Сети горячего водоснабжения (ГВ) имеют много общего с сетями холодного водоснабжения. Сеть горячего водоснабжения бывает с нижней и верхней разводкой. Сеть горячего водоснабжения бывает тупиковой и закольцованной, но, в отличие от сетей холодного водопровода, кольцевание сети необходимо для сохранения высокой температуры воды.
Простые (тупиковые) сети ГВ применяют в небольших малоэтажных зданиях, в бытовых помещениях промышленных зданий и в зданиях со стабильным потреблением горячей воды (бани, прачечные).
Схемы сетей горячего водоснабжения с циркуляционным трубопроводом следует применять в жилых зданиях, гостиницах, общежитиях, лечебных учреждениях, санаториях и домах отдыха, в детских дошкольных учреждениях, а также во всех случаях, когда возможен неравномерный и кратковременный отбор воды.
Обычно сеть горячего водоснабжения состоит из горизонтальных подающих магистралей и вертикальных распределительных трубопроводов-стояков, от которых устраивают поквартирные разводки. Стояки горячего водоснабжения прокладывают как можно ближе к приборам.
Рисунок 1. Схема с верхней разводкой подающей магистрали: 1 - водонагреватель; 2 - подающий стояк; 3 - распределительные стояки; 4 - циркуляционная сеть
Кроме того, сети горячего водоснабжения подразделяются на двухтрубные (с закольцованными стояками) и однотрубные (с тупиковыми стояками).
Рассмотрим некоторые из большого числа возможных схем сетей горячего водоснабжения.
При верхней разводке магистралей сборный циркуляционный трубопровод замыкается в виде кольца. Циркуляция воды в трубопроводном кольце при отсутствии водоразбора осуществляется под действием гравитационного напора, возникающего в системе из-за разницы плотности охлажденной и горячей воды. Охлажденная в стояках вода опускается вниз в водонагреватель и вытесняет из него воду с более высокой температурой. Таким образом происходит непрерывный водообмен в системе.
Тупиковая схема сети (рис.2) имеет наименьшую металлоемкость, но из-за значительного остывания и нерационального сброса остывшей воды применяется в жилых зданиях высотой до 4-х этажей, если на стояках не предусмотрены полотенцесушитель и протяженность магистральных труб мала.
Рисунок 2. Тупиковая схема горячего водоснабжения: 1 - водонагреватель; 2 – распределительные стояки
Если же протяженность магистральных труб велика, а высота стояков ограничена, применяют схему с закольцованными подающей и циркуляционными магистралями с установкой на них циркуляционного насоса (рис. 3).
Рисунок 3. Схема с закольцованными магистральными трубопроводами: 1 - водонагреватель; 2 - распределительные стояки; 3 - диафрагма (дополнительное гидравлическое сопротивление); 4 - циркуляционный насос; 5 - обратный клапан
Наибольшее распространение получила двухтрубная схема (рис. 4), в которой циркуляция по стоякам и магистралям осуществляется с помощью насоса, забирающего воду из обратной магистрали и подающего ее в водонагреватель. Система с односторонним присоединением водоразборных точек к подающему стояку и с установкой полотенцесушителей на обратном стояке представляет собой наиболее распространенный вариант подобной схемы. Двухтрубная схема оказалась надежной в эксплуатации и удобной для потребителей, но для нее характерна высокая металлоемкость.
Рисунок 4. Двухтрубная схема горячего водоснабжения: 1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль; 3 - циркуляционная магистраль; 4 - циркуляционный насос; 5 - подающий стояк; 6 - циркуляционный стояк; 7 - водоразбор; 8 - полотенцесушители
Для снижения металлоемкости в последние годы стали использовать схему, в которой несколько подающих стояков объединяются перемычкой с одним циркуляционным стояком (рис. 5).
Рисунок 5. Схема с одним объединяющим циркуляционным стояком: 1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль; 3 - циркуляционная магистраль; 4 - циркуляционный насос; 5 - водоразборные стояки; 6 - циркуляционный стояк; 7 - обратный клапан
Недавно появились схемы однотрубной системы горячего водоснабжения с одним холостым подающим стояком на группу водоразборных стояков (рис.6). Холостой стояк изолирован и устанавливается в паре с одним водоразборным или в секционном узле, состоящим из 2-3 закольцованных водоразборных стояков. Основное назначение холостого стояка - транспортирование горячей воды из магистрали в верхнюю перемычку и далее в водоразборные стояки. В каждом стояке происходит самостоятельная дополнительная циркуляция за счет гравитационного напора, возникающего в контуре секционного узла из-за остывания воды в водоразборных стояках. Холостой стояк помогает правильному распределению потоков в пределах секционного узла.
Рисунок 6. Секционная однотрубная схема горячего водоснабжения: 1 - подающая магистраль; 2 - циркуляционная магистраль; 3 - холостой подающий стояк; 4 - водоразборный стояк; 5 - кольцующая перемычка; 6 - запорная арматура; 7 - полотенцесушитель.
