Система горячего водоснабжения. Схема горячего водоснабжения многоквартирного дома: устройство, элементы, типичные проблемы

Трубопровод для горячего централизованного водоснабжения нельзя сделать по схеме холодного водопровода. Эти трубопроводы тупиковые, то есть они заканчиваются на последней точке водоразбора. Если сделать горячий водопровод в многоквартирном доме по той же схеме, то вода ночью, когда ей пользуются мало, остынет в трубопроводе. Кроме того, может быть такая ситуация, например, жители пятиэтажки, расположенные на одном стояке, днем ушли на работу, вода в стояке остывает и вдруг кому-то из жильцов на пятом этаже понадобилась горячая вода. После включения крана придется сначала слить из стояка всю холодную воду, дождаться теплой, а потом горячей воды - это чрезмерно большой расход. Поэтому трубопроводы горячего водоснабжения делают закольцованными: вода нагревается в котельной, тепловом узле или бойлерной и подается по подающему трубопроводу к потребителям и возвращается назад в котельную по другому трубопроводу, который в этом случае называют циркуляционным.

В централизованной системе горячего водоснабжения прокладку трубопроводов в доме выполняют с двухтрубными и однотрубными стояками (рис. 111).

Рис. 111.Схемы разводки горячего водоснабжения в централизованных системах

Двухтрубная система горячего водоснабжения состоит из двух стояков, один из которых подает воду, другой отводит. На отводящем циркуляционном стояке размещают отопительные приборы - полотенцесушители. Воду все равно нагрели и подали потребителям, а будут они ей пользоваться или нет и в какое время, неизвестно, так чего добру пропадать, пусть эта вода греет полотенцесушители и воздух в сырых, по определению, ванных комнатах. Кроме того, полотенцесушители служат П-образным компенсатором для температурного удлинения труб.

Однотрубная система горячего водоснабжения отличается от двухтрубной тем, что в ней все циркуляционные стояки (в пределах одной секции дома) объединили в один и назвали этот стояк «холостым» (нет у него потребителей). Для лучшего водораспределения к отдельным точкам потребления воды, а также в целях сохранения одинаковых диаметров по всей высоте здания в однотрубных системах горячего водоснабжения стояки закольцовывают. При кольцевой схеме для зданий высотой до 5 этажей включительно диаметры стояков принимают 25 мм, а для зданий от 6 этажей и выше - диаметром 32 мм. Полотенцесушители в однотрубной разводке ставят на стояки подачи, а это означает, что при слабом нагреве воды в котельных она может дойти до дальних потребителей остывшей. Горячую воду будут не только разбирать ближние потребители, но она еще и будет остывать в их полотенцесушителях. Для того чтобы вода не остывала и доходила горячей до удаленных потребителей в полотенцесушители врезают байпас.

Для обеспечения воздухоудаления из системы трубы прокладывают с уклоном не менее 0,002 к вводу трубопровода. В системах с нижней разводкой воздух удаляют через верхний водоразборный кран. При верхней разводке воздух удаляется через автоматические воздухоотводчики, устанавливаемые в верхних точках систем.

В однотрубных системах централизованного горячего водоснабжения, используемых в жилых домах (рис. 176), стояки в пределах одной секции вверху соединяются между собой.

Все стояки, кроме одного, присоединяются к подающей магистрали 3, а один холостой стояк - к циркуляционной магистрали 4. Чтобы обеспечить равномерную циркуляцию воды в системах горячего водоснабжения зданий, присоединяемых к одному центральному тепловому пункту, на холостом стояке устанавливают диафрагму.

Для лучшего водораспределения к отдельным точкам потребления воды, а также в целях сохранения одинаковых диаметров по всей высоте здания в однотрубных системах горячего водоснабжения стояки закольцовывают. При кольцевой схеме для зданий высотой до 5 этажей включительно диаметры стояков принимают 25 мм, а для зданий от 6 этажей и выше - диаметром 32 мм. Температурные удлинения в стояках систем горячего водоснабжения зданий повышенной этажности компенсируются за счет установки одновитковых полотенцесушителей, а в.-двухтрубных системах горячего водоснабжения за счет установки на стояках П-образных компенсаторов.

Полотенцесушители из оцинкованных труб присоединяются к системе горячего водоснабжения по проточной схеме. Трубопроводы горячего водоснабжения, в целях предохранения от коррозии, следует выполнять из стальных оцинкованных труб.

Рисунок 8.4. Однотрубная схема горячего водоснабжения:

1 -диафрагма, 2-пробковый кран, 3 - подающая транзитная магистраль,

4 - циркуляционная транзитная магистраль

Для обеспечения воздухоудаления из системы трубы прокладывают с уклоном к вводу не менее 0,002. В системах с нижней разводкой воздух удаляют через верхний водоразборный кран. При верхней разводке воздух удаляется через автоматические воздухоотводчики, устанавливаемые в верхних точках систем.

Расчеты потребности предприятий общественного питания в горячей воде и количестве тепла для ее нагрева.

