IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017
ДВУХЗОННЫЕ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ
Каждая зона двухзонной системы горячего водоснабжения, как правило, представляет собой самостоятельную систему со своими водонагревательными установками и насосами. Такие системы существуют в различных вариациях:
система горячего водоснабжения с постоянно работающими насосами верхней зоны (рис. 7.4, а);
система горячего водоснабжения с устройством общего повысительного насоса (рис. 7.4,6), который является повысительным для нижней зоны и первой ступенью для второй зоны;
система горячего водоснабжения, в которой приготовление горячей воды производится в общей водонагревательной установке, а повысительный насос верхней зоны одновременно выполняет и функции циркуляционного (рис. 7.5);
система горячего водоснабжения с естественной циркуляцией воды в верхней зоны (рис. 7.6 а,б);
система горячего водоснабжения с водонагревателями, использующими воду, циркулирующую в одной зоне, в качестве греющей для воды, циркулирующей в другой зоне(рис. 7.7 а,б,в).
В двухзонных системах горячего водоснабжения типа представленной на рис. 7.4 возникают трудности в подборе циркуляционных насосов верхних зон, когда в циркуляционной линии поддерживается высокое давление, которое требует применения в насосном оборудовании специальных сальниковых уплотнителей. [1]
Более совершенной является схема двухзонной системы горячего водоснабжения типа представленной на рис. 7.5. Преимуществами этой схемы перед предыдущей является сравнительно низкое давление воды в водонагревателе, предотвращение опрокидывания циркуляции в нижней зоне системы, меньшее число единиц тепломеханического
оборудования и более высокий коэффициент его использования. [1]
Рис.7.4.Двухзонная система горячего водоснабжения
1 — ввод; 2 — повысительный насос нижней зоны; 3 — то же, верхней; 4,5 – соответственно I и II ступени водонагревателя нижней зоны; 6, — то же, верхней зоны; 8,9 – циркуляционные насосы соответственно нижней и верхней зон; 10,11 – подающий трубопровод соответственно нижней и верхней зон; 12- водоразборные стояки; 13,14 – циркуляционный трубопровод соответственно нижней и верхней зон
Рис.7.5.Схема двухзонной системы с общей водонагревательной установкой
1 — ввод; 2 — повысительный насос; 3,4 — водонагреватель; 5 – циркуляционно-повысительный насос верхней зоны; 6 — циркуляционный насос нижней зоны;7 – главный стояк верхней зоны; 8 – водоразборные стояки; 9,10 – циркуляционные трубопроводы соответственно нижней и верхней зон
Для двухзонных систем горячего водоснабжения могут быть применены схемы с естественной циркуляцией воды в верхней зоны (рис. 7.6), в которых для обеспечения циркуляционного режима используются догреватели теплообменники (7, 9 на рис. 7.6, а) или баки-аккумуляторы тепла (13 на рис. 7.6,б). Применение последней схемы позволяет производить присоединение двухзонных систем к однозонным квартальным сетям горячего водоснабжения. При этом повысительный насос 2 (рис. 7.6, б) устанавливается в подвале здания или в отдельно стоящем здании насосной. Эта схема позволяет в помещении насосной станции не устанавливать водонагреватели и не подводить к ним теплосеть. [1]
Рис.7.6. Принципиальные схемы двухзонных тупиковых систем горячего водоснабжения с индивидуальными догревателями циркуляционной воды (а)и с баком-аккумулятором (б)
Недостатком этой схемы является необходимость постоянной работы повысительного насоса 2, так как наличие малейших утечек воды из системы не позволяет остановить насос даже в ночное время. Кроме того, бак-аккумулятор, устанавливаемый в подвале здания, неудобен при необходимости его замены, так как больших проемов в стенах подвала, как правило, не делают, а сваривать бак-аккумулятор на повышенные давления воды в подвале нерационально.
Если ЦТП и квартальная сеть обслуживает только высотные здания, может быть применена система, показанная на рис. 7.7, а. Снабжение горячей водой верхней и нижней зон производится от одного подающего 1 и одного циркуляционного 2 трубопроводов квартальной сети. Подача воды в нижнюю зону производится по главному стояку 3 через регулятор давления 4, понижающий давление воды до необходимого для нижней зоны. Подача горячей воды в верхнюю зону производится по главному стояку 5, причем вода сначала проходит через теплообменник 9 (скоростной водонагреватель). При отсутствии водоразбора вода циркулирует через верхнюю зону и поступает в циркуляционную магистраль 2 квартальной сети. В нижней зоне под действием гравитационного напора вода из водоразборных стояков 6 по циркуляционному трубопроводу 8 поступает в водонагреватель 9, где подогревается водой, циркулирующей в верхней зоне. [1]
Недостатком этой схемы является небольшой гравитационный напор, из-за которого происходит циркуляция воды в нижней зоне. Поэтому монтаж системы следует производить особенно тщательно, так как наличие каких-либо неучтенных сопротивлений в трубопроводах сокращает циркуляцию в системе и может привести к большому охлаждению воды.
Более рациональна для применения схема системы, показанная на рис. 7.7,б. В ней использован тот же принцип нагрева циркулирующей воды, но гравитационная циркуляция осуществляется через верхнюю зону. В нижней зоне вода циркулирует под действием циркуляционного насоса, в ЦТП или ИТП. В этой схеме необходима прокладка двух подающих трубопроводов от ЦТП (ИТП) до зданий, так как установка повысительного насоса 10 в каждом здании нерациональна. [1]
Наиболее совершенной представляется система этого типа, показанная на рис. 7.7, в. Она предназначена для применения в зданиях с ИТП. Повысительный насос верхней зоны 10 является одновременно и циркуляционным. Для сокращения объема циркуляции на циркуляционном трубопроводе 7 устанавливается участок повышенного сопротивления либо диафрагму. [1]
Рис.7.7. Схемы двухзонных систем горячего водоснабжения с использованием горячей воды в качестве подогревающей для циркуляции одной из зон
Список использованных источников
1.Повышение эффективности работы систем горячего водоснабжения/И. Н. Чистяков, М. М. Грудзинский, В. И. Ливчак и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1988.
ЗОННЫЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ
Зонные системы внутреннего водопровода применяют в двух случаях. Во-первых, при превышении допустимых пределов гидростатического давления в системе и, во-вторых, для обособления условий работы системы по гидравлическому режиму, что чаще происходит при отделении части системы по питанию или по величинам напоров.
Согласно СНиП,пп. 5.12и 6.7,наибольшая величина гидростатического давления в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должна превышать 60 м. В системе раздельного противопожарного водопровода величина гидростатического напора допускается до 90 м. В противном случае необходимо разделить водопровод на вертикальные зоны. Как правило, в современном строительстве к двухзонной системе приходится переходить в зданиях высотой более 17 этажей. Обычно первую (нижнюю) зону устраивают таким образом, чтобы использовать гарантийный напор городского водопровода. Размеры последующих зон, число которых может быть различным, назначают в зависимости от величин допустимого давления в сети внутреннего водопровода. Схемы зонных водопроводов могут быть последовательными и параллельными (рис. 2.3).
Последовательная схема(рис. 2.3, а) имеет меньшую протяженность трубопроводов, но менее надежна в работе, требует установки насосных агрегатов на промежуточных этажах, что крайне нежелательно из-за вибрации и шума. Кроме того, к числу крупных недостатков подобной системы следует отнести неоднократное размещение регулирующих объемов, т. е. нерациональное распределение и использование строительного объема здания под инженерное оборудование.
Параллельная схема(рис. 2.3, б)отличается некоторым перерасходом труб, но централизованное размещение насосных агрегатов упрощает автоматизацию их работы и эксплуатацию. Увеличение длины труб, прокладываемых по этой системе, не сопровождается значительным перерасходом металла (в весовых единицах), так как диаметры зонных стояков (так же, как и расходы подаваемой воды) по отдельным зонам неравнозначны.
1 — центробежный насос 2-й зоны; 2 — напорно-запасный бак 2-й зоны; 3 — насос 3-й зоны; 4 — напорно-запасный бак 3-й зоны
Рис. 2.3. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы зонных водопровод зданий
В нижних зонах, как правило, потребляется больше воды и имеются стояки большего диаметра (qн >>qв; dн >>dв).
Вторая причина зонирования заключается в более полном использовании гарантийного напора городского водопровода, что позволяет эффективно использовать энергию городских насосов и рационально подбирать насосы -повысители только на расход и напор верхней зоны. Верхняя зона работает под напором дополнительных насосов.
Двухзонные системы внутренних водопроводов, выполненные по обычной схеме (с отдельными хозяйственно-противопожарными разводящими трубопроводами для каждой зоны), значительно дороже однозонных систем по сметной стоимости. Следует отметить, что предлагаемая вниманию читателей новая система приемлема в первую очередь для секционных жилых зданий повышенной этажности (от 12 этажей и выше), так как в этих зданиях роль подающего трубопровода второй зоны играет пожарный стояк. Автором этой схемы является канд. техн. наук М. Е. Соркин (МНИИТЭП) (рис. 2.4).
1 — вводы водопровода; 2 — хозяйственный насос второй зоны; 3 — противопожарный насос; 4 — перемычка между подводящими магистральными трубопроводами; 5 — пожарные стояки; 6 — хозяйственные водоразборные стояки; 7 — регулятор давления «после себя»; 8 — обратный клапан
Рис. 2.4. Двухзонная схема водоснабжения зданий (М. Е. Соркин, МНИИТЭП)
Согласно этой схеме, имеется только два разводящих трубопровода, причем каждый из них служит для подачи воды в соответствующую зону. В трубопровод первой зоны вода подается непосредственно из городского водопровода. Противопожарные насосы подключены к магистральному трубопроводу первой зоны. К магистрали второй зоны подключены насосы, обеспечивающие в ней необходимое давление. Оба магистральных трубопровода соединены между собой перемычками с установленными на них обратными клапанами таким образом, что они могут пропускать воду только из первой зоны во вторую.
Сдвоенные пожарные стояки выполнены однозонными и присоединены к обеим магистралям. На подводке к этим стоякам от магистрали первой зоны также установлен обратный клапан. Водоразборные стояки первой второй зон подключены к соответствующим магистралям, но с той лишь разницей, что у первой зоны она с нижней разводкой, а у второй — с верхней. На присоединениях этих разводящих магистралей размещены регуляторы давления «после себя».
Система работает следующим образом. При водоразборе давление в разводящей магистрали первой зоны меньше, чем в магистрали второй зоны, поэтому обратные клапаны на перемычках, соединяющих эти магистрали, закрыты. По этой же причине закрыты клапаны на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Таким образом, магистрали и водоразборные стояки первой и второй зон полностью изолированы друг от друга. Пожарные стояки находятся под давлением насосов второй зоны системы. Во время пожара при включении в работу насосов противопожарного назначения, создается большее давление, чем у насосов хозяйственного назначения второй зоны, поэтому под давлением воды пожарных насосов открываются обратные клапаны на перемычках между магистралями и на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Защита водоразборных стояков первой и второй зон от повышенного давления пожарных насосов обеспечивается регулятором давления «после себя». Вода подается к пожарным стоякам по двум трубопроводам, как и предписывается действующими нормами. Подача хозяйственного и пожарного расходов в систему по двум магистралям первой и второй зон обеспечивает снижение строительной стоимости системы по сравнению с такой же стоимостью двухзонных традиционных систем.
Двухзонная система М. Е. Соркина может быть использована более широко не только в зданиях повышенной этажности (высотой более 50 м), но и в зданиях массового строительства (высотой от 9 до 16 этажей).
Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 5700 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
ЗОННЫЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ
Зонные системы внутреннего водопровода применяют в двух случаях. Во-первых, при превышении допустимых пределов гидростатического давления в системе и, во-вторых, для обособления условий работы системы по гидравлическому режиму, что чаще происходит при отделении части системы по питанию или по величинам напоров.
Согласно СНиП,пп. 5.12и 6.7,наибольшая величина гидростатического давления в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должна превышать 60 м. В системе раздельного противопожарного водопровода величина гидростатического напора допускается до 90 м. В противном случае необходимо разделить водопровод на вертикальные зоны. Как правило, в современном строительстве к двухзонной системе приходится переходить в зданиях высотой более 17 этажей. Обычно первую (нижнюю) зону устраивают таким образом, чтобы использовать гарантийный напор городского водопровода. Размеры последующих зон, число которых может быть различным, назначают в зависимости от величин допустимого давления в сети внутреннего водопровода. Схемы зонных водопроводов могут быть последовательными и параллельными (рис. 2.3).
Последовательная схема(рис. 2.3, а) имеет меньшую протяженность трубопроводов, но менее надежна в работе, требует установки насосных агрегатов на промежуточных этажах, что крайне нежелательно из-за вибрации и шума. Кроме того, к числу крупных недостатков подобной системы следует отнести неоднократное размещение регулирующих объемов, т. е. нерациональное распределение и использование строительного объема здания под инженерное оборудование.
Параллельная схема(рис. 2.3, б)отличается некоторым перерасходом труб, но централизованное размещение насосных агрегатов упрощает автоматизацию их работы и эксплуатацию. Увеличение длины труб, прокладываемых по этой системе, не сопровождается значительным перерасходом металла (в весовых единицах), так как диаметры зонных стояков (так же, как и расходы подаваемой воды) по отдельным зонам неравнозначны.
1 — центробежный насос 2-й зоны; 2 — напорно-запасный бак 2-й зоны; 3 — насос 3-й зоны; 4 — напорно-запасный бак 3-й зоны
Рис. 2.3. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы зонных водопровод зданий
В нижних зонах, как правило, потребляется больше воды и имеются стояки большего диаметра (qн >>qв; dн >>dв).
Вторая причина зонирования заключается в более полном использовании гарантийного напора городского водопровода, что позволяет эффективно использовать энергию городских насосов и рационально подбирать насосы -повысители только на расход и напор верхней зоны. Верхняя зона работает под напором дополнительных насосов.
Двухзонные системы внутренних водопроводов, выполненные по обычной схеме (с отдельными хозяйственно-противопожарными разводящими трубопроводами для каждой зоны), значительно дороже однозонных систем по сметной стоимости. Следует отметить, что предлагаемая вниманию читателей новая система приемлема в первую очередь для секционных жилых зданий повышенной этажности (от 12 этажей и выше), так как в этих зданиях роль подающего трубопровода второй зоны играет пожарный стояк. Автором этой схемы является канд. техн. наук М. Е. Соркин (МНИИТЭП) (рис. 2.4).
1 — вводы водопровода; 2 — хозяйственный насос второй зоны; 3 — противопожарный насос; 4 — перемычка между подводящими магистральными трубопроводами; 5 — пожарные стояки; 6 — хозяйственные водоразборные стояки; 7 — регулятор давления «после себя»; 8 — обратный клапан
Рис. 2.4. Двухзонная схема водоснабжения зданий (М. Е. Соркин, МНИИТЭП)
Согласно этой схеме, имеется только два разводящих трубопровода, причем каждый из них служит для подачи воды в соответствующую зону. В трубопровод первой зоны вода подается непосредственно из городского водопровода. Противопожарные насосы подключены к магистральному трубопроводу первой зоны. К магистрали второй зоны подключены насосы, обеспечивающие в ней необходимое давление. Оба магистральных трубопровода соединены между собой перемычками с установленными на них обратными клапанами таким образом, что они могут пропускать воду только из первой зоны во вторую.
Сдвоенные пожарные стояки выполнены однозонными и присоединены к обеим магистралям. На подводке к этим стоякам от магистрали первой зоны также установлен обратный клапан. Водоразборные стояки первой второй зон подключены к соответствующим магистралям, но с той лишь разницей, что у первой зоны она с нижней разводкой, а у второй — с верхней. На присоединениях этих разводящих магистралей размещены регуляторы давления «после себя».
Система работает следующим образом. При водоразборе давление в разводящей магистрали первой зоны меньше, чем в магистрали второй зоны, поэтому обратные клапаны на перемычках, соединяющих эти магистрали, закрыты. По этой же причине закрыты клапаны на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Таким образом, магистрали и водоразборные стояки первой и второй зон полностью изолированы друг от друга. Пожарные стояки находятся под давлением насосов второй зоны системы. Во время пожара при включении в работу насосов противопожарного назначения, создается большее давление, чем у насосов хозяйственного назначения второй зоны, поэтому под давлением воды пожарных насосов открываются обратные клапаны на перемычках между магистралями и на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Защита водоразборных стояков первой и второй зон от повышенного давления пожарных насосов обеспечивается регулятором давления «после себя». Вода подается к пожарным стоякам по двум трубопроводам, как и предписывается действующими нормами. Подача хозяйственного и пожарного расходов в систему по двум магистралям первой и второй зон обеспечивает снижение строительной стоимости системы по сравнению с такой же стоимостью двухзонных традиционных систем.
Двухзонная система М. Е. Соркина может быть использована более широко не только в зданиях повышенной этажности (высотой более 50 м), но и в зданиях массового строительства (высотой от 9 до 16 этажей).
