что такое гвс в строительстве
ГВС – горячее водоснабжение многоквартирного дома
Горячая вода является неотъемлемой частью комфорта и жизни всех людей. Она подводится к частому дому или квартире от общего источника. Проведенные исследования указывают на то, что объем использования воды с каждым годом увеличивается. При этом предъявляется много требований к давлению и качеству, количеству примесей в составе.
ГВС. Что это такое?
ГВС – водоснабжение горячей водой для обеспечения нужд населения, температура подаваемой среды достигает +75°C. Эта система является важным показателем уровня жизни. Она представлена сочетанием нескольких различных элементов:
В нормативных документах часто применяется рассматриваемая аббревиатура. Различные системы ГВС характеризуются своими особенностями, которые должны учитываться.
Какие элементы включает схема водоснабжения многоквартирного жилого дома?
Практически в каждом многоквартирном доме можно встретить холодное и горячее водоснабжение. Вода является важным природным ресурсом, который может применяться для приготовления пищи, различных бытовых нужд или употребления. Современная система представлена сочетанием нескольких элементов:
Схема горячего водоснабжения многоквартирного дома должна разрабатываться исключительно специалистом, который специализируется на проведении подобной работы.
Водомерный узел
Важным элементом системы является водомерный узел. Он отвечает за подачу воды в дом. Устройство отвечает за несколько основных функций:
Горячее водоснабжение имеет водомерный узел, который состоит из нескольких узлов:
Современное оборудование обеспечивает высокое давление в трубопроводе. ГВС и ХВС могут быть объединены вначале в одну систему, после чего в нее включается тепловой пункт для нагрева воды.
Элеваторный узел
Для нагрева среды в систему включается элеваторный узел. Температура воды регулируется за счет подобного узла. Дополнительные функции заключаются в следующем:
Конструкция элеваторного узла предусматривает сочетание большого количества различных элементов. Подключение может проводиться различным образом, переходник врезается на входе трассы и теплопункта. При этом количество врезок существенно отличается, все зависит от предназначения системы.
ХВС для ГВС создается при применении тупиковой схемы врезки с двумя подключениями водомерного узла. Она определяет то, что вода будет перемещаться только при открытии смесителя или крана. Недостатки подключения заключаются в нижеприведенных моментах:
Схема с 4 подключениями обеспечивает постоянную циркуляцию воды в системе, поэтому трубы будут постоянно теплыми.
Отопление и горячее водоснабжение в зависимости от типа установленного элеваторного узла может функционировать по 3 вариантам:
Устанавливается элеваторный узел в специальном помещении. Для нагрева среды может применяться электричество или топливо.
Розливы
Система ГВС предусматривает наличие розливов. Подобный элемент системы имеет следующие особенности:
Для подачи горячей воды используются трубы из современных материалов или нержавеющей стали. Соединение отдельных частей системы проводится при применении различных фитингов. Они требуются для обеспечения высокого уровня надежности.
Стояки
Централизованная система горячего водоснабжения создается при установке труб в вертикальном положении. Подобный элемент называют стояком. При этом для холодной и горячей воды применяются отдельные трубы.
Первая схема расположения стояков предусматривает создание нескольких групп, которые проходят через одну квартиру. Она обеспечивает снабжение водой потребителей, находящихся на большом расстоянии друг от друга.
Для снижения количества применяемых материалов создаваемая группа стояков проходит через одну квартиру и обеспечивает подачу среды в несколько соседних. При организации системы могут использоваться трубные перемычки, которые снабжаются краном Маевского.
Создание стояков проводится при применении труб, диаметр которых составляет 25-40 мм. При небольшом давлении используется вариант исполнения с диаметром 20 мм.
Подводки
Рассматривая расшифровку аббревиатуры системы, нужно уделить внимание тому, что система горячего водоснабжения предусматривает наличие трубной подводки. Ее особенности следующие:
Не стоит забывать о том, что металлические трубы после применения на протяжении 10-15 лет засоряются различными отложениями. Это становится причиной существенного снижения проходимости и повышения давления. Периодическое обслуживание предусматривает проведение чистки.
Холодное водоснабжение
Система холодного водоснабжения существенно отличается. Ее особенности заключаются в следующем:
За счет нормальной температуры воды она может подаваться под большим давлением. Это связано с тем, что жар оказывает воздействие на важные элементы системы.
Различия между открытой и закрытой системами подачи воды
Горячая и холодная вода могут подаваться по закрытой и открытой системе водоснабжения. Отличия определяют основные эксплуатационные характеристики. Нормы по их монтажу указаны в различной нормативной документации.
Открытое теплоснабжение
Открытая система ГВС характеризуется тем, что вода отбирается из тепловой сети. Этот момент определяет возможность использования среды исключительно для решения бытовых нужд: мытье посуды, стирка, уборка помещения. Нагрев среды может проводится до температуры +75°C. К ее плюсам можно отнести следующие моменты:
Открытое теплоснабжение отличается от закрытого также типом применяемого оборудования. Оно состоит из следующих элементов:
Недостатки заключаются в том, что нужно постоянно контролировать уровень воды в установленном резервуаре. Время от времени нужно проводить восполнение емкости.
Закрытое теплоснабжение
Закрытая система ГВС устроена таким образом, чтобы подогрев среды происходит от теплоносителя, который подается от тепловой сети. Преимущества подобного теплоснабжения заключаются в нижеприведенных моментах:
Единственный существенный недостаток заключается в том, что должен устанавливаться мощный водонагреватель. Система характеризуется большей сложностью, т. к. нужно обеспечить теплообмен. Поэтому при обслуживании могут возникнуть трудности.
Зависимость системы от источника тепла
Классификация системы может проводиться по самым различным признакам. Если рассматривать их масштабно, то можно выделить несколько вариантов:
В промышленных сооружениях часто может устанавливаться система, которая предусматривает применение вторичного пара для нагрева помещений. Подобный вариант снижает расходы, т. к. тепловая энергия применяется повторно.
Имеют ли право ЖКХ придумывать наименования своих услуг?
Государство стремится стандартизировать процедуру оплаты услуг ЖКХ, т. к. она проводится каждый месяц по всей стране. Поэтому был составлен перечень услуг, которые имеют свои названия. Организация не имеет право придумывать названия, т. к. это может привести к возникновению проблем у жильцов дома с расчетом и подтверждением расходов.
Приведенная выше информация указывает на то, что существует несколько различных систем водоснабжения и отопления. При разработке должны учитываться планировка, площадь сооружения, климатические условия и другие моменты. Поэтому составлением проекта занимаются профессиональные компании. Если в дом не попадает должное количество горячей воды или сушилка полотенца постоянно холодная, то есть вероятность того, что разработанный проект не соответствует установленным стандартам.
Горячее водоснабжение
Горячее водоснабжение – это обеспечение населения, в том числе его бытовых нужд, а также производственных потребностей, водой высокой температуры (до +75 градусов Цельсия). Оно является важным показателем уровня и качества жизни, а также условием соблюдения санитарно-гигиенических норм. Система горячего водоснабжения состоит из специального оборудования, функционирующего в совокупности, которое служит для разогрева воды до нужной температуры, а также для подачи ее к водозаборным точкам.
Чаще всего данная система состоит из следующих элементов:
Требования к горячей воде
Нередкие плановые отключения и низкий температурный режим являются основными недостатками центрального горячего водоснабжения. Такие ситуации происходят часто, но согласно текущим законам их периодичность строго регламентирована. Постановление правительства РФ № 354 определяет следующие нормы:
Состав воды в обязательном порядке должен соответствовать санитарным нормам СанПиН 2.1.4.2496-09.
Для осуществления контроля расхода теплоносителя устанавливают специальные приборы для ГВС. Счетчики монтируют только представители управляющей организации, с которой заключается договор на поставку горячей воды в квартиру или дом.
Виды устройства
Система горячего водоснабжения может быть двух видов.
А также существует независимая система горячего водоснабжения. Вода нагревается в котельной или тепловом пункте, затем подается в дом. Она называется независимой, поскольку функционирует отдельно и не связана с системой теплоснабжения. Она используется в частных домах или коттеджах.
Что касается водонагревателей, то они подразделяются на два вида.
