Система горячего водоснабжения в многоэтажных зданиях: организация подачи горячей воды

Система горячего водоснабжения (ГВС) представляет собой комплекс устройств, задачей которых является подогрев холодной воды и её распределение по точкам водопользования. В случае централизованных систем одна водонагревательная установка, расположенная в котельной или центральной теплоэлектростанции (ЦТП), осуществляет обеспечение горячей водой одного или нескольких больших зданий в пределах жилого микрорайона, квартала или поселка.

Системы ГВС подразделяют на централизованные и мест­ные (децентрализованные).

В централизованных системах одна водонагревательная 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 от­сутствие 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 °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 °С в ванных и до 45 °С — при шаечном мытье в банях, разбавляя горячую пер­вичную воду холодной с помощью смесительных кранов и уст­ройств.

В последние годы в зданиях высотой 5 этажей и более часть подающих стояков (например, от 3 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, приготовление 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, прачечные, химчистки, бассейны) наряду со скоростными во­допроводящими установками нашли широкое 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 стальные трубы 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.

Нормы расхода воды, л, на 1 жителя жилых домов

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 °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.(таблица выше).

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 систему 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, нагревая воду в водоподогревателе. Конденсат из змеевика через конденсационный трубо­провод поступает обратно в котел. Вода в водонагревателе на­ходится под давлением городского водопровода и нагревается до 70 °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 водоподогре- ватель 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 рычажный 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 16×1 мм или 16×0,75 мм. Подогреватели из­готовляют 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 нужной 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 16×0,75 мм. К корпусу приварены патрубки с фланцами для соединения секций по междутрубному пространству. Во­донагреватели рассчитаны на максимальную температуру се­тевой воды 150 °С и рабочее давление греющей и нагреваемой воды до 1 МПа.

Схему с пароводяным 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 воздухоотводчик. 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 учитывают 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 в систему 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 остывания воды в трубах, например в мно­гоэтажных жилых зданиях, гостиницах.

Однотрубные системы централизованного горячего водоснаб­жения в настоящее время широко применяют в жилых зданиях (рисунок ниже). 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 2, а один опускной стояк — к циркуляционной магистрали 3. К опускному стояку так же, как и к подающему, присоединяются приборы для водоразбора горячей воды. Для обеспечения равномерной циркуляции воды в системах горячего водоснаб­жения зданий, присоединяемых к одному центральному теп­ловому пункту, на опускном стояке предусматривается установка диафрагмы 1.

Секционный узел однотрубной системы горячего водоснабжения

1 — диафрагма; 2 — подающая транзитная магистраль; 3 — циркуляционная транзитная Магистраль; 4 — пробковый кран; ЦВ — централизованное водоснабжение; ГВ — горячее водоснабжение; i — уклон трубы

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 одно­трубных системах подающая 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 этажа к 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 пяти 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 подразделяются 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.

Монтаж трубопровода ГВС осуществляют из узлов и деталей, заготовленных в ЦЗМ по замерным эскизам или монтажным проектам (рисунок ниже).

Схема монтажа водопроводного стояка

1 — подводка к умывальнику; 2 — подводка к бачку; 3 — муфта; 4 — контргайка; 5 — длинная резьба; 6, 9 — тройники; 7 — пробка; 8 — вентиль

Стояки горячего водоснабже­ния монтируют справа по отно­шению к стоякам холодного во­доснабжения. Циркуляционный стояк прокладывают справа от го­рячего стояка. Расстояние между осями стояков составляет 80 мм.

Горизонтальную разводку трубо­провода от стояков к приборам следует вести у пола: трубопровод холодной воды на 100 мм выше чистого пола, а горячей воды — на 200 мм. Вертикальные подводки к приборам нужно вести так же, как и стояки: горячий — справа, хо­лодный — слева. Трубопровод ук­репляют на стене при помощи хо­мутиков.