Предприятие общественного питания снабжается холодной водой питьевого качества из городского водопровода. Горячая вода, используемая для приготовления пищи, питья, также должна быть питьевого качества.

При проектировании теплообменников, водонагревателей, кипятильников необходимо знать максимальный часовой расход воды для столовой.

Расход горячей воды в час максимального водопотребления Qmax ч определяем выражением:

где - максимальный часовой расход горячей воды для приготовления пищи;

Максимальный часовой расход горячей воды, расходуемый персоналом;

Максимальный часовой расход через краны общего пользования посетителями.

Водопотребление на душевые сетки в предприятии общественного питания не совпадает по времени с часом максимального водопотребления, который определяется максимальной нагрузкой предприятия по приготовлению пищи. Поэтому расход на душ в час водопотребления не учитывается.

Максимальный часовой расход для приготовления пищи определяется выражением:

где q0 – расход воды на одно блюдо, q0 =2л/с=7,2м3/ч; n – количество реализованных блюд в час, n =2,2∙m 1 ∙m 2 , где m 1 – количество посадочных мест в столовой, m 1 =100 ед.; m 2 – число посадок в один час; в столовых открытого типа; m 2 =2ед.; n =2,2∙2∙100 , n=440

Максимальный часовой расход горячей воды, расходуемой обслуживающим персоналом, определяется выражением:

где q 0 – расход горячей воды на одного работающего в смену,

q 0 =7л/с=25,2м3/ч;

n – количество работающих в смену,

t – продолжительность смены,

Максимальный расход горячей воды посетителями через краны общего пользования определяется выражением:

где q0 – норма расхода горячей воды на 1 кран

n – количество кранов,

K – коэффициент одновременной работы кранов,

Расчет расхода холодной и горячей воды на предприятии по укрупненным нормам

Суточный расход воды σ, л/сут, определяется по укрупненным нормам, приведенным к одному условному блюду, производимому предприятием,

σ = Nхq , (1)

где N – количество блюд, производимое предприятием в течение суток; q – норма расхода воды на одно блюдо, определяемого по табл. 8.1

Постоянная подача горячей воды в многоквартирный многоэтажный дом может проводиться двумя методиками, использующими разные принципы работы:

1. В первом случае горячее водоснабжение многоквартирного дома забирает воду из трубопровода ХВС (холодного водоснабжения), далее вода нагревается автономным теплогенератором: квартирным бойлером, газовой колонкой или котлом, теплообменником, пользующимся теплом местной кочегарки или ТЭЦ;
2. Во втором случае схема горячего водоснабжения многоквартирного дома забирает горячую воду сразу из теплотрассы, и этот принцип используется в жилом секторе намного чаще – в 90% случаев организации ГВС в жилом фонде.

Важно: достоинство второго варианта системы водоснабжения для жилого дома — лучшее качество воды, что регламентируется ГОСТ Р 51232-98. Также при заборе горячей воды из централизованной теплотрассы температура и давление жидкости достаточно стабильны и не отклоняются от заданных параметров: давление в трубопроводе горячей системы водоснабжения поддерживается на уровне холодного водоснабжения, а температура стабилизируется в общем теплогенераторе.

Рассмотрим водоснабжение многоквартирного дома по второму варианту подробнее, так как именно эта схема применяется чаще всего и в городской черте, и в загородных домах, включая дачные или садовые домики.

Какие элементы включает схема водоснабжения многоквартирного жилого дома?

Водомерный узел, который организует подачу воды в дом, отвечает за работу нескольких функций:

1. Учитывает расход воды холодного водоснабжения, то есть, выполняет функцию счетчика воды;
2. Может перекрыть подачу холодной воды в дом при аварийных ситуациях или при необходимости ремонта узлов и деталей, а также для устранения протечек;
3. Служит фильтром грубой очистки воды: подобный грязевой фильтр должна содержать любая схема горячего водоснабжения многоквартирного дома.

Само устройство состоит из следующих узлов:

1. Набор запорной арматуры (кранов, задвижек и вентилей) на входе и выходе прибора. Стандартно это задвижки, шаровые вентили, клапана;
2. Механический счетчик воды, который устанавливается на одном из стояков;
3. Грязевой фильтр (фильтр грубой очистки воды от крупных твердых частиц). Это может быть металлическая сетка в корпусе, или емкость, в которой твердый мусор оседает на дно;
4. Манометр или переходник для врезки манометра в схему водоснабжения;
5. Байпас (обвод из отрезка трубы), который служит для отключения водомера при ремонте или сверки данных. Байпас снабжается запорной арматурой в виде шарового крана или вентиля.