Их выбор зависит только от желания владельца, а также от бытовых условий помещения.
Циркуляционный способ
По такому методу горячая вода постоянно циркулирует по системе замкнутого типа: тепловая станция – центральная система – подстанция – водопровод – и возвращается обратно. Это осуществляется в связи с некоторыми причинами:
Практика показывает, что такой метод дает возможность быстро получить горячую воду из кухонного смесителя. Она всегда находится в горячем состоянии и готова к применению. При остановке системы вода будет остывать, что приведет к большим потерям тепла. В многоэтажных домах для этого применяется разветвление стояка на дополнительные насосы или блоки.
При таком способе возможны некоторые затруднения: всем известна проблема, состоящая в том, что в ванной комнате полотенцесушители греют в летнее время, и уменьшить их температуру нет возможности. Горячая вода в них находится постоянно в любое время. Можно сделать корректировку нагревания установкой регулирующего крана и добавлением трубы, по которой вода будет проходить при закрытом кране.
Тупиковый способ
При таком методе система ГВС действует с меньшей эффективностью, так как потребитель снабжен окончательной тупиковой водопроводной системой. В ней имеются только подающие трубы, не оснащенные обратным контуром. Горячая вода поступает при открытии смесителя. Когда он закрыт, вода в трубопроводах останавливается и медленно остывает.
Практически это выглядит так, что при долговременном, например, ночном бездействии крана, сначала будет поступать холодная вода, а через некоторое время горячая. Тупиковый метод подачи чаще вего применяется в собственных домах, которые подсоединены к водопроводу. Сегодня именно тупиковый способ стал наиболее распространенным ввиду популярности индивидуальных бойлерных электронагревателей.
Центральная и автономная ГВС
Каждый из видов имеет свои достоинства и отрицательные факторы. Центральная система для потребителя более удобна, если ее действие постоянно и удовлетворяет нормативам температуры и качества воды. Но такие условия в нашей стране не всегда соблюдаются, и больше похожи на исключение, чем на естественные условия.
Центральная система не всегда обеспечивает надежность комфорта в жилом помещении, а часто является «головной болью» для жильцов. В большей степени это зависит от исполнительности местных начальников, контролирующих и регулирующих органов.
Автономный метод требует больших расходов, так как необходимо устанавливать специальные сооружения, укладку труб водопровода. Но его эксплуатационные качества и степень комфорта значительно больше центральной системы. Потребитель может самостоятельно установить уровень температуры, и контролировать потребление теплоносителя.
Какие элементы включает схема водоснабжения многоквартирного жилого дома?
Водомерный узел, который организует подачу воды в дом, отвечает за работу нескольких функций:
Само устройство состоит из следующих узлов:
Тепловой пункт
Он же — элеваторный узел, который выполняет следующие функции:
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:
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:
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.
Расчетные нормативы расхода горячей воды
Следует отметить что существует множество нормативов по расчетам расхода ресурсов, в сфере жилищного хозяйства нормативов использования воды на одного человека без применения прибора учета воды не существует. Это вызвано тем, что плотность населения по разным районам нашей страны сильно различается. Другими словами, в каждом регионе действуют свои нормативы. В соответствии с правилами на населенный пункт подается некое количество воды. При этом принимают в расчет размер объема воды, которую используют жильцы тех квартир в которых установлены приборы учета воды.
Из общего объема, поставленной воды вычитывают тот объем, который прошел через приборы учета. Полученную разность разделяют на количество людей зарегистрированы на данной жилой площади. Именно эти люди и несут расходы за использованную воду. Такая ситуация сложилась во многом потому, что существует множество мест несанкционированного потребления воды и далеко не везде установлены приборы учета воды, кстати, в отличие от стран с развитой экономикой. Нормы потребления рассчитывают с использованием повышающего коэффициента.
При проведении расчётов необходимо учитывать состояние сантехнических приборов и наличие установленных водяных нагревателей.
Коэффициент расхода потребления в разных районах воды различается потому, что в каждом районе воду потребляют в различных объёмах. При этом необходимо учитывать климат, цену на топливо, предназначенное для нагрева воды.