Постоянная подача горячей воды в многоквартирный многоэтажный дом может проводиться двумя методиками, использующими разные принципы работы:
- В первом случае горячее водоснабжение многоквартирного дома забирает воду из трубопровода ХВС (холодного водоснабжения), далее вода нагревается автономным теплогенератором: квартирным бойлером, газовой колонкой или котлом, теплообменником, пользующимся теплом местной кочегарки или ТЭЦ;
- Во втором случае схема горячего водоснабжения многоквартирного дома забирает горячую воду сразу из теплотрассы, и этот принцип используется в жилом секторе намного чаще – в 90% случаев организации ГВС в жилом фонде.
Важно: достоинство второго варианта системы водоснабжения для жилого дома — лучшее качество воды, что регламентируется ГОСТ Р 51232-98. Также при заборе горячей воды из централизованной теплотрассы температура и давление жидкости достаточно стабильны и не отклоняются от заданных параметров: давление в трубопроводе горячей системы водоснабжения поддерживается на уровне холодного водоснабжения, а температура стабилизируется в общем теплогенераторе.
Рассмотрим водоснабжение многоквартирного дома по второму варианту подробнее, так как именно эта схема применяется чаще всего и в городской черте, и в загородных домах, включая дачные или садовые домики.
Какие элементы включает схема водоснабжения многоквартирного жилого дома?
Водомерный узел, который организует подачу воды в дом, отвечает за работу нескольких функций:
- Учитывает расход воды холодного водоснабжения, то есть, выполняет функцию счетчика воды;
- Может перекрыть подачу холодной воды в дом при аварийных ситуациях или при необходимости ремонта узлов и деталей, а также для устранения протечек;
- Служит фильтром грубой очистки воды: подобный грязевой фильтр должна содержать любая схема горячего водоснабжения многоквартирного дома.
Само устройство состоит из следующих узлов:
- Набор запорной арматуры (кранов, задвижек и вентилей) на входе и выходе прибора. Стандартно это задвижки, шаровые вентили, клапана;
- Механический счетчик воды, который устанавливается на одном из стояков;
- Грязевой фильтр (фильтр грубой очистки воды от крупных твердых частиц). Это может быть металлическая сетка в корпусе, или емкость, в которой твердый мусор оседает на дно;
- Манометр или переходник для врезки манометра в схему водоснабжения;
- Байпас (обвод из отрезка трубы), который служит для отключения водомера при ремонте или сверки данных. Байпас снабжается запорной арматурой в виде шарового крана или вентиля.
Он же — элеваторный узел, который выполняет следующие функции:
- Обеспечивает полноценную и непрерывную работу отопительной системы в многоквартирном доме, а также регулирует ее параметры;
- Доставляет в дом горячую воду, то есть, обеспечивает ГВС (работу горячего водоснабжения). Сам теплоноситель в системе отопления поступает в систему горячего водоснабжения многоквартирного дома прямиком из централизованной теплотрассы;
- Тепловой пункт может переключать подачу горячего водоснабжения между обраткой и подачей. Это бывает нужно при больших морозах, так как в это время температура теплоносителя на подающей трубе может подниматься до 130-150 0 С, и это при том, что нормативный показатель температуры на подаче не должен превышать 750С.
Основной элемент теплового пункта — водоструйный элеватор, где горячая вода из схемы трубопровода подачи рабочей жидкости в доме смешивается в камере смешения с теплоносителем обратки путем впрыска через специальное сопло. Такими образом, элеватор позволяет пропускать через схему отопления бо́льший объем теплоносителя с низкой температурой, а, так как впрыск производится через сопло, то объем подачи получается небольшим.
Врезать переходники для подключения ГВС можно между задвижками на входе трассы и теплопунктом – это самая распространенная схема подключения. Количество врезок – две или четыре (по одной или по две на подаче и обратке). Две врезки характерны для старых домов, в новостройках практикуется четыре переходника.
На трассе ХВС обычно применяется тупиковая схема врезки с двумя подключениями: водомерный узел подключается к розливу, а сам розлив — к стоякам, через которые осуществляется разводка труб по квартирам. Вода будет перемещаться в такой схеме ХВС только при разборе, то есть, при открывании каких-либо смесителей, кранов, клапанов или вентилей.
Недостатки этого подключения:
- При длительном отсутствии водоразбора по конкретному стояку вода при сливе долго будет холодной;
- Врезанные на подводах ГВС из бойлерных полотенцесушители, которые одновременно обогревают ванную комнату или санузел, будут горячими только при водоразборе ГВС именно с конкретного стояка квартиры. То есть, почти всегда будут холодными, что вызовет появление влаги на стенах, плесени или грибковых заболеваний стройматериалов помещения.
Теплопункт с четырьмя подключениями горячего водоснабжения в доме делает циркуляцию горячей воды непрерывной, и происходит это через два розлива и стояки, соединенные друг с другом перемычками.