Он же — элеваторный узел, который выполняет следующие функции:

1. Обеспечивает полноценную и непрерывную работу отопительной системы в многоквартирном доме, а также регулирует ее параметры;
2. Доставляет в дом горячую воду, то есть, обеспечивает ГВС (работу горячего водоснабжения). Сам теплоноситель в системе отопления поступает в систему горячего водоснабжения многоквартирного дома прямиком из централизованной теплотрассы;
3. Тепловой пункт может переключать подачу горячего водоснабжения между обраткой и подачей. Это бывает нужно при больших морозах, так как в это время температура теплоносителя на подающей трубе может подниматься до 130-150 0 С, и это при том, что нормативный показатель температуры на подаче не должен превышать 750С.

Основной элемент теплового пункта — водоструйный элеватор, где горячая вода из схемы трубопровода подачи рабочей жидкости в доме смешивается в камере смешения с теплоносителем обратки путем впрыска через специальное сопло. Такими образом, элеватор позволяет пропускать через схему отопления бо́льший объем теплоносителя с низкой температурой, а, так как впрыск производится через сопло, то объем подачи получается небольшим.

Врезать переходники для подключения ГВС можно между задвижками на входе трассы и теплопунктом – это самая распространенная схема подключения. Количество врезок – две или четыре (по одной или по две на подаче и обратке). Две врезки характерны для старых домов, в новостройках практикуется четыре переходника.

На трассе ХВС обычно применяется тупиковая схема врезки с двумя подключениями: водомерный узел подключается к розливу, а сам розлив — к стоякам, через которые осуществляется разводка труб по квартирам. Вода будет перемещаться в такой схеме ХВС только при разборе, то есть, при открывании каких-либо смесителей, кранов, клапанов или вентилей.

Недостатки этого подключения:

1. При длительном отсутствии водоразбора по конкретному стояку вода при сливе долго будет холодной;
2. Врезанные на подводах ГВС из бойлерных полотенцесушители, которые одновременно обогревают ванную комнату или санузел, будут горячими только при водоразборе ГВС именно с конкретного стояка квартиры. То есть, почти всегда будут холодными, что вызовет появление влаги на стенах, плесени или грибковых заболеваний стройматериалов помещения.

Теплопункт с четырьмя подключениями горячего водоснабжения в доме делает циркуляцию горячей воды непрерывной, и происходит это через два розлива и стояки, соединенные друг с другом перемычками.

Важно: если на врезках ГВС установлены механические счетчики воды, то расход водоснабжения будет учитываться без учета температуры воды, что неправильно, так как придется переплачивать за горячую воду, которой не было в пользовании.

Горячее водоснабжение может функционировать по трем вариантам:

1. Из трубы подачи в трубу обратки в котельную. Такая система ГВС эффективна только в теплое время года при отключенной системе отопления;
2. Из подающей трубы в подающую трубу. Такое подключение будет приносить максимальную отдачу в демисезонье — осенью и весной, когда температура теплоносителя невысока и далека от максимальной;
3. Из трубы обратного хода в трубу обратки. Эта схема ГВС наиболее работоспособна в большие холода, при повышении температуры на трубе подачи ≥ 75 0 С.

Для непрерывного движения воды необходим перепад давления между начальной и конечной точками врезки в один контур, и этот перепад обеспечивается ограничением потока. Таким ограничителем служит специальная подпорная шайба — стальной блин с отверстием посредине. Таким образом, вода, которая транспортируется от входной врезки до элеватора, встречает препятствие в виде тела шайбы, и это препятствие регулируется поворотом, который открывает или закрывает подпорное отверстие.

Но слишком большое ограничение движения воды в трассе трубопровода нарушит работу теплового пункта, поэтому у подпорной шайбы должен быть диаметр на 1 мм больше диаметра сопла теплопункта. Этот размер рассчитывается представителями поставщика тепла так, чтобы температура на обратной трубе отопления элеваторного узла лежала в нормативных пределах температурного графика.

Что такое трубный розлив и стояк

Это трубы, уложенные горизонтально и проведенные по подвалу жилого дома, которые соединяют стояки с теплопунктом и водомером. Розлив холодного водоснабжения делается единичным, розлив ГВС –в двух экземплярах.

Диаметр труб ГВС или ХВС розлива может быть 32-100 мм, и зависит от количества подключенных потребителей. Для любой схемы водоснабжения ø 100 мм – слишком большой, но этот размер берется с учетом не только фактического состояния трассы, но и с учетом размера солевых отложений и ржавчины на внутренних стенках металлических труб.

Трубный вертикальный стояк осуществляет разводку воды по квартирам, которые расположены над ним. Стандартная схема такой разводки включает в себя несколько стояков – для холодного и горячего водоснабжения, иногда – отдельно для полотенцесушителей. Еще варианты разводки:

1. Несколько групп стояков, проходящих через одну квартиру и обеспечивающих водой точки водоразбора, находящиеся на большом удалении друг от друга;
2. Группа стояков в одной квартире, которая обеспечивает водой соседнюю квартиру или несколько квартир;
3. При организации горячего водоснабжения трубными перемычками можно объединять до семи групп стояков по квартирам. Перемычки оснащаются кранами Маевского. Это называется циркуляционный трубопровод, или цтп.

