Система горячего водоснабжения (ГВС) – совокупность устройств, обеспечивающих нагрев холодной воды и распределение ее по водоразборным приборам. Системы ГВС подразделяют на централизованные и местные (децентрализованные).
В централизованных системах одна нагревательная установка в котельной или ЦТП обслуживает горячей водой одно или несколько крупных зданий в пределах жилого микрорайона, квартала или поселка. Все централизованные системы ГВС проектируют с циркуляционными трубопроводами для обеспечения потребителей горячей водой, так как без них в отсутствии водоразбора вода в подающих линиях быстро остывает и потребитель вынужден сливать ее, теряя при этом воду и теплоту. Кроме того, в системах ГВС устанавливают полотенцесушители, которые необходимы для сушки белья и обогрева ванных комнат и не могут работать при отсутствии циркуляции.
Циркуляционные трубопроводы и циркуляционные насосы создают непрерывное движение воды (циркуляцию) по замкнутому контуру теплообменник – подающий трубопровод – водоразборный кран – циркуляционный трубопровод – теплообменник, поддерживая температуру горячей воды у водоразборного крана 50-60 гр.С. При такой температуре большинство болезнетворных бактерий, содержащихся в воде, погибает (эффект пастеризации), пищевые жиры, масла и бытовые загрязнения хорошо эмульгируют – растворяются в воде и смываются потоком ее при мытье посуды и стирке белья. Для усиления этих процессов промышленность выпускает разнообразные мыла, синтетические моющие средства, чистящие порошки и эмульгаторы.
Для мытья тела люди обычно используют в процедурах купания горячую воду температурой 35-40 гр.С в ванных и до 45 гр.С – при шаечном мытье в банях, разбавляя горячую первичную воду холодной с помощью смесительных кранов и устройств.
В последние годы в зданиях высотой пять этажей и более часть подающих стояков (например, от3 до 7 стояков одной секции жилого дома) объединяют в один водоразборный узел, называемый секционным узлом, с единым циркуляционным трубопроводом. В зданиях высотой более 50 м (свыше 16 этажей) систему ГВС делят по вертикали на отдельные зоны с самостоятельными разводками и отдельными стояками для каждой зоны, иногда даже с устройством специальных технических этажей. Это связано с ограничением допускаемого давления перед водоразборной и водозапорной арматурой до 0,6 МПа.
Местные (тупиковые) системы ГВС устраивают в индивидуальных домах (дачных, коттеджных, сблокированных) или квартирах. Радиус действия их невелик, приготовления горячей воды производят в небольших генераторах теплоты (электрические, газовые водонагреватели, малометражные котлы и т.п.). Часто такой генератор теплоты является общим и для системы отопления, и для системы ГВС; их называют двухконтурными. Двухконтурного котла бывает достаточно, чтобы приготовить горячую воду на семью из 3-4 человек. Для больших семей иногда к водогрейному котлу пристраивают емкостный бойлер.
На промышленных и коммунальных предприятиях (бани, прачерные, химчистки, бассейны) наряду со скоростными водопроводящими установками нашли свое применение пароводяные подогреватели горячей воды.
Для внутренних трубопроводов холодной и горячей воды СНиП 2.04.01-85* рекомендует применять пластмассовые трубы и фасонные части из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутилена, металлополимерные, из стеклопластика и других пластмассовых материалов для всех сетей водоснабжения, кроме самостоятельной сети противопожарного водоснабжения.
Прокладка пластмассовых труб выполняется преимущественно скрытой – в плинтусах, штробах, шахтах и каналах в заливке пола. Допускается открытая прокладка подводок к санитарно-техническим приборам, а также в местах, где исключается механическое повреждение пластмассовых трубопроводов. Для всех сетей внутреннего водопровода допускается применять медные, бронзовые и латунные трубы, фасонные части, а также с внутренним и наружным защитным покрытием от коррозии.
Во избежание быстрого разрушения от внутренней коррозии системы ГВС выполняют из оцинкованных труб с уклоном разводящих труб к стоякам не менее 0,002. При диаметрах труб более 150 мм в открытых системах теплоснабжения допускается применение неоцинкованных черных труб.
Для сельскохозяйственных предприятий допускается применять асбестоцементные трубы. В системах ГВС и ХВС применяется арматура обычного общепромышленного назначения, рассчитанная на рабочее давление до 0,6 МПа. Трубы соединяют резьбой или сваркой в среде газообразного диоксида углерода. Для компенсации тепловых удлинений используют или естественные повороты труб, или специальные компенсаторы.
Запорную арматуру устанавливают на ответвлениях к отдельным зданиям и сооружениям, на ответвлениях к секционным узлам и на ответвлениях от стояков в каждую квартиру. Для ремонта отдельных стояков в их верхних и нижних точках устанавливается запорная арматура с пробками для спуска из стояков воды и впуска в них воздуха.
Все трубопроводы системы ГВС, за исключением квартирных подводок и полотенцесушителей, должны иметь тепловую изоляцию. Толщина теплоизоляционного слоя конструкции должна быть не менее 10 мм, а теплопроводность его – не менее 0,05 Вт(м х гр.С).
Норма расхода воды (в литрах на одного жителя), например, в жилом доме квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением (с ванными длиной 1500-1700 мм, оборудованными душами) и в жилом доме с повышенными требованиями к благоустройству (при высоте здания 12 этажей и выше) составляет от 250 до 400 л в сутки.
Физиологическая (питьевая) потребность человека составляет от 5 л/сутки (в спокойном состоянии) до 10 л/сутки (при тяжелой физической работе).
Определение тепловых потоков на ГВС производится по СНиП 2.04.02-84.
Основные нагревательные приборы. В централизованных системах горячего водоснабжения воду нагревают в водогрейных котлах, открытых баках или закрытых водоподогревателях, снабженных змеевиками.
Наиболее часто применяют систему горячего водоснабжения от парового котла и от теплосети.
Система горячего водоснабжения жилого дома с паровым котлом и горизонтальным водоподогревателем функционирует следующим образом. От паросборника пар по паропроводу поступает в змеевик горизонтального емкостного водоподогревателя, где конденсируется, подогревая воду в водоподогревателе. Конденсат из змеевика через конденсационный трубопровод поступает обратно в котел. Вода в водоподогревателе находится под давлением городского водопровода и нагревается до 70 гр.С. По подающему трубопроводу она поступает в верхний розлив, откуда по стоякам горячего водоснабжения подается через подводки горячей воды к санитарным приборам. Часть воды возвращается по обратному трубопроводу в водоподогреватель через нижний штуцер, что предотвращает остывание воды в подающей магистрали. По мере разбора горячей воды в водоподогреватель поступает холодная вода из водопроводной линии. На водоподогревателе устанавливают предохранительный рычажной клапан со сливной трубой и термометр, а на котле – предохранительное выкидное приспособление, манометр, термометр и водомерное стекло.
Отечественная промышленность выпускает пароводяные скоростные водонагреватели МВН – 1436 и МВН – 1437 и водоводяные секционные МВН – 2052-62, предназначенные для подогрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения.
Водоподогреватели МВН- 1436 и МВН-1437 состоят из корпуса, трубной системы, передней и задней водяных камер и колпака. Корпус, камеры и колпак – стальные. Трубная система состоит из стальных опорных решеток и пучка латунных трубок диаметром 16х1 мм или 16х0,75 мм. Подогреватели изготавливают короткие – 2040 мм и длинные – 4080 мм. Водоподогреватели диаметром 273 и 325 мм – двухходовые, диаметром 377 мм и более – четырехходовые.
Водоподогреватели работают следующим образом. Нагреваемая вода поступает через нижний патрубок передней входной камеры, проходит по латунным трубкам, подогревается и через верхний патрубок поступает в сеть с наружной температурой. Пар, подогревающий воду, подается в межтрубное пространство.
Водоводяные водонагреватели МВН-2052-62 изготовляют разборные одно- и многосекционные, длинные и короткие. Секции соединяют между собой калачами на болтах. Секция состоит из корпуса (труба бесшовная) с приваренными к ней стальными трубными решетками и пучка латунных трубок диаметром 16х0,75 мм. К корпусу приварены патрубки с фланцами для соединения секций по междутрубному пространству. Водонагреватели расчитаны на максимальную температуру воды 150 гр.С и рабочее давление греющей и нагреваемой воды до 1 МПа.
Схему с паровым скоростным водоподогревателем применяют для систем горячего водоснабжения больших жилых домов, бань, прачечных и других крупных потребителей горячей воды. В водонагревателе вода, поступающая в домовую сеть через ввод, нагревается до требуемой температуры. Скоростной водонагреватель является проточным, расходуемая вода протекает со значительной скоростью через нагревательные трубки – трубчатые нагревательные элементы, которые в свою очередь подогреваются водой из теплосети, проходящей внутри корпуса водонагревателя и омывающей их. От водонагревателя горячая вода подается в систему горячего водоснабжения по трубопроводу. На подающем трубопроводе теплосети установлен регулятор, автоматически поддерживающий постоянный расход воды из тепловой сети, и воздухотоводчик. Холодная вода в водонагреватель поступает из водопровода. На узле управления у ввода имеются задвижки для отключения трубопровода системы отопления и отдельных частей узла. Расход воды в сети учитывается при помощи водомера.
Чтобы вода из системы отопления не поступала в трубопровод теплосети, стоят обратные клапаны. Для измерения давления и температуры воды в отдельных точках узла управления установлены манометры и термометры. Под манометрами устанавливают контрольные трехходовые краны, которые ввернуты в штуцеры трубы. Высокотемпературную воду из теплосети от ввода смешивают с частью охладившейся воды из обратной линии системы отопления элеватором, у которого установлены задвижки, регулирующие температуру смешанной воды. Смешанная вода поступает к главному стояку системы отопления и возвращается в обратный трубопровод теплосети по обратному трубопроводу из системы отопления. Грязевик служит для улавливания грязи из обратного трубопровода системы отопления. Для учета расходуемой теплоты служит тепломер. На этой линии установлен регулятор подпора.
Системы горячего водоснабжения бывают:
- с тупиковым трубопроводом, где при малом разборе горячей воды или отсутствии водоразбора вода быстро остывает. Поэтому такую схему применяют в малоэтажных жилых зданиях с сетью небольшой протяженности, или в системах, где воду разбирают постоянно(бани, прачечные и т.д.)
- с циркуляционными стояками; такие схемы применяют там, где не допускается остывание воды в трубах, например, в многоэтажных жилых зданиях, гостиницах.
Однотрубные системы централизованного горячего водоснабжения в настоящее время широко применяют в жилых зданиях. В этих системах для зданий 5-9 этажей стояки в пределах секции вверху соединяются между собой, причем все стояки, кроме одного, присоединяются к подающей магистрали, а один отпускной стояк – к циркуляционной магистрали. К отпускному стояку также, как и к подающему, присоединяют приборы для водоразбора горячей воды. Для обеспечения равномерной циркуляции воды в системах горячего водоснабжения зданий, присоединяемых к одному центральному тепловому пункту, на отпускном стояке предусматривается установка диафрагмы.
Для жилых зданий более 9 этажей все стояки горячего водоснабжения присоединяют к подающей магистрали и прокладывают самостоятельный циркуляционный стояк, который наверху присоединяется к перемычке между всеми подающими стояками, а внизу – к циркуляционной магистрали. В подающих системах циркуляционная магистраль рассчитывается из условия подачи расчетного количества горячей воды. Воздухоудаление из систем горячего водоснабжения осуществляется через воздухосборник или за счет подсоединения ответвления к приборам последнего этаже в верхней отметке стояка. У основания каждого стояка и на перемычках между стояками устанавливают отключающую арматуру.
При кольцевой схеме стояки принимаются одного диаметра по всей высоте здания и обычно для зданий высотой до 5 этажей включительно равны 25 мм, а для зданий большей этажности – 32 мм.
Водонагревательные аппараты, нагревающие воду для бытовых нужд, бывают: электрические, газовые, твердотопливные, косвенного нагрева горячей воды от теплоносителя системы отопления. Водонагреватели подразделяют на:
- проточные, где нагрев воды осуществляется по мере ее продвижения мимо теплопередающих элементов (электрические ТЭНы, медные трубы, пластинчатые теплообменники)
- накопительные, где нагрев воды происходит в накопительных частях прибора при помощи теплопередающих элементов.
Все водонагреватели можно подразделить на следующие виды: газовые проточные (газовые колонки), газовые накопительные, электрические проточные, электрические накопительные (со встроенным змеевиком и без него), электрические накопительные с топкой для твердого топлива, косвенного нагрева.
Summary:
Содержание
Можно ли обойтись без циркуляционных трубопроводов и насосов в системе ГВС?
Описание:
В статье предложена схема системы горячего водоснабжения без циркуляционных трубопроводов и насоса, позволяющая упростить монтаж системы, сократить расходы тепло- и электроэнергии и, как следствие, снизить затраты на установку и эксплуатацию.
Ключевые слова: циркуляционный насос, ГВС, система ГВС
В. Ф. Гершкович, канд. техн. наук, Предприятие «Энергоминимум», Киев
В статье предложена схема системы горячего водоснабжения без циркуляционных трубопроводов и насоса, позволяющая упростить монтаж системы, сократить расходы тепло- и электроэнергии и, как следствие, снизить затраты на установку и эксплуатацию.
Циркуляцию в системе горячего водоснабжения (ГВС) организовывают для того, чтобы при отсутствии водоразбора вода в трубопроводах не остывала. Для этого параллельно трубопроводам, подающим к водоразборным точкам горячую воду, прокладывают циркуляционный трубопровод, а в тепловом пункте устанавливают циркуляционный насос, обеспечивающий постоянное движение воды в системе ГВС независимо от того, пользуется потребитель горячей водой в данный момент или нет.
Традиционная циркуляционная система ГВС имеет целый ряд серьезных недостатков. Назовем некоторые из них:
- материалоемкость системы, отягощенной циркуляционными трубопроводами, существенно выше материалоемкости трубопроводов, непосредственно подающих горячую воду потребителям;
- расходы тепла на поддержание нужной температуры в циркуляционном контуре достаточно велики, особенно в разветвленных системах ГВС, и если прежде, в эпоху дешевого топлива, этот недостаток мало кого волновал, то теперь, когда потребитель, вооруженный теплосчетчиком, отслеживает все, возможность сократить расходы тепла была бы принята им с благодарностью;
- расходами электрической энергии на циркуляцию в системе ГВС обычно пренебрегают, но с ростом тарифов и этот показатель становится заметным;
- для организации равномерной циркуляции воды во всех стояках современной разветвленной системы ГВС приходится устанавливать автоматические балансировочные вентили на каждом стояке, что дополнительно усложняет монтаж системы и ее эксплуатацию.
Размышление над этими недостатками и возможными путями их устранения привели к построению схемы на рис. 1.
Рисунок 1.
Схема системы ГВС без циркуляционных трубопроводов и насоса
1 – магистраль водопровода горячей воды; 2 – теплоизолированный стояк; 3 – водоразборный кран; 4 – теплоизолированный мембранный бак; 5 – датчики давления; 6 – контроллер; 7 – сужающее устройство; 8, 9 – регулирующие клапана
Регулирующий клапан 9 поддерживает в стояке 2 постоянное давление, которое должно быть на 5 м больше высоты расположения самого высокого водоразборного крана. Это давление контролируется датчиком давления 5, установленным выше сужающего устройства 7. При недостаточной разности давлений, измеряемой датчиками 5, установленными до и после сужающего устройства, свидетельствующей о том, что расход по стояку стал меньше расчетного циркуляционного расхода, контроллер 6 дает команду на открытие регулирующего клапана 8. В результате вода с расходом, соответствующим расчетному циркуляционному для рассматриваемого стояка, начнет поступать в теплоизолированный мембранный бак 4 и постепенно накапливаться там. Таким образом, при всех закрытых водоразборных кранах движение горячей воды по стояку не прекратится и при открытии любого крана из него тотчас же потечет горячая вода.
После того, как разбор горячей воды возобновится в объеме, превышающем расчетный циркуляционный расход, что будет зафиксировано увеличившейся разностью давлений до и после сужающегося устройства, регулирующий клапан 9 должен закрыться, чтобы накопившаяся в мембранном баке горячая вода под давлением мембраны вылилась в стояк. После этого во время водоразбора клапан 8 будет находиться в полностью закрытом положении, а клапан 9 станет выполнять свое основное назначение – поддерживать в стояке постоянное давление.
Схема (в несколько упрощенном виде) однажды уже была опубликована (Гершкович В. Ф. Система горячего водоснабжения. Авт. свид. СССР № 1174679), но в то время ее практическая реализация вряд ли могла бы состояться. Теперь задача запрограммировать контроллер (поз. 6 на рис. 1), работающий по непростому алгоритму, по силам любому грамотному программисту.
Но для начала оценим физические размеры мембранного бака, необходимого для эффективной работы схемы.
Рассмотрим стояк горячего водоснабжения 10-этажного жилого дома. На нем не должно быть полотенцесушителей (рационально использовать электрические), потому что они не должны потреблять энергию круглосуточно, как это было раньше, а включаться потребителем только тогда, когда ему это нужно. При среднем диаметре стояка 20 мм и качественно выполненной тепловой изоляции с КПД около 80 % потери тепловой энергии оцениваются величиной около 725 Вт. Если допустить падение температуры по длине стояка при отсутствии водоразбора на 10 °C, то в этом режиме в мембранный бак должно проходить около 65 л/ч горячей воды. Вероятно, максимальная (в течение суток) продолжительность работы стояка системы ГВС при полном отсутствии водоразбора будет не более 6 ночных часов. За это время в мембранный бак попадет около 400 л горячей воды. Чтобы вместить такое количество, потребуется бак общей емкостью около 600 л. Его нетрудно установить в объеме верхнего технического этажа 10-этажного жилого дома.
Выходит, система ГВС без циркуляционных трубопроводов и насоса могла бы быть установлена в жилом доме, но выгодна ли она?
Рассмотрим условный 10-этажный жилой дом, в котором расположены ИТП с водоподогревателями горячего водоснабжения и четыре стояка, выполненные по схеме рис. 1, и оценим сопоставимые затраты на установку и эксплуатацию систем ГВС такого дома, по предложенной (схема А) и традиционной (схема Б) схемам (табл. 1).
Единовременные затраты на установку оборудования, необходимого для работы системы горячего водоснабжения без циркуляционных трубопроводов и насоса, превысят затраты на обычную систему ГВС примерно на 26 тыс. грн (98,8 тыс. руб. по курсу 16.11.2011), но суммарные единовременные и эксплуатационные расходы за пять лет работы систем дают примерно такое же преимущество системе ГВС без циркуляционных трубопроводов и насоса.
Если практическая реализация нового технического решения в прошлом была затруднена из-за технических проблем, связанных, прежде всего, с ограниченными возможностями приборов автоматики, то теперь, когда старые проблемы могут быть решены, возникают проблемы совершенно другого характера. Циркуляционные трубопроводы в системе горячего водоснабжения должны проектироваться в соответствии с действующими нормами, и ни один ГИП не возьмет на себя смелость эти нормы нарушить, а органы экспертизы и архитектурно-строительного контроля, в случае чего, строго накажут нарушителя.
Эта проблема существовала всегда, но прежде был механизм, позволявший применить нестандартное техническое решение. Нужно было внести в план экспериментального проектирования и строительства соответствующую тему, провести исследование и представить отчет, который после утверждения государственным органом мог стать основой для внесения изменений в нормативный документ. Сейчас такого механизма практически нет, государство эксперименты в строительстве не проводит.
Самые хорошие нормы, если их долго не совершенствовать, неизбежно становятся тормозом технического прогресса. Для постоянного совершенствования нормативной базы нужны квалифицированные научные кадры и соответствующее бюджетное финансирование. Поскольку ни того, ни другого у нас в достаточном количестве нет, то превращение действующих норм проектирования в справочный материал, не обязательный для применения, как это уже сделано в России, было бы, возможно, оптимальным решением. Если это когда-нибудь произойдет, то система горячего водоснабжения без циркуляционных трубопроводов и насоса, описанная в этой статье, после ее практической апробации на отдельных домах, возможно, станет применяться повсеместно.
Системы горячего водоснабжения предназначены для подачи потребителям горячей воды, температура которой не ниже 50 °С. При пользовании горячей водой потребитель имеет возможность снижать температуру воды до необходимой величины 7—42 °С, смешивая горячую воду с холодной в смесителях, устанавливаемых в местах водоразбора.
В систему горячего водоснабжения входят следующие элементы (рис. 1.1):
устройство для нагрева воды, которым может служить котел (в системах с собственным источником тепла) или теплообменник (в системах, подсоединяемых к центральным тепловым пунктам — ЦТП);
подающая трубопроводная сеть, состоящая из разводящего трубопровода и водоразборных подающих стояков;
циркуляционная сеть, состоящая из сборного циркуляционного трубопровода и циркуляционных стояков; водоразборная, регулирующая и запорная арматура; циркуляционный или циркуляционно-повысительный насос.
Водоразборные стояки могут присоединяться непосредственно к подающему разводящему трубопроводу квартальной сети, проходящему последовательно через ряд зданий, либо к самостоятельному подающему трубопроводу здания, подключаемому к квартальной сети в одной точке (рис. 1.2). В первом случае на устройство систем горячего водоснабжения расходуется меньше металла, но при устройстве самостоятельных трубопроводов в зданиях системы удобнее в эксплуатации, так как при необходимости позволяют производить отключение отдельных частей системы, не останавливая работу всей квартальной сети.
Циркуляционные стояки и сборный циркуляционный трубопровод служат для транспортирования охлажденной в системе воды обратно к водонагревателю (или котлу) для подогрева до необходимой температуры.
Циркуляционный или циркуляционно-повысительный насосы устанавливаются в системе для постоянного побуждения циркуляции (при малом водоразборе и без него) и поддержания в любой точке системы температуры не ниже заданной; циркуляционно-повысительный насос выполняет функции дополнительного, повысительного насоса. Для обслуживания одного здания, когда протяженность трубопроводов невелика и циркуляция может обеспечиваться за счет разности в плотности нагретой и охлажденной поды, возможно использовать системы без циркуляционного насоса, так называемые системы с естественной или гравитационной циркуляцией.
Полотенцесушители в большинстве случаев являются составной частью систем горячего водоснабжения. Возможны два варианта присоединения их к системе — к подающим водоразборным или к циркуляционным стоякам. Присоединение полотенцесушителей к водоразборным стоякам позволило существенно изменить конструкцию внутридомовых систем путем объединения водоразборных стояков в группы (секционные узлы) и обслуживать каждую такую группу одним циркуляционным стояком. В связи с этим в системах появился новый элемент — кольцующая перемычка (рис. 1.3, а). Значительная часть жилых зданий, построенных в 60—70 годах, имеет системы горячего водоснабжения с секционными узлами, в которых в качестве циркуляционных используется один из водоразборных стояков (рис.1.3,б). Такое конструктивное решение нельзя признать удовлетворительным, так как при активном водоразборе в циркуляционно-водоразборные стояки вода часто подается только из циркуляционного трубопровода сети с пониженной температурой.
Запорную арматуру устанавливают на ответвлениях к секционным узлам, отдельным зданиям или сооружениям, у основания подающих и циркуляционных стояков в зданиях высотой три этажа и более, также на ответвлениях в каждую квартиру или помещение, t которых имеются водоразборные приборы. Для предотвращения движения воды в обратном направлении по циркуляционному трубопроводу перед местом его подключения к водонагревателю предусмотрен обратный клапан.
При необходимости в системах горячего водоснабжения применяют установки водоподготовки и аккумуляторные баки горячей воды. Водоподготовка предусматривается в тех случаях, когда трубопроводную сеть необходимо защищать от коррозии или накипеобразования в зависимости от качества используемой водопроводной воды. Баки-аккумуляторы служат для выравнивания неравномерности потребления теплоты системой горячего водоснабжения при ограниченной мощности источника теплоснабжения, оптимизации давления в трубопроводах сетей горячего и холодного водоснабжения и повышения устойчивости их работы.
Системы с принудительной циркуляцией
Наиболее простой из рассматриваемых является система с принудительной циркуляцией (рис. 1.4). В этой системе циркуляция поддерживается только по разводящим трубопроводам сети, от которых в виде тупиковых ответвлений отходят водоразборные стояки. Недостатком этих систем является то, что горячая вода постоянно находится только у оснований стояков, а в самих же водоразборных стояках она остывает, и чтобы получить горячую воду, потребитель должен сначала слить всю остывшую воду из стояка. Недостатком таких систем является также и то, что в их схемы не входят полотенцесушители, которые могли бы выполнять функции отопительных приборов в ванных комнатах. При централизованном теплоснабжении это частично восполняется тем, что для отопления ванных комнат устанавливаются нагревательные приборы, подсоединенные к системе отопления. Однако эти приборы работают только в течение отопительного сезона, а в осенне-весенний и летний периоды ванные комнаты не отапливаются. Такое решение может быть приемлемым только для IV климатической зоны страны с очень жарким летом, в остальных же зонах это решение лишает жилища комфортности. В связи с повышением требований к благоустройству жилых зданий СНиП не допускают проектирования таких систем в новом строительстве. Исключение составляют только административные и некоторые общественные здания, где не требуется установка полотенцесушителй.
Опытную эксплуатационную проверку проходят в настоящее время системы горячего водоснабжения, сооруженные по тупиковой схеме, но совместно с системой отопления ванных комнат круглогодичного действия (рис. 4, а). В этих системах разводящие подающие трубопроводы сети и водоразборные стояки имеют общую изоляцию с трубопроводами системы отопления ванных комнат. Поскольку вода в трубопроводах не остывает, в этих системах можно отказаться от циркуляционных трубопроводов и циркуляционных насосов.
Наиболее распространенными являются системы горячего водоснабжения, имеющие постоянную циркуляцию по разводящим трубопроводам и стоякам. Трассировка разводящих сетей может быть различной в зависимости от конфигурации квартала, так же как и различны схемы прокладки стояков и подсоединения их к разводящим сетям в зависимости от типа обслуживаемых зданий.
В некоторых зданиях до настоящего времени применяют системы горячего водоснабжения с индивидуальными циркуляционными стояками у каждого водоразборного стояка. Эта схема внутридомовых систем может иметь удовлетворительные качественные показатели только в небольших системах, обслуживающих одно здание или очень небольшую группу компактно расположенных зданий. Встречаются также проекты систем горячего водоснабжения, в которых полотенцесушители на каждом этаже присоединены и к водоразборному и к циркуляционному стоякам. Применение таких схем приводит к значительным осложнениям для службы эксплуатации, так как невозможно организовать в них более или менее равномерное распределение циркуляции по стоякам.
Все большее значение приобретают крупные системы с большой протяженностью трубопроводов, обеспечивающие водоснабжение целых городских микрорайонов, но при сооружении системы с большим числом циркуляционных колец, сопротивления которых значительно отличаются друг от друга, трудно добиться равномерного распределения циркуляции по стоякам. Наиболее эффективным конструктивным решением для обеспечения расчетного распределения циркуляции по всем стоякам системы являются секционные узлы с повышенным сопротивлением циркуляционных стояков (см. рис. 1.3,а). Секционные узлы позволяет сократить в несколько раз число циркуляционных колец в системе микрорайона, так как группа водоразборных стояков узла, параллельно присоединенных к одному циркуляционному стояку, может рассматриваться как одно кольцо в общей системе. Уменьшение числа циркуляционных колец и повышение их гидравлического сопротивления позволяют более равномерно распределить циркуляцию по стоякам, а следовательно, и обеспечить хорошую прогреваемость всех подающих трубопроводов системы без проведения наладочных работ или при минимальном их объеме.