Важно: если на врезках ГВС установлены механические счетчики воды, то расход водоснабжения будет учитываться без учета температуры воды, что неправильно, так как придется переплачивать за горячую воду, которой не было в пользовании.
Горячее водоснабжение может функционировать по трем вариантам:
- Из трубы подачи в трубу обратки в котельную. Такая система ГВС эффективна только в теплое время года при отключенной системе отопления;
- Из подающей трубы в подающую трубу. Такое подключение будет приносить максимальную отдачу в демисезонье — осенью и весной, когда температура теплоносителя невысока и далека от максимальной;
- Из трубы обратного хода в трубу обратки. Эта схема ГВС наиболее работоспособна в большие холода, при повышении температуры на трубе подачи ≥ 75 0 С.
Для непрерывного движения воды необходим перепад давления между начальной и конечной точками врезки в один контур, и этот перепад обеспечивается ограничением потока. Таким ограничителем служит специальная подпорная шайба — стальной блин с отверстием посредине. Таким образом, вода, которая транспортируется от входной врезки до элеватора, встречает препятствие в виде тела шайбы, и это препятствие регулируется поворотом, который открывает или закрывает подпорное отверстие.
Но слишком большое ограничение движения воды в трассе трубопровода нарушит работу теплового пункта, поэтому у подпорной шайбы должен быть диаметр на 1 мм больше диаметра сопла теплопункта. Этот размер рассчитывается представителями поставщика тепла так, чтобы температура на обратной трубе отопления элеваторного узла лежала в нормативных пределах температурного графика.
Что такое трубный розлив и стояк
Это трубы, уложенные горизонтально и проведенные по подвалу жилого дома, которые соединяют стояки с теплопунктом и водомером. Розлив холодного водоснабжения делается единичным, розлив ГВС –в двух экземплярах.
Диаметр труб ГВС или ХВС розлива может быть 32-100 мм, и зависит от количества подключенных потребителей. Для любой схемы водоснабжения ø 100 мм – слишком большой, но этот размер берется с учетом не только фактического состояния трассы, но и с учетом размера солевых отложений и ржавчины на внутренних стенках металлических труб.
Трубный вертикальный стояк осуществляет разводку воды по квартирам, которые расположены над ним. Стандартная схема такой разводки включает в себя несколько стояков – для холодного и горячего водоснабжения, иногда – отдельно для полотенцесушителей. Еще варианты разводки:
- Несколько групп стояков, проходящих через одну квартиру и обеспечивающих водой точки водоразбора, находящиеся на большом удалении друг от друга;
- Группа стояков в одной квартире, которая обеспечивает водой соседнюю квартиру или несколько квартир;
- При организации горячего водоснабжения трубными перемычками можно объединять до семи групп стояков по квартирам. Перемычки оснащаются кранами Маевского. Это называется циркуляционный трубопровод, или цтп.
Стандартный диаметр труб холодного и горячего водоснабжения для стояков — 25-40 мм. Стояки для полотенцесушителей и холостые стояки монтируются из труб ø 20 мм. Такими стояками обеспечивается и однотрубная, и двухтрубная система отопления дома.
Закрытая система горячего водоснабжения
Постоянная циркуляция воды в закрытой системе горячего одоснабжения построена на принципе забора холодной воды из трубопровода и подачи ее в теплообменник. После нагревания вода подается в систему разводки по квартире. Рабочая жидкость в системе отопления и горячая вода для технических нужд потребителей разделены, так как теплоноситель может иметь токсичные включения для повышения своих теплообменных качеств. Кроме того, трубы ГВС быстрее ржавеют. Закрытой такая схема называется из-за того, что потребитель пользуется теплом, а не самим теплоносителем.
Трубная подводка
Главная функция подводок состоит в разводке воды к точкам водоразбора в квартире. Стандартный диаметр труб подводки – 15 мм, марка труб — ДУ15, материал — сталь. Для ПВХ или металлопластиковых труб диаметр должен быть таким же. При ремонте или замене подводки использовать меньший диаметр не рекомендуется, чтобы не изменить параметры расчетного давления, которые должна соблюдать циркуляционная система горячего или холодного водоснабжения.
Для организации правильной подводки чаще всего применяют тройники, при более сложной схеме разводки – коллекторы. Коллекторная подводка требует скрытого монтажа, поэтому коллектор следует устанавливать при обслуживании большого количества помещений в доме. Металлические трубы через 10-15 лет зарастают изнутри солевыми минеральными отложениями и ржавчиной, поэтому профилактические работы по восстановлению работоспособности системы заключаются в прочистке труб стальной проволокой, или заменой старых труб на новые.
При кажущейся функциональности и долговечности ПВХ или металлопластиковых труб рекомендуется использовать стальные изделия для подводки – они хорошо держат гидравлические удары и температурные перепады. Подобные отклонения в рабочем режиме ГВС могут часто наблюдаться при включении или аварийном отключении системы отопления. Закладывать материал труб в план схемы водоснабжения жилого строения следует еще на этапе составления проекта и сметы.