Стандартный диаметр труб холодного и горячего водоснабжения для стояков — 25-40 мм. Стояки для полотенцесушителей и холостые стояки монтируются из труб ø 20 мм. Такими стояками обеспечивается и однотрубная, и двухтрубная система отопления дома.

Закрытая система горячего водоснабжения

Постоянная циркуляция воды в закрытой системе горячего одоснабжения построена на принципе забора холодной воды из трубопровода и подачи ее в теплообменник. После нагревания вода подается в систему разводки по квартире. Рабочая жидкость в системе отопления и горячая вода для технических нужд потребителей разделены, так как теплоноситель может иметь токсичные включения для повышения своих теплообменных качеств. Кроме того, трубы ГВС быстрее ржавеют. Закрытой такая схема называется из-за того, что потребитель пользуется теплом, а не самим теплоносителем.

Трубная подводка

Главная функция подводок состоит в разводке воды к точкам водоразбора в квартире. Стандартный диаметр труб подводки – 15 мм, марка труб — ДУ15, материал — сталь. Для ПВХ или металлопластиковых труб диаметр должен быть таким же. При ремонте или замене подводки использовать меньший диаметр не рекомендуется, чтобы не изменить параметры расчетного давления, которые должна соблюдать циркуляционная система горячего или холодного водоснабжения.

Для организации правильной подводки чаще всего применяют тройники, при более сложной схеме разводки – коллекторы. Коллекторная подводка требует скрытого монтажа, поэтому коллектор следует устанавливать при обслуживании большого количества помещений в доме. Металлические трубы через 10-15 лет зарастают изнутри солевыми минеральными отложениями и ржавчиной, поэтому профилактические работы по восстановлению работоспособности системы заключаются в прочистке труб стальной проволокой, или заменой старых труб на новые.

При кажущейся функциональности и долговечности ПВХ или металлопластиковых труб рекомендуется использовать стальные изделия для подводки – они хорошо держат гидравлические удары и температурные перепады. Подобные отклонения в рабочем режиме ГВС могут часто наблюдаться при включении или аварийном отключении системы отопления. Закладывать материал труб в план схемы водоснабжения жилого строения следует еще на этапе составления проекта и сметы.

1. Оцинкованные металлические трубы – их используют уже много десятилетий, и зарекомендовали они себя с самой лучшей стороны. Слой цинка на металле не дает развиваться коррозии, на нем не удерживаются солевые отложения. При приобретении оцинкованных изделий следует помнить, что сварные работы по такой поверхности не производятся, так как сварной шов останется не защищенным цинком – все соединения нужно делать на резьбе;
2. Трубные подводки на фитингах для пайки соединений из меди служат гораздо дольше стальных и даже оцинкованных труб. Такие подводки с соединением пайкой не нужно обслуживать, а прокладываться они могут как открытым, так и скрытым способом;
3. Гофрированная трубная подводка холодного или горячего водоснабжения из нержавеющей стали. Такие изделия просто и быстро монтируются на резьбовых соединениях или компрессионных фитингах. Никакого специального оборудования, кроме двух разводных ключей, для этого не потребуется. Гарантированное время эксплуатации нержавеющих не ограничено производителем. Единственное, что со временем придется менять – силиконовые уплотнители.

Особенности ГВС и расчет объема горячей воды

Расчет количества горячей воды в системе зависит от технических и эксплуатационных факторов:

1. Расчетная температура горячей воды;
2. Количество жильцов в многоквартирном доме;
3. Параметры, которые выдерживают сантехнические приборы, и частота их работы в общей схеме водоснабжения;
4. количество сантехнических приборов, которые подключены к ГВС.

Пример расчета:

1. Семья из четырех человек пользуется ванной объемом 140 л. Ванна заполняется за 10 минут, в ванной имеется душ с потреблением воды 30 л.
2. В течение 10 минут устройство для нагрева воды должно нагреть ее до расчетной температуры в количестве 170 л.

Эти теоретические расчеты работают при условии средних показателей потребления воды жильцами.

Поломки в системе разводки водоснабжения горячей или холодной воды

Своими руками можно исправить следующие аварийные ситуации:

Потек вентиль или кран. Это случается чаще всего из-за износа сальника или уплотнителя. Для устранения неисправности необходимо открыть вентиль полностью и с усилием, чтобы приподнявшийся сальник перекрыл течь. Такой прием поможет на некоторое время, в дальнейшем вентиль необходимо перебрать и заменить изношенные детали.

Шум и вибрация вентиля или крана при открывании в системе горячего водоснабжения (реже — холодного). Причиной шума чаще всего бывает износ, деформация или раздавливание прокладки в кранбуксе механизма. Шумы появляются, если кран открывается не до конца. Эта неисправность может вызвать серию гидравлических ударов в трубах, поэтому ее устранение – дело первостепенной важности. Клапан кранбуксы за несколько миллисекунд способен перекрыть седло задвижки в корпусе крана или вентиля, если он не шаровый, а винтовой. Почему риск гидроударов выше в ГВС? Потому что в трубах с горячей водой рабочее давление больше.