Выведена усредненная норма расхода воды на одного человека. В дневное время эта цифра составляет — 200 литров холодной воды и 100 литров горячей. Обыкновенная ванная вмещает в себя 250 литров воды и если жилец не принимает ванну каждый день, то ему имеет смысл задуматься об установке приборов учета воды.
Установленный счетчик позволит существенно сэкономить на оплате счетов за воду. Дело в том, что в счета на воду в той или иной форме вносят несанкционированный отбор воды, течи, расход воды на нужды МЧС и многое другое.
Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:
Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.
Закрытая и открытая системы горячего водоснабжения
Введение
Виды систем теплоснабжения
Системы теплоснабжения классифицируются по различным параметрам:
В рамках данной статьи будет рассматриваться последняя классификация.
Открытая система теплоснабжения – это система, в которой горячая вода нагревается в ТЭЦ, ГРЭС, котельной и отбирается из тех же труб, по которым течет вода к отопительным приборам: регистрам стальным, конвекторам и радиаторам.
Закрытая система теплоснабжения – система, в которой горячая вода подготавливается уже на объекте теплопотребления (многоквартирное здание, бизнес-центр или производственное помещение) из холодной воды при помощи пластинчатых теплообменников.
Рис.1. Отличие закрытой и открытой систем теплоснабжения
На рисунке 1 и слева, и справа – системы теплоснабжения, но в открытой (справа) видно, что вода на ГВС и вода в приборы отопления идет одна и таже. При этом обе системы теплоснабжения имеют свои достоинства и недостатки.
Открытая система теплоснабжения
Открытая система имеет более простое устройство, чем закрытая. В ее состав входит следующее оборудование:
Принципиальная схема открытой системы теплоснабжения (реализована в г. Сургут) представлена на рис. 2.
Рис. 2. Открытая система теплоснабжения (г. Сургут)
1а, 2а Шаровые краны;
3. Трехходовой кран для манометра;
10. Кран шаровой Ду 15 (сброс воздуха);
11. Автоматический воздухосборник;
12. Кран шаровой Ду 25 (дренажный);
14а. Труба стальная соответствующего типоразмера;
26. Регулятор давления после себя;
27. Регулятор температуры прямого действия.
Обслуживание данной системы осуществляется одним слесарем-сантехником или бригадой из нескольких человек.
Плюсы открытой системы:
Минусы открытой системы:
С 2022 года открытая система теплоснабжения ЗАПРЕЩЕНА на территории РФ. Переход с открытой на закрытую систему обязателен для МКД (многоквартирных домов) и организаций любого вида собственности.
Закрытая система теплоснабжения
Закрытая система имеет более сложное устройство. Помимо оборудования, которое присутствует в открытой системе, здесь также используются:
Принципиальная схема закрытой системы представлена на рисунке 3.
Рис. 3. Схема закрытой системы теплоснабжения
1а и 2а. Шаровой кран;
3. Трехходовой кран для манометра;
6а. Расширительный бак системы ГВС;
7а. Регулирующий клапан;
13, 13а, 13б. Механические фильтры различных типоразмеров;
10. Кран шаровой Ду 15 (сброс воздуха);
11. Автоматический воздухосборник;
12. Кран шаровой Ду 25 (дренажный);
14а. Труба стальная соответствующего типоразмера;
17а, 17б. Теплообменные аппараты для ГВС – первая и вторая ступень;
26. Регулятор давления после себя;
27. Регулятор температуры прямого действия.
Обслуживание данной системы осуществляется комплексно персоналом различной квалификации:
Плюсы закрытой системы:
Минусы закрытой системы:
Выводы:
Задаваясь вопросом об обеспечении горячего водоснабжения на объекте, стоит помнить, что закрытая и открытая – это принцип организации систем теплоснабжения, а не самого ГВС.
При этом, открытая система проще и дешевле, но качество горячей воды в ней оставляет желать лучшего. Закрытая система, напротив, более дорогая, требует к себе большего внимания, но вода в ней лучшего качества.
С другой стороны, вопрос «Какой тип системы теплоснабжения выбрать? Открытый или закрытый?» потеряет свою актуальность с 2022 года благодаря части 9 статьи 29 Федерального Закона № 190 от 27 июля 2010 года «О теплоснабжении»:
«С 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».
Полный текст статьи 29 федерального закона №190-ФЗ доступен по ссылке.
Кроме того, согласно статье 8 того же Закона, уже сейчас запрещено подключение новых объектов капитального строительства к открытым системам теплоснабжения:
«С 1 января 2013 года подключение (технологическое присоединение) объектов капитального строительства потребителей к централизованным открытым системам теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».
Как устроена система подачи горячей воды в здание?
Системы и схемы горячего водоснабжения
В жилых зданиях расходуется горячей воды в количестве более 30 % от хозяйственно-питьевого расхода: мытье посуды, стирка белья, для душей, ванн и т.д. Система горячего водоснабжения используется также для обогрева ванных комнат с помощью нагревательных приборов (полотенцесушителей). В промышленности в основном расход горячей воды идет на различные технологические цели. В зависимости от назначения системы горячего водоснабжения разделяют на хозяйственно-бытовые и производственные. Их объединение допускается, если для технических нужд требуется вода питьевого качества, или при контакте с технологическим оборудованием качество воды не меняется.
Системы горячего водоснабжения в зависимости от способа получения воды бывают местными или централизованными (рис.1).
Местные системы (децентрализованные) малой производительности обычно устраивают в небольших зданиях, обслуживают одну квартиру или небольшую группу потребителей (рис.1а).
Для получения горячей воды используют местные установки: водогрейные колонки, газо-, электронагреватели, кипятильники и т.п. Вода из системы холодного водопровода подается в местный водонагреватель, где происходит подогрев воды.
Рис. 1. Системы горячего водоснабжения
а) местная; б) централизованная (открытая); Т1 – подающая сеть; Т2 –обратная сеть (отопления); Т3 – распределительная сеть; Т4 –циркуляционная сеть (горячего водоснабжения); В1 – холодный водопровод; 1 – местный водонагреватель; 2 – распределительная сеть; 3 – водоразборная арматура; 4 – сеть холодного водоснабжения; 5 – циркуляционная сеть; 6 –регулятор температуры; 7 – подающий трубопровод тепловой сети; 8 –обратный трубопровод тепловой сети; 9 – колодец наружной водопроводной сети; 10 – водогрейный котёл.
Горячая вода по распределительной сети поступает к потребителю. В схему местной системы входят: генератор тепла, где сгорает топливо, нагревается теплоноситель; водонагреватель, в котором непосредственно готовится горячая вода; трубопроводы теплоносителя, соединяющие генератор тепла с водонагревателем; распределительные трубопроводы, подающие горячую воду к водозаборным устройствам; дополнительные устройства, аккумулирующий бак-резервуарЦентрализованная система (рис.1б) горячего водоснабжения (ЦГВ) применяется при наличии источников тепла большой производительности (районные котельные, ТЭЦ). Такая система холодного водопровода отличается тем, что дополнительно в систему включают устройства нагрева воды, циркуляционную сеть, обратный трубопровод тепловой сети, необходимый для циркуляции воды с целью поддержания одинаковой температуры воды во всей системе. Выбор схемы сетей трубопроводов централизованной системы зависит от характера объекта и требований, предъявляемых к системе.
Рис. 2. Схемы систем горячего водоснабжения
1 – водонагреватель; 2 – распределительная сеть; 3 – циркуляционная сеть; 4 – циркуляционный насос; 5 – напорный аккумулятор тепла (5а – безнапорный); 6 – регуляторы температуры; 7 – насосная установка для повышения давления
Схемы системы централизованного горячего водоснабжения классифицируют: открытая схема системы, при которой происходит непосредственный разбор воды из тепловой сети. Вода нагревается в котлах централизованных котельных, теплообменниках ТЭЦ и по квартальной тепловой сети подается в систему горячего водоснабжения по распределительной сети. По циркуляционной сети охлажденная вода возвращается для нагрева. Такая схема проста и долговечна в работе, т.к. использует очищенную воду для водогрейных котлов. Недостатком является большая мощность установок для подготовки воды, т.к. подогрев идет всего количества воды для всех потребителей, поэтому используется при низкой карбонатной жесткости воды.
