Особенности устройства систем централизованного водоснабжения.

Водопроводные сети систем горячего водоснабжения решаются совместно с сетями холодного водоснабжения и имеют такую же схему, как последние. Сети горячего водоснабжения обычно принимаются тупиковыми.

В системах ЦГВ без циркуляции схемы сетей аналогичны сетям холодного водоснабжения.

В системах ЦГВ с циркуляцией (рис.7) сети можно разделить на распределительные и циркуляционные.

Распределительные сети по конструкции аналогичны сетям холодного водоснабжения и состоят из разводок, стояков, магистралей.

Циркуляционные сети стояки и магистрали, так как разводки обычно работают без циркуляции.

В жилых домах высотой до 4 этажей без полотенцесушителей можно не прокладывать циркуляционные стояки. Наибольшее распространение получили сети с нижней разводкой (рис.7а). Циркуляционная сеть прокладывается параллельно распределительной. Магистрали проходят в подвалах или подпольных каналах. Недостатком данной схемы является значительная длина трубопроводов.

Схема с секционными узлами (рис. 7б) позволяет сократить длину циркуляционных стояков, так как на 3 – 8 подающих стояков прокладывается один циркуляционный. Данная схема широко используется в жилых секционных домах.

Рис.7. Схемы сетей горячего водоснабжения

1 – распределительная магистраль; 2 – циркуляционная магистраль; 3,4 – стояки (распределительный и циркуляционный); 5 – разводка; 6 – полотенцесушитель

Схема с кольцевой однотрубной магистралью и закольцованными стояками (рис. 7в) используется при большом количестве потребителей, длинных магистралях и кольцевом расположении зданий. Она имеет наименьшую протяженность трубопроводов. Циркуляция в магистрали обеспечивается циркуляционными насосами. В стояках поддерживается гравитационная (естественная) циркуляция за счет теплоизоляции главного подающего стояка. Система работает устойчиво при перепаде температуры в магистрали и верхней перемычке секционного узла 10–12⁰ и автоматическом регулировании температуры в системе.

Схема с верхней разводкой (рис. 7г) обычно используется при установке безнапорных баков-аккумуляторов. Распределительная магистраль прокладывается по чердаку здания, циркуляционная магистраль – в подвале или канале. Охлажденная вода из-за увеличения плотности опускается вниз, где собирается циркуляционной магистралью и отводится к подогревателю. Недостатком схемы является интенсивная коррозия трубопроводов верхней магистрали, так как в ней выделяется кислород в связи с пониженным давлением их воды.

Сети горячего водоснабжения с целью уменьшения коррозии монтируются из стальных оцинкованных труб, которые соединяются чугунными, стальными соединительными частями или на фланцах в местах присоединения к трубопроводам фланцевой арматуры. При соединении оцинкованных труб на сварке концы труб необходимо заторцевать и сваривать в среде углекислого газа.

Для сокращения теплопотерь трубопроводы систем горячего водоснабжения (за исключением разводок и полотенцесушителей) покрывают теплоизоляцией (рис.8).

Рис. 2.27. Термоизоляция трубопроводов

а – из минеральной ваты; б – из скорлуп; 1 – труба; 2 – антикоррозийное покрытие; 3 – слой теплоизоляции; 4 – гидроизоляционный слой; 5 – сетка; 6 – асбестоцементная штукатурка; 7 – слой мешковины (марли); 8 – скорлупа

Арматура для систем горячего водоснабжения имеет ту же конструкцию, что и арматура систем холодного водоснабжения. Для изготовления арматуры применяют термостойкие, коррозионно-устойчивые материалы, разрешенные к применению санитарно-эпидемиологической службой. Арматура до d_у = 50 мм (включительно) должна быть бронзовой, латунной, из термостойких пластмасс. Уплотнительные прокладки изготовляют из фибры, теплостойкой резины, паронита, специальной эбонитовой массы. Сальники при температуре воды выше 100 ⁰С уплотняют асбестовой набивкой. Диафрагмы выполняются из латуни или нержавеющей стали. На сетях теплоносителя также используют конденсационные горшки, редукционные клапаны для пара и другую арматуру, описание которой дается в курсах отопления.

Полотенцесушители (рис.9) предназначены для обогрева ванной комнаты и сушки полотенец, простыней, мелких вещей. Они устанавливаются в ванных и душевых комнатах жилых, лечебно-профилактических зданий, гостиниц, школ, домов отдыха.

Полотенцесушители изготавливают из чугуна (рис. 2.28, а), стальных или латунных труб (рис. 9б).

Рис.9. Полотенцесушители

Контрольно-измерительные приборы системы горячего водоснабжения аналогичны приборам систем холодного водоснабжения.

Водосчетчики и теплосчетчики для учета горячей воды (t>30 ⁰С) имеют крыльчатки из латуни или других термостойких материалов. Для поддержания заданной температуры воды в системе применяют термодроссели, регуляторы температуры прямого действия и т. д.