Как устраняется неисправность:

1. Перекрыть воду на входе;
2. Выкрутить кранбуксу шумящего крана;
3. Заменить прокладку, но перед установкой снять фаску на новой прокладке, чтобы клапан не вибрировал при открывании при высоком давлении.

Полотенцесушитель не нагревается. Причиной поломки может быть наличие воздуха в системе водоснабжения с постоянной циркуляцией теплоносителя. Обычно воздух скапливается в трубной перемычке, которая монтируется между соседними стояками, после аварийного или планового слива воды. Устраняется проблема стравливанием воздушных пробок. Для этого необходимо:

1. Стравить воздух в самой высокой точке системы – на последнем этаже;
2. Перекрыть стояк горячего водоснабжения, который находится в квартире (стояк перекрывается в подвале дома);
3. Открыть в квартире все краны ГВС;
4. После стравливания воздуха через краны и смесители нужно их закрыть. А на стояке открыть запорный вентиль.

Скрытые неисправности

По окончании отопительного сезона перепад давления между трубами тепловой магистрали может не соблюдаться, и из-за этого полотенцесушители, подключенные напрямую к ГВС, будут холодными. Это не причина для беспокойства – нужно стравить воздух, который выравнивает давление, и обогрев восстановится.

Архитектура, проектирование и строительство

В современных системах теплоснабжения наибольшее распространение получило приготовление горячей воды в местных или центральных тепловых пунктах. Системы ГВС могут работать: под давлением холодного водопровода; под давлением тепловой сети; под давлением создаваемым насосом установленным на холодном хозяйственно-повысительный насос или горячем водопроводе циркуляционно-повысительный насос; под статическим давлением создаваемым баком холодной или горячей воды....

Лекция 6

Системы централизованного горячего водоснабжения зданий

В современных системах теплоснабжения наибольшее распространение получило приготовление горячей воды в местных или центральных тепловых пунктах.

Системы ГВС могут работать: под давлением холодного водопровода; под давлением тепловой сети; под давлением, создаваемым насосом, установленным на холодном (хозяйственно-повысительный насос) или горячем водопроводе (циркуляционно-повысительный насос); под статическим давлением, создаваемым баком холодной или горячей воды.

Системы ГВС зданий бывают тупиковые и с циркуляцией. Непрерывная циркуляция используется для предотвращения остывания воды в системе при отсутствии водоразбора. По способу обеспечения циркуляции различают системы ГВС: с естественной циркуляцией; с насосной циркуляцией. Естественная циркуляция наиболее эффективна в системах с верхней разводкой, так как с устройством замкнутого контура непрерывно действующая циркуляция возникает естественным путем за счет разной плотности горячей и остывшей воды. Обычно разность плотностей воды в системе бывает небольшой, поэтому необходимое циркуляционное давление обеспечивается тщательной тепловой изоляцией стояка и прокладкой разводящих трубопроводов без тепловой изоляции. В этом случае разность температур воды в контуре достигает максимального значения. В жилых домах до пяти этажей без полотенцесушителей циркуляция воды может предусматриваться только в подающих трубопроводах (с установкой циркуляционных перемычек в подвалах). В зданиях большей и любой этажности, но с полотенцесушителями на трубопроводах горячего водоснабжения, циркуляция должна предусматриваться в подающих трубопроводах и разводящих стояках одновременно.

Разводящие и циркуляционные магистральные трубопроводы, расположенные в подвалах или на чердаках в зависимости от конструкции системы ГВС. По расположению подающей (разводящей) магистрали внутри дома различают системы с верхней и нижней разводкой. При наличии подвалов предпочтительнее нижняя разводка как более удобная для эксплуатационного обслуживания системы. Циркуляционную магистраль в этом случае прокладывают либо по техническому этажу (чердаку), либо под потолком верхнего этажа. Верхнюю разводку применяют при наличии в здании верхнего технического этажа или чердака. Циркуляционную магистраль прокладывают в этом случае в подвалах, а при их отсутствии в подпольных каналах.

Системы ГВС могут оборудоваться баками-аккумуляторами горячей воды. По наличию и месту расположения баков-аккумуляторов горячей воды различают системы ГВС: без аккумулятора; с нижним баком; с верхним баком.

водоразборный узел.

В ванных комнатах устанавливаться полотенцесушители, которые являются одновременно нагревательными приборами. Присоединяются полотенцесушители к циркуляционным или подающим стоякам.

Конструкция водоразборных узлов систем ГВС зданий

Основными элементами системы ГВС зданий являются:

• разводящие магистральные трубопроводы,
• циркуляционные магистральные трубопроводы,
• водоразборные стояки,
• циркуляционные стояки,
• полотенцесушители,
• подводные линии к водоразборным приборам (от водоразборного стояка до водоразборных приборов),
• водоразборные приборы,
• воздушники (в системах с циркуляцией),
• запорно-регулирующая арматура (задвижки, вентили, краны, обратные клапаны),
• счетчики горячей воды,
• баки аккумуляторы. В зданиях с длиной разводящих трубопроводов, превышающей допустимые пределы, применяется принудительная циркуляция с помощью насосов. Она используется преимущественно в системах с нижней разводкой трубопроводов.