- Оцинкованные металлические трубы – их используют уже много десятилетий, и зарекомендовали они себя с самой лучшей стороны. Слой цинка на металле не дает развиваться коррозии, на нем не удерживаются солевые отложения. При приобретении оцинкованных изделий следует помнить, что сварные работы по такой поверхности не производятся, так как сварной шов останется не защищенным цинком – все соединения нужно делать на резьбе;
- Трубные подводки на фитингах для пайки соединений из меди служат гораздо дольше стальных и даже оцинкованных труб. Такие подводки с соединением пайкой не нужно обслуживать, а прокладываться они могут как открытым, так и скрытым способом;
- Гофрированная трубная подводка холодного или горячего водоснабжения из нержавеющей стали. Такие изделия просто и быстро монтируются на резьбовых соединениях или компрессионных фитингах. Никакого специального оборудования, кроме двух разводных ключей, для этого не потребуется. Гарантированное время эксплуатации нержавеющих не ограничено производителем. Единственное, что со временем придется менять – силиконовые уплотнители.
Особенности ГВС и расчет объема горячей воды
Расчет количества горячей воды в системе зависит от технических и эксплуатационных факторов:
- Расчетная температура горячей воды;
- Количество жильцов в многоквартирном доме;
- Параметры, которые выдерживают сантехнические приборы, и частота их работы в общей схеме водоснабжения;
- количество сантехнических приборов, которые подключены к ГВС.
Пример расчета:
- Семья из четырех человек пользуется ванной объемом 140 л. Ванна заполняется за 10 минут, в ванной имеется душ с потреблением воды 30 л.
- В течение 10 минут устройство для нагрева воды должно нагреть ее до расчетной температуры в количестве 170 л.
Эти теоретические расчеты работают при условии средних показателей потребления воды жильцами.
Поломки в системе разводки водоснабжения горячей или холодной воды
Своими руками можно исправить следующие аварийные ситуации:
Потек вентиль или кран. Это случается чаще всего из-за износа сальника или уплотнителя. Для устранения неисправности необходимо открыть вентиль полностью и с усилием, чтобы приподнявшийся сальник перекрыл течь. Такой прием поможет на некоторое время, в дальнейшем вентиль необходимо перебрать и заменить изношенные детали.
Шум и вибрация вентиля или крана при открывании в системе горячего водоснабжения (реже — холодного). Причиной шума чаще всего бывает износ, деформация или раздавливание прокладки в кранбуксе механизма. Шумы появляются, если кран открывается не до конца. Эта неисправность может вызвать серию гидравлических ударов в трубах, поэтому ее устранение – дело первостепенной важности. Клапан кранбуксы за несколько миллисекунд способен перекрыть седло задвижки в корпусе крана или вентиля, если он не шаровый, а винтовой. Почему риск гидроударов выше в ГВС? Потому что в трубах с горячей водой рабочее давление больше.
Как устраняется неисправность:
- Перекрыть воду на входе;
- Выкрутить кранбуксу шумящего крана;
- Заменить прокладку, но перед установкой снять фаску на новой прокладке, чтобы клапан не вибрировал при открывании при высоком давлении.
Полотенцесушитель не нагревается. Причиной поломки может быть наличие воздуха в системе водоснабжения с постоянной циркуляцией теплоносителя. Обычно воздух скапливается в трубной перемычке, которая монтируется между соседними стояками, после аварийного или планового слива воды. Устраняется проблема стравливанием воздушных пробок. Для этого необходимо:
- Стравить воздух в самой высокой точке системы – на последнем этаже;
- Перекрыть стояк горячего водоснабжения, который находится в квартире (стояк перекрывается в подвале дома);
- Открыть в квартире все краны ГВС;
- После стравливания воздуха через краны и смесители нужно их закрыть. А на стояке открыть запорный вентиль.
Скрытые неисправности
По окончании отопительного сезона перепад давления между трубами тепловой магистрали может не соблюдаться, и из-за этого полотенцесушители, подключенные напрямую к ГВС, будут холодными. Это не причина для беспокойства – нужно стравить воздух, который выравнивает давление, и обогрев восстановится.
Обеспечить горячей водой многоэтажный дом непросто, потому что в системе ГВС должна находиться вода под определенным давлением и с определенной температурой. Это первое. Второе: горячее водоснабжение многоквартирного дома – это длинный путь самой воды от котельной до потребителей, в котором встречается огромное количество различного оборудования, устройств и приборов. При этом подключение может производиться по двум схема: с верхней или нижней разводкой.
Схемы сетей
Итак, начнем с вопроса, как вода поступает в наши дома, имеется в виду горячая. Она движется от котельной к дому, и перегоняется насосами, установленными, как котельного оборудования. Двигается нагретая вода по трубам, которые называются теплотрассами. Они могут быть проложены над или под землей. И их обязательно теплоизолируют, чтобы снизить тепловые потери самого теплоносителя.
Кольцевая схема подключения
Труба доводится до многоквартирных домов, откуда производится разветвление трассы на меньшие участки, которые подают теплоноситель на каждое здание. Труба меньшего диаметра заходит в подвал дома, где разбивается на участки, которые доставляют воду до каждого этажа, а уже на этаже до каждой квартиры. Понятно, что такое количество воды не может потребляться. То есть, вся закачиваемая вода в ГВС не может потребляться, особенно это касается ночного времени. Поэтому прокладывается еще одна трасса, которая называется обраткой. По ней вода перемещается от квартир в подвал, а оттуда в котельную по отдельно проложенному трубопроводу. Правда, необходимо отметить, что все трубы (и обратки, и подачи) прокладываются по одной трассе.
То есть, получается так, что сама горячая вода внутри дома двигается по кольцу. И она постоянна находится в движении. При этом циркуляция горячей воды в многоквартирном доме производится именно снизу вверх и обратно. Но чтобы температура самой жидкости была постоянной на всех этажах (с небольшим отклонением), необходимо создать условия, при которых ее скорость была оптимальной, и она не влияла на снижение самой температуры.
Необходимо отметить, что сегодня к многоквартирным домам могут подходить раздельно трассы для ГВС и для отопления. Или будет подводиться одна труба с определенной температурой (до +95С), которая в подвале дома разделится на отопление и горячее водоснабжение.
Схема разводки ГВС
Кстати, обратите внимание на фото выше. В подвале дома по этой схеме установлен теплообменник. То есть, вода из трассы в системе горячего водоснабжения не используется. Она всего лишь нагревает холодную воду, поступающую из водопроводной сети. А сама система ГВС дома является отдельной трассой, несвязанной с трассой от котельной.
Домовая сеть является циркуляционной. И подачу воды в квартиры производит установленный в нее насос. Это на сегодняшний день самая современная схема. Ее положительная особенность – возможность контролировать температурный режим жидкости. Кстати, существуют строгие нормы температуры горячей воды в многоквартирном доме. То есть, она не должна быть ниже +65С, но и не выше +75С. При этом разрешаются небольшие отклонения в ту или другую сторону, но не больше 3С. В ночное время отклонения могут быть и 5С.
Почему именно эта температура
Здесь две причины.
- Чем выше температура воды, тем быстрее в ней погибают болезнетворные бактерии.
- Но приходится учитывать и тот факт, что высокая температура в системе ГВС – это ожоги при соприкосновении с водой или металлическими частями труб или смесителей. К примеру, при температуре +65С ожог можно получить за 2 секунды.
Температура воды
Кстати, надо отметить, что температура воды в системе отопления многоквартирного дома может быть разной, все зависит от различных факторов. Но она не должна превышать +95С для двухтрубных систем, а для однотрубных +105С.
Внимание! По законодательству определяется, что если температура воды в системе ГВС будет ниже нормы на 10 градусов, то оплата также снижается на 10%. Если она будет с температурой +40 или +45С, то оплата снижается до 30%.
То есть, получается так, что система водоснабжения многоквартирного дома, имеется в виду ГВС, это индивидуальный подход к оплате, зависящий от температуры самого теплоносителя. Правда, как показывает практика, об этом мало кто знает, поэтому споров обычно по данному вопросу никогда не возникает.
Тупиковые схемы
Существуют в системе ГВС и так называемые тупиковые схемы. То есть, вода поступает до потребителей, где она и остывает, если ею не пользоваться. Поэтому в таких системах очень большой перерасход теплоносителя. Такие разводки используются или в служебных помещениях, или в небольших по размерам домах – не более 4 этажей. Хотя все это уже в прошлом.
Оптимальным же вариантом является циркуляция. И самое простое – это ввод трубы в подвал, а оттуда по квартирам через стояк, который проходит по всем этажам. В каждом подъезде свой стояк. Доходя до верхнего этажа, стояк делает разворот и уже мимо всех квартир спускается в подвальное помещение, через которое выводится и подключается к обратному трубопроводу.
Тупиковая схема
Разводка в квартире
Итак, рассмотрим схему водоснабжения (ГВ) в квартире. В принципе, она ничем не отличается от холодного водопровода. И чаще всего трубы ГВС прокладываются рядом с элементами ХВС. Правда, есть некоторые потребители, которым горячая вода не нужна. К примеру, унитаз, стиральная или посудомоечная машины. Последние две сами нагревают воду до необходимой температуры.
Схема разводки труб ГВС и ХВС
Самое важное, что разводка водоснабжения в квартире (и ГВС, и ХВС) – это определенные нормы укладки самих труб. К примеру, если трубы двух систем прокладываются одна над другой, то верхняя должна быть от горячего водоснабжения. Если они прокладываются в горизонтальной плоскости, то правая должна быть от системы ГВС. В этом случае на одной стене она может оказаться в глубине штробы, а на другой, наоборот, ближе к поверхности. При этом прокладка трубопровода может быть скрытой (в штробах) или открытой, проложенной по поверхности стен или пола.
Заключение по теме
Кажущая простота горячего водоснабжения в многоквартирных домах определяется обывателями по разводки труб внутри квартир. На самом деле это достаточно большое разнообразие различных схем, в которых трубы протягиваются на несколько километров, начиная от котельной и заканчивая смесителем в квартире. И, как показывает практика, даже в старых домах сегодня производится реконструкция ГВС под новые усовершенствованные технологии, которые обеспечивают горячей водой и снижают потери самого тепла.
Не забудьте оценить статью.
В настоящее время горячее водоснабжение является неотъемлемой частью жизни большинства людей на планете. Без него не обходятся ни в одной квартире и жилом доме. Обустройство ГВС представляет собой непростой процесс, более того существует несколько видов подключения систем. В данной статье мы рассмотрим все системы горячего водоснабжения, расчёт и типы водонагревателей.
Вне зависимости от вида ГВС осуществляется подключение совокупности оборудования, которые предназначены для нагрева воды и распределения её по различным водозаборным точкам. В данном оборудовании нагревается вода до необходимой температуры, после чего с помощью насоса происходит подача в дом и по трубопроводу. Различают открытую и закрытую систему горячего водоснабжения.
Открытая система
Открытая система ГВС отличается наличием теплоносителя, циркулирующего в системе. Горячая вода поступает непосредственно из централизованной отопительной системы. Качество воды из крана и отопительного оборудования ни чем не отличается. В результате получается, что люди используют теплоноситель.
Открытая система названа так, ввиду того что подача горячей воды осуществляется из открытых кранов отопительной системы. Схема ГВС многоэтажного дома предусматривает применение открытого типа. Для частных домов этот тип является слишком затратным.
Следует знать, что экономия средств открытой системы происходит, за счёт не надобности водонагревательных устройств для нагрева жидкости.
Особенности открытой ГВС
При монтаже открытой ГВС необходимо учитывать принцип действия. Открытая ГВС бывает двух видов в зависимости от типа циркуляции и транспортирования теплоносителя к радиаторам. Различают открытые системы с естественной циркуляцией и с использования в данных целях насосного оборудования.
Естественная циркуляция осуществляется таким образом: открытая система исключает наличие избыточного давления, поэтому в самой высокой точке оно соответствует атмосферному, а в самой низкой показатель немного выше за счёт гидростатического действия столба жидкости. Благодаря небольшому напору происходит естественная циркуляция теплоносителя.
Принцип естественной циркуляции достаточно прост, благодаря разной температуре теплоносителя и соответственно разной плотности и массе, остывшая вода с низкой температурой и большей массой вытесняет горячую воду с меньшей массой. Так по-простому объясняется существование самотёчной системы, которую также называют гравитационной. Основной плюс такой системы абсолютная энергонезависимость, если параллельно работающие котлы для отопления не задействуют электричество.
Важно знать! Самотёчные трубопроводы делают с большим уклоном и диаметром.
Если естественная циркуляция невозможна, применяется насосное оборудование, которое повышает скорость протекания теплоносителя по трубопроводу и уменьшает время прогрева помещения. Циркуляционный насос производит движение теплоносителя со скоростью 0,3 — 0, 7 м/с.
Преимущества и недостатки открытой системы
Открытая ГВС всё ещё актуальна, благодаря в первую очередь энергонезависимости и других преимуществ:
- Простота заполнения открытой ГВС и спуска воздуха. Нет необходимости в контроле высокого давления и спускать дополнительно воздух, так как спуск осуществляется автоматически при наполнении через открытый расширительный бак.
- Простота осуществления подпитки. Поскольку не нужно следить за максимальным давлением. Также есть возможность доливать воду в бак даже ведром.
- Система вне зависимости от протечек исправно функционирует, так как рабочее давление не большое и наличие таких неполадок на него не влияет.
Среди недостатков отмечают необходимость контролировать уровень воды в резервуаре и постоянное пополнение его.
Закрытая система ГВС
Закрытая система основана на таком принципе: осуществляется забор холодной питьевой воды из центрального водопровода и нагрев её в дополнительном теплообменнике. После нагрева производится подача её по водозаборным точкам.
Закрытая система подразумевает отдельную работу теплоносителя и горячей воды, также она отличается наличием обратного и подающего трубопровода, которые используются для кольцевой циркуляции воды. Такая система обеспечит нормальный напор даже при одновременном использовании душа и раковины. Среди плюсов системы также отмечают простоту регулирования температуры горячей жидкости.
ГВС может быть циркуляционным и тупиковым. Тупиковая система состоит только из подающих вод труб, способ присоединения которых такой же как и в первом случае.
Преимуществом закрытой ГВС является снижение затрат за счёт обеспечения стабильной температуры. Есть возможность монтажа полотенцесушителя. В закрытой ГВС необходимы водонагреватели, виды которых мы рассмотрим далее.
Виды водоподогревателей
Все водоподогреватели классифицируют так:
- Проточные устройства. Такие нагреватели греют воду в постоянном режиме, не оставляя запаса. Поскольку вода отличается большой теплоёмкостью, для постоянного нагрева её требуется увеличенный расход энергии. Помимо этого фактора, проточный нагреватель должен моментально приводиться в рабочее состояние: при включении подавать горячую воду, при выключении — прекращать нагрев. К традиционным проточным нагревателям относят газовую колонку.
- Накопительные устройства. Отличаются медленным нагревом определённого объёма воды, при котором зачастую потребляется 1 КВт/час. Горячая жидкость используется по необходимости. Накопительные нагреватели срабатывают моментально после открытия крана, однако мощность намного меньше. Среди недостатков таких устройств также отмечают большие размеры, чем больше объём, тем габаритнее устройство.
Расчёт и рециркуляция ГВС
Расчёт систем горячего водоснабжения зависит от таких факторов: число потребителей, примерная частота пользования душем, число санузлов с ГВС, некоторые технические характеристики сантехнического оборудования, необходимая температура воды. Посчитав все эти показатели можно определить требуемый суточный объём горячей воды.
Рециркуляция воды в системе горячего водоснабжения обеспечивает обратную подачу жидкости с дальней точки водозабора. Она необходима при расстоянии от нагревателя до дальней водозаборной точки более 3 метров. Рециркуляция используется при помощи бойлера, а в случае при невозможности его применения, пускается напрямую через котёл.
Система горячего водоснабжения может двух видов, которые используются в зависимости от заданных параметров. В открытой системе применяется отопительный котёл, а в закрытой — водоподогреватель. В некоторых случаях необходимо дополнительно организовывать рециркуляцию воды. Предварительно перед монтажом и закупкой оборудования важно осуществить расчёт горячего водоснабжения.
При теплоснабжении потребители часто сталкиваются с невысоким качеством горячего водоснабжения (ГВС). Обычно жалобы на ГВС бывают следующие:
· Переменная температура горячей воды, температура резко меняется от горячей к холодной и наоборот, невозможно принимать душ.
· Низкая температура горячей воды, приходится долго сливать воду или даже невозможно дождаться горячей воды.
Указанные проблемы часто бывают связаны не с источником теплоснабжения, а с сетью распределения горячей воды в доме. То есть на вводе в дом имеется горячая вода нужной температуры и давления, а в квартире параметры воды не соответствуют нормам.
Рассмотримпроблему с переменной температурой горячей воды. При потреблении горячей воды необходимой температуры, например для принятия душа, обычно смешивают холодную и горячую воду. Температура будет постоянной при условии, что давление воды не меняется, если же давление воды изменится, то произойдет изменение температуры, то есть температура смешанной воды зависит от давления горячей и холодной воды. Резкое изменение температуры воды наблюдается из-за резкого изменения давления горячей и, как это ни кажется странным, давления холодной воды. Причиной изменения давления является изменение расхода в подводящем трубопроводе и наличие каких-либо «узких мест». К «узким местам» можно отнести частично засорившийся фильтр на вводе в дом, заниженный диаметр фильтра или счетчика воды, частично засорившийся фильтр на вводе в квартиру, «запавший» или засорившийся вентиль на стояке. К «узким местам» можно также отнести переделку стояков, когда металлическую трубу ¾ дюйма (диаметр условный 20 мм) с внутренним диаметром 20 мм меняют на металлопластиковую диаметром 20 мм с внутренним диаметром 16 мм, при этом используются фитинги с внутренним диаметром 14 мм. Сечение стояка при этом снижается более чем в 2 раза. Значительное снижение сечения трубопроводов происходит также на старых металлических трубопроводах со сроком службы более 15 лет.
Таким образом, получается, что соседи, живущие на разных этажах, открывая краны холодной или горячей воды, сливая смывные бачки унитазов, меняют температуру смешанной воды друг у друга.
Методы борьбы с этим относительно простые - нужно очистить фильтры и проверить вентили на стояках, проверить, не имеется ли в доме переделка стояков общего пользования с уменьшением диаметров.
Проблема с низкой температурой горячей воды является более сложной, поскольку это связано с качеством работы циркуляционной линии ГВС. Циркуляционная линия предназначена для препятствия остывания воды в трубопроводах. Циркуляция обеспечивается насосами, установленными в центральном тепловом пункте (ЦТП), если горячая вода готовится вне дома, или насосами в индивидуальном тепловом пункте (ИТП), если горячая вода готовится теплообменниками в доме. Расход воды в циркуляционной линии ниже, чем расход воды при потреблении горячей воды, поскольку задача циркуляционной линии - «обновлять» горячую воду, препятствовать остыванию воды. Сечение циркуляционных трубопроводов значительно ниже, они рассчитаны на постоянный небольшой расход, а стояки горячей воды рассчитаны на пропуск больших мгновенных расходов при одновременном потреблении горячей воды несколькими потребителями.
По устройству разводки трубопроводов ГВС можно разделить на следующие разновидности сетей:
o с нижним розливом - когда подающий трубопровод горячей воды располагается в подвале, а циркуляционный (сборный) - на чердаке (техническом этаже),
o с верхним розливом - когда подающий трубопровод горячей воды располагается на чердаке (техническом этаже), а циркуляционный -в подвале,
o П- образные - когда стояк горячей воды поднимается, к примеру, по кухням, а опускается по ванным комнатам, подающий трубопровод горячей воды и циркуляционный трубопровод располагаются в подвале.
Эти разновидности сетей различно ведут себя при эксплуатации. При движении воды по трубопроводам вода остывает, становится более плотной и стремится вниз, возникает так называемая естественная (гравитационная) циркуляция. В сетях с нижним розливом естественная циркуляция снижает циркуляцию создаваемую насосом, а в сетях с П - образными стояками и верхним розливом естественная циркуляция помогает насосу.
При отключении воды в верхнюю часть трубопроводов попадает воздухи создает воздушные пробки, прекращающие циркуляцию. При П - образных стояках и верхнем розливе воздух может удаляться через водоразборные краны, а при нижней разводке требуется организация воздухосборных баков на чердаке. Таким образом, сети с П - образными стояками, верхним розливом при эксплуатации создают меньше проблем, но наиболее распространенными являются сети с нижним розливом.
На качество работы циркуляционной линии влияют ошибки, совершенные на этапах проектирования и монтажа трубопроводов ГВС. При сетях с нижним розливом необходимо предусматривать воздухосборные баки с автоматическими воздухоотводчиками, при монтаже соблюдать уклоны трубопроводов для исключения создания воздушных пробок.
Для нормальной работы циркуляционной линии необходима её балансировка, то есть равномерное распределение циркуляционного расхода по стоякам. Для этого в конце каждого стояка должна устанавливаться шайба или балансировочный клапан. Сечение шайбы (клапана) должно быть рассчитано на пропуск только циркуляционного расхода. Шайба (клапан) должна устанавливаться на месте врезки стояка ГВС в циркуляционную линию. Диаметр отверстия шайбы может составлять 3-5 мм, размер балансировочного клапана - Ду15. Установка балансировочного клапана предпочтительнее шайбы, поскольку можно оперативно менять настройку, а при засорении клапана для прочистки его нужно полностью открыть и закрыть.
К сожалению, при проектировании не предусматривают установку балансировочных клапанов и балансировочных шайб. Это приводит к тому, что циркуляция происходит только в части стояков - в ближних стояках к вводу горячей воды.Потребители, находящиеся в конце стояка ГВС и близко к циркуляционной линии, получают воду в основном из циркуляционной линии, где температура заведомо на 15⁰ ниже, чем в подающей линии ГВС. Если подающий стояк забит или в нем имеется «узкое место», то горячей воды нормальной температуры дождаться практически невозможно, поскольку вода будет поступать только из циркуляционной линии.
На температуру горячей воды также сильно влияет отсутствие теплоизоляции на разводящих трубопроводах в не отапливаемых помещениях, наличие «греющих полов» от системы ГВС, поскольку линии ГВС не рассчитаны на эти дополнительные нагрузки. Отсутствие или неисправность обратного клапана на циркуляционном трубопроводе на вводе в дом (или в ИТП) может приводить к снижению температуры горячей воды в часы максимального водоразбора из-за обратного тока воды в циркуляционном трубопроводе, подмесе в горячую воду циркуляционной воды.
Для нормальной работы системы ГВС необходимо проверить работу разводящих трубопроводов и установить балансировочные клапаны в местах соединения стояков с циркуляционным трубопроводом. Проверить работу подающего стояка просто - нужно закрыть кран на циркуляционном трубопроводе и проверить - имеется ли горячая вода нормального давления и температуры, отсутствие воды свидетельствует о неисправности подающего стояка. Связь стояка с циркуляционной линией проверяется аналогично - закрывается кран на подающем стояке и проверяется- имеется ли вода с температурой циркуляционной линии и небольшим расходом (при установленных балансировочных клапанах или шайбах), наличие большого расхода из крана является свидетельством отсутствия балансировочного клапана или шайбы. Балансировочные клапаны устанавливаются вместо запорных кранов стояков.
Выводы:Для нормальной работы системы ГВС необходимо:
o Отсутствие переделок стояков с уменьшением диаметра, отсутствие «греющих полов», «узких мест» на разводящих трубопроводах, наличие уклонов и воздухосборных баков с воздухоотводчиками,
o Балансировка системы ГВС при помощи установки балансировочных клапанов или шайб.
