коллекторных узлов К1, К2 и т. д. Схема квартирного коллекторного узла представлена на рис. 3, а узел его подключения к магистралям В1, Т3 и Т4 – на рис. 2.

Основная задача – обеспечить циркуляцию между стояками Т3 и Т4. В квартире большой площади располагается достаточно длинный контур (в проектах встречается, например, длина 50 м, время ожидания при тупиковой схеме порядка 50 с). Получается циркуляционное кольцо, в котором расход горячей воды ограничивается. Коллекторные узлы К1, К2 (рис. 1) устанавливаются в санузлах квартир. Остаются очень короткие ветки от распределительной гребенки до точек водоразбора ГВС и ХВС. Время ожидания при длине тупиковой ветки длиной 5 м составляет в самом худшем случае порядка 3–5 с. Это для комфорта некритично.

Учет потребления горячей воды осуществляется в автоматизированной системе коммерческого учета (АСКУ) по разности показаний квартирных водосчетчиков на ветках Т3 и Т4 (см. рис. 4). Алгоритм работы прописывается в АСКУ.

Схема работает следующим образом. Считываются показания квартирных водосчетчиков Т3 и Т4. Если расходы совпадают – соответственно, нет водоразбора и система работает фактически в режиме отопления. С жильца не списывается расход горячей воды. В отсутствии водоразбора схема очень похожа на систему отопления с циркуляционными кольцами по каждой квартире, т. е. фактически в этом случае система ГВС работает так же, как и система отопления, поддерживая заполнение и температуру внутри контура циркуляции.

Если же жилец открывает любую точку водоразбора, вода идет через нее, а циркуляция прекращается. В этом случае имеет место расход только на ветке Т3, который и списывается с жильца.

В современном доме жилец сам счетчиком не пользуется: все показания снимаются дистанционно автоматически и заводятся в учетно-биллинговую систему без участия человека. Жилец может проконтролировать корректность показаний приборов посредством специального мобильного приложения.

Расчет показаний счетчиков воды происходит на основании разницы показаний счетчиков Т3 и Т4. Счетчики используются с интерфейсом RS485, импульсным или иными типами передающего сигнала. Вычисления производятся на сервере общей системы учета здания, на котором установлено соответствующее программное обеспечение. К показаниям счетчиков имеет доступ служба эксплуатации здания для вычисления стоимости потребленных ресурсов, откуда формируются платежные поручения, а также информация передается на мобильное устройство жильца или выводится в отдельном меню на панели домофона (терминала управления системами квартиры).

Узел подключения квартирного коллекторного узла: 1 – кран шаровой; 3 – труба PEX

Особенности реализации

Задача организации циркуляции – обеспечить необходимый циркуляционный расход через внутриквартирный контур, чтобы температура на точке водоразбора соответствовала необходимым параметрам, но при этом ограничить этот расход, чтобы стояк работал корректно. Есть два варианта организации циркуляции: бюджетный – ручной балансировочный вентиль, который обеспечивает ограничение расхода (поз. 8 на рис. 4); более дорогой, но более надежный и технически совершенный – термовентиль, который автоматически обеспечивает комфортную температуру (регулирование по температуре).

В обязательном порядке устанавливаются регуляторы давления и на холодной, и на горячей воде. Особенно это важно для зданий высокого класса, поскольку в санузлах таких квартир устанавливаются самые разнообразные санитарно-технические приборы, которые могут быть очень требовательны к давлению воды. Установка регуляторов позволяет более качественно отрегулировать давление у каждого водопотребителя.

Установка регуляторов давления имеет свою специфику. На ХВС (В1) устанавливается/не устанавливается этажный регулятор давления (поз. 3 на рис. 4) и/или в каждой мокрой зоне (в мокрых зонах квартир премиального класса следует устанавливать индивидуальный РД в мокрых зонах, что обеспечивает качество настройки и работы потребителей) дополнительно, отдельный в каждой квартире. На ГВС регулятор давления ставится только в квартире на каждом коллекторном узле (поз. 8 на рис. 3), поскольку этажный регулятор при циркуляции будет работать на запор.

