Технологические особенности горячего водоснабжения

Строительный портал о технологиях строительства, ремонте и эксплуатации

Виды систем горячего водоснабжения

Современные комфортные условия жизни в основном ассоциируются не столько с новостройками и улучшенной планировкой квартир и домов, сколько с наличием в них такой необходимой функции, как горячее водоснабжение. Один из элементов обеспечения комфорта и удобства связан напрямую с возможностью постоянного наличия в жилище именно горячей воды, требуемой температуры и объема необходимого для полного удовлетворения потребности жителей. Решить проблему обеспечения горячей водой позволяют оснащение зданий системами горячего водоснабжения.

Содержание

Принципы проектирования систем горячего водоснабжения

Для наиболее эффективного решения проблемы обеспечения жилых помещений горячей водой в проектировании и реализации строительных проектов применяется несколько подходов к реализации систем ГВС.

Основными параметрами для выбора варианта системы водоснабжения выступают:

• Предполагаемое количество потребителей;
• Объем потребления;
• Климатические условия региона;
• Себестоимость услуги ГВС.

Проводя анализ всего строительного проекта и системы горячего водоснабжения как одной из его составных частей для частного дома, коттеджа или многоэтажного многоквартирного жилого здания в процессе проектирования выбирается система в зависимости от варианта непосредственного приготовления горячей воды:

• Локальная или местная установка;
• Система централизованного снабжения горячей водой.

Первая, локальная система чаще всего используется для оснащения отдельного домовладения или, в крайнем случае, нескольких потребителей расположенных в одном небольшом здании. Для реализации на практике такой вариант может быть применение в качестве:

• Газовой водогрейной колонки;
• Твердотопливных водогрейных котлов и бойлеров;
• Накопительных электроводонагревателей или водогрейных установок проточного типа.

Плюсом такой системы горячего водоснабжения выступает простота устройства, относительная легкость монтажа, простота учета потребляемой энергии и расхода ресурсов для владельцев жилища.

Система централизованного горячего водоснабжения предусматривает установку для подогрева воды большого объема, рассчитанную для одновременного обеспечения нескольких потребителей находящихся в разных помещениях и зданиях. Централизованная система включает в себя один или несколько тепловых пунктов, в которых проводится нагрев воды, а далее по трубопроводам вода поставляется к потребителям. Чаще всего такие системы проектируются для многоэтажных многоквартирных домов и даже целых районов. Для городской застройки такой вариант обеспечивает более дешевый способ поставки потребителям горячей воды.

Технологические особенности процесса нагрева воды

Для потребителей к кому проводится подача горячей воды особой разницы нет, каким способом она нагревается до стандартной температуры. Однако для проектирования это имеет существенное значение. Сегодня различают два основных способа нагрева воды в системе горячего водоснабжения:

• Прямой цикл нагрева воды;
• Нагрев воды двухконтурным циклом.

Прямой цикл нагрева чаще всего практикуется в индивидуальных системах горячего водоснабжении, когда непосредственно источник тепловой энергии нагревает воду до необходимой температуры. Прямой цикл нагрева обеспечивает нагрев воды в электрических бойлерах, газовых колонках, проточных водонагревателях, когда вода проходит сквозь керамический нагревательный элемент.

Двухконтурный цикл нагрева воды заключается в нагреве определенного теплоносителя и далее уже теплоноситель проводит нагрев воды для системы. В качестве первичного теплоносителя обычно используется водяной пар или вода, нагреваемая от источника тепловой энергии. На втором этапе теплоноситель, находящийся под давлением, нагревает основной объем воды. Такие установки в основном используются в городских теплоэлектроцентралях и промежуточных тепловых пунктах, когда после остывания на 15-20 градусов от нормы вода, возвращаясь по обратному трубопроводу, снова подогревается до нужной температуры перед подачей в центральную магистраль.

В технологическом плане первый, прямой цикл нагрева воды более выгодный, поскольку затрачивает меньше ресурсов и не требует слишком большого и громоздкого оборудования.

В технической литературе и практическом применении водонагревательных установок оборудование прямого цикла получило название открытой схемы горячего водоснабжения, а двухконтурный нагрев называется закрытой схемой.

Способы постоянного поддержания высокой температуры воды в системе

Классификация систем горячего водоснабжения жилых помещений невозможна без разделения по способу поддержания высокой температуры воды в системе. В теплотехнике термин рециркуляция дает возможность группировать системы горячего водоснабжения:

• С системой рециркуляционного трубопровода;
• Системы без трубопровода, обеспечивающего рециркуляцию воды.

