§ 36. Водопровод горячей воды
Водопровод горячей воды по назначению разделяют на хозяйственно-бытовой и производственный. Он также может быть местным и централизованным.
Местный водопровод горячей воды устраивают в небольших зданиях, где вода нагревается у каждого потребителя или у небольшой их группы. Вода из системы холодного водопровода подается в местный водонагреватель, где сгорающее топливо, электроэнергия и т. п. нагревают воду. Горячая вода поступает к потребителю по распределительной сети.
Местные водонагреватели могут быть проточными (скоростными), в которых небольшое количество воды быстро нагревается источником теплоты большой мощности до заданной температуры, и емкостными, в которых большой объем воды нагревается источником теплоты малой мощности в течение длительного времени (до нескольких часов). В тех и других установках вода нагревается путем теплопередачи через металлическую поверхность. Источником теплоты может быть твердое, жидкое, газообразное топливо, солнечная или электрическая энергия.
Конструкции водонагревателей очень разнообразны в зависимости от применяемого топлива, теплопроизводи-тельности, места установки.
Водогрейная колонка для ванн работает на твердом топливе (дрова, уголь). Вода, находящаяся в корпусе вместимостью 90—100 л, нагревается топочными газами, проходящими через трубу. Для ускорения нагрева воды в трубе смонтирована циркуляционная труба.
Газовый емкостный водонагреватель по конструкции аналогичен водогрейной колонке. Вода в нем нагревается горячими газами, образующимися при сгорании газа в горелке. Водонагреватель оборудуется регулятором температуры и электромагнитным клапаном безопасности, который прекращает подачу газа в горелку, если пламя в ней погаснет.
Газовый проточный водонагреватель, имеющий большую поверхность нагрева и высокий коэффициент теплопередачи, обеспечивает интенсивный нагрев воды. Теплота, образующаяся при сгорании газа в горелке, передается воде через стенки огневой камеры, змеевика и теплообменник.
Солнечный водонагреватель (гелиоводонагреватель) обеспечивает нагрев воды до температуры 40—50°С за счет солнечной энергии.
Емкостный электрический водонагреватель (электроводонагреватель) — наиболее гигиеничный и безопасный в пожарном отношении прибор. Электроводонагреватель состоит из корпуса, покрытого теплоизоляцией, электронагревателя и регулятора температуры.
Централизованный водопровод горячей воды (ЦВГ) устраивают при наличии мощных источников теплоты (ТЭЦ, районные котельные и т. д.) (рис. 68). ЦВГ состоит из тех же элементов, что и холодный водопровод, к нему добавляются устройство для нагрева воды (водонагреватель), циркуляционная сеть и насосы, обеспечивающие циркуляцию горячей воды, которая необходима для восполнения теплопотерь и поддержания требуемой температуры воды у всех потребителей. Схемы горячего водопровода зависят от режима водопотребления, схемы теплоснабжения населенного пункта и т. д. Схемы ЦВГ аналогичны схемам холодного водопровода. По способу присоединения к тепловым сетям различают открытые и закрытые схемы.
Рис. 68. Элементы централизованной (закрытой) системы горячего водоснабжения:
1 — вводы; 2 — водомерный узел; 3 — установка для повышения давления; 4 — водонагреватель; 5 — циркуляционные насосы; 6 — аккумулятор тепла; 7 — подающая квартальная сеть (магистраль); 8 — циркуляционная квартальная сеть; 9 — распределительная сеть; 10 — циркуляционная сеть; 11 — арматура; 12 — полотенцесушитель; 13 — сеть теплоносителя
В открытой схеме ЦВГ с непосредственным водоразбо-ром горячая вода поступает из подающего трубопровода тепловой сети. Необходимая температура воды устанавливается терморегулятором путем подмешивания охлажденной воды из обратного трубопровода тепловой сети. Охлажденная вода собирается циркуляционной сетью и подается в обратный трубопровод. В закрытой схеме ЦВГ холодная вода из наружной водопроводной сети через ввод, водомерный узел и установку для повышения давления подается в водонагреватель, в который по теплопроводу поступает греющая вода. Нагретая вода из водонагревателя по распределительной сети транспортируется к водоразборной арматуре и разбирается потребителями. Остывшая вода по циркуляционной сети подается на догрев в водонагреватель. При циркуляции движение воды по трубопроводам может происходить за счет гравитационного давления (системы с естественной циркуляцией) или под действием циркуляционного насоса (системы с принудительной циркуляцией).
Рис. 69. Открытая система горячего водоснабжения:
а — схема с искусственной циркуляцией, баком-аккумулятором и верхней разводкой; б — схема тупиковой сети с нижней разводкой (без циркуляции); 1 — диафрагма; 2 — подача теплоносителя от ТЭЦ; 3 — регулятор расхода; 4 — смесительный тройник; 5 — термореле; 6 — обратный клапан; 7 — бак — аккумулятор тепла; 8 — магистраль распределительной сети с верхней разводкой; 9 — стояк распределительной сети; 10 — циркуляционная магистраль; 11 — циркуляционный насос
Водонагреватели, применяемые в ЦВГ, могут быть скоростными и емкостными. В скоростных водонагревателях вода движется с большой скоростью (0,5—2,5 м/с) и быстро нагревается до заданной температуры теплоносителем (водой, паром).
Водо-водяной скоростной секционный водонагреватель (кожухотрубный) состоит из стального корпуса, в котором размещены латунные теплообменные трубки, завальцованные с обеих сторон в трубных решетках. Водонагреватели собирают из нескольких секций, которые соединяются между собой калачами. В водонагревателях горячего водопровода греющая вода (теплоноситель) подается в межтрубное пространство, а нагреваемая — в теплообменные трубки (рис. 70).
Рис. 70. Водо-водяные скоростные секционные подогреватели:
а — односекционный; б — многосекционные разъемные; 1 — патрубок входа нагретой воды; 2 — конфузор; 3 — патрубок входа греющей воды; 4 — секция; 5 — патрубок входа нагреваемой воды; 6 — штуцер; 7 — патрубок выхода греющей воды; 8 — перемычка; 9 — колено
Пароводяные скоростные нагреватели используют в промышленных зданиях, где имеется паросиловое хозяйство, или небольших котельных с паровыми котлами для нагрева воды. Пар, подаваемый в корпус, проходит между трубками, конденсируется на их поверхности и за счет скрытой теплоты парообразования нагревает воду. Вода проходит дважды через водонагреватель, поэтому конструкция называется двухходовой. Применяются также четырехходовые нагреватели.
Емкостные нагреватели, совмещающие функции аккумулятора теплоты и водонагревателя, имеют низкий коэффициент теплопередачи вследствие малой скорости движения воды. При равной площади нагрева их размеры больше, чем скоростных нагревателей. Емкостные нагреватели выполняют в виде напорных или безнапорных (открытых) баков, в которых размещаются нагревательные элементы. Наружные поверхности баков покрывают слоем теплоизоляции. В системе устанавливается не менее двух баков (по 50% расчетного объема каждый).
Безнапорные баки-аккумуляторы конструктивно аналогичны бакам холодной воды. Для нагрева воды на расстоянии 50—100 мм от дна бака и боковых стенок проложен змеевик из стальных труб диаметром 32—50 мм, по которому проходит теплоноситель (пар, вода).
Водопроводные сети горячего водопровода разделяются на распределительные и циркуляционные и состоят из магистралей, стояков и подводок. Схемы водопроводных сетей в основном аналогичны сетям холодного водопровода.
В сети с нижней разводкой, получившей наибольшее распространение, циркуляционная магистраль и стояки прокладываются параллельно распределительным трубопроводам. Магистрали проходят в подвалах или подпольных каналах. Недостаток данной схемы — значительная длина трубопроводов.
Схема с нижней разводкой и секционными узлами позволяет сократить длину циркуляционных стояков, так как на 3—8 распределительных стояков прокладывается один циркуляционный. В зданиях высотой до 12 этажей включительно применяют секционные узлы с нижней разводкой, когда распределительные стояки присоединяются непосредственно к распределительной магистрали, а циркуляционный стояк присоединен к кольцующей перемычке, проложенной на теплом чердаке здания или под потолком верхнего этажа.
Схему с нижней разводкой и кольцевой однотрубной магистралью с закольцованными стояками используют при большом количестве потребителей и магистралях большой протяженности.
