Центральная система горячего водоснабжения

Центральная система горячего водоснабжения

Отличительной чертой централизованного горячего водоснабжения является непрерывное поступление горячей воды к водоразборным приборам. В современных системах теплоснабжения набольшее распространение получило приготовление горячей воды в местных или центральных тепловых пунктах, из которых вода поступает в системы горячего водоснабжения.

Рис. 3.1. Тупиковая схема горячего водоснабжения с верхней разводкой и баком-аккумулятором: 1 – водопроводная вода; 2 – секционный водонагреватель; 3 – верхний бак-аккумулятор с поплавковым краном; 4 – к водоразборным приборам; РТ – регулятор температуры;
t1, t2, tх – соответственно температура воды в подающем и обратном трубопроводах и холодной водопроводной

Горячее водоснабжение от МТП организуется главным образом при районном или квартальном теплоснабжении.

На предприятиях с постоянным и большим водоразбором, а также в небольших малоэтажных жилых домах с периодическим водоразбором распространены простые и дешевые тупиковые схемы с верхней разводкой и аккумулятором (рис. 3.1). Горячая вода в таких системах подготавливается заранее до начала водоразборов. Большой запас воды в аккумуляторе позволяет сохранять высокую температуру даже при продолжительных перерывах потребления воды.

В больших жилых зданиях с неравномерным потреблением горячей воды и без аккумулирования тупиковая разводка недопустима, так как продолжительное прекращение водоразбора может привести к недопустимому остыванию воды и необходимости ее слива. Остывание воды в разводящих трубопроводах предупреждается непрерывной или кратковременной естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя в местной системе.

Естественная циркуляция наиболее эффективна в системах с верхней разводкой, так как с устройством замкнутого контура (рис. 3.2) непрерывно действующая циркуляция возникает естественным путем. Естественное движение воды происходит 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 1 и прокладкой разводящих трубопроводов 3, 4, 5 без тепловой изоляции. В результате разность температур воды в контуре (на выходе из подогревателя и на входе в него) достигает максимального значения.

В зданиях с большими чердачными помещениями вместо воздухосборников целесообразно устанавливать баки-аккумуляторы.

Ввиду сравнительно малой величины естественного циркуляционного давления пределы применения естественной циркуляции ограничены. В зданиях с длиной разводящих трубопроводов, превышающей допустимые пределы, применяется принудительная циркуляция с помощью насосов. Она допускается в системах с нижней разводкой трубопроводов (рис. 3.3).

Системы горячего водоснабжения с непрерывной циркуляцией работают с постоянным подогревом воды, что является необходимым условием применения полотенцесушителей. Поэтому в жилых домах горячее водоснабжение должно проектироваться с циркуляцией и полотенцесушителями. Полотенцесушители размещаются в ванных комнатах и душевых помещениях на трубопроводах, в которых обеспечивается постоянное протекание горячей воды. Часто полотенцесушители присоединяются к циркуляционным стоякам.

Необходимость применения циркуляции определяется из условия обеспечения минимально допустимой температуры воды в наиболее удаленной и высокорасположенной точке водоразбора. При этом в жилых домах до пяти этажей без полотенцесушителей циркуляция воды должна предусматриваться только в подающих трубопроводах. В зданиях большей и любой этажности, но с полотенцесушителями на трубопроводах горячего водоснабжения, циркуляция должна предусматриваться в подающих трубопроводах и разводящих стояках одновременно.

Рис. 3.3. Схема горячего водоснабжения с нижней разводкой и принудительной циркуляцией: 1 – полотенцесушитель; 2, 3 – подающая и циркуляционная линии; 4 – секционный водонагреватель; 5 – водопровод; 6 – циркуляционный насос; В – водомер

Системы горячего водоснабжения с нижней разводкой и аккумулированием могут иметь только нижнее расположение баков-аккумуляторов (рис. 3.4). Нижние баки находятся под статическим давлением воды самой высокой точки водоразбора. Запас теплоты в баках создается при уменьшении или прекращении водоразбора, когда производительность насоса и подогревателя превышает нагрузку горячего водоснабжения. В такие периоды поступление холодной воды из водопровода в замкнутую систему уменьшается или полностью прекращается, а непрерывная работа подогревателя используется на накопление тепловой энергии в системе.

При отсутствии водоразбора вся горячая вода из подогревателя поступает в систему (на циркуляцию) и в бак, вытесняя из него холодную воду сверху вниз. Вытесняемая из бака вода смешивается с остывшей циркуляционной водой и вновь через подогреватель нагнетается в бак и в систему. При частичном водоразборе убыль воды в системе пополняется из водопровода, а поступление горячей воды в бак уменьшается на величину установившегося водоразбора. Такой процесс постепенного заполнения аккумулятора горячей водой называется зарядкой. Когда разбор горячей воды становится равным производительности зарядочного насоса и подогревателя, зарядка аккумулятора прекращается, и ввиду падения давления в циркуляционном трубопроводе обратный клапан закрывается, прекращая циркуляцию воды. При максимальном водоразборе, превышающем производительность установки, давление в разводящих трубопроводах становится меньше давления в водопроводе. Тогда под давлением холодной водопроводной воды недостающее количество горячей воды будет вытесняться в систему из бака снизу вверх, аккумулятор при этом разряжается.

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

Схемы горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловых сетей отличаются от рассмотренных тем, что в тепловых пунктах вместо подогревателей устанавливаются групповые смесители (рис. 3.5 и 3.6). Смесители предназначены для понижения температуры сетевой воды из подающего трубопровода подмешиванием более холодной воды, поступающей из системы отопления. Необходимая температура горячего водоразбора регулируется изменением подачи воды из подающего трубопровода с помощью регулятора температуры. Для устранения перетоков воды из подающего трубопровода в обратный на обратном трубопроводе устанавливается обратный клапан.

Читайте также:  Как измерить скорость воздуха

Для нормальной работы систем горячего водоснабжения необходимо, чтобы давление после смесителей было достаточным для поступления воды к самым высоким и удаленным точкам водоразбора. В теплое время года при водоразборе из подающей линии это давление должно быть обеспечено в точках а (рис. 3.5) при открытом вентиле 5, при водоразборе из обратной линии – в точках б при закрытом вентиле 5. В схеме на рис. 3.5 необходимое давление в точках а и б подбирается из условия свободного заполнения горячей водой бака-аккумулятора.

В схеме на рис. 3.6 циркуляция в летний и зимний периоды создается различным образом. Летом при водоразборе из подающей линии вентиль а закрывается. Так как большая разность давлений между подающей и обратной линиями вызывает излишнюю циркуляцию воды, то для поглощения избыточного циркуляционного давления поток воды направляется через летнюю шайбу путем закрытия вентиля б. В зимний период водоразбор производится одновременно из обоих трубопроводов или только из обратного, для этого вентиль а должен быть открытым. Для циркуляции воды в системе горячего водоснабжения необходимо, чтобы давление в точке в было меньше давления в точке г, что достигается установкой зимней шайбы. Для уменьшения гидравлического сопротивления циркуляционного трубопровода летняя шайба отключается и вся циркуляционная вода протекает по линии с открытым вентилем б.

Горячее водоснабжение по схеме на рис. 3.5 применяется в домах с большим и периодическим водоразбором, а без циркуляции используется там же, где и схема, показанная на рис. 3.1.

Подогреватели горячего водоснабжения в закрытых системах теплоснабжения обходятся значительно дороже смесителей. Но при непосредственном большом водоразборе из тепловых сетей затраты на подготовку подпиточной воды на тепловой станции и перекачку теплоносителя в сетях иногда превышает экономию, получаемую от замены подогревателей в тепловых пунктах смесительными приборами. Использование комбинированной схемы, показанной на рис. 3.7, дает ощутимую экономию расхода сетевой воды за счет добавки в местную систему водопроводной воды, нагреваемой в подогревателе обратной водой из системы отопления. Когда температура сетевой воды в обратном трубопроводе повышается до 70 о С, водоразбор из подающего трубопровода может быть полностью прекращен. В этом случае горячее водоснабжение целиком обеспечивается водопроводной водой, нагреваемой в теплообменнике. Эта схема по капитальным затратам дороже схем с непосредственным водоразбором, но позволяет сократить объем водоподготовки на 35 – 40% и расход электроэнергии на циркуляцию сетевой воды – на 20%.

Существуют различные схемы подключения стояков горячего водоснабжения. «Классическая» схема с циркуляционным стояком на каждый подающий стояк (рис. 3.8, а) отличается наибольшей металлоемкостью. В схеме с парнозакольцованными стояками (рис. 3.8, б) водоразрные приборы и полотенцесушители присоединяются к подающим и циркуляционным стоякам. По такой схеме в часы максимального водоразбора обa стояка являются подающими, в остальное время один из стояков выполняет функции циркуляционного. Переключение стояка с режима подачи на режим циркуляции осуществляется автоматическим устройством в тепловом пункте. Схема не получила распространения из-за плохого прогрева полотенцесушителей и пониженной температуры водоразбора из циркуляционного стояка при циркуляционном режиме работы. Общим недостатком схем а и б является небольшая скорость циркуляции воды, способствующая ускоренной коррозии полотенцесушителей.