Подающий стояк с ответвлениями (подводками) к водоразборным приборам каждой квартиры в тупиковых системах и сочетание подающего и циркуляционного стояков, включая полотенцесушители и подводки в квартиры, в циркуляционных системах образуют водоразборный узел .

По конструкции системы ГВС зданий бывают:

• тупиковой,
• с циркуляцией,
• с секционными узлами,
• с непосредственным водоразбором из тепловых сетей.

Тупиковая система горячего водоснабжения является наиболее простой по устройству и дешевой по первоначальной стоимости.

Тупиковые система бывают:

• с верхней разводкой (рис. 1, а ),
• с нижней разводкой (рис. 1, б ).

Основной недостаток таких систем состоит в остывании воды в трубопроводах при перерывах в водоразборе или при малом водоразборе. Воду с пониженной температурой приходится сливать в канализацию.

Циркуляционные системы горячего водоснабжения устраиваются для непрерывного обеспечения потребителей горячей водой . В таких системах при отсутствии водоразбора находящаяся в трубах вода не останавливается, а непрерывно перемещается, проходя через подогреватель, чем обеспечивается заданная температура воды вблизи точек водоразбора.

На рис. 1, в приведена схема водоразборного узла с верхней разводкой.

Циркуляция обеспечивается объединением водоразборных стояков в нижней части и подачей воды на водоподогреватель.

Наиболее простой является система с общим циркуляционным контуром, представляющим собой одно магистральное кольцо, последовательно проходящее по техническому подполью здания (рис. 1, г ). От кольца в виде тупиковых ответвлений отходят водоразборные стояки. При такой схеме в основании водоразборных стояков постоянно находится горячая вода и потребителю необходимо слить остывшую воду только из стояка, а не из всей системы как в случае отсутствия циркуляции.

На рис. 1, д приведена схема водоразборного узла с парными (подающим и циркуляционным) стояками. «Классическая» схема с циркуляционным стояком на каждый подающий стояк отличается наибольшей металлоемкостью. С целью уменьшения металлоемкости применяется схема с парнозакольцованными стояками (рис. 1, е ). По такой схеме в часы максимального водоразбора оба стояка являются подающими, в остальное время один из стояков выполняет функции циркуляционного. Циркуляционный стояк состоит из двух частей: водоразборная часть, диаметры которой такие же, как и основного водоразборного стояка и чисто циркуляционная часть. Протяженность чисто циркуляционной части второго стояка очень мала и равна участку трубы от конечного (нижнего) ответвления к прибору до циркуляционной магистрали. Недостатком этой схемы является пониженная температура водоразбора из циркуляционного стояка при циркуляционном режиме работы.

Более экономичны по металлозатратам является схема с разгруженным циркуляционным стояком (рис. 1, ж ), в которой к одному циркуляционному стояку присоединяют несколько подающих стояков. Пропорционально числу подающих стояков увеличивается скорость воды в циркуляционном стояке, что снижает скорость зарастания стояка. Недостатком такой системы является необходимость установки полотенцесушителей на водоразборных стояках.

Присоединение полотенцесушителей

Способы присоединения полотенцесушителей к стоякам показаны на рис. 2.

Применяют три способа:

• на водоразборном стояке (рис. 2, а );
• на циркуляционном стояке (рис. 2, б );
• параллельное присоединение к стоякам (рис. 2, в ).

В случае установки полотенцесушителей на водоразборном стояке для достижения одинаковой температуры воды у верхнего прибора (при одинаковой температуре воды у основания стояков) потребуется пропускать больше циркуляционной воды, так как остывание воды при прохождении ее по стояку с полотенцесушителями будет больше, чем остывание воды при прохождении ее по стояку без полотенцесушителей.

Схема с полотенцесушителями на циркуляционном стояке (рис. 2, б ) экономичнее схемы с полотенцесушителями на подающем стояке. Из-за пониженной температуры и небольшой скоростью циркуляции полотенцесушителями на циркуляционном стояке быстро зарастаю накипью, поэтому рекомендуется выбирать диаметр полотенцесушителя на 1-2 размера больше, чем диаметр трубы стояка.

Общим недостатком схем (рис. 2, а ) и (рис. 2, б ) является небольшая скорость циркуляции воды, способствующая ускоренной коррозии полотенцесушителей.

Параллельное присоединение полотенцесушителей к стоякам (рис. 2, в ) сложно в монтаже и приводит к образованию множества циркуляционных колец, при котором распределить без превышения расчетный циркуляционный расход воды между отдельными приборами не удается даже при наличии перед каждым полотенцесушителем регулировочных кранов.

Система горячего водоснабжения в зданиях повышенной этажности

В зданиях повышенной этажности возникают трудности регулирования одинакового давления в водоразборных приборах различных этажей. Кроме того, водоразборная арматура в обычном исполнении выдерживает давление до 0,6 МПа (максимальное давление испытывает прибор нижнего этажа). Поэтому в зданиях высотой более 50 м (более 16 этажей) систему горячего водоснабжения разделяют на зоны (рис. 3, а). Возможны два варианта конструктивного решения: раздельная система ГВС зон; совместная система.

В раздельной схеме (рис. 3, а ) каждая зона обеспечивается горячей водой от своего комплекта оборудования в ИТП или ЦТП, которое обеспечивает необходимое давление в системе.

В совместной схеме горячая вода в обе зоны подается по общему подающему трубопроводу (рис. 3, б ). Давление в нижней зоне регулируется регулятором давления «после себя» на подающем стояке, а в нижней зоне – регулятором давления «до себя» на циркуляционном стояке. Если давление в подающем трубопроводе меньше необходимого, то оно регулируется подкачивающим насосом на подающем стояке верхней зоны.

Недостатком такой схемы является сложность наладки режимов циркуляции при большой разнице давлений воды в зонах.

Наиболее перспективна в зданиях повышенной этажности является схема горячего водоснабжения с подогревом воды каждой зоны в небольших подогревателях, установленных на подающих стояках. В этом случае горячая вода должна подаваться из ЦТП по тупиковой схеме. Подобные схемы надежны, но имеют высокую начальную стоимость и большие эксплуатационные затраты.

Система горячего водоснабжения с секционными узлами

Система ГВС с парными циркуляционными стояками образуют гидравлическую систему трубопроводов, состоящую из большого количества параллельных колец. Такая система имеет удовлетворительные качественные показатели, только при малом количестве циркуляционных колец. В удаленных кольцах (паре стояков) циркуляция недостаточно интенсивна, что приводит к снижению температуры воды ниже допустимого: так в 10-12 паре закольцованных стояков циркуляционный расход в 2,5-3 раза меньше, чем в первой паре. Наладка этих систем производится увеличением гидравлического сопротивления ближних к вводу колец за счет вставок меньшего диаметра («катушек» или «шпулек»), диафрагм или регулировочных кранов.

Применение систем с разгруженным циркуляционным стояком (рис. 1, ж ) повышает гидравлическое сопротивление системы циркуляции, но не снимает проблемы неравномерности циркуляционного расхода в протяженных системах.

В современных конструктивных решениях водоразборных узлов (рис. 4) повышение их гидравлического сопротивления в циркуляционном режиме достигается устройством секционных узлов (как правило, для одной секции здания). Секционные узлы выполняют либо кольцеванием поверху и понизу нескольких подающих стояков и превращением одного стояка из группы закольцованных стояков в циркуляционно-водоразборный стояк (рис. 4, а ), либо устройством для группы закольцованных по верху и низу стояков дополнительного чисто циркуляционного стояка (рис. 4, б ). Последнее решение позволяет наиболее просто осуществить увеличение гидравлического сопротивления узла.

Секционные узлы для секции здания имеет одинаковые конструктивные размеры, (стандартные санитарно-технических кабины), что позволяет внедрять индустриальные методы производства монтажных работ и большинство деталей изготавливать на заводе, а не на месте.

Гидравлическая наладка системы всего здания достигается подбором диаметров трубопроводов соединяющих секционные узлы.

Система горячего водоснабжения баками-аккумуляторами

В закрытых системах теплоснабжения аккумуляторы устанавливаются в ЦТП или ИТП, в открытых системах теплоснабжения:

• у источника теплоты;
• в ИТП.

В местных системах горячего водоснабжения аккумуляторы могут располагаться:

• в верхней,
• в нижней точке системы.

По давлению находящейся в них воды аккумуляторы различают:

• открытые – сообщающиеся с атмосферой;
• закрытые – находящиеся под давлением.

Система горячего водоснабжения с верхним баком-аккумулятором

Схема установки верхнего открытого бака-аккумулятора в тупиковой системе ГВС показана на рис. 5, а , а в системе ГВС с циркуляцией на рис. 5, б . При среднем водоразборе уровень воды в баке не изменяется: сколько воды уходит из бака на водоразбор и циркуляцию, столько же поступает в бак от подогревателя. При водоразборе более среднего объем воды в баке уменьшается. При водоразборе менее среднего объем воды в баке увеличивается. При отсутствии водоразбора через подогреватель и бак проходит только циркуляционный расход.

В тупиковой системе уровень воды в баке регулируется поплавковым краном 2 . В системах с циркуляцией уровень воды в верхнем атмосферном баке поддерживается регулятором уровня 3 , управляемого датчиком уровня 5 .

Система горячего водоснабжения с нижним баком-аккумулятором

Существенным недостатком схемы с низкорасположенным напорным баком-аккумулятором является периодическая работа циркуляции, которая осуществляется только при водоразборах меньше среднечасового.

Резкие колебания нагрузки горячего водоснабжения вызывают непрерывные смены процессов зарядки и разрядки, поэтому схемы с нижним расположением аккумуляторов должны быть полностью автоматизированы

При установке баков аккумуляторов в ЦТП применяют открытый нижний бак-аккумулятор (рис. 5, в ). Недостаток схемы с открытым нижним баком-аккумулятором состоит в потере давления исходной воды (разрыв сети) и необходимости установки специального насоса для подкачки воды в систему. Схема применяется при малом давлении воды перед подогревателем или при использовании термальных вод с малым давлением воды на выходе из скважины.

Схема с низкорасположенным напорным баком-аккумулятором показана на рис. 5, д . Нижние баки находятся под статическим давлением воды самой высокой точки водоразбора, поэтому в них деаэрация воды не происходит. Запас тепла в баках создается при уменьшении или прекращении водоразбора, когда производительность насоса и подогревателя превышает нагрузку горячего водоснабжения.

Первоначально весь объем бака-аккумулятора заполняется холодной водой. Насос и диаметр трубопровода 8 подбираются так, чтобы при среднечасовом расходе воды потери давления на участке А-Б-8-А , включая потери давления в подогревателе, были равны разности давлений, создаваемой насосом, т. е. чтобы при среднечасовом расходе воды разность давлений в точке А и в точке Б была равна нулю. Следовательно, при среднем водоразборе движение воды через аккумулятор и по циркуляционным трубопроводам отсутствует.

Если водоразбор становиться меньше среднечасового, то потери давления на участке А-Б-8-А станут меньше разности давлений, создаваемой насосом, и давление в точке Б станет больше, чем давление в точке А ; начнется движение воды и по циркуляционным трубам, и через аккумулятор. Холодная вода из нижней части аккумулятора будет уходить и смешиваться с поступающей водопроводной водой, а верхняя часть аккумулятора будет заполняться горячей водой. Аккумулятор заряжается. Так как плотность горячей воды меньше плотности холодной воды, то перемешивания воды в аккумуляторе не произойдет. Вытесняемая из бака холодная вода смешивается с остывшей циркуляционной водой и вновь через подогреватель нагнетается в бак и в систему.

При увеличении водоразбора больше среднечасового, потери давления на участке А-Б-8-А начинают превышать разность давлений, создаваемую насосом, и давление в точке Б становится меньше давления в точке А. В нижнюю часть аккумулятора начинает поступать холодная вода, а горячая вода из верхней части аккумулятора уходит в систему. Во избежание проникания холодной воды в циркуляционные трубопроводы (так называемого «опрокидывания» циркуляции) на циркуляционном трубопроводе устанавливается обратный клапан. Когда разбор горячей воды становится равным производительности зарядочного насоса, зарядка аккумулятора прекращается, и из-за падения давления в циркуляционном трубопроводе обратный клапан закрывается, прекращая циркуляцию воды.

Схемы горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловых сетей

Схемы горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловых сетей приведены на рис. 6.

В тепловых пунктах вместо подогревателей устанавливаются групповые смесители 2 . Смесители предназначены для понижения температуры сетевой воды из подающего трубопровода подмешиванием более холодной воды, поступающей из обратного трубопровода системы отопления. Необходимая температура горячего водоразбора устанавливается с помощью регулятора температуры. Для устранения перетоков воды из подающего трубопровода в обратный на трубопроводе 3 устанавливается обратный клапан.

Для нормальной работы систем горячего водоснабжения необходимо, чтобы давление после смесителей было достаточным для поступления воды к самым высоким и удаленным точкам водоразбора.

В схеме с баком-аккумулятором (рис. 6, б ) при водоразборе меньше расчетного вода насосом подается к смесителю и, смешиваясь с горячей водой из тепловой сети, идет на заполнение горячей водой бака-аккумулятора.

В схеме с нижним баком-аккумулятором зарядка производится непосредственно из тепловой сети. Управление зарядкой и разрядкой осуществляется с помощью регулятора расхода и пускового устройства для включения зарядочного насоса. При снижении водоразбора клапан регулятора расхода открывается, и часть воды из стояка сливается в аккумулятор. С возобновлением расчетного водоразбора регулятор расхода закрывается прекращая зарядку аккумулятора. В период максимального водоразбора аккумулятор автоматически переключается на разрядку. Импульсом разрядки служит падение давления после смесителя, в результате которого пусковое устройство 8 включает насос.

Рис. 6. Схемы непосредственным водоразбором из тепловых сетей:

1 – регулятор температуры; 2 – смеситель; 3 – линия подачи воды из обратного трубопровода к смесителю; 4 – циркуляционный насос; 5 – атмосферный бак-аккумулятор; 6 – регулятор расхода; 7 – разрядочный насос; 8 – привод разрядочного насоса; 9 – нижний бак-аккумулятор