Термодроссель (рис.10) является простым устройством для поддержания постоянной температуры воды «после себя». Термодроссели устанавливают на трубопроводах небольшого диаметра (d_у = 15÷25 мм). Они состоят из корпуса 1, в который ввернут термопатрон 3, заполненный материалом с большим коэффициентом температурного расширения (спирт, керосин). В корпусе 6 термопатрона установлена направляющая 5, по которой перемещается клапан 2, соединенный с сильфоном 4.

Работает термодроссель следующим образом: при увеличении температуры жидкость в термопатроне расширяется, и сильфон 4 перемещает клапан 2 вниз. Проходное сечение между клапаном и седлом в корпусе уменьшается, подача горячей воды сокращается, и температура воды за термодросселем снижается.

Рис.10. Термодроссель

Регулятор температуры прямого действия (РПД) (рис.11) состоит из исполнительного клапана (рис.11 а), датчика (рис. 11б), который может устанавливаться на некотором расстоянии от клапана и соединяется с ним импульсной трубкой 6.

Рис.11. Регулятор температуры прямого действия (РПД)

Регулятор температуры, включенный по наиболее распространенной схеме «после себя» (рис. 11г), работает следующим образом: при повышении температуры в отводящем трубопроводе жидкость в датчике расширяется и по импульсной трубке 6 передается в головку 5, сильфон 4 сжимается и перемещает через шток 3 клапан 2 к седлу 1, уменьшая подачу горячей воды. Температура после регулятора снижается до заданного значения. Температура воды после регулятора задается с помощью регулировочной гайки 7. Регуляторы температуры выпускаются d_у = 15÷80 мм с диапазоном регулирования 30–90 ⁰С. Они могут устанавливаться по схеме регулирования температуры «до себя» (рис. 11в) или «после себя».

На системах горячего водоснабжения используются хозяйственные повысительные установки, подающие воду в распределительную систему на водоразбор, и циркуляционные установки, обеспечивающие движение воды по циркуляционному контуру.

Циркуляционная насосная установка выполняется по схеме, аналогичной хозяйственной насосной установке. Устанавливают не менее двух насосов: один – рабочий, один – резервный. Для циркуляции используют специальные насосы ЦВЦ, ЦНИПС.

Хозяйственные повысительные установки, общие для систем горячего и холодного водоснабжения (рис. 12а), используются в небольших системах ЦГВ и системах с емкостными подогревателями, а также в системах со скоростными водонагревателями, где потери давления в водонагревателях не превышают 0,1 МПа (1 кгс/см²).

Рис.12 . Схемы установок повышения давления в системах горячего водоснабжения

1 – хозяйственная насосная установка; 2 – водонагреватель 1 ступени; 3 – циркуляционная насосная установка; 4 – водонагреватель 2 ступени; 5 – дополнительный насос

ёОтдельные повысительные установки для ЦГВ применяют в крупных системах со скоростными водонагревателями, в которых потери давления достигают 0,1-0,3 Мпа (1-3 кгс/см²). В таких схемах вместо отдельных установок устанавливают дополнительный насос (рис.12б) после подогревателя 1- ой ступени, Это позволит максимально использовать давление насосов в системах холодного и горячего водоснабжения.

В системах с большим количеством потребителей желательно установить циркуляционную установку на распределительном трубопроводе между 1-0й и 2- ой ступенями подогревателя (рис.12в). Такая схема обеспечивает постоянную циркуляцию при постоянном недостатке давления на вводе , исключая перебои в подаче воды на верхние этажи зданий.

Расчет сети горячего водоснабжения выполняется так же, как расчет сети холодного водопровода и отличается тем, что потери напора на участках трубопроводов систем горячего водоснабжения следует определять с учетом зарастания труб — по формуле:

Н=iL(1+K_L),(13)

где: i — удельные потери напора, принимаемые согласно приложению 5, [1];

L— длина участка трубопровода, м;

K_L— коэффициент, учитывающий потери напора в участке трубопровода на местные сопротивления, принимаемый равным 0,2 для подающих и циркуляционных трубопроводов, 0,5 — для трубопроводов в пределах тепловых пунктов и трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями и 0,1 — для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков.

Порядок расчета системы горячего водоснабжения заключается в следующем:

1. Рассчитывается сеть трубопроводов системы горячего водоснабжения с записью по формулам в п. 3.2. При этом секундные и часовые расходы горячей воды определяются как расходы холодной воды, только не учитывается подача воды на смывные бачки.

2. Определяются расчетные расходы тепла для приготовления горячей воды.

3. Рассчитывается и подбирается водонагреватель (ёмкостный или скоростной) для горячего водоснабжения, как правило, при закрытой системе или местной котельной.

4. Намечаются диаметры циркуляционной сети и определяются расходы воды и потери напора в циркуляционном кольце.

5. По полученным значениям потерь напора в сети и расхода горячей воды в циркуляционной системе подбирается насос (при необходимости).

6. Оформляются чертежи и уточняются отдельные расчеты.