Для больших жилых массивов с системой центрального водоснабжения, когда от одного источника осуществляется поставки воды в несколько домов, или даже микрорайонов, в обязательном порядке предусматривается устройство рециркуляционного трубопровода. Вода, которая не используется потребителями, но находящаяся в трубах постепенно остывает, при этом температура снижается на 15 или даже 20 градусов. Для более экономного расходования энергоресурсов, такая вода направляется для подогрева до 60 градусов на тепловой пункт и дальше снова поступает к потребителям. Несмотря на то, что это довольно дорогостоящий способ поддержания температурного режима воды, но он вполне оправдан, поскольку позволяет получить наибольшую экономию энергоресурсов.

Если горячее водоснабжение, обеспечивающее небольшое по потребляемым объемам воды домохозяйство, то такая установка вполне может обойтись и без системы рециркуляции. Чаще всего если трубопровод имеет небольшую длину, то систему рециркуляции просто не делают. Проблему остывшей воды, как правило, решают двумя способами – утепления трубопровода или простого спуска холодной воды, тем более что в трубопроводах небольшого диаметра это всего 2-3 литра, что не имеет большого значения при постоянном пользовании горячей водой.

Система холодного и горячего водоснабжения

Внутренний водопровод представляет собой систему трубопроводов и устройств, предназначенных для подачи воды от водопроводной сети города, населенного пункта или промышленного предприятия к санитарно-техническим приборам, технологическому оборудованию и пожарным кранам. Для подачи потребителям подогретой воды служит система горячего водоснабжения, которая имеет дополнительно водонагреватели и устройства для регулирования и контроля температуры.

Границы между городской сетью и системой внутреннего водопровода определяются их балансовой принадлежностью. Для зданий граница проходит по наружной стене здания (или центрального теплового пункта ЦТП), для зданий ведомственного жилищного фонда — по отключающей задвижке в колодце городской водопроводной сети.

Внутренние водопроводы зданий по своему назначению могут быть: хозяйственно-питьевыми, производственными, противопожарными, поливочными. При совпадении требований к каждому из них эти системы могут быть объединены. Чаще всего объединяются хозяйственно-питьевые и противопожарные системы.

Хозяйственно-питьевые водопроводы должны обеспечивать подачу воды высокого питьевого качества; при этом требования ГОСТа к качеству воды должны выполняться вплоть до последнего водоразборного крана. Для некоторых хозяйственных процедур (стирка белья, смыв нечистот из санитарных приборов и т. п.) допускается подача воды непитьевого качества.

Технология устройства

Итак, вы приняли решение монтировать в доме автономную систему водообеспечения. С источником воды вы тоже определились (колодец или скважина). Остается доставить воду в коттедж и подвести к сантехническим приборам в ванной комнате, на кухню, подключить к системе водоснабжения мойку автомобиля, располагающуюся в гараже и пр.

Установка насоса

Система холодного и горячего водоснабжения в обязательном порядке требует установки насосного оборудования. При выборе устройства обязательно следует учитывать суточное водопотребление и лимит скважины. Чтобы исключить риск перебоев в подаче воды рекомендуется установить накопительный резервуар. Он позволит поддерживать в системе стабильное давление и будет содержать запас воды. Гидроаккумулятор облегчает как холодное, так и горячее водообеспечение. Ведь находящая в нем вода всегда теплее той, что поднимается из скважины. Это позволяет избежать лишних трат на газ или электроэнергию.

Монтаж системы очистки

Если система холодного и горячего водообеспечения используют фильтрационное оборудование для очистки волы, это позволяет существенно повысить качество воды, удалить загрязнения, соли тяжелых металлов, оксидов железа и меди, болезнетворные бактерии и пр. Не стоит забывать о том, что всегда присутствует риск попадания в водоносные горизонты сточных вод (к примеру, неправильное устройство канализации соседа).

Выбираем трубы

Основными критериями выбора труб являются качество материала и цена. Некоторые отдают предпочтение самым дорогим и качественным трубам, другие ищут более экономичный компромисс. Однако выбирая самые дешевые трубы, вы рискуете уже в самое ближайшее время столкнуться с необходимостью проведения ремонта. Рассмотрим основные виды водопроводных труб:

• пластиковые (полиэтиленовые, полипропиленовые, металлопластиковые, ПВХ);
• стальные (оцинкованные, «черные»);
• медные.

Самыми качественными и дорогими по праву считают медные трубы. Высокая прочность, долговечность, стойкость к коррозии и антибактериальные свойства делают их лучшим вариантом для использования в устройстве системы водообеспечения дома. Однако сегодня есть отличная альтернатива меди – полипропилен.