Закрытая схема системы ЦГВ. По этой схеме тепло (вода) от генератора тепла (водогрейных котлов) передается теплоносителю для нагрева воды в подогревателе, в который вода поступает из сети холодного водоснабжения. Проходя через подогреватель, вода нагревается и через распределительную сеть поступает к потребителям. Недостаток такой схемы – обязательное применение подогревателей. С другой стороны, по данной схеме теплоноситель полностью возвращается в котел, а потребитель получает горячую воду питьевого качества. Котлы постоянно находятся под давлением, которое не зависит от давления в системе ЦГВ, что дает возможность широкого применения закрытой системы.
Схема системы ЦГВ с циркуляций (рис. 2 а). Такую схему применяют в тех зданиях, где не допускается снижение температуры горячей воды. Для этих целей наряду с подающим стояком прокладывают циркуляционный стояк, по которому остывшая вода подается в подогреватель. Движение воды в такой системе может быть с естественной циркуляцией под гравитационным давлением, т.е. движение воды обусловлено изменением ее плотности при изменении температуры, или с искусственной циркуляцией – с помощью циркуляционного насоса. Схему с естественной циркуляцией применяют в малоэтажных зданиях (высотой до 20 м), т.к. величина гравитационного давления незначительна.
Схемы системы ЦГВ без циркуляции применяют при постоянном водоразборе (прачечные, бани и т.п.) или при использовании воды в определенное время (души в бытовых помещениях промышленных зданий, небольшие малоэтажные здания до 3-4 этажей).
Схема системы ЦГВ с баками-аккумуляторами и без них (рис. 2 б) применяют для создания запасов воды (бани, душевые, прачечные) или при неравномерности водопотребления, когда потребление горячей воды идет через баки, высота положения которых создает необходимый напор в системе. В схеме без баков-аккумуляторов подача воды идет под давлением наружного водопровода.
Схема системы ЦГВ с насосами (рис. 2в). Такую схему принимают, когда гарантийный напор в наружной сети постоянно меньше требуемого для эксплуатации системы ЦГВ. Насосы, применяемые в такой схеме, повышают давление (напор) до необходимой величины. Иногда циркуляционный насос может быть использован как повысительный, если установлен на подающем трубопроводе.
Требования, предъявляемые к качеству горячей воды
Горячая вода, используемая для хозяйственно-бытовых нужд, должна отвечать требованиям ГОСТ-2874 «Вода питьевая». Для производственных нужд качество воды определяется технологическим процессом.
Для производственных нужд качество воды определяется технологическим процессом.
При нагревании воды более 40 0 С наблюдается выпадение углекислых солей кальция, магния, присутствующих в воде и придающих определенную жесткость. Выпавшие в осадок соли кальция и магния создают на стенках труб накипь, уменьшая тем самым ее проходное сечение. Накипь создается и на стенках водонагревателей, тепловых котлов, увеличивая расход теплоносителяя и уменьшая их коэффициент полного действия. Для предотвращения сильного накипеобразования карбонатная жесткость воды допускается не более 7 мг.экв/л в закрытых системах теплоснабжения.
Повышенная температура воды усиливает действие свободного кислорода и углекислого газа, находящихся в воде. Под их воздействием происходит усиленная коррозия стальных труб и оборудования. Допускаемое содержание кислорода в воде не более 5 мг/л, а свободной углекислоты не более 20 мг/л. Для снижения коррозионной активности воду подвергают стабилизации путем деаэрация (удаления растворенных кислорода и углекислого газа в специальных аппаратах) и введением ингибиторов веществ, замедляющих коррозию, например, симинат натрия магномасса.
Способы обработки воды против накипеобразования и коррозии регламентируются СНиП [5].
Устройства для нагрева воды
В местных системах горячего водоснабжения установки для нагрева воды имеют незначительные габаритные размеры и тепловую мощность до 100 МДж/ч (25 Мкал/ч).
Конструкции местных установок очень различны в зависимости от применяемого топлива, теплопроизводительности, места установки и т.д.