В жилых домах к циркуляционному стояку можно присоединять несколько подающих стояков (рис. 3.8, в, г), пропорционально их числу увеличивается скорость воды в циркуляционном стояке. Схемы по металлозатратам более экономичны и при загрузке циркуляционных стояков полотенцесушителями коррозия полотенцесушителей несколько уменьшается.

В зданиях высотой более 50 м системы горячего водоснабжения должны быть разделены на зоны, так как при сохранении традиционных для зданий средней этажности схем циркуляции возникают трудности регулирования одинакового давления в водоразборных приборах различных этажей. Высота зон определяется по нормам проектирования внутреннего водопровода. В наиболее часто встречающихся схемах (рис. 3.9, а) каждая зона обеспечивается горячей водой от своего комплекта оборудования в МТП или ЦТП. Подобные схемы надежны, но имеют высокую начальную стоимость и большие эксплуатационные затраты.

При подаче горячей воды по общему подающему трубопроводу (рис. 3.9, б) давление в верхней зоне регулируется регулятором давления на циркуляционном стояке или подкачивающим насосом на подающем стояке. В нижней зоне необходимое давление контролируется установкой регулятора давления на подающем стояке. Недостатком такой схемы является сложность наладки режимов циркуляции при большой разнице давлений воды в зонах.

Наиболее перспективна схема горячего водоснабжения с естественной циркуляцией в пределах каждой зоны и подогревом воды в небольших подогревателях, установленных на подающих стояках. В этом случае горячая вода должна подаваться из ЦТП по тупиковой схеме.

ГВС от ЦТП рассчитывается для обслуживания 2 – 20 зданий. Групповые подогреватели (в закрытых системах теплоснабжения) и смесительные устройства (в открытых системах теплоснабжения) в ЦТП присоединяются к теплосетям по таким же схемам, как и в МТП. Из ЦТП горячая вода по квартальным сетям подается в МТП каждого здания в квартале. В МТП системы горячего водоснабжения зданий подающими и циркуляционными стояками врезаются в соответствующие трубопроводы, проложенные от ЦТП обычно в подвалах домов.

Читайте также:  Набор бит метабо 32 предмета

Рис. 3.9. Схема горячего водоснабжения зданий повышенной этажности:
а – раздельная; б – совместная

Наиболее серьезные недостатки группового приготовления горячей воды в ЦТП связаны с непосредственным присоединением стояков местных систем горячего водоснабжения к квартальным трубопроводам от ЦТП. Непосредственное присоединение создает большое число перемычек между подающим и циркуляционным трубопроводами, которое затрудняет равномерное распределение горячей воды по стоякам в здании и между зданиями. Ввиду неравенства гидравлического сопротивления ближних и дальних перемычек расходы воды по мере удаления зданий от ЦТП по перемычкам уменьшаются и иногда значительно. Для восстановления расчетных расходов горячей воды в каждом здании требуется установка в МТП дополнительной регулирующей арматуры, например, регуляторов расхода, шайб. Это, в свою очередь, усложняет наладку системы и ее обслуживание.

Стремление увеличить число обслуживаемых зданий и радиус действия ЦТП приводит также к существенному снижению температуры горячей воды у наиболее удаленных потребителей. Низкая температура воды способствует росту ее потребления за счет слива остывшей воды и сокращения расхода холодной воды на подмешивание к горячей воде. Для предупреждения значительного охлаждения и слива воды из системы наиболее удаленных зданий рекомендуется предусматривать в них дополнительную автономную циркуляцию воды с помощью местных циркуляционных насосов, которая одновременно повышает гидравлическую устойчивость горячего водоснабжения.

Исходя из отмеченных явлений, выбор группового приготовления горячей воды в каждом конкретном случае необходимо подтверждать технико-экономическим расчетом.

Централизованное горячее водоснабжение в системах с паровым теплоносителем применяется в основном в рабочих поселках, сельских населенных пунктах, имеющих собственные паровые котельные или получающих теплоту от ближайших производственных комплексов. Приготовление горячей воды производится либо на месте потребления, либо непосредственно в котельных. Водопроводная вода нагревается в секционных или емкостных пароводяных подогревателях поверхностного типа.

Введение

Нам часто задают вопрос: "Какая система горячего водоснабжения лучше: открытая или закрытая?". Правда заключается в том, что не существует закрытых и открытых систем ГВС, на самом деле, правильно говорить о Закрытых и Открытых системах теплоснабжения, где системы ГВС — лишь их часть. С другой стороны, то как организована подача воды на ГВС в системе теплоснабжения и определяет ее тип. Звучит немного запутано, но дальше все встанет на свои места.