Квартирный коллекторный узел в санузле: 1 – бочонок нержавеющий; 2 – клапан обратный латунный; 3 – коллектор стальной; 4 – кран шаровой «американка» латунный; 5 – кран шаровой латунный муфтовый с системой антипротечки; 6, 7 – ниппель латунный; 8 – регулятор давления воды; 9, 10 – соединитель «американка»; 11 – соединитель «американка» угловая; 12 – угольник латунный

На циркуляции обязательно устанавливается обратный клапан. Это делается для того, чтобы при некорректном вмешательстве жильца в схему водоснабжения изменения не повлияли на работу всей системы.

Также в обязательном порядке устанавливается система антипротечки (поз. 5 на рис. 3). Система антипротечки – клапан с приводом, который срабатывает по сигналу от датчика в случае наличия воды на полу квартиры, предупреждая затопление нижележащих этажей. Системы антипротечек нужны в первую очередь для минимизации рисков затопления стояка квартир на период проведения монтажных работ.

Для чего на каждый санузел необходима своя гребенка? Это связано с качеством эксплуатации у жильца, потому что если срабатывает система антипротечки, жилец должен иметь возможность пойти в другой, работающий санузел, пока специалисты службы эксплуатации не устранят протечку. Качество жизни не должно пострадать. Это – специфика подобных объектов высокого класса.

Коллекторный узел на этаже: Т4 – циркуляция ГВС; Т3 – ГВС; В1 – ХВС; 1 – кран шаровой; 2 – фильтр; 3 – регулятор давления этажный; 4 – манометр; 5 – коллектор (распределительная гребенка); 6 – водосчетчик; 7 – обратный клапан; 8 – балансировочный клапан квартирный; 9 – балансировочный клапан этажный

Схема ГВС для здания без отделки

В квартирах без отделки реализуется похожая, но несколько упрощенная схема (см. рис. 5). На вводе в квартиру устанавливается запорная арматура, и жильцу предоставляется возможность либо замкнуть циркуляцию, либо продолжить ветки В1, Т3 и Т4 до санузла. Жилец ставит у себя регулятор давления, запорную арматуру, по желанию – дополнительные фильтры, может подключить полотенцесушитель и устанавливает тупиковую гребенку либо обвязывает тупиковую ветку. Можно поставить дополнительный бойлер.

Если жильцу необходимо подключить полотенцесушитель, предусмотрено два шаровых крана и балансировочный клапан (поз. 2 на рис. 5) до точки водоразбора. Полотенцесушитель в этом случае развязан от стояка. Может быть несколько полотенцесушителей, также можно использовать полотенцесушители с терморегулятором.

В схеме для квартир без отделки на системе холодного водоснабжения устанавливается общий этажный регулятор давления. Жильцы в этом случае в квартире ничего не устанавливают, инвестор экономит на своих затратах. Если же квартиры очень высокого класса, то регуляторы давления устанавливаются и на гребенках жильцов.

Схему, которая должна быть реализована, служба эксплуатации выдает жильцу и при приемке, соответственно, проверяет качество выполненных работ. Если даже жилец что-то сделает неправильно, то негативного воздействия на другие квартиры не произойдет, поскольку на системе циркуляции устанавливается обратный клапан. В этом случае система будет работать корректно даже при ошибках во внутриквартирной разводке.

Использование циркуляции возможно для подогрева теплых полов

Дальнейшее развитие этой схемы – циркуляцию – можно использовать для подогрева теплых полов. В этой ситуации можно поставить теплосчетчики и работать по температурам. В мокрой зоне оказывается система циркуляции. Циркуляция имеет параметры теплоносителя, близкие к температуре теплого пола. Это очень комфортно, удобно, и в этой ситуации решение, с точки зрения жильца, получается достаточно экономичное.

Узел подключения в квартире без отделки: 1 – кран шаровой; 2 – балансировочный клапан; 3 – регулятор давления; 4 – труба стальная оцинкованная; 5– труба PEX

Использование термоклапанов

Одним из вариантов может быть применение в качестве альтернативы балансировочных кранов термоклапанов, ограничивающих температуру в контуре циркуляции. Но данное решение отличается достаточно большими инвестиционными издержками.

О гигиене

Наличие достаточно длинных тупиковых участков приводит к вероятности развития микроорганизмов в трубопроводной сети, особенно в период отсутствия водоразбора, что, вероятно, в ближайшем будущем приведет к применению циркуляции даже в сетях холодного водоснабжения во избежание развития патогенной микрофлоры в тупиковых участках сети.

Для минимизации риска развития микрофлоры в сетях водоснабжения уже сейчас применяются трубопроводы, препятствующие отложению минералов на стенках трубопроводов, также рекомендуется централизованная станция водоподготовки.

Трубопроводные сети водоснабжения строятся из следующих материалов: стояки и магистральные трубопроводы – из нержавеющих труб; горизонтальные разводки от этажных распределительных коллекторов до квартирных – из труб PEX, коллекторы – из нержавеющей стали либо латуни.

Поделиться статьей в социальных сетях:

Рециркуляция ГВС при использовании квартирных водомерных станций

В настоящее время становятся популярными системы водоснабжения с так называемой горизонтальной разводкой. Узлы подключения квартир к водопроводу в этом случае могут быть как коллекторными на этаж (рис. 1), так и входить в состав универсальных квартирных станций (рис. 2), включающих в себя арматуру для подключения квартиры как к системе отопления, так и к системе водоснабжения.

Рис. 1. Коллекторный узел водоснабжения

Рис. 2. Квартирная станция VALTEC

В этой статье мы не будем касаться плюсов и минусов использования подобных систем. Хотелось бы рассмотреть лишь один интересный вопрос: можно ли организовать рециркуляцию ГВС при использовании этих станций? А если можно, то как технически грамотно подойти к решению этой задачи? Стандартная схема подключения квартирной станции водоснабжения без рециркуляции ГВС приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема подключения квартиры через квартирную станцию: 1 – запорный кран; 2 – фильтр; 3 – редуктор давления; 4 – водосчетчик; 5 – обратный клапан; 6 – квадратный коллектор; 7 – водоразборный прибор (смеситель).

Очевидно, что при отсутствии квартирного водоразбора вода в трубопроводе горячей воды на горизонтальном участке от станции до водопотребляющих приборов будет остывать до температуры окружающего воздуха. Длина такого участка в зависимости от планировки и организации системы может достигать 5–30 (а то и более) метров. Когда жилец откроет кран, вместо горячей воды из него будет течь вода комнатной температуры, что, конечно, слабо вяжется с понятием «комфорт». Нетрудно сосчитать, что при расходе 7 л/мин (средний расход воды через смеситель с аэратором) через металлополимерную трубу диаметром 20 мм и длиной 15 м время ожидания появления действительно горячей воды составит 26 секунд. За это время впустую уйдёт в канализацию три литра воды. Для наглядности в таблице 1 приведены расчетные данные по времени ожидания в зависимости от длины трассы и вида трубопровода.

Таблица 1. Зависимость времени ожидания горячей воды от вида трубы и длины трассы

Время ожидания для трубы, с

Естественно, длительное время ожидания будет вызывать недовольство жильцов. Чтобы снизить время ожидания, требуется сместить точку подключения циркуляционного трубопровода ближе к водоразборному прибору. Самый очевидный вариант реализации подобного решения представлен на рис. 4. При отсутствии водозабора остывающая горячая вода будет поступать в квартиру, и уже из квартиры через тройник возвращаться обратно в рециркуляционный стояк.

Рис. 4. Схема (неработоспособная) организации циркуляции горячего водоснабжения через квартиру: 1 – запорный кран; 2 – фильтр; 3 –редуктор давления; 4 – водосчетчик; 5 – обратный клапан; 6 – квартирный коллектор; 7 – водоразборный прибор (смеситель); 8 – регулятор температуры прямого действия

В квартирной станции в таком случае должен быть установлен балансировочный клапан или регулятор температуры прямого действия для регулирования расхода циркуляции. Предпочтительнее устанавливать регулятор температуры (например, VT.348), так как через балансировочный клапан циркуляция осуществляется даже тогда, когда температура воды достаточно высокая, а регулятор температуры обеспечивает циркуляцию только тогда, когда это необходимо, тем самым снижая нагрузку на циркуляционный насос. Квартирные станции VALTEC серии VT.NM с модулем рециркуляции как раз снабжены регулятором температуры прямого действия.