Трубопроводы горячего водо­снабжения диаметром до 70 мм изготовляют из оцинкованных во­догазопроводных труб. В качестве уплотнительного материала ис­пользуют льняную прядь, пропи­танную свинцовым суриком, замешенным на натуральной оли­фе. Трубы ГВС диаметром до 32 мм прокладывают на расстоянии 35 мм от поверхности штукатурки до оси трубы. Оцинкованные тру­бы собирают на резьбе при помо­щи фитингов из ковкого чугуна или стальных оцинкованных. До­пускается электросварка оцинко­ванных труб в среде углекислого газа. При сварке труб диаметром до 32 мм применяют надвижные муфты (для сохранения живого сечения труб); трубы диаметром более 32 мм сваривают встык. Не допускается газовая сварка вследствие значительного выгорания цинка. Неоцинкованные трубы соединяют преимущественно сваркой.

Повороты магистральных трубопроводов выполняют путем гибки. На трубах малого сечения допускается установка уголь­ников под утлом 90°. В местах перекрытий, внутренних стен и перегородок трубопроводы заключают в гильзы.

Трубопроводы ГВС укладывают выше трубопроводов хо­лодного водоснабжения. Для спуска воды из системы и выпус­ка воздуха трубы укладывают с уклоном 0,002-0,005.

Водонагреватели горизонтального типа устанавливают на металлическом каркасе или на кирпичных столбиках с подъе­мом 10-15 мм в сторону верхнего штуцера. Между водоподогревателем и кирпичными опорами прокладывают асбестовый картон толщиной 5 мм, чтобы металл в местах соприкоснове­ния с кирпичной кладкой не ржавел и водоподогреватель при нагревании мог свободно удлиняться, не разрушая кладку столбиков. На водоподогревателе устанавливают термометр и предохранительный клапан.

Паровые водогрейные котлы монтируют, устанавливая на них дополнительно паросборники и паровую арматуру.

Гидравлическое и тепловое испытания сети горячего водоснаб­жения производят по окончании монтажа. Сеть испытывают на гидравлическое давление выше рабочего на 0,5 МПа, но не более 1 МПа. Перед испытанием из системы удаляют воздух. Испыта­ние продолжается 10 мин, в течение которых давление не должно упасть более чем на 0,05 МПа. При тепловом испытании системы горячего водоснабжения воду нагревают до температуры 50-60 °С и проверяют работу системы при числе действующих при­боров, предусмотренных рабочей документацией. Отклонение температуры от расчетной не должно превышать 5 °С.

Теплообменники испытывают гидравлическим давлением, превышающим в 1,5 раза наибольшее рабочее давление, но не менее 0,3 МПа для паровой части и не менее 0,4 МПа для водя­ной части. Давление не должно падать при испытании в тече­ние 5 мин. После проверки и испытания системы водоснабже­ния баки-теплообменники и трубопроводы горячего водо­снабжения изолируют для уменьшения потерь теплоты.

Какое водоснабжение в частном доме?

В частном доме для водоснабжения могут использоваться различные системы, включая:

1. Скважина: Это самый распространенный способ получения воды в частном доме. Скважина может быть бурена на участке, и вода может быть извлечена из грунта с помощью насоса. Вода из скважины обычно проходит обработку, такую как фильтрацию и очистку, чтобы обеспечить ее безопасность и пригодность для употребления.

2. Колодец: Колодец также является источником воды для частных домов. Однако, вода из колодца может не всегда быть пригодной для питья, и может требоваться обработка или очистка для использования в бытовых целях.

3. Городское водоснабжение: Если частный дом расположен в городской или пригородной зоне, его можно подключить к городской системе водоснабжения. Вода из городской системы проходит обработку и обеспечивает высокое качество и безопасность для употребления.

4. Водоемы: Некоторые частные дома могут быть построены возле водоемов, таких как озера, реки или ручьи. Вода из водоема может использоваться для полива, но обычно не рекомендуется для питья из-за высокого уровня загрязнения.

Выбор системы водоснабжения для частного дома зависит от многих факторов, включая доступность источника воды, стоимость, доступность оборудования и инфраструктуры. Рекомендуется обратиться к специалистам для выбора оптимальной системы водоснабжения, установки и обслуживания.