 |
Общая характеристика и область применения местных и централизованных систем ГВ
|
|
|
|
Системы горячего водоснабжения подразделяются на местные и централизованные. При местном ГВ (МГВ) вода нагревается непосредственно у места ее потребления. Система МГВ обеспечивает водой один или несколько водоразборных приборов в смежных помещениях. Вода при МГВ нагревается в индивидуальных водонагревателях паром, горячей сетевой водой, за счет сжигания топлива, электричеством. Используется также солнечный нагрев воды. Наиболее характерные примеры МГВ - газовые водонагреватели и дачные душевые установки с солнечным нагревом.
Поскольку использование электричества значительно дороже газового нагрева, применение электроводонагревателей на проектной стадии должно иметь необходимое технико-экономическое обоснование. Использование газовых водонагревателей регламентируется нормами газоснабжения.
В системах центрального горячего водоснабжения вода приготавливается для потребителей целого здания, группы зданий, квартала, населенного пункта и т.п., а затем по трубопроводам подается к водоразборным приборам. Нагрев воды производится в водогрейных котлах, паро- или водоводяных нагревателях.
Местными системами оборудуются здания, не подключенные к системам централизованного теплоснабжения (ЦТ), не имеющие собственных котельных, или, если система ЦТ не рассчитана на покрытие тепловой нагрузки ГВ.
Системами ЦГВ оборудуются здания, подключенные к системам ЦТ или имеющие собственные котельные. Если число водоразборных точек в таких зданиях мало, экономически может быть обосновано и применение системы МГВ.
4. Схемы систем ЦГВ
Системы централизованного горячего водоснабжения являются частью внутреннего водопровода. Сети горячего водоснабжения имеют много общего с сетями холодного водоснабжения.
|
|
|
Сеть горячего водоснабжения также, как сеть холодного водопровода, бывает с нижней и с верхней разводками. Сеть горячего водоснабжения бывает тупиковой и закольцованной, но, в отличие от сетей холодного водопровода, кольцевание сети необходимо для выполнения важной функциональной задачи — сохранения высокой температуры воды.
Простые (тупиковые) сети горячего водоснабжения с подающими трубопроводами применяют в небольших малоэтажных зданиях с короткими стояками, а также в бытовых помещениях промышленных зданий и в зданиях с длительным и более или менее 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.
Кроме того, сети горячего водоснабжения подразделяются на двухтрубные (с закольцованными стояками) и однотрубные (с тупиковыми стояками).
При увеличении радиуса действия систем горячего водоснабжения и разнообразии условий жилой застройки требовалось совершенствование схем централизованных систем горячего водоснабжения. Были созданы принципиально новые схемы с самостоятельными независимыми циркуляционными контурами, ограниченными пределами одной секции здания или пределами одной группы стояков. Небольшой радиус действия этих контуров позволяет поддерживать в них циркуляцию за счет гравитационного напора, в то время как обмен воды в магистральных трубах происходит или за счет водоразбора, или с помощью циркуляционного насоса.
|
|
|
Некоторые из большого числа возможных схем сетей горячего водоснабжения.
При верхней разводке магистралей горячего водоснабжения 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 горячего водоснабжения имеет наименьшую металлоемкость, но из-за значительного остывания и нерационального сброса остывшей воды применяется в жилых зданиях высотой до четырех этажей, если на стояках не предусмотрены полотенцесушители и протяженность магистральных труб мала. Если же протяженность магистральных труб велика, а высота стояков ограничена, то применяют схему с закольцованными подающей и циркуляционной магистралями с установкой на них циркуляционного насоса. В этой схеме тоже следует ожидать остывания, но меньшего объема воды. Подобная схема позволяет увеличить протяженность сети.
Наибольшее распространение получила двухтрубная схема горячего водоснабжения, 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.
Для снижения металлоемкости используют схему горячего водоснабжения, в которой несколько подающих стояков объединяются перемычкой с одним циркуляционным стояком. Такое решение схемы горячего водоснабжения чаще всего используется для общественных зданий, где не предусматривается установка полотенцесушителей.
|
|
|
Эта схема отличается низкими эксплуатационными показателями, так как верхняя перемычка выполняется из труб того же диаметра, что и подающие стояки, сопротивление ее превышает сопротивление магистралей, поэтому вода движется только в стояках, близких к циркуляционному.
Относительно недавно появились схемы однотрубной системы горячего водоснабжения с одним холостым подающим стояком на группу водоразборных стояков. Холостой стояк изолирован и устанавливается в паре с одним водоразборным или в секционном узле, состоящем из 2—8 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 с полотенцесушителями.
Холостой стояк помогает правильному распределению потоков в пределах секционного узла. Как показывает опыт эксплуатации, в зданиях высотой 9 и более этажей гравитационный напор, возникающий в стояках при остывании воды, как правило, достаточен для обеспечения необходимой циркуляции.
5. Определение расходов воды и теплоты в системах горячего водоснабжения
Секундный расход воды, отнесенный к одному прибору qoh л/с
При неодинаковых приборах, обслуживающих группы различных потребителей, qoh определяется по выражению
, л/с,
где Ni - число водоразборных приборов в группе потребителей;
Рi - вероятность их одновременного действия.
Если потребители в здании одинаковые, то вероятность действия приборов определяется без учета изменения отношения числа потребителей U к числу приборов N по участкам системы по формуле
где qhrh - норма расхода горячей воды потребителем в час наибольшего водопотребления.
При различных группах потребителей в здании
|
|
|
При отсутствии данных о количестве приборов разрешается принимать N = U. По зданиям, где отсутствуют данные о расходах воды и характеристики приборов принимают qoh = 0,2 л/с.
Максимальный секундный расход на любом участке системы ГВ определяется как
qh = 5a × qoh, л/с,
Часовой расход воды прибором 
при различных потребителях в здании - по формуле
, л/час,
Часовая вероятность одновременного действия приборов для системы в целом или группы потребителей составляет
При отсутствии данных разрешается принимать = 200 л/час.
Максимальный часовой расход воды на систему горячего водоснабжения в целом (на головном участке) составит
, м3/ч
Максимальный суточный расход воды на систему ГВС составляет
, м3/сут.,
где 
- норма расхода горячей воды одним потребителем, л/(сут×чел), для группы, состоящей из Ui потребителей.
Средний часовой расход воды за сутки (период) максимального водопотребления продолжительностью T часов составляет
qhT = qhd / T, м3/час
Расходы теплоты на систему ГВС (расчетные тепловые потоки) определяются по известным расходам воды следующим образом.
Средний за сутки максимального водопотребления
, кВт
где 55 °С - средняя температура горячей воды;
tс - средняя температура холодной водопроводной воды (5 °С зимой и 15 °С - летом);
Qht - потери теплоты трубопроводами системы ГВС.
Максимальный часовой расход теплоты
, кВт
Принимая теплоемкость воды ср = 4,1868 кДж/(кг×К), а ее плотность r = 1000 кг/м3, получим
, кВт
, кВт
|
|
|