Комбинированные системы горячего водоснабжения
Развитие горячего водоснабжения началось с систем, в которых циркуляция воды осуществлялась за счет разностей объемных плотностей нагретой и охлажденной воды. При централизованном теплоснабжении эти системы уступили место системам с принудительной (насосной) циркуляцией. Однако МНИИТЭП и АКХ им. К. Д. Памфилова предпринимали попытки применения систем горячего водоснабжения с естественной циркуляцией в современных многоэтажных жилых и общественных зданиях. МНИИТЭПом исследовалась система горячего водоснабжения, присоединяемая к тупиковому подающему разводящему трубопроводу микрорайона, по которому горячая вода подавалась во внутридомовые системы из центрального теплового пункта. Каждая внутридомовая система имеет собственный напорный бак-аккумулятор, работающий по принципу вытеснения (рис. 1.5). Горячая вода из водонагревателя поступает по разводящему трубопроводу в баки-аккумуляторы внутридомовых систем, откуда по главному стояку че- рез верхнюю кольцевую перемычку она попадает в водоразборные стояки. При активном водоразборе горячая вода может подаваться в стояки и из нижней кольцующей перемычки, соединенной с главным стояком. При отсутствии водоразбора вода в водоразборных стояка остывает быстрее, чем в главном стояке (покрытом тепловой изоляцией), и в системе устанавливается направленная циркуляция из главного стояка в водоразборные стояки. Вода из водоразборных стояков опускается в нижнюю кольцующую перемычку и по циркуляционному трубопроводу подается в бак-аккумулятор. Наличие перемычки способствует уменьшению интенсивности понижения температуры воды в системе при отсутствии водоразбора. При этом в главный стояк подмешивается охлажденная вода из перемычки. Вместимость бака-аккумулятора выбирается из расчета, чтобы к началу утреннего водоразбора температура воды в нем была не ниже 40 °С. Утренние процедуры в таких зданиях совершаются только одной горячей водой без подмешивания холодной. В баках-аккумуляторах происходит замена воды с пониженной температурой горячей водой. Эти системы работают удовлетворительно с индивидуальным тепловым пунктом. В жилом микрорайоне при последовательно подключенных секционных узлах к тупиковому подающему трубопроводу в двух-трех последних узлах наблюдались значительные сливы воды в канализацию из-за ее остывания, так как зарядка баков-аккумуляторов производилась остывшей водой в подающем трубопроводе большой протяженности. В результате по этому микрорайону был дополнительно проложен циркуляционный трубопровод и установлен циркуляционный насос, что позволило поддерживать постоянно нормальную температуру горячей воды во всем подающем трубопроводе.
При необходимости прокладки циркуляционного трубопровода рационально использовать схемы более простые по конструкции и менее металлоемкие, например систему с кольцевой однотрубной магистралью (рис. 1.6,а). Особенностью схемы является то, что в ней, как и в схеме на рис. 1.4,6, имеется одно магистральное кольцо, циркуляция воды в котором обеспечивается циркуляционным насосом. Стояки в этом случае присоединены к магистрали по однотрубной схеме, т. е. они либо попарно закольцованы, либо объединены в группы, но обслуживаются еще и главным стояком. Однако все стояки присоединены к одной магистрали. Преимущество такой системы заключается в ее простоте и повышенной гидравлической устойчивости. Благодаря наличию только одного внешнего циркуляционного кольца к основаниям стояков всегда может быть обеспечена подача воды с заданной температурой за счет установки соответствующего циркуляционного насоса, и наладка практически не требуется. Вертикальные циркуляционные контуры таких систем состоят либо из пар закольцованных между собой водоразборных стояков, либо из секционных узлов. Как показывает опыт эксплуатации, в Зданиях высотой 9 этажей и более гравитационное давление, возникающее в стояках при остывании воды, как правило, достаточно для создания необходимой циркуляции.
Несмотря на удовлетворительное качество работы пары закольцованных стояков, такое решение имеет недостатки:
охлаждение воды в контуре при нормальных температурах воды в магистрали достаточно велико (не менее 10 °С), вследствие чего в квартиры нижних этажей, обслуживаемых опускным стояком, поступает вода с температурой 50—40 °С;
включение водоразборных точек приводит к остановке или опрокидыванию циркуляции, которая восстанавливается в течение длительного времени.
