Отличительные особенности открытой и закрытой системы подачи воды, оценка их главных преимуществ и недостатков. Основные принципы и подходы к обустройству, а также оптимизация открытой схемы. Подбор необходимого оборудования и расходных материалов.
Аннотация к работе
Горячее водоснабжение обеспечивается комплексом устройств, которые предназначены для удовлетворения потребностей в горячей воде для технико-технологических, бытовых и гигиенических целей. То есть потребитель, открывая кран, получает не горячую воду, а охлажденную, а для того чтобы воспользоваться горячей водой ему необходимо сначала спустить некоторый объем остывшей воды из трубопровода. Вода в трубопроводе такой системы не останавливается и не остывает, а непрерывно прокачивается через водонагревательную установку, что позволяет поддерживать ее температуру на заданном уровне в каждой отдельно взятой точке водопотребления. Принципиальное отличие этих двух систем в том, что при открытой схеме ГВС водоразбор горячей воды ведется непосредственно из тепловой сети, то есть горячая вода из крана смесителя бежит та же самая, что и в радиаторах отопления. В первом случае горячая вода циркулирует во внутренней системе горячего водоснабжения и когда открывается кран с горячей водой, горячая вода должна бежать практически сразу нужной температуры, но это в идеале.Большинство жилого фонда в России получает горячую воду изпод крана именно по «открытой» схеме. Фактически это означает то, что горячую воду жителям поставляют из труб центрального отопления. В России вступили в силу новые поправки в федеральное законодательство «О теплоснабжении». Брать горячую воду для снабжения потребителей из «батарей» центрального отопления в новостройках запрещено.
Введение
Горячее водоснабжение в современном мире является неотъемлемой частью комфорта. Правильная организация системы подачи воды не только обеспечит уют, но и сэкономит денежные средства на монтаже и эксплуатации.
водоснабжение горячий схема
Горячее водоснабжение обеспечивается комплексом устройств, которые предназначены для удовлетворения потребностей в горячей воде для технико-технологических, бытовых и гигиенических целей.
Система горячего водоснабжения может быть централизованной или децентрализованной. В первом случае одной установкой производится обслуживание потребителей в количестве от одного здания до квартала или поселка. Во втором - горячая вода подготавливается на месте потребления небольшими нагревательными устройствами. Для обеспечения потребностей в горячей воде применяются схемы с циркуляционными трубопроводами, а также бесциркуляционные схемы. Простотой конструкции и низкой первоначальной стоимостью отличается бесциркуляционная система горячего водоснабжения.
1. Особенности бесциркуляционной системы водоснабжения
Потребности в установке циркуляционного насоса нет, но вода в трубопроводе при небольшом перерыве в водоразборе или его малых объемах остывает очень быстро. То есть потребитель, открывая кран, получает не горячую воду, а охлажденную, а для того чтобы воспользоваться горячей водой ему необходимо сначала спустить некоторый объем остывшей воды из трубопровода. Спуск воды в данном случае - это не только неудобство и дополнительные затраты для потребителя, но и перегрузка канализации, потери воды и тепловой энергии.
Открытая система водоснабжения такого типа целесообразна только в местах непрерывного разбора горячей воды, либо в сетях малой протяженности.
Рисунок 1. Открытая система горячего водоснабжения
2. Циркуляционная система водоснабжения
Там же, где непрерывное обеспечение горячей водой точек потребления предпочтительнее, а спуск воды нежелателен, применяются циркуляционные системы. Вода в трубопроводе такой системы не останавливается и не остывает, а непрерывно прокачивается через водонагревательную установку, что позволяет поддерживать ее температуру на заданном уровне в каждой отдельно взятой точке водопотребления.
В зданиях высотой до 4 этажей вода циркулирует только в трубах разводки, а более 4 этажей - также в трубах стояков. При этом температура воды в водоразборных местах, где централизованная система отопления присоединяется к местной системе, не ниже 60 градусов (для открытых систем водоснабжения) или 50 градусов (для закрытых систем водоснабжения). В обоих случаях температура воды должна находиться в пределах до 75 градусов.
Рисунок 2. Циркуляционная система горячего водоснабжения
3. Отличия открытой и закрытой системы подачи воды
Существуют два абсолютно противоположных способа подключения. Это открытая (незамкнутая, тупиковая) и закрытая (замкнутая, кольцевая) схема разводки трубопроводов и оборудования. Принципиальное отличие этих двух систем в том, что при открытой схеме ГВС водоразбор горячей воды ведется непосредственно из тепловой сети, то есть горячая вода из крана смесителя бежит та же самая, что и в радиаторах отопления.
Выбор схемы ГВС зависит от некоторых факторов - это условия при которых производится водоснабжение, источник энергии для нагревания воды, и качество, как воды, так и водопровода. Использование открытой системы водообеспечения должно быть обоснованно со стороны экономии и технологии.
Рассматривая выбор со стороны санитарных норм, то надежнее выглядит закрытая система, которая присоединена к центральной городской теплосети.
Но если говорить о локальной сети, то все решает качество воды и экономическая выгода каждой системы в конкретно каждом случае.
