2.4. Сокращение энергоемкости систем водоснабжения
Расход воды в системах холодного и горячего водоснабжения жилого дома определяется двумя факторами, — поведением жителей и давлением воды. Энергосберегающее поведение жителей определяется, главным образом, суммами ежемесячных платежей за воду, если платежи эти отвечают объемам фактического потребления воды. Действующие в Украине нормы [7] требуютобязательной установки квартирных водосчетчиков. Нормами [1] установлена новая предельная величина давления у водоразборных кранов. Теперь она равна 4,5 бар вместо 6, и это обстоятельство должно способствовать заметному уменьшению потребления воды в многоэтажных жилых домах и, как результат, уменьшению нормы водопотребления, которая пока остается чрезмерно высокой. Более низкое нормативное давление ведет к увеличению количества зон в высотных зданиях и к уменьшению мощности повысительных водопроводных насосов. Для того чтобы уменьшить потребление энергии приводами повысительных насосов, насосные установки нужно выполнять с пневмобаками, при наличии которых насосы могут автоматически отключаться в период, когда нет водоразбора. Ведущие фирмы поставляют в собранном виде насосные группы с пневмобаком с возможностью одновременного включения нужного количества насосов, один из которых служит для подачи воды при минимальной потребности. Самым рациональным способом управления повысительным насосом является частотное регулирование. Применением сложных систем управления повысительными насосами определяется необходимость единой повысительной установки для систем холодного и горячего водоснабжения. Она должна рассчитываться на подачу суммарного секундного расхода воды при давлении, учитывающем потери в водонагревателях горячего водоснабжения, которые не должны превышать 1 бар в обеих ступенях подогрева. При этом максимальное давление в системе горячего водоснабжения не должно превышать 4,2 бара, а в холодном водопроводе в этом случае допускается 4,8 бара. При необходимости понижения давления во внутренней водопроводной системе невысокого здания применяется регулятор давления прямого действия «после себя». На рис. 10 показана схема водопроводного ввода с регулятором давления «после себя». Регулятор должен применяться в тех случаях, когда давление Р1 в городском водопроводе, выраженное в метрах водяного столба, превышает высоту, м, водопроводной системы здания на 20 м и более. При установке регулятора следует иметь в виду, что он может применяться исключительно на хозяйственно-бытовых системах водоснабжения.
На противопожарных системах регуляторы давления по схеме рис. 10 устанавливать не допускается. Установка регуляторов давления «после себя» рекомендуется на водопроводных вводах зданий детских садов и школ, расположенных внутри района, застроенного многоэтажными зданиями, а также в других подобных случаях. Циркуляционные насосы систем горячего водоснабжения должны обеспечивать расход воды QГВС, м3/ч, минимально необходимый для предотвращения ее чрезмерного (более чем на 10 °C) охлаждения при отсутствии водоразбора.
где Δt — предельно допустимая разность температур, °C, в горячем и циркуляционном трубопроводах, принимаемая 10 °C; с — удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг . °C); φ-— коэффициент, учитывающий несбалансированность циркуляционной системы горячего водоснабжения.
Значения рекомендуется принимать равным 1 при одном циркуляционном стояке в системе, а также при нескольких циркуляционных стояках, если на каждом из них установлен настроенный надлежащим образом балансировочный вентиль. При отсутствии балансировочных вентилей 1,2 < φ < 1,5. Для разветвленных систем горячего водоснабжения рекомендуется принимать более высокие значения φ; WГВС — тепловой поток, кВт, от нагретых трубопроводов системы горячего водоснабжения в помещения, вычисляемый по формуле:
где ά — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 . °C), от поверхности нагретой трубы к воздуху помещения, принимаемый 11 Вт/(м2 . °C); tП — температура, °C, помещений, в которых прокладываются трубы горячего водоснабжения; -Di . Li — сумма произведений диаметров, м, неизолированных трубопроводов (включая трубопроводы полотенцесушителей, присоединенных к стоякам горячего водоснабжения) на их длину, м; -Dj . Lj — сумма произведений диаметров, м, изолированных трубопроводов на их длину, м; -ηИЗ — эффективность тепловой изоляции, величина которой не должна быть меньше 0,8. Давление Н, кПа, циркуляционного насоса системы горячего водоснабжения принимают равным величине гидравлического сопротивления контура циркуляции, включающего в себя наиболее удаленный от насоса циркуляционный стояк, при прохождении через сборный участок контура расхода QГВС, вычисленного по формуле 5. Циркуляционными насосами горячего водоснабжения целесообразно управлять, отключая их во время пикового водоразбора. Командой для такого отключения может быть электрический сигнал от водосчетчика или от датчиков перепада давления, установленных, например, до и после водоподогревателя. В системах горячего водоснабжения пристроенных помещений общественного назначения циркуляционный насос нужно отключать по команде таймера на ночь и на выходные дни вместе с отключением водоподогревателя горячего водоснабжения от тепловой сети. При прокладке трубопроводов горячего водоснабжения в эффективной тепловой изоляции расходы тепловой и электрической энергии на циркуляцию будут минимальными, в особенности при использовании электрических полотенцесушителей вместо водяных, которые обычно присоединяют к системе горячего водоснабжения. При применении в качестве водонагревателей интенсифицированных кожухотрубных теплообменников ТТАИ можно вообще отказаться от использования циркуляционных насосов в системах горячего водоснабжения (раздел 3.4).