Однако, несмотря на это схема, представленная на рис. 4 неработоспособна. Дело в том, что после редуктора поддерживается заданное давление, как правило, в динамике это 2,0–3,0 бара. В то же время давление в стояке рециркуляции (Т4) будет зависеть от высоты самого стояка и гидростатического напора. В 11-этажном доме давление в стояке на уровне 1 этажа будет около 3 бар (при высоте этажа 3 м). В результате обратные клапаны на выходе рециркуляционного трубопровода на нижних этажах будут постоянно находиться в закрытом положении. Кроме того, циркуляционный насос в таком случае должен обеспечить не только напор, компенсирующий потери давления в циркуляционных кольцах, но и потери на редукторах давления, из-за этого требуемая мощность циркуляционного насоса увеличивается в десятки раз.

Вывод напрашивается сам собой: рециркуляционный трубопровод должен врезаться до этажного редуктора, только в этом случае рециркуляция будет работать. Рациональнее всего перенести квартирный редуктор как можно ближе к первому водоразборному прибору (рис. 6).

Рис. 6. Схема организации циркуляции горячего водоснабжения через квартиру: 1 – запорный кран; 2 – фильтр; 3 – редуктор давления; 4 – водосчетчик; 5 – обратный клапан; 6 – квартирный коллектор; 7 – водоразборный прибор; 8 – регулятор температуры прямого действия

Но в подобной схеме существует нюанс по правильному расчету циркуляционного расхода. На линии циркуляции должен устанавливаться дополнительный третий водосчетчик, он нужен для правильного учета горячей воды. Расход воды на горячее водоснабжение квартиры в э\том случае будет считаться как разница показаний водосчетчиков установленных на линии Т3 и Т4.

Расчетный циркуляционный расход через квартиру, определяемый по СП30.13330.2016, весьма незначительная величина порядка тысячных долей литра в секунду. Однако, массово используемые в многоквартирных домах водосчетчики не могут считать сверхмалые расходы. Минимальный расход через такие водосчетчики составляет 0,008 л/с при горизонтальной установке и 0,017 л/с при вертикальной установке. В связи с этим, за расчётный циркуляционный расход через квартиру нужно принимать расход, превышающий эти величины (0,018 л/с), независимо от того, какой расход получился из условий остывания воды. Это надо обязательно учитывать при подборе циркуляционного насоса.

Существует и более «продвинутый» способ организации циркуляции горячего водоснабжения. В Москве в многоквартирном жилом доме «Кверкус» по адресу ул. Ивановская вл. 16с была реализована система водоснабжения с инновационными квартирными станциями, снабжёнными теплообменниками. Основной «изюминкой» такой станции является наличие в ней теплообменника для приготовления горячей воды. Данное решение позволяет в принципе отказаться от магистральных сетей и стояков горячего водоснабжения за счет приготовления горячей воды непосредственно в квартирной станции.

Рис. 8. Обвязка квартирных станций с теплообменником

Организация рециркуляции в этом случае осуществляется за счет небольшого маломощного насоса, входящего в состав в станции. Этот насос возвращает остывшую воду обратно в теплообменник. При этом такое решение не требует не только третьего счетчика воды, но и второго тоже. В данной станции устанавливается один счетчик холодной воды и теплосчетчик. Потребитель же платит за потребленную холодную воду и тепловую энергию, которая требуется для ее нагрева.

Рис. 9. Циркуляционный насос в квартирной станции с теплообменником VALTEC CONTOL SAT

Как мы видим, техническая сторона организации рециркуляции ГВС через квартирные станции не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. Однако она вполне решаема при соблюдении определённых правил и условий. Стоит ли получаемый комфорт затрат на его обеспечение – определяется в каждой конкретной ситуации.