В создании нормальных условий для проживания в современных жилых зданиях большое значение имеют системы горячего водоснабжения. Работа систем горячего водоснабжения связана с потреблением значительных расходов теплоты, часто соизмеримых с таковыми на отопление.
Вследствие большого разнообразия систем горячего водоснабжения их классифицируют по многим признакам. По месту расположения источника их подразделяют на децентрализованные и централизованные. Децентрализованные системы обеспечивают горячей водой от источников, размещенных в непосредственной близости от водоразборных приборов. В централизованных системах горячая вода подается большой группе потребителей из тепловых сетей от ТЭЦ, районных или квартальных котельных.
По прокладке трубопроводов от индивидуального теплового пункта до водоразборных приборов различают системы:
— с верхней и нижней прокладкой подающей магистрали,
— тупиковые (бесциркуляционные)
— с циркуляцией.
По способу циркуляции горячей воды системы могут быть с естественной и принудительной циркуляцией.
По наличию или отсутствию аккумуляторов горячей воды системы горячего водоснабжения бывают с аккумуляторами и без них.
По месту аккумулирования горячей воды различают системы с индивидуальным аккумулированием в ИТП и центральным аккумулированием в ЦТП, водогрейных котлах квартальных или районных котельных.
При отсутствии централизованного теплоснабжения применяется децентрализованное горячее водоснабжение. Приготовление горячей воды в этом случае осуществляется мелкими генераторами теплоты: водогрейными колонками, газовыми и электрическими водонагревателями.
Водогрейные колонки, работающие на твердом топливе (дровах, угле, торфе), состоят из водяного резервуара, топки и дымогарной трубы, проходящей через резервуар. Их устанавливают в кухнях или ванных. Образующиеся при сжигании топлива горячие продукты сгорания проходят через дымогарную трубу и нагревают воду в резервуаре.
Газовые водонагреватели применяют в жилых зданиях высотой до пяти этажей. Их не разрешается использовать в ванных комнатах гостиниц, санаториев, домов отдыха, в зданиях школ (кроме буфетов), в душевых спортзалов и котельных.
Газовые водонагреватели бывают двух видов: проточные и емкостные.
Проточные водонагреватели являются быстродействующими приборами, частично или полностью автоматизированными. Емкостные подогреватели отличаются инерционностью и обычно не автоматизированы. Существуют более мощные газовые водонагреватели типа АГВ, работа которых автоматизирована. Их часто используют для совмещенного квартирного отопления и горячего водоснабжения.
При соответствующем технико-экономическом обосновании находят применение электрические водонагреватели. Они удобны и гигиеничны для приготовления горячей воды, так как не дают копоти, дыма и грязи. Конструкция водонагревателей представляет собой закрытый водяной резервуар емкостью 30—1000 л из трубчатых электронагревателей, размещенных внутри резервуара и электрически изолированных от воды. Водонагреватель оснащен автоматическим регулятором подогрева воды, отключающим электроэнергию при достижении заданной температуры воды и включающим ее при снижении температуры ниже заданного предела.
Централизованные системы горячего водоснабжения служат для приготовления и подачи горячей воды к санитарно-техническим приборам группы жилых и общественных зданий и технологическим установкам коммунальных и промышленных предприятий. Проектирование указанных систем ведется с учетом СНиП 2.04.01—85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и СНиП 2.04.07—86 «Тепловые сети».
Горячая вода, подаваемая потребителям, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 2874—82* «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».
Рис. 19.1. Основные элементы системы горячего водоснабжения и схемы присоединения водоразборных и циркуляционных стояков
а — водоразборный узел с параллельным присоединением полотенцесушителей к стоякам; б — то же, с последовательным включением полотенцесушителя на подающем стояке; в — то же, с последовательной установкой полотенцесушителя на циркуляционном стояке; г —водоразборный узел с попарно закольцованными стояками; д — секционный узел с водоразборно-циркуляцконным стояком; е. ж — секционный узел с циркуляционным стояком: 1 — источник теплоты (котел, водонагреватель); 2— подающий трубопровод; 3 — водоразборный (подающий) стояк; 4 — водоразборная арматура; 5 — полотенцесушитель; 6 — кольцующая перемычка; 7 — отключающая (запорная) арматура; 8 — циркуляционные стояки и магистрали; 9 — циркуляционный насос; 10 — обратный клапан; 11 — водомер
Необходимость обработки воды и способы обработки определяются согласно СНиП 2.04.07—86.
Температура горячей воды в местах водоразбора должна быть не ниже 60°С для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединенных к открытым системам теплоснабжения, не ниже 50°С — для закрытых систем и не выше 75°С — во всех случаях.
Поддержание у водоразборных кранов требуемой температуры горячей воды достигается за счет постоянной циркуляции ее в системе. Наличие циркуляции позволяет использовать систему горячего водоснабжения также для отопления ванных помещений, в которых температура воздуха должна быть выше, чем в других комнатах квартиры. Для этого в контур системы горячего водоснабжения включают полотенцесушители, представляющие собой проточный змеевик из трубы диаметром 32 мм.
Каждая система горячего водоснабжения включает в себя следующие основные элементы (рис. 19.1): источник теплоты 1 (котел или водонагреватель в системах, подключенных к ЦТП); подающий трубопровод, состоящий из подающего трубопровода 2 и подающих водоразборных стояков 3; циркуляционные стояки и циркуляционные магистрали 8; водоразборную и запорную арматуру 4, 7; циркуляционный насос 9.