Полипропиленовые трубы для водоснабжения подходят для устройства системы водообеспечения и отопления. Полипропилен способен выдерживать температуру до 90°С, поэтому он нашел широкое применение в устройстве внутреннего водопровода. Для холодного водообеспечения применяют неармированные трубы, для горячего — армированные. Срок службы полипропиленовых труб – 50 лет и более, при этом стоят они недорого. К тому же их отличает простота монтажа и герметичность соединений. Однако слабое место у пропиленового водопровода все же имеется – неразъемность соединений.

Разводка труб в домах может быть последовательной или коллекторной. Следующим шагом идет монтаж запорной арматуры и установка сантехнических приборов. Специалисты рекомендуют для двухтрубной системы снабжения горячей водой использовать циркуляционные насосы.

Монтаж комбинированного водоснабжения пользуется популярностью на дачах, есть кроме основного жилого дома, есть такие дополнительные постройки как гостевой домик или баня. Комбинированные системы холодного и горячего водоснабжения работают «частями». В то время, как основная часть, на которой лежит подача в дом воды, работает система водообеспечения бани законсервирована, но может начать работать в любой момент (для этого производится слив воды). Система холодного и горячего водоснабжения в домах, предназначенных для круглогодичного проживания, не нуждается в установке дополнительных элементов для слива воды.

Система горячего водоснабжения

ГВС (система горячего водоснабжения) – совокупность устройств, обеспечивающих нагрев холодной воды и распределение ее по водоразборным приборам. Воду нагревают в теплообменных аппаратах до температуры 60-75°С и с помощью насосов подают по трубопроводам в жилые, общественные и производственные здания на бытовые и технологические нужды. Вода в системах бытового и производственно-бытового система горячего водоснабжения должна быть питьевого качества. В точках водоразбора горячая вода должна иметь температуру не ниже 50°С. При пользовании ею потребитель может снижать ее температуру до требуемой, подмешивая к ней холодную воду в смесителях, установленных в местах водоразбора. Нормы расхода горячей воды для бытовых нужд зависят от назначения объекта. Для жилых и общественных зданий нормы расхода приведены в соответствующих строительных нормах и правилах, расход горячей воды на производственные нужды определяется требованиями технологии, процесса.

Система горячего водоснабжения включает в себя следующие элементы: теплогенератор, водоподогреватель или смесительную установку, подающий трубопровод, состоящий из магистрали и подающих водоразборных стояков циркуляционные магистрали и стояки циркуляционный насос водоразборную арматуру приборы автоматического регулирования параметров и контроля расхода горячей воды.

По принципу приготовления горячей воды системы горячего водоснабжения делят на закрытые и открытые.

В закрытых ГВС поступающая из водопровода холодная вода нагревается в водоподогревателях в индивидуальных или центральных тепловых пунктах. В таких системах во внутридомовые трубопроводы поступает горячая вода, содержащая растворенный кислород и соли жесткости. Наличие кислорода приводит к коррозии внутренней поверхности труб, однако установка деаэраторов в тепловых пунктах не получила широкого распространения из-за сложности их эксплуатации. Достоинство закрытых систем горячего водоснабжения – высокое качество горячей воды, недостаток – значительная стоимость водоподогревательной установки.

В открытых ГВС используют теплоноситель, циркулирующий в системе теплоснабжения. Так как температуры воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети постоянны и зависят от температуры наружного воздуха, для получения горячей воды с нужной температурой применяют автоматические смесители, регулирующие отбор воды из подающего и обратного трубопроводов. Смесительная установка может предусматриваться в каждом здании (индивидуальная) или для группы зданий (групповая) в центральном тепловом пункте. Подача горячей воды в верхние водоразборные приборы с необходимым напором на излив происходит за счет избыточного давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети в точке присоединения к зданию. Напор в обратном трубопроводе должен быть больше высоты присоединяемого здания на величину свободного напора на излив. Отбор воды из трубопроводов на горячее водоснабжение компенсируется соответствующей подпиткой из источников теплоты. В открытых системах на нужды водоснабжения поступает химически очищенная вода, прошедшая деаэрацию, поэтому коррозия внутренней поверхности труб минимальная, но санитарное качество ее ниже, чем в закрытых системах, т.к. проходя через системы отопления, вода приобретает посторонний запах и цвет. Из-за отсутствия водоподогревателей стоимость открытых систем ГВС. меньше стоимости закрытых.

В зависимости от тепловой мощности и места расположения установки для приготовления горячей воды различаются центральные и децентрализованные системы ГВС. Стоимость первых больше из-за значительной протяженности трубопроводов, транспортирующих горячую воду к водоразборным приборам, но при этом выше и уровень комфортности жилища, т.к. при децентрализованном горячем водоснабжении эксплуатация установок осуществляется жильцами.

Система холодного водоснабжения

ХВС (система холодного водоснабжения) – комплекс взаимосвязанных сооружений, обеспечивающий подачу воды потребителям, включающий водозаборные сооружения, насосные станции, сооружения по улучшению качества воды, регулирующие и запасные емкости, водоводы, водопроводящую сеть труб и охладители воды. В зависимости от назначения и местных условий некоторые из перечисленных сооружений в системах могут отсутствовать.

ХВС классифицируют по различным признакам: по виду источника водоснабжения – питающиеся поверхностными (реки, озера, водохранилища, моря) или подземными (артезианские, грунтовые или родниковые воды) водами по территориальному охвату потребителей – местные, предусматривающие обеспечение водой отдельных объектов, и сельскохозяйственные групповые или районные, обслуживающие разнородные промышленные предприятия, города, поселки по назначению или видам потребителей – хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные, железнодорожные, поливочные по способу подачи воды — самотечные и нагнетательные, в которых вода подается насосами по кратности использования подаваемой воды – прямоточные, в которых техническая отработавшая вода после обработки, очистки и иногда охлаждения сбрасывается в водоем повторного использования, в которых техническая отработавшая вода последовательно используется в ряде технологических процессов и после обработки направляется в водоем или оборотный цикл оборотного водоснабжения, в которых техническая отработавшая вода после обработки, охлаждения и (или) очистки повторно используется, как правило, в том же технологическом процессе.

Система оборотного холодного водоснабжения может быть охлаждающей или технологической. В первой вода используется для охлаждения газообразных и жидких технологии, продуктов или технологического оборудования, при этом она нагревается, поступает в градирни, пруды или бассейны, где охлаждается и возвращается в систему. Обычно часть воды сбрасывается в водоем путем продувки ХВС. В технологической системе вода используется в качестве экстрагента, транспортирующей среды и др. при этом она вступает в контакт с технологическим сырьем или продуктом и загрязняется им, после очистки возвращается в систему. Часть воды из технологической системы после дополнительной очистки также может сбрасываться в водоем путем продувки ХВС. Охлаждающая и технологическая системы оборотного водоснабжения, работающие без продувки, называется замкнутыми.

При значительной разнице отметок территории системы холодного водоснабжения разделяют на зоны, устройство которых позволяет снизить излишне высокие напоры воды у потребителей, расположенных в пониженных местах территории, и уменьшить расход электроэнергии, затрачиваемой на подъем воды. Зонирование может быть осуществлено по параллельным или последовательным схемам. В первом случае предусматривают единую насосную станцию с насосами, обеспечивающими разные напоры для обслуживания отд. зон во втором – насосные станции для каждой зоны. При параллельном зонировании протяженность водоводов и масса труб больше, чем при последовательном.

Основное преимущество системы прямоточного водоснабжения по сравнению с системой оборотного водоснабжения – ее простота. В ней отсутствуют охладители воды, насосные станции оборотной воды, дополнительные сети труб и другие сооружения. Если нет необходимости в очистке производственно отработавшей воды, то вся ХВС будет состоять из насосной станции и системы подающих и отводящих трубопроводов. Преимущество системы оборотного водоснабжения состоит в том, что из источника подается значительно меньшее количество воды, чем при прямоточной системе это количество воды должно лишь компенсировать ее потери от испарения и уноса капель ветром из охладителей и расход воды на продувку ХВС, которое зависит от качества добавляемой воды и способа ее обработки. Как правило, количество добавляемой воды в систему не превышает 5% расхода оборотной воды. При оборотном водоснабжении диаметр водоводов, а следовательно и их стоимость, значительно уменьшаются, снижаются размеры и стоимость водозаборных сооружений и насосных станций первого подъема, расход энергии, необходимой для подачи воды на территорию предприятия, появляется возможность использовать для производственного водоснабжения источники с небольшим дебитом воды, заметно уменьшается стоимость очистных сооружений для добавочной воды. При оборотной системе в водоем сбрасывается гораздо меньше отработавшей воды, чем при прямоточной. В связи с этим облегчается задача охраны водоемов от загрязнения сточными водами, уменьшаются размеры и стоимость очистных сооружений и трубопроводов, отводящих отработавшую и очищенную воду.

Как узнать цену и получить коммерческое предложение

Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете: