4. Присоединение систем горячего водоснабжения к тепловым сетям

По характеру получения горячей воды системы централизованного горячего водоснабжения могут быть открытыми и закрытыми.

В открытых системах вода на горячее водоснабжение отбирается непосредственно из тепловой сети, поэтому требуется оборудовать тепловые станции мощными источниками воды и организовывать на них водоподготовку, что ограничивает применение такой системы.

В открытой системе с зависимым присоединением системы отопления в качестве вода для горячего водоснабжения и смешивается в терморегуляторе (рис. 4.1, а). В результате смешивания обоих потоков давление воды за терморегулятором близко к давлению воды в обратном трубопроводе, поэтому для осуществления циркуляции в системе горячего водоснабжения циркуляционный трубопровод подключается к обратному трубопроводу тепловой сети после дроссельной шайбы. Диаметр шайбы выбирается из расчета создания на ней сопротивления, соответствующего потерям давления в системе горячего водоснабжения.

При давлении в обратном трубопроводе тепловой сети, недостаточном для подачи воды в систему горячего водоснабжения, на трубопроводе горячей воды после терморегулятора устанавливают повысительно-циркуляционный насос (рис 4.1, б), который выполняет функции подпиточного насоса системы отопления с независимым присоединением.

Рис. 4.1. Основные схемы теплового пункта открытой системы горячего водоснабжения

а − схема с зависимым присоединением системы отопления; б − схема с независимым присоединением системы отопления; 1 − обратный клапан; 2 − терморегулятор; 3 − элеватор; 4 − дроссельная шайба; 5 − циркуляционно-повысительный насос; 6 − водомер горячей воды; 7 − регулятор расхода тепла на отопление; 8 − отопительный водонагреватель; 9 − циркуляционный насос отопления; 10 − перемычка для подпитки системы отопления; 11 − теплосчетчик учета теплоты

Открытые системы конструктивно просты и более рациональны, с точки зрения использования теплоты, но при этом возможно ухудшение качества горячей воды.

Схемы присоединения водонагревателей горячего водоснабжения в закрытой системе теплоснабжения показаны на рис. 4.2 ─ 4.3.

Рис. 4.2. Одноступенчатая схема присоединения водонагревателей горячего водоснабжения

1 − регулятор температуры; 2 − водонагреватель горячего водоснабжения; 3 − обратный клапан; 4 − повыстельно-циркуляционный или циркуляционный насос; 5 − водомер горячей воды; 6 − регулятор расхода; 7 − водомер холодной воды

Рис. 4.3. Двухступенчатая схема присоединения водонагревателей горячего водоснабжения

а − смешанная схема подключения; б − последовательная схема подключения; 1 − регулятор температуры; 2 − водонагреватель горячего водоснабжения II ступень; 3 − обратный клапан; 4 − повыстельно-циркуляционный или циркуляционный насос; 5 − водомер горячей воды; 6 − регулятор расхода; 7 − водонагреватель горячего водоснабжения I ступень; 8 − водомер холодной воды

5. Проектирование схемы горячего водоснабжения

Выбор схемы сети внутреннего горячего водоснабжения зависит от типа, назначения и конструктивных особенностей здания, а так же от принятых устройств для приготовления горячей воды. Система горячего водоснабжения должна обеспечивать подачу воды потребителю с температурой не менее 50^оС и не более 75^оС. Основные положения проектирования сети горячего водоснабжения изложены в /1/.

В настоящее время во всех типах зданий нашли широкое применение централизованные системы горячего водоснабжения. Такие системы экономичны и достаточно просты в эксплуатации. Эти системы состоят из тех же элементов, что и системы холодного водоснабжения, к которым добавляют устройство для нагрева воды и циркуляционную сеть, которые необходимы для восполнения потерь тепла и поддержания требуемой температуры воды во всех точках системы.

По способу приготовления горячей воды централизованные системы горячего водоснабжения разделяются на открытые и закрытые системы.

В открытых системах (системах с непосредственным водоразбором из тепловой сети) − вода нагревается в котельных или теплообменниках ТЭЦ, и по внутриквартальной сети поступает в здание, где часть воды идет на систему отопления, а часть − в систему горячего водоснабжения. Циркуляционный трубопровод предусматривается для возвращения охлажденной воды в котельную. Данные системы применяют при низкой карбонатной жесткости исходной воды.

Закрытые системы централизованного горячего водоснабжения предусматривают приготовление горячей воды в водонагревателях, где вода из системы холодного водоснабжения, проходя через водонагреватель, нагревается и поступает в распределительную сеть. Теплоноситель (подогретая вода, пар и т.д.) к водонагревателю поступает из тепловой сети. Центральный тепловой пункт (ЦТП), где ведется приготовление воды на нужды горячего водоснабжения, располагается в отдельно стоящем здании. Выбор схемы присоединения водонагревателей к тепловой сети производится в соответствии со СНиП 2.04.07 − 86 в зависимости от соотношения максимальных тепловых потоков на горячее водоснабжение и на отопление.

В зданиях систему горячего водоснабжения следует проектировать с нижней разводкой магистральных трубопроводов и с вертикальными распределительными трубопроводами (стояками). Для предотвращения остывания воды в трубах, при незначительном водоразборе (например, ночью), необходимо предусмотреть прокладку циркуляционных трубопроводов параллельно с подающими.

В жилых зданиях высотой свыше 4 этажей следует объединять группы по 3 -7 водоразборных стояков кольцующими перемычками в секционные узлы, с присоединением каждого секционного узла одним циркуляционным трубопроводом к магистральному циркуляционному трубопроводу. Кольцующие перемычки рекомендуется прокладывать по теплому чердаку, по холодному чердаку под слоем теплоизоляции или под потолком верхнего этажа [7, п. 5.7.]. Допускается не закольцовывать водоразборные стояки, если протяженность кольцующей перемычки, превышают суммарную протяженность циркуляционных стояков. В ванных комнатах следует предусматривать установку постоянно обогреваемых полотенцесушителей [7, п. 5.8.] с запорной арматурой для их отключения в летний период.

Приготовление горячей воды рекомендуется осуществлять в скоростном нагревателе, который оборудуется регулятором температуры, обеспечивающем автоматическое отключение водонагревателя при достижении расчетной температуры воды.

Разводящие магистральные трубопроводы горячей воды и горизонтальные участки циркуляционного водопровода прокладываются рядом с магистральными трубопроводами холодной воды под потолком подвала уклоном 0,002 – 0,005 в сторону ввода. Для спуска воды из системы в нижних ее точках предусматривают спускные устройства. Водонагреватели и разводящие магистрали независимо от места их расположения покрывают тепловой изоляцией. Распределительные и циркуляционные стояки горячей воды, а так же подводки к водоразборной арматуре прокладываются рядом с трубопроводом холодной воды. При этом стояки горячего водоснабжения монтируются справа по отношению к стоякам холодного водоснабжения. Циркуляционный стояк прокладывают справа от подающего стояка горячей воды [8].

В верхних точках системы трубопроводов систем горячего водоснабжения устанавливаются устройства для выпуска воздуха, если выпуск воздуха невозможен через водоразборную арматуру [7, п. 9.15].

Тепловую изоляцию трубопроводов горячего водоснабжения выполняют толщиной не менее 10 мм [7, п. 9.16^*]. Теплопроводность принятого теплоизоляционного материала должна быть не менее 0,05 Вт/(м∙°С).

При проектировании трубопровода следует предусматривать возможность компенсации температурных удлинений труб. Самокомпенсация температурных удлинений может осуществляться за счет углов поворотов сети. Каждый поворот сети, в зависимости от диаметра трубы и толщины ее стенки может удлиняться на 10 − 20 мм.

При удлинении прямых участков сети на величину до 50 мм следует устанавливать компенсаторы. Компенсаторы устанавливают на участках трубопроводов разделенных неподвижными опорами таким образом, чтобы общая длина удлинения компенсировалась принятым компенсатором. Расчетное тепловое удлинение участка сети определяется

,

(5.1)

где − расчетное тепловое удлинение участка, мм;

− коэффициент, учитывающий релаксацию, т.е. понижение временного сопротивления материала в результате положительного действия нагрузки и предварительного растяжения компенсатора;

− полное тепловое удлинение участка трубопровода, мм.

,

(5.2)

где − средний коэффициент линейного расширения материала при нагревании его на 1°С, для стали =0,000012 мм∙м/°С;

− расчетный перепад температуры, характерный для данной системы, °С;

− расстояние между неподвижными опорами (длина участка), м.