Рис.3. Местные установки для нагрева воды
1 – кухонная плита; 2 – топочная камера; 3 – змеевик; 4 – корпус водонагревателя; 5 – циркуляционная труба; 6 – дымогарная труба; 7 – калорифер; 8 – змеевик; 9 – огневая камера; 10 – горелка; 11 – блок-кран; 12 – электронагреватель; 13 – электромагнитный клапан безопасности; 14 – регулятор температуры; 15 – бак-аккумулятор; 16 – солнечный коллектор
Водогрейная колонка для ванн (рис. 3а) работает на твердом топливе (дрова, уголь, торф). Вода, находящаяся в корпусе емкостью 90 – 100 л, нагревается топочными газами, проходящими через дымогарную трубу. Для ускорения нагрева в дымогарной трубе имеется циркуляционная труба.
Холодная вода поступает через специальный смеситель (см. рис. 2.22, е). Корпус водонагревателя изготавливается из листовой стали и эмалируется (или оцинковывается) внутри и снаружи. Топочная камера чугунная.
Водогрейные колонки применяют для подачи воды к душам, умывальникам, мойкам и для отопления помещения. Для непрерывной подачи воды к потребителям устанавливают бачок с поплавковым клапаном.
Водогрейные колонки размещают в ванных комнатах или на кухне. Колонку устанавливают на расстоянии 0,3 м от стены из полусгораемого материала, причем деревянная стенка должна быть защищена у топочной камеры асбестом, обитым сверху листовой сталью.
Малометражные котлы для отопления используют для нагрева воды. Для этого устанавливают отдельный резервуар. Во избежание накипи в котле вода в резервуаре нагревается змеевиком, который трубопроводами соединен с котлом.
Газовый проточный водонагреватель (рис. 3б) позволяет быстро получить горячую воду. Тепло, образующееся при сгорании газа в горелке, передается воде через стенки огневой камеры, змеевики и калорифер. Большая поверхность нагрева и высокий коэффициент теплопередачи обеспечивают интенсивный нагрев воды.
Блок-кран обеспечивает подачу газа в горелку только при движении воды через колонку. Это исключает прогорание огневой камеры. Специальное устройство в блок-кране не допускает утечку несгоревшего газа в помещение.
Газовый емкостный водонагреватель (рис.3в) по конструкции аналогичен водогрейной колонке. Нагрев воды осуществляется горячими газами, образующимися при сгорании газа в горелке. Нагреватель оборудуется регулятором температуры и электромагнитным клапаном безопасности, который прекращает подачу газа в горелку, если пламя в ней погаснет. Это предупреждает утечку газа из горелки в помещение. Бак нагревателя изготовляют из стали толщиной 3 мм с антикоррозионным покрытием.
Электрический водонагреватель (электроводонагреватель) – наиболее гигиеничный и безопасный в пожарном отношении прибор. Широкое распространение получили емкостные электронагреватели (рис.3г), включаемые в ночные часы, когда нагрузка в системе электроснабжения уменьшается, и снижаются тарифы на электроэнергию. Проточные электроводонагреватели требуют значительных мощностей, что приводит к перегрузке электрических сетей, поэтому область их применения ограничивается только производственными и общественными зданиями.
Солнечные водонагреватели (гелиоустановки) в последнее время находят все более широкое применение, особенно в южных районах. В простейшем виде их выполняют в виде плоского металлического бака, окрашенного в черный цвет. В солнечный день вода в баке нагреватся до 30 – 40 0 С и подается в душ или на хозяйственные цели. Теплопроизводительность гелиоустановки зависит от географического положения. Летом в средней полосе 1 м 2 гелиоустановки можно нагреть 120 – 130 л воды до температуры 30 – 35 0 С.
В централизованных системах горячего водоснабжения вода нагревается в районных котельных или на ТЭЦ и используется для горячего водоснабжения и отопления.
В закрытых системах горячего водоснабжения (см. рис.4) вода из наружной водопроводной сети нагревается в водонагревателях. Водонагреватели могут быть скоростными и емкостными.
Рис.4. Элементы централизованной (закрытой) системы горячего водоснабжения
1 – ввод; 2 – водомерный узел; 3 – установка для повышения давления; 4 – водонагреватель; 5 – циркуляционные насосы; 6 – аккумулятор тепла; 7 – подающая квартальная сеть (магистраль); 9 – распределительная сеть; 10 – циркуляционная сеть; 11 – арматура; 12 – полотенцесушитель; 13 – сеть теплоносителя
В скоростных водонагревателях нагреваемая вода движется с большой скоростью (0,5 – 2,5 м/с) и подогревается до заданной температуры теплоносителем (водой, паром). Коэффициенты теплопередачи в водонагревателях высокие (4190 – 11 000 МДж/(м 2 ∙ч∙гард)), благодаря чему их размеры незначительны и они занимают небольшую площадь.
Нагреваемая вода и теплоноситель в скоростных водонагревателях могут двигаться параллельно друг другу (рис. 5а) (параллельная схема) или на встречу друг другу (противоточная схема) (см. рис. 5б, в). Противоточная схема нашла наибольшее применение, так как обеспечивает большую интенсивность теплопередачи.
а – скоростной водонагреватель; б – схема установки водонагревателя; в – емкостной водонагреватель; 1 – входной патрубок; 2 – трубные решетки; 3 – теплообменные трубки; 4 – линзовый компенсатор; 5 – корпус секции водонагревателя; 6 – генератор тепла; 7 – тепловая сеть (контур теплоносителя); 8 – водонагреватель (водоводяной); 9 – предохранительный клапан; 10 – термометр; 11 – манометр; 12 – корпус; 13 – крышка
Скоростные водонагреватели очень чувствительны к загрязнению поверхности, которые снижают теплопередачу, поэтому их необходимо периодически очищать от осадков и накипи, образующихся на теплообменных поверхностях.
Скоростной водоводяной нагреватель (рис.5) состоит из корпуса, в котором размещены теплообменные трубки. Водонагреватель изготавливают в виде отдельных секций длиной до 4 м и наружным диаметром 50 – 530 мм. Теплообменные трубки d=14÷16 мм (7–140 шт.) находятся в трубных решетках, соединенных фланцами с корпусом. Для исключения разрыва водонагревателя из-за теплового расширения его деталей в корпусе монтируют компенсатор. При качественной развальцовке теплообменных трубок в трубной решетке и температуре теплоносителя до 150 0 С компенсаторы можно не устанавливать. Отдельные секции нагревателя соединяются отводами.
Нагреваемая вода из водопровода через входной патрубок поступает в теплообменные трубки, в которых нагревается до заданной температуры. Теплоноситель (греющая вода) движется в межтрубном пространстве (между корпусом и теплообменными трубками). При таком распределении воды облегчается чистка нагревателя от осадков, выпадающих из нагреваемой воды, и выравнивается тепловое расширение деталей.
Рис. 6. Пароводяной водонагреватель
В промышленных зданиях, где имеется паросиловое хозяйство, или небольших котельных с паровыми котлами для нагрева воды используют пароводяные скоростные водонагреватели (рис. 6). Пар, подаваемый в корпус 2, проходит между трубками 3, конденсируется на их поверхности и за счет скрытой теплоты парообразования нагревает воду. Нагреваемая вода поступает в переднюю камеру 1 по теплообменным трубкам, проходит в заднюю камеру 4 и выходит из подогревателя. Задняя камера 4 не закреплена на корпусе 2, что позволяет теплообменным трубкам свободно удлиняться при нагреве.Пар проходит дважды через водонагреватель, поэтому данная конструкция называется двухходовой. Применяются также четырехходовые водонагреватели.
Емкостные водонагреватели совмещают функции аккумулятора тепла и водонагревателя. Они имеют низкий коэффициент теплопередачи вследствие малой скорости движения воды. При равной площади нагрева их теплопроизводительность значительно ниже, а размеры больше, чем скоростных водонагревателей. Их выполняют в виде напорных или безнапорных (открытых) баков, в которых размещаются нагреватели. Наружные поверхности баков покрываются слоем теплоизоляции. На системе устанавливают не менее двух баков (по 50 % расчетного объема каждый). При отсутствии нагревателя они превращаются в аккумуляторы тепла.
Последние так же, как и емкостные подогреватели, могут работать в режиме аккумуляции тепла при постоянном объеме и переменной температуре или при переменном объеме и постоянной температуре.