Виды систем теплоснабжения

Системы теплоснабжения классифицируются по различным параметрам:

  • В зависимости от размещения источника тепла: Централизованные и Децентрализованные;
  • По температурному режиму: Низкопотенциальные, Среднепотенциальные и Высокопотенциальные;
  • По типу теплоносителя: Водяные и Паровые;
  • По способу подключения к потребителю: Одноступенчатые и Многоступенчатые;
  • По числу трубопроводов: Однотрубные, Двутрубные и Многотрубные;
  • По способу подачи воды на ГВС: Открытые и Закрытые.

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:

  • трубы различного сечения (с Диметром условного прохода от 20 до 200 мм включительно);
  • задвижки;
  • манометры;
  • термометры;
  • обратные клапаны;
  • шаровые краны;
  • регуляторы температуры (с контроллером и без);
  • тепловая изоляция.

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:

  • Простота монтажа;
  • Простота обслуживания.

Минусы открытой системы:

  • Наличие в горячей воде вредных химических примесей: могут сушить кожу, вызывать раздражения, горячая вода не является питьевой по качеству;
  • Высокая стоимость приготовления воды в централизованных условиях;
  • От горячей воды периодически исходит неприятный запах;
  • Вода периодически имеет оранжевый оттенок из-за ржавчины;
  • Необходимо платить за более дорогую химически-обессоленную воду;
  • При неправильной эксплуатации системы возможно кратковременное течение из водоразборных кранов воды более 100 градусов, что может приводить к ожогам.
Читайте также:  Слив с бойлера в канализацию

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:

  • Трубы различного сечения, задвижки, манометры, термометры, клапаны обратные, краны шаровые и регуляторы температуры (с контроллером и без), тепловую изоляцию, как и в открытой системе, обслуживают: слесарь-сантехник или бригада слесарей.
  • Контроллеры и тепловую автоматику обслуживают сотрудники специализированной организации.
  • Для обслуживания электрических узлов в штате эксплуатирующей организации необходим электрик.

Плюсы закрытой системы:

  • Отсутствие неприятного запаха от воды;
  • Горячая вода по уровню соответствует воде питьевого качества;
  • Более низкая стоимость приготовления воды;
  • Экономия благодаря отсутствию необходимости платить за химически-обессоленную воду.
  • Из крана будет течь вода температурой не более 60 градусов, что предотвращает сильные ожоги.

Минусы закрытой системы:

  • Использование дорогостоящего оборудования, как следствие, более высокие капитальные затраты на этапе строительства;
  • Более дорогое обслуживание (по сравнению с открытой системой теплоснабжения).

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».

Горячее водоснабжение может быть централизованным и местным. В первом случае приготовление воды производится в одном центре, из которого она подается по трубам ко всем точкам водоразбора. При местном горячем водоснабжении приготовление воды производится вблизи от места ее потребления

Местные системы горячего водоснабжения

Приготовление воды при местном горячем водоснабжении производят в газовых водонагревателях или колонках, приспособленных для сжигания твердого топлива, а при системах квартирного отопления — в змеевиках или сварных баках, вделываемых в плиты т очаги. При отсутствии газопровода колонки на твердом топливе устанавливают в жилых зданиях высотой до пяти этажей включительно. Газовые водонагреватели устанавливают в жилых зданиях любой этажности, если имеется возможность размещения каналов для отвода продуктов сгорания.

Различают: 1) одноточечные полуавтоматические газовые водонагреватели, они могут обслуживать поочередно 2 прибора — ванну и умывальник, находящийся непосредственно у водонагревателя; 2) многоточечные автоматические водонагреватели, обслуживающие точки водоразбора, находящиеся на расстоянии до 10 м от водонагревателя.

В многонаселенных квартирах установка многоточечных водонагревателей нецелесообразна, потому что в таких квартирах долгое время работают мойки, что приводит к перегоранию радиатора нагревателей, а также возникают трудности при пользовании ванной, так как при выходе воды из нескольких кранов может резко меняться температура.

Централизованные системы горячего водоснабжения

Воду в централизованных системах горячего водоснабжения приготовляют следующим способами: 1) в центральных тепловых пунктах (ЦТП), нагревая ее в водоводяных подогревателях водой, поступающей из квартальной (районной) котельной или от ТЭЦ; 2) тем же способом, но при расположении водоводяных подогревателей в тепловом пункте здания; 3) в домовых или групповых котельных, где вода нагревается непосредственно в водогрейных котлах или в пароводяных подогревателях, присоединенных к паровым котлам. В последнее время получил распространение четвертый вид системы горячего водоснабжения — с непосредственным разбором воды из тепловой сети, присоединенной к ТЭЦ или к котлам квартальных (районных) котельных.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector