Системы горячего водоснабжения подразделяются на местные и централизованные. Радиус действия местных систем очень невелик и часто ограничивается одной квартирой. Приготовление горячей воды в таких системах происходит в местных генераторах теплоты (газовые водонагреватели, малометражные котлы и т. п.).
Схема централизованного водоснабжения выбирается в зависимости от условий приготовления и подачи горячей воды в здание. Централизованные системы могут быть открытыми и закрытыми.
Открытые системы применяются при водозаборе непосредственно из теплосети, если вода в ней питьевого качества.
При открытых схемах горячая вода в зимнее время разбирается из обратного трубопровода системы отопления. В летнее время, а также в начале и конце отопительного сезона, когда в систему отопления подается теплоноситель с пониженной температурой (60–70 оС), вода в систему горячего водоснабжения поступает непосредственно из подающего трубопровода теплосети.
Присоединение системы горячего водоснабжения к теплосети осуществляется в тепловом (элеваторном) узле каждого здания (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема теплового узла открытой системы горячего водоснабжения: 1, 2 – подающий и обратный трубопроводы теплосети; 3, 4 – подающий и обратный трубопроводы системы отопления; 5 – гидроэлеватор; 6, 7 – подающий и обратный трубопроводы системы горячего водоснабжения; 8 – зимняя диафрагма; 9 – летняя диафрагма; 10 – грязевик; 11 – манометр; 12 – термометр
При закрытой схеме горячего водоснабжения первичный теплоноситель (пар, вода) из тепловой сети используется для подогрева водопроводной воды в водонагревателях, устанавливаемых в центральных тепловых пунктах (ЦТП) и обслуживающих, как правило, группу зданий. В отдельных случаях водонагреватели могут размещаться в специальных помещениях непосредственно в подвалах жилых зданий. Схема горячего водоснабжения с ЦТП приведена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Схема ЦТП при закрытой схеме горячего водоснабжения:
1, 2 – подающий и обратный трубопроводы теплоносителя (пар или горячая вода не питьевого качества); 3 – скоростной водонагреватель; 4 – трубопровод подачи холодной воды из наружной водопроводной сети или от гидропневматического бака при наличии насосной станции подкачки; 5, 6 – подающий и циркуляционные трубопроводы системы горячего водоснабжения
2.2. Конструирование
При открытой системе по генеральному плану выполняется трассировка ввода теплосети, намечается место размещения элеваторного узла в подвале здания (по возможности ближе к центру здания) и производится трассировка внутренних трубопроводов.
При закрытой схеме по генеральному плану намечается место расположения ЦТП (обычно совместно с насосной станцией подкачки холодного водопровода), производится трассировка внутриквартальной тепловой сети и внутренних трубопроводов.
В жилых зданиях, как правило, магистрали, стояки и подводки к приборам горячего водоснабжения прокладываются совместно с соответствующими трубопроводами холодного водопровода с установкой на стояках полотенцесушителей в ванных комнатах.
Особенностью работы систем горячего водоснабжения является необходимость поддержания достаточно высоких температур воды в ночное время, когда водоразбор отсутствует. Для этого по специальным трубопроводам осуществляется циркуляция, позволяющая за счет притока горячей воды компенсировать теплопотери трубопроводов.
В жилых зданиях высотой свыше 4 этажей группы близкорасположенных водоразборных стояков (обычно от 3 до 7) объединяют поверху кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого секционного узла одним циркуляционным трубопроводом (стояком) к сборному циркуляционному трубопроводу системы. Кольцующие перемычки прокладывают по теплому чердаку, по холодному чердаку под слоем теплоизоляции или под потолком верхнего этажа. По циркуляционному трубопроводу охлажденная вода возвращается в водонагреватель (при закрытой схеме) либо в обратный трубопровод теплосети (при открытой схеме).
Счетчики горячей воды (на температуру воды до 90о) предусматривают на вводе в каждую квартиру, а также на вводах в здания на подающем и циркуляционном трубопроводах горячего водоснабжения без обводных линий с установкой обратного клапана на циркуляционном трубопроводе.
На внутренних сетях горячего водоснабжения используются те же трубы, что и в холодном водопроводе. Все подающие и циркуляционные трубопроводы, кроме подводок к санитарно-техническим приборам, оборудуются теплоизоляцией с толщиной теплоизоляционного слоя не менее 10 мм и теплопроводностью теплоизоляционного материала не более 0,05 Вт/(м× оС).
Запорная арматура устанавливается у основания и на верхних концах закольцованных по вертикали стояков, а также на вводе в каждую квартиру перед водомером. На полотенцесушителях предусматривается запорная арматура для их отключения в летний период.
По итогам конструирования вычерчивается расчетная (аксонометрическая) схема системы горячего водоснабжения и производится ее расчет. Гидравлический расчет сети горячего водоснабжения выполнятся в два этапа:
· в режиме максимального водоразбора;
· в режиме циркуляции.
2.3. Гидравлический расчет в режиме максимального водозабора
Прежде чем преступать к расчетам, необходимо проверить, не превышает ли гидростатический напор у санитарно-технических приборов нижнего этажа 45 м. Для закрытых систем горячего водоснабжения, питающихся от холодного водопровода, эта проверка была проведена при расчете системы холодного водоснабжения. Для открытых систем такой напор определяется как
Н1э = Нв – Нгеом , (2.1)
где Нгеом – разница отметок приборов 1-го этажа и отметки обратного трубопровода теплосети в элеваторном узле (в подвале здания); Нв – напор в обратном трубопроводе системы теплоснабжения, м. Если рассчитанный напор превышает предельное значение, необходимо предусматривать установку регулятора давления на подающем трубопроводе системы горячего водоснабжения.
Задачей расчета является подбор диаметров и определение напора, необходимого для нормальной работы системы Нтр в точке присоединения к теплосети (в открытых системах) или к трубопроводу холодного водопровода (в закрытых системах).
Расчет рекомендуется вести в следующем порядке.
1. На расчетной схеме выбирается расчетная ветвь – от теплового узла в подвале здания при открытой схеме или ЦТП в отдельно стоящем здании при закрытой схеме до диктующего прибора, выделяются и нумеруются участки ветви.
2. Определяется вероятность действия санитарно-технических приборов в здании Рh (для горячего водоснабжения):
(2.2)
где – норма расхода горячей воды, л, потребителем в час наибольшего потребления; – расход горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором; для жилых зданий = 10 л/ч, = 0,18 л/c; U и N назначаются в соответствии с комментариями к формуле (1.3), причем следует учесть, что число приборов, потребляющих горячую воду, меньше общего числа приборов в здании (за счет унитазов).
3. Определяются расчетные расходы горячей воды на участках qh, л/с:
, (2.3)
где – секундный расход одним прибором, для жилых зданий = 0,18 л/с; a определяется в соответствии с указаниями к формуле (1.4).
4. По таблицам для гидравлического расчета (при открытых схемах горячего водоснабжения) по расчетным расходам с учетом рекомендуемых скоростей (до 3 м/с) назначаются предварительные диаметры труб на расчетных участках и по аналогии – всех остальных подающих трубопроводов. При закрытых схемах в системы горячего водоснабжения поступает вода из холодного водопровода, не прошедшая антикоррозионную и противонакипную обработку, и при гидравлическом расчете следует пользоваться номограммой, учитывающей эти неблагоприятные факторы (прил. 13).