В данной системе вода в водоразборные стоики подается снизу (схема с нижней прокладкой подающей магистрали), чтобы при недостаточном давлении воды в системе не прекращалось горячее водоснабжение нижних этажей здания, кроме того, системы с нижней разводкой удобнее в эксплуатации. Поэтому они получили наибольшее распространение. Системы с верхней прокладкой подающей магистрали применяют при установке открытых верхних баков-аккумуляторов и при наличии в здании чердака или верхнего технического этажа.
В настоящее время системы горячего водоснабжения, обслуживающие жилые и общественные здания, выполняют, как правило, циркуляционными (см. рис. 19.1). Циркуляционные стояки и магистрали служат для транспортирования охлажденной в системе воды обратно к водонагревателю (или котлу) для догрева до необходимой температуры. Остывание воды в трубопроводах происходит при отсутствии водоразбора или его малой величине в тупиковых (бесциркуляционных) системах. В тупиковых системах возникают бесполезные потери воды и теплоты (слив в канализацию до появления воды нужной температуры), поэтому их устраивают в зданиях с непрерывным потреблением воды (бани, душевые, столовые, технологические установки).
Циркуляцию можно осуществлять принудительным путем (за счет работы насоса 9) или за счет гравитационного (естественного) напора в результате возникновения разности в плотности охлажденной и нагретой воды. Для предотвращения движения воды в обратном направлении по циркуляционному трубопроводу перед местом его подключения к водонагревателю 1 предусмотрен обратный клапан 10.
На рис. 19.1 показано несколько типов водоразборных узлов. В тупиковых системах водоразборный узел включает в себя подающий стояк 3 с ответвлениями к водоразборным приборам 4 каждой квартиры. В циркуляционных системах водоразборный узел — это сочетание подающего 3 и циркуляционного 8 стояков, включая полотенцесушители и подводки в квартиры. Вместе с развитием систем горячего водоснабжения изменялось и продолжает изменяться устройство водоразборных узлов— одной из основных частей системы.
На рис. 19.1, а показана схема с парными (подающим и циркуляционным) стояками и параллельным присоедиионием полотенцесушителей к стожкам, Схема сложна монтаже и имеет множество циркуляционных колец, что затрудняет распределение циркуляционного расхода воды но отдельным приборам. Схема на рис. 19.1,б проще в монтаже и первоначальной регулировке расхода циркуляционной воды по отдельным узлам, чем схема на рис. 19.1, а. Схема, изображенная на рис. 19.1, в экономичнее схемы на рис. 19.1,б. Стремление упростить систему горячего водоснабжения, снизить ее металлоемкость обусловила появление новых водоразборных узлов. Распространение получила схема с полотенцесушителями на водоразборных стояках и превращением чисто циркуляционного стояка в водоразборно-циркуляционный 8 (рис. 19.1,г).
В последнее время наибольшее распространение получила схема с полотенцесушителями на водоразборных стояках, что позволило объединить водоразборные стояки в группы (секционные узлы) и осуществить циркуляцию через секционный узел одним циркуляционно-водоразборным 8 (рис. 19.1, д) или циркуляционным стояком 8 (рис. 19.1, е,ж). В связи с этим в системах появился новый элемент—кольцующая перемычка 6 или только в верхней части стояков (см. рис. 19.1, д,е) или в верхней и нижней (см. рис. 19.1,ж) частях.
Для выравнивания неравномерности потребления горячей воды в системе горячего водоснабжения устанавливаются баки-аккумуляторы. Подробно о расчете и установке баков-аккумуляторов см. СНиП 2.04.01—85.
В зданиях большой этажности (более 16 этажей) статическое давление воды в нижних точках водоразбора превышает допустимые пределы для водоразборной арматуры (0,6 МПа). Поэтому в таких зданиях систему горячего водоснабжения разбивают по высоте на самостоятельные системы (рис. 19.2). Схемы горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловых сетей (рис. 19.3) отличаются от рассмотренных (см. рис. 19.2) тем, что в тепловых пунктах (ИТП или ЦТП) вместо водонагревателей устанавливаются групповые смесители 3 для понижения температуры сетевой воды из подающего трубопровода подмешиванием более холодной воды из обратного трубопровода (после системы отопления). Необходимая температура воды на водоразбор поддерживается регулятором температуры 2 путем изменения подачи воды из подающего трубопровода.
Рис. 19.2. Схема двухзонкой системы горячего водоснабжения
1— общий повысительиый насос холодной воды; 2 — повысительный насос второй зоны; 3, 4 — водонагреватели второй и первой зон; 5, 7 — разводящие трубопроводы второй и первой зон; 6, 8 — водоразборные стояки второй и первой зон; 9, 10 — циркуляционные трубопроводы второй и первой зон; 11, 12 — циркуляционные насосы первой и второй зон
Рис. 19.3. Схема горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловых сетей с нижней разводкой
1, 8 — соответственно подающий и обратный трубопроводы тепловой сети; 2 — регулятор температуры; 3 — групповой смеситель; 4, 5 — подающий и циркуляционный трубопроводы системы горячего водоснабжения; в — водоразборно-циркуляционный узел; 7 — элеватор; СО — система отопления
К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко
«Теплотехника. Теплоснабжение и вентиляция»