В зданиях высотой 12—16 этажей с целью снижения потерь напора в стояках при водоразборе целесообразно кольцевать более двух стояков.
Таким образом в системах с кольцевыми однотрубными магистралями рациональнее использовать секционные узлы (см. рис. 1.6,6). Для более устойчивой циркуляции узел выполняют с дополнительным холостым стояком, который присоединяется нижним основанием к однотрубному разводящему трубопроводу, а верхним — к кольцующей перемычке, объединяющей водоразборные стояки. Вода в секционном узле циркулирует под действием гравитационного давления. При включении водоразборной арматуры на стояках часть воды проходит и по холостому стояку. При этом в нем всегда сохраняется направление движения воды снизу вверх. Благодаря меньшей протяженности холостого стояка и, следовательно, уменьшенным теплопотерям, температура воды в нем всегда выше, чем в водоразборных стояках, поэтому при прекращении водоразбора действием гравитационных сил всегда восстанавливается циркуляция воды в секционном узле. Под действием гравитационного давления во да из подающего трубопровода поднимается по холостому стояку и, проходя через перемычку, опускается по водоразборным стоякам. Минимальное гидравлическое сопротивление холостого стояка (из-за отсутствия местных сопротивлений, меньшей длины и увеличенного диаметра) обеспечивает минимальные потери давления, в результате чего создается более интенсивная циркуляция. Температура воды, поступающей в верхние точки водоразборных стояков, незначительно (на 2—3°С) отличается от температуры воды в магистрали, так как холостой стояк имеет сплошную тепловую изоляцию. В моменты усиленного водоразбора незагруженные водоразборные стояки могут работать параллельно с холостым, снижая тем самым общие потери давления в секционном узле в 4—10 раз (в зависимости от числа закольцованных водоразборных стояков).
Несмотря на преимущества, обусловленные более простой схемой, указанная система не получила широкого распространения из-за того, что для рационального ее использования необходимо замкнуть магистральное кольцо. Для этого требуется полностью завершить нулевые циклы всего микрорайона до пуска в эксплуатацию отдельных зданий, что практически трудно осуществимо.
Чтобы горячая вода сразу текла из крана, одного только водонагревателя недостаточно. Необходимо еще обеспечить правильную циркуляцию воды. Нередко смонтированные ГВС тратят слишком много воды и энергоносителей. Это происходит потому, что потребитель вынужден спускать прохладную воду, в то время как водонагреватель включен на полную мощность. Прежде всего, важно понять, что циркуляция горячей воды в соответствующем контуре не является панацеей. Иногда она совсем не нужна, например, когда проточный водонагреватель расположен практически у самой точки разбора. В таком случае время ожидания горячей воды исчисляется секундами. Организация циркуляции здесь будет явно лишней. Централизованный нагрев в многоквартирных домах производится по средствам циркуляции отопления, а горячая вода берётся с центрального отопления. Так как в частном случае разбор ГВС с отопления частного дома не оправдан затратами следует создать свой малый закрытый контур циркуляции ГВС по средствам принудительного движения воды с использование насоса. Следует отметить, что применение циркуляции ГВС не практична при использование проточных видов водонагревателей и поэтому требуется размещать точки разбора ГВС в непосредственной близости водонагревателя.
Наши сотрудники осуществят монтаж циркуляции ГВС качественно и технически правильно в короткие сроки. Звоните и получите необходимую информацию от наших сотрудников.
Как расшифровывается ГЦТ?
ГЦТ это главный циркуляционный трубопровод, соединяющий оборудование АЭС.
Вещество для передачи тепловой энергии по ГЦТ
По трубе под сильным напором (до 17 МПа) прокачивается насосами горячая вода, нагретая до 320°C, за счет тепла, выделяемого при ядерной реакции. Для сравнения, давление в водопроводе в многоквартирных домах составляет 0,03 МПа.
Главный циркуляционный трубопровод или сварка ГЦТ
При строительстве энергоблоков на этапе тепломонтажных работ производится сварка циркуляционных трубопроводов.
Сейчас совмещение частей циркуляционного трубопровода проводится автоматически, ранее применялся ручной электродуговой способ.
Чтобы изготовить качественный ГЦТ, используется легированная перлитная сталь 10ГН2МФА. Изнутри же он лакируется нержавеющей сталью по специальной технологии антикоррозионной ленточной наплавки.
Высокое качество примыкающих стыков обуславливается вовремя проводящимися аттестацией технологии сварки и исполнителей (сварщиков) до и после сварочных действий. Проверка как визуальная, так и измерительная осуществляется на каждой кромке отвода и трубного блока в трех местах или более. Точки выбираются равномерно расположенные по периметру. Дополнительно проверяются участки, вызывающие сомнения.