Системи гарячого водопостачання.
Системи гарячого водопостачання в житлових і громадських будинках призначені для подачі гарячої води, температура якої повинна бути не нижче 50°С і не вище 75°С. При користуванні гарячою водою споживач має можливість знижувати температуру до необхідної величини в змішувачах, що встановлюються в місцях водорозбору. Якщо є потреба у гарячій воді більшої температури (в лікувальних закладах, підприємствах громадського харчування тощо), влаштовують місцеві установки для нагріву води або кип’ятильники.
Гаряче водопостачання – цілодобове забезпечення споживача гарячою водою належної якості, що подається в необхідних обсягах з приєднаної мережі в приміщення.
Системи гарячого водопостачання застосовують для забезпечення будівель водою питної якості з температурою не менше 50°С для житлових і адміністративних будівель і 40ºС для дитячих дошкільних закладів.
- Класифікація систем гарячого водопостачання та їх характеристика.
Залежно від призначення системи гарячого водопостачання поділяють на господарсько-побутові і виробничі. Ці системи допускається об’єднувати лише тоді, коли на технічні потреби використовується вода питної якості або коли внаслідок контакту з технологічним обладнанням якість води не змінюється. У господарсько-побутових системах гарячого водопостачання якість води повинна відповідати вимогам державних стандартів на питну воду. У виробничих системах якість води визначається за технологічними потребами.
Системи гарячого водопостачання залежно від місця отримання гарячої води поділяють на місцеві і централізовані (рис.1).
Рис. 1. – Системи гарячого водопостачання:
а – місцева; б – централізована (відкрита): 1 – водонагрівач; 2 – розподільча мережа; 3 – водорозбірна арматура; 4 – мережа холодного водопроводу; 5 – колодязь;
6 – циркуляційна мережа; 7 – терморегулятор; 8, 9 – трубопроводи;
10 – водогрійний котел; Т1 – трубопровід подачі гарячої води; Т2 – зворотний трубопровід гарячої води; Т3 – гаряче водопостачання; Т4 – циркуляційний трубопровід; В1 – трубопровід холодної води.
Місцеві системи (рис. 1. а) влаштовують у невеликих будинках, в яких нагрівання води здійснюється для кожного споживача або групи споживачів. Вода із системи холодного водопостачання подається у місцеву установку (місцевий водонагрівач), в якій використовуються газ, тверде паливо, електроенергія тощо. За наявності в будинках газопостачання і централізованого опалення, приготування води може здійснюватись в швидкісних і ємнісних газових водонагрівачах. В малоквартирних будинках інколи використовують систему гарячого водопостачання, поєднану з опаленням (рис. 2).
В цих системах найчастіше використовуються двоконтурні котли або газові проточні водонагрівачі, які працюють в двох режимах: опалення і гарячого водопостачання. Такі котли обладнані двома теплообмінниками (один призначений для приготування гарячої води в системі опалення, другий – для приготування гарячої води в системі водопостачання).
Рис. 2. – Схема гарячого водопроводу, поєднаного з системою
опалення:
1 – ввід холодного водопроводу; 2 – водолічильник; 3 – підключення санітарно-
технічного обладнання; 4 – трубопровід холодної води; 5 – котел; 6 – трубопровід
гарячої води; 7 – водорозбірна арматура; 8 – подаючий теплопровід опалення; 9 –
зворотний теплопровід опалення; 10 – опалювальні прилади; 11 – опалення підлоги.
Використання теплогенератора, який обслуговує системи опалення і гарячого водопостачання, має певні незручності, адже режим теплопостачання цих систем суттєво відрізняється. Система опалення протягом дня має стабільне теплопостачання, тоді як гаряче водопостачання характеризується нерівномірним навантаженням з різко вираженими "піками" вранці і надвечір.
Згідно з тепловими розрахунками і даними спостережень тупикове споживання тепла системою гарячого водопостачання, як правило, перевищує навантаження в системі опалення. Якщо встановити в будинку теплогенератор на сумарне теплове навантаження опалення і гарячого водопостачання, то його установлена потужність виявиться завищеною. Внаслідок чого в періоди, коли відсутній водорозбір, теплогенератор буде працювати недовантаженим. Тому при використанні ємнісного водонагрівача його продуктивність за теплом потрібно вибирати, виходячи із витрати тепла на опалення, а його ємність - на приготування води для однієї ванни.