Схемы с верхней разводкой и секционными узлами используют в зданиях высотой более 12 этажей. При этом горячая вода из разводящей магистрали по главному стояку поступает в кольцующую перемычку. В этом случае в подвале циркуляционные стояки могут быть закольцованы нижней перемычкой, к которой присоединяется циркуляционный трубопровод.
Арматура для горячего водопровода имеет ту же конструкцию, что и арматура для холодного водопровода. Арматура диаметром до 50 мм (включительно) должна быть бронзовой, латунной или из термостойких пластмасс. Уплотнительные прокладки изготовляют из фибры, теплостойкой резины, паронита, специальной эбонитовой массы. Полотенцесушители выпускают из стальных, латунных труб (рис. 71).
Рис. 71. Полотенцесушитель из водогазопроводной трубы (под окраску)
В системах горячего водопровода применяют установки для повышения давления, подающие воду в распределительную систему на водоразбор, и циркуляционные установки, обеспечивающие движение воды по циркуляционному контуру.
Установки для повышения давления, как правило, подают воду одновременно в холодный и горячий водопроводы. В системах со скоростными нагревателями, в которых при эксплуатации потери давления достигают 0,1—0,3 МПа, могут применяться установки только для горячего водопровода или циркуляционные насосы переставляют на подающую линию, превращая их в циркуляционно-подающие.
Контрольные вопросы
- Что включает в себя централизованный водопровод?
- Из каких основных элементов состоит внутренний водопровод?
- Как устроены насосные установки для повышения давления?
- Какие противопожарные системы вы знаете и как они устроены?
- Назовите элементы централизованного водопровода горячей воды (закрытая схема).
- Какую водоразборную арматуру вы знаете?
- Какие водонагреватели используют в централизованном водопроводе горячей воды?
- Какие схемы водопроводных сетей используют в водопроводе горячей воды?
§ 86. Общие сведения о горячем водоснабжении
Системы горячего водоснабжения в зависимости от режима и объема потребления горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд в зданиях различного назначения могут быть централизованные или местные.
В системах централизованного горячего водоснабжения воду приготовляют в одном центре, из которого она транспортируется по тепловым сетям к потребителям. При централизованном теплоснабжении вода в системах горячего водоснабжения подогревается в центральных (ЦТП) или индивидуальных тепловых пунктах теплоносителем, подаваемым тепловыми сетями.
Системы горячего водоснабжения при двухтрубных водяных тепловых сетях и открытых системах теплоснабжения присоединяются непосредственно к подающему и обратному трубопроводам, а при закрытых системах теплоснабжения — через водонагреватели.
В зданиях высотой более 50 м систему централизованного горячего водоснабжения разделяют по вертикали на зоны. Высота зоны определяется величиной гидростатического напора в системе хозяйственно-питьевого водопровода у санитарных приборов, которая не должна превышать 60 м вод. ст.
Для зданий высотой девять этажей и более трубопроводы водоразборных стояков необходимо закольцовывать поверху перемычками и присоединять их к общему циркуляционному стояку. В душевых (количество душевых сеток более трех) распределительный трубопровод также должен быть закольцован.
Системы горячего водоснабжения прокладывают с нижней разводкой трубопроводов. Верхняя разводка трубопроводов допускается для систем горячего водоснабжения с естественной циркуляцией воды, а также при разделении систем на зоны по вертикали.
В системах централизованного горячего водоснабжения, обслуживающих группу зданий, можно объединять трубопроводы водоразборных и циркуляционных стояков в секционные узлы, а также присоединять группы трубопроводов циркуляционных стояков к циркуляционному трубопроводу в одной точке.
В закрытых системах централизованного горячего водоснабжения следует предусматривать в зависимости от качества подпиточной воды мероприятия по защите трубопроводов и водонагревателей от коррозии и накипеобразования.
Системы местного горячего водоснабжения устраивают для зданий и сооружений при отсутствии централизованного теплоснабжения, а также для объектов, удаленных от источников централизованного теплоснабжения. Воду в системах местного горячего водоснабжения подогревают в паровых, водяных и газовых водонагревателях.
Температура горячей воды в местах водоразбора должна быть:
- не ниже 60° С — для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам водоснабжения;
- не ниже 50° С — для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения;
- не ниже 60° С — для систем местного горячего водоснабжения.
Проектирование внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения: Учебное пособие
Страницы работы
Фрагмент текста работы
Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Проектирование внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения
Специальность «Теплогазоснабжение и вентиляция» (290700)
УДК 696.4. 697.34 (07)
Кандидат технических наук, заведующий кафедрой теплотехники печей и газоочистки Сибирского государственного индустриального университета доцент С.Г. Коротков
Заместитель генерального директора ФГУП ПИ «Сибирский Сантехпроект» Т.В. Кузнецова
З69 Проектирование внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2003. – 35 с.
В пособии приведены сведения о конструировании внутридомовых и квартальных систем горячего водоснабжения с описанием и справочными данными по их отдельным элементам. Подробно описаны расчеты данных систем. Даны рекомендации по выбору, компоновке и расчету тепловых пунктов. Рассмотрены вопросы подбора насосов различного назначения.
Предназначено для студентов специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» (290700).
УДК 696.4. 697.34 (07)
индустриальный университет, 2003
Определение расчетных расходов воды и тепла на горячее водоснабжение и теплового потока на отопление………………..
Выбор системы горячего водоснабжения…………………………
Расчет водоподогревателей горячего водоснабжения ………….
Тепловой расчет водоподогревателей …………………….
Гидравлический расчет водоподогревателей ЦТП ……….
Подбор и расчет водомера для системы горячего водоснабжения …………………………………………………….
Компоновка оборудования ЦТП …………………………………..
Гидравлический расчет циркуляционной системы горячего водоснабжения …………………………………………………….
Гидравлический расчет подающих трубопроводов ……….
Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов..
Выбор циркуляционного насоса ……………………………
Выбор циркуляционно-повысительного насоса …………..
Горячее водоснабжение предназначено для удовлетворения гигиенических (умывание, купание) и бытовых (стирка, мойка посуды и т.п.) нужд населения водой с повышенной (до 75 0 С) температурой. Такой водой, часто называемой «бытовой», снабжаются здания с проживанием людей (жилые здания, гостиницы и т.п.), большинство общественно-коммунальных зданий (поликлиники, больницы, столовые и т.п.), а также промышленные здания и сооружения с гигиеническим (в бытовках) потреблением горячей воды.
Цель курсовой работы – получить представление о проектировании централизованных систем горячего водоснабжения, освоить практические методы расчета и конструирования этих систем. В процессе проектирования ознакомиться с нормативной литературой, каталогами на оборудование, типовыми материалами и решениями, применяемыми при разработке централизованных систем горячего водоснабжения.
В курсовой работе необходимо разработать централизованную закрытую систему горячего водоснабжения жилого здания, центральный тепловой пункт (ЦТП), предусмотренный для группы однотипных зданий и внутриквартальную разводку тепловых сетей от ЦТП до присоединяемых зданий. Объем пояснительной записки 30 печатных листов.
Исходные данные на проектирование принимаются в соответствии с заданием, выдаваемым руководителем работы.
Студент самостоятельно решает весь комплекс вопросов, связанных с проектированием системы горячего водоснабжения. Принятые студентом технические решения должны быть обоснованными, а разработанная система горячего водоснабжения – рациональной и экономичной, отвечающей действующим нормам на проектирование и техническим условиям на монтаж и эксплуатацию.
В графическую часть проекта входят:
· план типового этажа здания с указанием расположения стояков, полотенцесушителей, водоразборных приборов и трубопроводов горячего водоснабжения (М 1:100);
· план подвала с нанесением стояков, подающих и циркуляционных магистралей и ввода горячей воды в здание (М 1:100);
· аксонометрическая схема трубопроводов системы горячего водоснабжения здания (М 1:100);
· компоновка ЦТП (план, разрез, аксонометрическая схема) в масштабе М 1:50;
· план квартала с тепловыми сетями от ЦТП до зданий (М 1:1000).
Графическая часть проекта выполняется на миллиметровой бумаге формата А1.
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ И ТЕПЛА НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ОТОПЛЕНИЕ
1. Расчет числа водоразборных приборов N.
У потребителей горячей воды, в каждой квартире должны быть установлены следующие приборы: в ванной комнате – смеситель для ванны и умывальника, в кухне – смеситель для мойки.
Необходимо рассчитать количество приборов на этаже, затем в доме (с учетом этажности) и в квартале (с учетом количества жилых домов).
2. Расчет общего числа водопотребителей U.
Количество потребителей горячей воды в квартире можно определить