В закрытой системе вода из тепловых сетей используется как энергоноситель для подогрева холодной воды, поступающей из водопровода в систему горячего водоснабжения, в теплообменнике. В открытых системах подача горячей воды производится непосредственно из теплосети. Температура такой воды - до 75 градусов, и предназначена она для удовлетворения гигиенических и бытовых потребностей населения (купание, стирка и прочих). Поэтому система водоснабжения открытая и закрытая отличаются и классифицируются в зависимости от способа подачи воды. Вода, отобранная непосредственно из теплосети, носит название бытовой.
Рисунок 3. Закрытая система горячего водоснабжения
Закрытая ГВС характеризуется тем, что контур горячей воды отделен от контура отопления. То есть вода через подачу поступает в отопительный контур, проходит через внутреннюю систему отопления здания (трубы, радиаторы) и возвращается в обратку, попутно через теплообменник, нагревая в тепловом пункте здания контур горячего водоснабжения. Горячая вода (питьевая) циркулирует отдельно по своему контуру, а водоразбор в здании компенсируется подпиткой из линии холодного водоснабжения.
Для открытой схемы ГВС существуют вариации: циркуляционная и тупиковая. В первом случае горячая вода циркулирует во внутренней системе горячего водоснабжения и когда открывается кран с горячей водой, горячая вода должна бежать практически сразу нужной температуры, но это в идеале. При тупиковой схеме горячая вода не циркулирует в системе, и чтобы получить воду нужной температуры, ее нужно сбросить через кран, т.е. слить остывшую в трубах.
Обслуживание открытых систем водоснабжения включает в себя дезинфекцию, причем по согласованию с органами госнадзора она может быть проведена не только с помощью хлорирования, но и простой промывкой горячей водой с температурой около 90 градусов.
Водонагревательное устройство также нужно периодически очищать, ведь под воздействием высоких температур могут создаваться неблагоприятные для качества воды условия.
Рисунок 4. Открытая система горячего водоснабжения
Эффективность системы определяется максимальной передачей тепловой энергии потребителю с минимальным расходом теплоносителя. Система водоснабжения открытая и закрытая, при отсутствии забора воды на горячее водоснабжение, показателями эффективности отличаться не будут, исключение составляет вариант с тепловым насосом (являющийся наиболее эффективным в любых условиях).
Закрытые и открытые системы обладают разными преимуществами. В закрытой системе возможно обеспечение гидравлической развязки тепловых сетей, а в открытой стоимость горячего водоснабжения для конечного потребителя значительно ниже. Кроме того, для нее характерны более высокий уровень надежности и повышение эффективности в перспективе (при условии, что теплоноситель - вода питьевого качества).
4. Обустройство открытой системы водоснабжения
Открытая система горячего водоснабжения предельно проста: она состоит из установки для нагрева воды, циркуляционного насоса и трубопроводов для ее транспортировки к водоразборным точкам. Расположение разводящей магистрали внутри здания может быть нескольких вариантов: 1. Система с верхней разводкой - чаще всего применяется в случае установки верхних водонагревателей (баков), что возможно при наличии верхнего технического этажа в сооружении. При этом циркуляционная магистраль прокладывается в подвале.
2. Система с нижней разводкой - более удобна в плане технического обслуживания, установка водонагрева располагается в подвале.
Оборудование для обустройства открытой системы водоснабжения должно быть подобрано с учетом принципа ее действия. Другими словами, подача воды из нижнего резервуара должна сопровождаться одинаковым напором воды в кранах всех этажей, от первого до последнего, а достичь этого только с использованием насоса необходимой производительности не всегда возможно.
Необходимо учесть силу трения о стенки трубопровода, которая уменьшает скорость движения воды. Это влияние кажется несущественным, но на практике система водоснабжения открытого типа эффективна только тогда, когда учтены все нюансы. Напор воды в системе определяется следующими факторами: · Геодезическая высота нагнетания;
· Динамическое давление;
· Потери в трубопроводах.
Для такой системы актуально перекрытие отдельных участков трубопровода специальной арматурой (кранами). Это удобно для проведения эксплуатационного обслуживания и ремонта, ведь достаточно будет перекрыть отдельный участок и слить небольшой объем воды вместо того, чтобы сливать всю воду из системы. Целесообразна также установка дополнительных защитных устройств: поплавковых датчиков в резервуарах, реле давления в трубопроводе.
Рисунок 6. Измерение давления в системе
В такой системе удобно использовать краны, для отсечения отдельных участков при необходимости проведения планового обслуживания или ремонта. Также, целесообразно использовать и другие защитные устройства, такие как поплавковые датчики в баках и реле давления в трубах.
рисоединение системы горячего водоснабжения производится непосредственно в тепловом пункте здания.
Одно ответвление врезано с подающего трубопровода.
Второе ответвление с обратного трубопровода.
Две ветки смешиваются в регуляторе температуры ГВС, функция которого выдавать потребителю горячую воду с необходимыми параметрами, а именно не ниже 60°С для открытого ГВС и 75°С для закрытой схемы, согласно СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация» (актуализированная версия СНИП 2.04.01-85).
Уже после регулятора температуры горячая вода поступает во внутреннюю систему водоснабжения здания.
5. Преимущества открытой системы водоснабжения
При установке такой системы стоит, в первую очередь, учитывать принцип действия. По сути, вода которая нагревается для системы отопления поставляется и на разборные точки (смесители). Получается один общий контур. Технологически это выглядит, как подающий и обратный трубопроводы с обустройством любого вида водонагревателя (электрический, твердотопливный, газовый). Постоянство напора в такой сети достигается исключительно гидравлическим способом (горячая вода выдавливает холодную, постепенно остывает, становится холодной и уже сама выдавливается новым объемом горячей).
Подобную простоту относят к плюсам открытой схемы. Открытая система горячего водоснабжения выгодна максимальным уровнем передачи тепловой энергии при очень низких расходах на теплоносители. Также такое оборудование имеет малую цену, т.к. нет необходимости монтировать дополнительные насосы, теплообменники, расширительные баки и прочее. А отсутствие всего этого обуславливает легкую эксплуатацию в зимний и межотопительный периоды.
Кроме того, немаловажным фактором является более низкий уровень конечных расходов по эксплуатации системы. К тому же, открытая система горячего водоснабжения обладает повышенными показателями по безопасности и надежности, а при условии использования питьевой воды в качестве теплоносителя возможны значительные улучшения эффективности сетей в дальнейшем.
6. Недостатки открытой системы водоснабжения
Но, бесспорно, недостатков у открытой системы горячего водоснабжения очень много. Во-первых, при отсутствии частого разбора горячая вода быстрее остывает и хуже прогревается, что нарушает естественную циркуляцию (на участках подключения к смесителям). Изза подобных моментов может «страдать» и система отопления. А вот зимой, когда на улице сильный мороз, отопление прогревается сильнее, что увеличивает и температуру подаваемой горячей воды. Поэтому прослеживается четкая негативная зависимость в общем контуре.
Во-вторых, качество самой воды. Опять-таки изза зависимости приходится использовать либо слишком чистую воду для отопления, либо теплоноситель для ГВС, чьи санитарные параметры далеки от требуемых норм. Соответственно, открытая система водоснабжения приводит к дополнительным затратам в связи с использованием деаэрации и химической очистки воды. Проведение этих работ необходимо в любом случае, так как они устраняют образование накипи и коррозии.
В-третьих, отсутствие горячей воды в летний период. В пору, когда на улице достаточно тепло, очень нерентабельно вести эксплуатацию контура. Ведь и отопление, и ГВС в таком случае будут активно работать.
Также частый выход из строя регулятора температуры ГВС, его некорректная работа в общей схеме.
7. Оптимизация открытой схемы
Чтобы оптимизировать использование открытой системы, некоторые участки магистралей перекрываются запорными кранами, что облегчает профилактические и ремонтные работы и позволяет слить воду из небольшого отрезка трубопровода, вместо слива всего объема. Для дополнительной защиты открытые системы горячего водоснабжения снабжаются поплавковыми датчиками и реле для измерения давления в трубах.
Вывод
Большинство жилого фонда в России получает горячую воду изпод крана именно по «открытой» схеме. Эксперты, в частности, говорят о том, что 70% жилых домов получают ГВС именно по ней. Фактически это означает то, что горячую воду жителям поставляют из труб центрального отопления. Более продвинутая схема ГВС - «закрытая» - применяется лишь в некоторых новостройках. Она предполагает наличие специального оборудования для подогрева холодной воды и поставки ее жителям «многоквартирников» в качестве горячей.
В России вступили в силу новые поправки в федеральное законодательство «О теплоснабжении». С этого момента новостройки больше нельзя подключать к «открытым» системам водоснабжения. Брать горячую воду для снабжения потребителей из «батарей» центрального отопления в новостройках запрещено. Еще через девять лет весь жилой фонд страны должен будет быть переведен на «закрытую» схему горячего водоснабжения - в каждом многоквартирном доме должна будет появиться автономная бойлерная для подогрева воды.
Поправки в федеральный закон №190 «О теплоснабжении» вступили в силу с 1 января 2013 года. Одна из самых значимых из них - о запрете на подключение объектов капстроительства к централизованным открытым системам теплоснабжения для нужд горячего водоснабжения - содержатся в дополнении к статье 29. Кроме того, согласно еще одному новому пункту, добавленному законодателями в эту же статью ФЗ, с 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения для нужд горячего водоснабжения путем отбора теплоносителя будет запрещено в принципе.
Список литературы
1. Строительные правила. СП 73.13330.2012. Внутренние санитарно-технические системы. (актуализированная версия СНИП 3.05.01-85).
2. Строительные правила. СП 30.13330-2012 Внутренний водопровод и канализация зданий. (актуализированная версия СНИП 2.04.01-85).
3. Справочник проектировщика. Отопление, водопровод, канализация/ Под ред. И.Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 4.1. - 415 с.