Централізовані системи гарячого водопостачання (рис. 1. б) завдяки їх економічності, простоті експлуатації та обслуговування найчастіше використовуються в житлових і громадських будівлях. Їх влаштовують за наявності потужних джерел тепла (ТЕЦ, районних котелень тощо). В централізованих системах гарячого водопостачання воду нагрівають для групи споживачів в одному місці і транспортують її трубопроводами до місць витрачання. Схема системи гарячого водопроводу, кількість елементів у системі та їх взаємне розташування залежать від режиму водоспоживання, типу пристроїв для нагрівання води, довжини трубопроводів тощо. Вода в системах централізованого гарячого водопостачання може нагріватися за відкритою (рис. 1. б) чи закритою схемами (рис. 3). У відкритій схемі гаряча вода забирається безпосередньо з теплової мережі. Вода нагрівається в котлах, розташованих у центральних котельнях чи теплообмінниках ТЕЦ, і квартальною мережею подається в систему опалення, а розподільчою мережею - на гаряче водопостачання окремих будинків. Циркуляційні трубопроводи повертають охолоджену воду в котли для її підігріву.
Рис. 3 – Централізована закрита система гарячого водопостачання
Така схема є простою і довговічною, адже система живиться ретельно очищеною водою, що необхідна для роботи котлів без утворення накипу. Недоліком схеми є велика потужність установок для водопідготовки, які повинні очищати всю воду, що подається в систему водопостачання. Через це схему використовують лише за низької карбонатної твердості природної води.
Централізоване гаряче водопостачання має свої недоліки та переваги. Перевагою є те, що це звичне джерело отримання гарячої води. А до недоліків відносяться:
- Дуже високі тепловтрати.
- Висока експлуатаційна вартість.
- Високі витрати на ремонт та обслуговування.
- Не ефективне і абсолютно не гнучке устаткування, за необхідності розраховане на пікові потужності.
В закритих схемах(рис. 3) тепло від котлів передається теплоносію (перегрітій воді, парові тощо), який теплофікаційною мережею подається до водонагрівача. Вода з системи холодного водопостачання проходить через водонагрівач, нагрівається і подається в розподільчу мережу. Недоліком закритої схеми є необхідність використання водонагрівачів та прокладання внутрішньоквартальної мережі трубопроводів. Проте в цій схемі установки для водопідготовки мають невелику потужність, адже теплоносій не витрачається, а повністю повертається в котел у той час, як споживач отримує гарячу воду питної якості з міського водопроводу. Крім того, котли перебувають під постійним тиском, який не залежить від тиску в системі гарячого водопостачання. Завдяки цим перевагам закриті системи гарячого водопостачання здобули широке використання в наш час.
Усі централізовані системи гарячого водопостачання проектують з циркуляційними трубопроводами (рис. 4). Без таких трубопроводів за відсутності водорозбору вода в подаючих трубопроводах остигає і споживачі отримують спочатку охолоджену воду, яку зливають в каналізацію. При цьому виникають втрати води і тепла, які тим більші, чим більші діаметри і довжини подаючих трубопроводів. Циркуляційні трубопроводи в системах гарячого водопостачання можуть функціонувати цілодобово (житлові будинки, готелі, лікарні тощо) або тільки перед початком водорозбору, якщо споживання гарячої води проходить періодично (наприклад, душові промислових підприємств). Слід зазначити, що в житлових будинках з кількістю поверхів до 4-х включно, за відсутності приладів для сушіння рушників циркуляцію води передбачають тільки в магістральних трубах до початку водорозбірних стояків.
Рис. 4. – Схема циркуляційного водопроводу гарячого водопостачання
(при природній циркуляції):
1 – водопровід; 2 – водонагрівач: 3 – вхід і вихід теплоносія; 4 – головний стояк;
5 – верхня розвідна лінія; 6 – повітряний кран; 7 – водорозбірні крани;
8 – стояки; 9 – підводки;10 – циркуляційні стояки; 11 – збірна циркуляційна лінія;
В системах гарячого водопостачання може бути природна циркуляція води під дією гравітаційного напору, коли рух гарячої води зумовлений зміною її густини при зміні температури, та примусова циркуляція, що здійснюється за рахунок роботи циркуляційних насосів.
Тупикові мережі гарячого водопостачання (без циркуляції) дозволяється застосовувати тільки в місцевих системах або в системах з тривалим безперервним розбором води (наприклад, в лазнях). Допускається також не передбачати циркуляцію в системах з регламентованим в часі споживанням гарячої води, якщо температура її в цей час в місцях водорозбору буде не нижчою, ніж вимагається.