Современные комфортные условия жизни в основном ассоциируются не столько с новостройками и улучшенной планировкой квартир и домов, сколько с наличием в них такой необходимой функции, как горячее водоснабжение. Один из элементов обеспечения комфорта и удобства связан напрямую с возможностью постоянного наличия в жилище именно горячей воды, требуемой температуры и объема необходимого для полного удовлетворения потребности жителей. Решить проблему обеспечения горячей водой позволяют оснащение зданий системами горячего водоснабжения. Принципы проектирования систем горячего водоснабженияТехнологические особенности процесса нагрева водыСпособы постоянного поддержания высокой температуры воды в системе60)Системы горячего водоснабжения жилых зданий. Система гвс
Какие бывают виды систем горячего водоснабжения
Содержание
Принципы проектирования систем горячего водоснабжения
Для наиболее эффективного решения проблемы обеспечения жилых помещений горячей водой в проектировании и реализации строительных проектов применяется несколько подходов к реализации систем ГВС.
Проводя анализ всего строительного проекта и системы горячего водоснабжения как одной из его составных частей для частного дома, коттеджа или многоэтажного многоквартирного жилого здания в процессе проектирования выбирается система в зависимости от варианта непосредственного приготовления горячей воды:
Первая, локальная система чаще всего используется для оснащения отдельного домовладения или, в крайнем случае, нескольких потребителей расположенных в одном небольшом здании. Для реализации на практике такой вариант может быть применение в качестве:
Плюсом такой системы горячего водоснабжения выступает простота устройства, относительная легкость монтажа, простота учета потребляемой энергии и расхода ресурсов для владельцев жилища.
Система централизованного горячего водоснабжения предусматривает установку для подогрева воды большого объема, рассчитанную для одновременного обеспечения нескольких потребителей находящихся в разных помещениях и зданиях. Централизованная система включает в себя один или несколько тепловых пунктов, в которых проводится нагрев воды, а далее по трубопроводам вода поставляется к потребителям. Чаще всего такие системы проектируются для многоэтажных многоквартирных домов и даже целых районов. Для городской застройки такой вариант обеспечивает более дешевый способ поставки потребителям горячей воды.
Для потребителей к кому проводится подача горячей воды особой разницы нет, каким способом она нагревается до стандартной температуры. Однако для проектирования это имеет существенное значение. Сегодня различают два основных способа нагрева воды в системе горячего водоснабжения:
Прямой цикл нагрева чаще всего практикуется в индивидуальных системах горячего водоснабжении, когда непосредственно источник тепловой энергии нагревает воду до необходимой температуры. Прямой цикл нагрева обеспечивает нагрев воды в электрических бойлерах, газовых колонках, проточных водонагревателях, когда вода проходит сквозь керамический нагревательный элемент.
Двухконтурный цикл нагрева воды заключается в нагреве определенного теплоносителя и далее уже теплоноситель проводит нагрев воды для системы. В качестве первичного теплоносителя обычно используется водяной пар или вода, нагреваемая от источника тепловой энергии. На втором этапе теплоноситель, находящийся под давлением, нагревает основной объем воды. Такие установки в основном используются в городских теплоэлектроцентралях и промежуточных тепловых пунктах, когда после остывания на 15-20 градусов от нормы вода, возвращаясь по обратному трубопроводу, снова подогревается до нужной температуры перед подачей в центральную магистраль.
В технологическом плане первый, прямой цикл нагрева воды более выгодный, поскольку затрачивает меньше ресурсов и не требует слишком большого и громоздкого оборудования.
В технической литературе и практическом применении водонагревательных установок оборудование прямого цикла получило название открытой схемы горячего водоснабжения, а двухконтурный нагрев называется закрытой схемой.
Классификация систем горячего водоснабжения жилых помещений невозможна без разделения по способу поддержания высокой температуры воды в системе. В теплотехнике термин рециркуляция дает возможность группировать системы горячего водоснабжения:
Для больших жилых массивов с системой центрального водоснабжения, когда от одного источника осуществляется поставки воды в несколько домов, или даже микрорайонов, в обязательном порядке предусматривается устройство рециркуляционного трубопровода. Вода, которая не используется потребителями, но находящаяся в трубах постепенно остывает, при этом температура снижается на 15 или даже 20 градусов. Для более экономного расходования энергоресурсов, такая вода направляется для подогрева до 60 градусов на тепловой пункт и дальше снова поступает к потребителям. Несмотря на то, что это довольно дорогостоящий способ поддержания температурного режима воды, но он вполне оправдан, поскольку позволяет получить наибольшую экономию энергоресурсов.
Если горячее водоснабжение, обеспечивающее небольшое по потребляемым объемам воды домохозяйство, то такая установка вполне может обойтись и без системы рециркуляции. Чаще всего если трубопровод имеет небольшую длину, то систему рециркуляции просто не делают. Проблему остывшей воды, как правило, решают двумя способами – утепления трубопровода или простого спуска холодной воды, тем более что в трубопроводах небольшого диаметра это всего 2-3 литра, что не имеет большого значения при постоянном пользовании горячей водой.
oborudovanie1.ru
По способу подачи воды на горячее водоснабжение водяные системы теплоснабжения делятся на:
1)Закрытые. В закрытых системах воду из тепловых сетей используют только в качестве энергоносителя в теплообменниках для подогрева холодной водопроводной воды, поступающей в местную систему горячего водоснабжения. Подача воды на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения осуществляется через водо-водяные теплообменники.2)Открытые. В открытых системах вода непосредственно из тепловой сети забирается для приготовления и подачи её в систему горячего водоснабжения потребителя. В открытых системах теплоснабжения вода отбирается непосредственно из тепловой сети.Горячее водоснабжение предназначено для удовлетворения гигиенических (умывание, купание) и бытовых (стирка, мойка посуды и т. п.) нужд населения в воде с повышенной (до 75°C) температурой. Такой водой, называемой «бытовой», снабжаются здания с проживанием людей (жилые здания, общежития, гостиницы), большинство общественно-коммунальных зданий (больницы, поликлиники, бани, прачечные, детские учреждения, предприятия общественного питания и т. п.), а также промышленные здания и сооружения с технологическим и гигиеническим (в бытовках) потреблением горячей воды. В наиболее простом виде местная система горячего водоснабжения состоит из водоподогревательной установки и трубопроводов для транспортирования горячей воды к водоразборным приборам. Системы горячего водоснабжения бывают: централизованные. Одна подогревательная установка обслуживает как минимум одно здание, а во многих случаях даже несколько зданий в пределах одного квартала (микрорайона) или поселка.децентрализованные. Приготовление горячей воды происходит вблизи водоразборных приборов (на месте потребления) и осуществляется мелкими генераторами тепла: газовыми нагревателями, дровяными колонками и т. п.Классификация систем горячего водоснабжения: Бесциркуляционные системыявляются наиболее простыми по устройству и дешевыми по первоначальной стоимости. Состоят только из подающих трубопроводов. Основной недостаток таких систем состоит в остывании воды в трубопроводах при перерывах в водоразборе или его малой величине. Открывая кран после перерыва в водоразборе, потребитель получает воду с пониженной температурой и начинает сливать эту воду в канализацию до появления воды с нужной ему температурой. Такие сливы при общем ухудшении обеспечения потребителя горячей водой приводят к перегрузке канализации и бесполезным потерям воды и тепла. Из-за указанных недостатков бесциркуляционные системы устраивают только в тех случаях, когда возможные сливы воды в канализацию невелики, а именно: при длительном непрерывном разборе воды (в банях, в технологических установках) и при малом протяжении сети.Циркуляционные системы применяются там где требуется непрерывное обеспечение потребителей горячей водой (жилые здания, больницы, поликлиники и т. п.). В таких системах при отсутствии водоразбора находящаяся в трубах вода не останавливается, а непрерывно перемещается, проходя через подогреватель, чем обеспечивается заданная температура воды вблизи точек водоразбора. В системах с поверхностными подогревателями циркуляция, как правило, обеспечивается центробежными насосами. В отдельных случаях циркуляция воды в системах горячего водоснабжения может обеспечиваться действием гравитационных сил, что целесообразно в мелких системах или в системах многоэтажных и малопротяженных зданий (в зданиях типа «башня») при дополнительной застройке такими зданиями жилых кварталов и невозможности (или нерациональности) присоединения их систем гогорячего водоснабжения к существующим квартальным системам.
По расположению подающей (разводящей) магистрали внутри дома:системы с верхней разводкой;Верхнюю разводку наиболее часто применяют при установке открытых (верхних) баков-аккумуляторов и при наличии в здании верхнего технического зала или чердака. Циркуляционную магистраль прокладывают в этом случае в подвалах, а при их отсутствии в подпольных каналах.системы с нижней разводкой. При наличии подвалов предпочтительнее нижняя разводка как более удобная для эксплуатационного обслуживания системы.
В зданиях высотой более 50 м (свыше 16 этажей) систему горячего водоснабжения делят по вертикали на зоны с самостоятельными разводками и отдельными стояками для каждой зоны. Это связано в основном с ограничением допускаемого давления на водоразборную и водозапорную арматуру, которая в обычном исполнении выдерживает давление до 0,6 МПа. В ванных и душевых комнатах ряда зданий и помещений (жилые здания, лечебно-профилактические учреждения, дома отдыха, учреждения социального обеспечения, школы и учреждения по воспитанию детей, гостиницы) полотенцесушителидолжны устанавливаться полотенцесушители, которые помимо своего прямого назначения являются еще и нагревательными приборами, обеспечивающими в этих комнатах поповышенную температуру воздуха. Присоединяются полотенцесушители к циркуляционным или подающим стоякам. В тех случаях, когда системы не имеют циркуляционных трубопроводов, нормами допускается присоединение полотенцесушителей к системе отопления с устройством отдельной ветви и обеспечением круглогодовой циркуляции воды по этой ветви.Для нагрева воды в бытовых условиях и для устранения летнего перебоя подачи горячей воды существуют следующие приборы:
studfiles.net
Cтраница 1
Закрытая система горячего водоснабжения применяется в ряде крупных городов и имеет следующие основные преимущества: возможность обеспечения стабильного качества горячей воды, одинакового с качеством воды городского водопровода; простота контроля плотности системы; простота санитарного контроля. Основным недостатком закрытой системы является усложнение и удорожание абонентских вводов из-за установки водоводяных подогревателей с соответствующими коммуникациями. [1]
При закрытой системе горячего водоснабжения присоединение ее к тепловой сети осуществляется через скоростные водо-водяные подогреватели, в которых теплофикационная вода проходит по межтрубному пространству, а нагреваемая вода - по латунным трубкам, ввальцованным в трубные решетки. Такая схема подачи нагреваемой воды принята потому, что в системах горячего водоснабжения - при нагревании водопроводной воды выделяется растворенный в ней кислород, который вызывает усиленную коррозию черного металла корпуса водотюдогрева-теля; латунь же менее подвержена коррозии. Кроме того, латунные трубки имеют более высокий коэффициент линейного удлинения, чем корпус из стальной трубы. При пропуске по ним воды с более низкой температурой, чем в межтрубном пространстве, происходит некоторое выравнивание абсолютных значений теплового удлинения латунных трубок и стального корпуса. Это позволяет применять в системах горячего водоснабжения водо-подогреватели с латунными трубками без линзовых компенсаторов на корпусе, что значительно упрощает их конструкцию. [2]
При закрытой системе горячего водоснабжения иногда может быть целесообразным применение таких методов обработки подпиточной воды, которые позволили бы иметь на станции одну водопод-готовительную установку и, следовательно, подвергать подпиточную воду той же обработке ( иногда частичной), какой подвергается добавочная питательная вода для котлов, хотя это далеко не всегда требуется по условиям работы теплосетей. [4]
При закрытой системе горячего водоснабжения присоединение ее к тепловой сети осуществляется через скоростные водо-водяные подогреватели, в которых теплофикационная вода проходит по межтрубному пространству, а нагреваемая вода - по латунным трубкам, ввальцованным в трубные решетки. Такая схема подачи нагреваемой воды принята потому, что в системах горячего водоснабжения при нагревании водопроводной воды выделяется растворенный в ней кислород, который вызывает усиленную коррозию черного металла корпуса водоподогрева-теля; латунь же менее подвержена коррозии. Кроме того, латунные трубки имеют более высокий коэффициент линейного удлинения, чем корпус из стальной трубы. При пропуске по ним воды с более низкой температурой, чем в межтрубном пространстве, происходит некоторое выравнивание абсолютных значении теплового удлинения латунных трубок и стального корпуса. Это позволяет применять в системах горячего водоснабжения водо-подогреватели с латунными трубками без линзовых компенсаторов на корпусе, что значительно упрощает их конструкцию. [5]
В закрытых системах горячего водоснабжения ( см. рис. 5.3) вода из наружной водопроводной сети нагревается в водонагревателях. [6]
Серьезным недостатком закрытой системы горячего водоснабжения при помощи водоводяных бойлеров является сложность выравнивания расхода нагреваемой воды. Бак-аккумулятор должен устанавливаться у каждого бойлера, что практически не всегда осуществимо. Использование тепловой инерции жилых зданий для выравнивания пиков водоразбора путем последовательного двухступенчатого включения бойлеров горячего водоснабжения не решает вопроса, так как при такой схеме частично сглаживаются только колебания расхода тепла, а расход водопроводной воды в трубках бойлера остается таким же резкопеременным, как и при любой закрытой схеме без баков-аккумуляторов. [7]
Тепловые сети с закрытыми системами горячего водоснабжения, так же как и чисто отопительные системы, характеризуются при правильной эксплуатации небольшими утечками и, следовательно, незначительными количествами подпиточной воды. [9]
Аппараты АМО-25 УХЛ4 предназначены для закрытых систем горячего водоснабжения; все остальные типы, включая и разрабатываемые сейчас, - для систем горячего водоснабжения и оборотного охлаждения. [10]
В центральных тепловых пунктах при закрытой системе горячего водоснабжения предусматривают установки по деаэрации и стабилизации воды, а при жесткости воды более 4 мг-экв / л - и по ее умягчению. [12]
В отличие от этого при закрытой системе горячего водоснабжения, в которой вся сетевая вода циркулирует в замкнутом контуре, а добавляемая холодная вода компенсирует только утечки и потому количество ее незначительно, выходные элементы турбины могут разогреваться до чрезмерно высоких температур. Для обеспечения надежности турбин Т-250-240 признано целесообразным при установке их в системах с закрытым водоразбором на период ра боты с подогревом сетевой воды в конденсаторном пучке существенно снижать температуру промежуточного перегрева пара. По предварительным данным, полученным на основе расчетных исследований, величина этого снижения должна составлять около 120 С, что значительно превышает возможности регулировочных средств, применяемых в серийных котлах. [13]
Подпиточных насосов тепловой сети при закрытой системе горячего водоснабжения устанавливают два, при открытой системе - три, включая в обоих случаях резервный насос. [14]
На ряде предприятий еще имеется так называемая закрытая система горячего водоснабжения, при которой вода для душевых нагревается в водоводяных бойлерах теплофикационной сетевой водой. Для работы бойлеров необходимо поддерживать температуру Тс не ниже 70 С, что еще усугубляет режим работы калориферов. Вследствие вышеуказанных причин температурный график, по которому работает ТЭЦ, резко отличается от оптимального графика для отопления промышленных предприятий. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
В жилых зданиях используют централизованные системы горячего водоснабжения, которые получают теплоту от котельных или центральных тепловых пунктов. Централизованный горячий водопровод для нагрева воды использует теплообменник (водонагреватель), циркуляционную сеть и насосы, обеспечивающие циркуляцию горячей воды, которая необходима для восполнения теплопотерь и поддержания требуемой температуры воды у всех потребителей. Схема горячего водопровода зависти от режима водопотребления, схемы теплоснабжения населенного пункта, района города и т.д. Различают открытые и закрытые схемы.
1. В открытой схеме централизованного горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором (рис.2) горячая вода поступает в дом из подающего трубопровода тепловой сети. Иными словами, по одной и той же трубе подается горячая вода, которая одновременно идет на отопление и на горячее водоснабжение.
В крупных городах такая схема горячего водоснабжения применяется практически на всех многоквартирных домах. Подключение внутридомового трубопровода горячего водоснабжения к отопительной системе осуществляется непосредственно в тепловом узле ввода дома (элеваторном узле).
2. В закрытой схеме горячего центрального водоснабжения холодная вода из наружной водопроводной сети подается в теплообменник (водонагреватель), в котором за счет перегретой воды из котла нагревается до необходимой температуры и при помощи циркуляционных насосов по распределительной сети транспортируется к потребителям. Остывшая вода возвращается на догрев в водонагреватель. Теплообменники могут устанавливаться в районных котельных или ТЭЦ, а могут размещаться непосредственно в технических подвалах домов. Если теплообменник установлен в подвале дома то циркуляционный насос и сопутствующее оборудование может быть установлено там же.
Водонапорные сети горячего водопровода разделяют на распределительные, циркуляционные и состоят они из магистралей, стояков и подводок. Как правило, в домах получили распространение сети с нижней разводкой. Магистрали проходят в подвале дома, стояки проходят через все этажи.
xn--b1ahhahznja9a.xn--p1ai
Классификация установок горячего водоснабжения дана на рис.6.3.6.
У абонентов, потребляющих большое количество горячей воды (бани, прачечные, бассейны) и имеющих неравномерный график нагрузки горячего водоснабжения, обычно устанавливаются аккумуляторы горячей воды, задачей которых является выравнивание графика тепловой нагрузки а также создание запаса горячей воды на случай внезапного перерыва в работе тепловой сети. Такие же схемы применяются на промышленных предприятиях, учреждениях, когда нагрузка на горячее водоснабжение имеет пиковый характер. Горячая вода заблаговременно приготавливается на ЦТП или непосредственно в котельных.
На схемах рис. 6.4.1а и 6.4.1б показано присоединение к тепловой сети горячего водоснабжения с верхним или нижним аккумулятором в закрытых системах теплоснабжения.
Сетевая вода из подающей линии тепловой сети через клапан регулятора темпеpaтуры 11 проходит через водо-водяной подогреватель 5, в котором она через стенку нагревает воду, поступающую из водопровода. Охлажденная сетевая вода после подогревателя поступает в обратную линию тепловой сети. Импульсом для регулятора температуры является температура водопроводной воды после подогревателя.
Холодная вода поступает из водопроводaчерез регулятор давления «после себя» (РДПС) 9, задачей которого является поддержание заданного постоянного давления водопроводной воды на абонентском вводе, проходит через подогреватель 5, в котором она нагревается сетевой водой, и затем поступает в местную систему горячего водоснабжения.
В схеме, показанной на рис 6.4.1а , аккумулятор горячей воды 1 расположен в верхней точке установки, а в схеме, показанной на рис 6.4.1б - в нижней. При верхней установке аккумулятора зарядка его производится под напором водопровода, а разрядка - под статическим напором самого аккумулятора. Циркуляция воды в местной системе осуществляется насосом 14.
При нижней установке аккумулятора зарядка его производится насосом 14, а разрядка - водопроводным напором. В этой схеме насос 14, постоянно находится в работе. При малом водоразборе на горячее водоснабжение под действием напора насоса 14 происходит циркуляция воды через аккумулятор 1 и через замкнутый контур местной системы горячего водоснабжения насос – подогреватель - местная система - обратный клапан 4– насос.
При увеличении водоразбора из местной системы горячего водоснабжения циркуляция воды через аккумулятор и контур местной системы горячего водоснабжения, создаваемая насосом 14 ослабляется. При большом водоразборе изменяется направление движения воды через аккумулятор. Холодная вода поступает из водопровода одновременно во всасывающую линию насоса 14 и в аккумулятор1. Холодная вода поступает снизу в аккумулятор 1 и вытесняет из его верхней части горячую воду, которая поступает в водоразбор совместно с подогретой водопроводной водой из подогревателя 5.
Рис. 6.4.1а. Рис.6.4.1б.
Рис. 6.4.1вОдноступенчатая схема Рис. 6.4.1.гДвухступенчатая присоединения ГВС и отопления (параллельная схема) схема присоединения ГВС и отопления (смешанная схема)
11
13
10
8
7
Рис. 6.4.1д Двухступенчатая схема присоединения ГВС и зависимой схемы отопления (связанное регулирование - предвключение)
11
12
8
14
16
9
7
Рис. 6.4.1е Двухступенчатая схема присоединения ГВС при независимом отоплении (схема предвключения)
13
10
19
18
17
Рис. 6.4.1ж Двухступенчатая схема присоединения вентиляции и зависимого отопления (схема предвключения)
Рис. 6.4.1з Двухступенчатая схема присоединения ГВС при зависимом отоплении (схема предвключения)
1 – аккумулятор горячей воды; 2 – водоразборный кран; 3 – нагревательный прибор;
4 – обратный клапан; 5 – подогреватель горячего водоснабжения одноступенчатый;
6, 7 – подогреватель горячего водоснабжения нижней и верхней ступеней; 8 – отопительный подогреватель; 9 – регулятор давления; 10 – регулятор расхода;
11 – регулятор температуры воды; 12 – регулятор отопления; 13 – элеватор; 14 – циркуляционный насос отопления;15 – циркуляционный (подпиточный) насос ГВС; 16 – циркуляционный насос ГВС; 17, 18 – воздушные калориферы нижней и верхней ступеней; 19 – регулятор температуры воздуха.
Присоединение абонентов, имеющих два вида тепловой нагрузки, потребляющих одновременно теплоту как для отопления так и для горячего водоснабжения показано на рис.6.4.1в - ж. На схемах не показаны циркуляционные насосы в системе ГВС. Такое сочетание двух видов тепловой нагрузки характерно для современных жилых домов, оборудованных системами отопления и горячего водоснабжения.
На рис.6.4.1в показано параллельное присоединение на одном абонентском вводе горячего водоснабжения и отопительной установки. При такой схеме расход сетевой воды на абонентском вводе определяется арифметической суммой расходов воды на отопление и горячее водоснабжение.
Расход сетевой воды на отопление подлаживается постоянно на расчетном уровне регулятором расхода 10. Расход сетевой воды на горячее водоснабжение является резкопеременной величиной. Регулятор температуры 11 изменяет этот расход в соответствии с нагрузкой горячего водоснабжения.
Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение определяется по максимальному значению этой нагрузки и при минимальной температуре воды в подающем трубопроводе тепловой сети. Поэтому суммарный расход сетевой воды получается завышенным что удорожает систему теплоснабжения. Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение можно уменьшить при включении в схему аккумулятора горячей воды для выравнивания графика нагрузки горячего водоснабжения. Однако установка аккумулятора горячей воды усложняет оборудование абонентского ввода и увеличивает требующиеся габариты помещения ввода. Поэтому обычно аккумуляторы горячей воды в жилых домах не устанавливаются, хотя это усложняет режимы работы сети.
При параллельном присоединении систем отопления и горячего водоснабжения сетевая вода используется на абонентском вводeнедостаточно рационально. Обратная сетевая вода, возвращаемая из отопительной установки с температурой примерно 40-70 °С, не используется для подогрева холодной водопроводной воды, имеющей на вводе температуру около 5 °С, Теплотой обратной воды после отопления можно покрыть значительную долю нагрузки горячего водоснабжения, поскольку температура горячей воды подаваемой в систему горячего водоснабжения, обычно не превышает 60-65 °С. При рассматриваемой схеме вся тепловая нагрузка горячего водоснабжения удовлетворяется за счет теплоты сетевой воды, поступающей в водо-водяной подогреватель непосредственно из подающей линии тепловой сети.
Вследствие нерациональною использования теплоносителя на абонентском вводе и удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения по максимуму суточного графика получается завышенный расчетный расход воды в городских тепловых сетях. Это вызывает увеличение диаметров тепловых сетей и рост начальных затрат на их сооружение, а также увеличение расхода электрической энергии на перекачку теплоносителя.
Расчетный расход воды несколько снижается при двухступенчатой смешанной схеме присоединения установки горячего водоснабжения и отопительной установки (см. рис. 6.4.1г )
Особенностью этой схемы является двухступенчатый подогрев воды для горячего водоснабжения. В нижней ступени подогрева 7 холодная вода предварительно подогревается за счет теплоты воды, возвращаемой из абонентской установки, благодаря чему уменьшается тепловая производительность подогревателя верхней ступени 8 и снижается расход сетевой воды на покрытие нагрузки горячего водоснабжения.
В рассматриваемой схеме подогреватель нижней ступени 7 включен по сетевой воде последовательно, а подогреватель верхней ступени 8 – параллельно по отношению к отопительной системе.
Преимущество двухступенчатой смешанной схемы по сравнению с параллельной — меньший расчетный расход сетевой воды благодаря частичному удовлетворению нагрузки горячего водоснабжения за счет теплоты воды, возвращаемой из системы отопления.
При отсутствии аккумуляторов горячей воды расход сетевой воды на горячее водоснабжение при двухступенчатой спешанной схеме, так же как и при схеме, показанной на рис. (6.4.1в), должен рассчитываться по максимально нагрузке горячего водоснабжения.
Одним из методов выравнивания тепловой нагрузки жилых зданий без установки аккумуляторов горячей воды служит применение так называемого связанного регулирования- предвключения (см.рис. 6.4.1д,). В этом случае с помощью регулятора расхода, установленного на абонентском вводе или на ГТП, поддерживается постоянный расход сетевой воды на удовлетворение суммарной тепловой нагрузки отопления и горячего водоснабжения.
В этих схемах в качестве теплового аккумулятора используется строительная конструкция отапливаемого здания. В период повышенной нагрузки горячего водоснабжения уменьшается отдача теплоты на отопление. Недоданная теплота компенсируется в период малых нагрузок горячего водоснабжения. Такой принцип связанного регулирования реализован в схеме, разработанной ВТИ, МЭИ и Теплосетью Мосэнерго(см. рис. 6.4.1д, ), когданаряду с удовлетворением значительной доли нагрузки горячего водоснабжения за счет теплоты обратной воды происходит выравнивание суточного графика тепловой нагрузки.
Сетевая вода, поступающая из подающей линии тепловой сети, разветвляется на два потока. Один поток проходит через регулятор расхода, другой — через водо-водяной подогреватель 8. Сетевая вода, прошедшая через подогреватель 8, смешивается затем с потоком воды, прошедшим через регулятор расхода, и общий поток воды поступает через элеватор 13 в отопительную установку. Обратная вода после отопительной установки предварительно проходит через водо-водяной подогреватель нижней ступени 7, в котором она подогревает холодную воду, поступающую из водопровода. Подогретая водопроводная вода после нижней ступени 7 проходит через водо-водяной подогреватель верхней ступени 8 и направляется в местную систему горячего водоснабжения.
В том случае, когда после нижней ступени 7 температура подогретой водопроводной воды достаточна для удовлетворения потребителей горячего водоснабжения, регулятор температуры 11 перекрывает проход сетевой воды через верхнюю ступень 8. При этом режиме весь поток сетевой воды поступает из подающей линии сети через клапан регулятора 10 в отопительную установку.
Если температура водопроводной воды, после нижней ступени подогрева 7 ниже требуемой, регулятор температуры 11 открывает клапан и на подогреватель верхней ступени 8 ответвляется часть воды, поступающей на абонентский ввод из подающей линии тепловой сети.
При любом положении регулятора температуры расход сетевой воды на абонентcкиx вводах остается практически постоянным. Это обеспечивается регулятором расхода 10, поддерживающим практически постоянный перепад давлений в сопле элеватоpa 13, через которое проходит весь расход сетевой воды, поступающей на абонентский ввод. При увеличении регулятором 11 расхода сетевой воды через подогреватель 8 регулятор 10 призакрывается.
В летний период, когда отопительная установка отключена, подогреватели верхней и нижней ступеней 8 и 7 включаются в работу последовательно помимо отопительной установки с помощью специальной перемычки (не показанной на схеме). Сетевая вода из подающей линии проходит последовательно через подогреватели верхней и нижней ступеней и отводится в обратную линию тепловой сети. Схема движения водопроводной воды через подогреватели остается неизменной зимой и летом.
В зимний период в часы максимальной нагрузки горячего водоснабжения часть сетевой воды или вся сетевая вода пропускается через подогреватель верхней ступени 8. Так как в этом подогревателе температура сетевой воды снижается, то снижается также температура воды, поступающей в элеватор 13, и в результате уменьшается отдача теплоты на отопление здания. Теплота, недоданная на отопление в периоды большой нагрузки горячего водоснабжения, компенсируется в периоды малой нагрузки горячего водоснабжения, когда в элеватор поступает поток воды повышенной температуры.
В подогревателе нижней ступени 7 значительное количество теплоты обратной воды используется для горячего водоснабжения. Все это приводит к уменьшению расчётного расхода воды в сети по сравнению со смешанной двухступенчатой схемой. При соответствующем температурном режиме теплоподготовительной установки, когда в подающем трубопроводе тепловой сети поддерживается температура, превышающая требуемую для отопительных установок на температурный перепад, используемый в подогревателях верхней ступени, нагрузка горячего водоснабжения удовлетворяется без дополнительного расхода воды в тепловой сети по сравнению с расчетным расходом воды на отопление. Снижение расчетного расхода воды в тепловой сети позволяет уменьшить ее диаметр, снизить начальные затраты на ее сооружение и удешевить транспорт и распределение теплоты.
При двухступенчатом последовательном присоединении температура обратной сетевой воды, возвращаемой на ТЭЦ, получается ниже, чем при параллельном присоединении. Это позволяет использовать на ТЭЦ для подогрева сетевой воды отработавший пар более низкого давления, отчего возрастает удельная комбинированная выработка электрической энергии.
Преимущество двухступенчатой схемы с предвключением (см. рис. 6.4.1д) по сравнению с двухступенчатой смешанной схемой (см. рис. 6.4.1.е) заключается в выравнивании суточного трафика тепловой нагрузки и лучшем использовании энтальпии теплоносителя, что приводит к дополнительному уменьшению расхода воды в сети.
Недостаток двухступенчатой схемы с предвключением по сравнению с двухступенчатой смешанной заключается в усложнении схемы регулирования ГТП или абонентских вводов из-за необходимости изменения расхода сетевой воды у абонентов, у которых относительная нагрузка горячего водоснабжения (отношение средненедельной нагрузки горячего водоснабжения к расчетной отопительной нагрузке) отличается от типовой относительной нагрузки, по которой ведется центральное регулирование.
Указанный устраняется при применении местного автоматического регулирования отопительных установок (см. рис.6.4.1е). Двухступенчатая схема присоединения с предвключением получила широкое применение в городских тепловых сетях при закрытой системе теплоснабжения.
Для постоянного обеспечения в водоразборных кранах горячего водоснабжения у потребителей температуры воды не ниже 50С в любое время суток в крупных жилых зданиях системы горячего водоснабжения выполняются двухтрубными с постоянной циркуляцией, обеспечиваемой насосом 16.
В ранее рассмотренных схемах присоединения отопительных установок к тепловой сети (см. pиc.6.4.1) в качестве основного регулирующего устройства использован регулятор расхода 10, являющийся, по существу, регулятором постоянства расхода, так как его задачей является поддержание постоянного расхода сетевой воды на отопление. Такой метод регулирования принципиально применим только в районах с однородной тепловой нагрузкой, когда можно ограничиться только центральным качественным регулированием теплоснабжения путем изменения температуры сетевой воды, поступающей после теплоподготовительной установки источника теплоты (ТЭЦ или котельной) в подающий трубопровод тепловой сети, по тому же закону, по которому изменяется тепловая нагрузка абонентов.
Для теплоснабжения общественных зданий, в которых, как правило, доля нагрузки горячего водоснабжения незначительна, но существенна доля вентиляционной нагрузки, можно заметно снизить расчетный pасход сетевой воды при присоединении вентиляционных калориферов по двухступенчатой схеме, как показано на рис.(6.4.1.ж)
В современных городах в связи с интенсивным строительством новых, более комфортабельных жилых и общественных зданий, оснащенных всеми видами благоустройства, сильно усложнилась структура тепловой нагрузки. Возросла доля горячего водоснабжения и вентиляции в суммарной тепловой нагрузке.
Для качественного и экономичного теплоснабжения всех потребителей в paйоне с разнородной тепловой нагрузкой одного центрального регулирования недостаточно.
Необходимо в дополнение к центральному регулированию осуществлять групповое или местное регулирование всех видов тепловой нагрузки на ЦТП и (или) ИТП. Выбор импульса для группового или местного регулирования тепловой нагрузки зависит от типа установок.
Импульсом в установках горячего водоснабжения обычно служит температура водопроводной воды после подогревательной установки, в вентиляционных установках — температура нагретого воздуха после калориферов.
Выбор импульса для регулирования отопительной нагрузки является более сложной задачей, так как температура в отдельных помещениях отапливаемых зданий может существенно различаться и зависит не только от количества теплоты, поданной в здание, но и от качества работы отопительной установки здания, условий эксплуатации отдельных помещений, бытовых тепловыделений, а также от инсоляции и инфильтрации, которые, в свою очередь, зависят от размещения отдельных помещений по отношению к сторонам света и «розе ветров». Поэтому для качественного и экономичного удовлетворения нагрузки необходимо в дополнение к групповому и (или) местному регулированию осуществлять индивидуальное регулирование отдельных помещений или отдельных зон, подверженных различному влиянию инсоляции, инфильтрации, бытовых тепловыделений и других условий.
Для группового или местного регулирования отопительной нагрузки используются обычно следующие раздельные импульсы или их сочетания:
внутренняя температура представительного помещения или средняя внутренняя температура нескольких помещений;
температура наружного воздуха или интегральный метеорологический показатель, учитывающий наружную температуру и инсоляцию.
В тех случаях, когда для нормальной работы отопительной установки необходимо постоянный расход воды через эту установку, при снижении подачи сетевой воды должен включаться в работу смесительный насос.
На рис. 6.4.1 е и 6.4.1 з показаны самые распространенные присоединения к тепловой сети отопительной установки и установки горячего водоснабжения по двухступенчатым независимой и зависимой схемам. В отличие от предыдущих схем местное регулирование отопительной нагрузки в этих схемах проводится по внутренней температуре отапливаемых зданий с помощью регулятора отопления 12.
Циркуляционный контур 14 отопительной системы на рис. 6.4.1 е гидравлически изолирован от контура сетевой воды и поддерживает постоянную циркуляцию воды в отопительной установке.
На рис.6.4.1 з циркуляционный насос 14 также обеспечивает постоянный расход воды в присоединительных отопительных установках независимо от расхода сетевой воды, поступающей на ГТП через клапан регулятора отопления 12. Система ГВС подсоединена по закрытой двухступенчатой схеме с предвключением.
При применении регуляторов отопления, действующих по импульсу внутренней температуры отапливаемых помещений вместо регуляторов постоянства расхода значительно повышается резервирующая способность системы теплоснабжения. Создаётся возможность снижения в необходимых случаях расхода сетевой воды, подаваемой абонентам при одновременном повышении её температуры без нарушения теплового режима отапливаемых помещений. Это позволяет при аварийных ситуациях резервировать взаимно сблокированные магистрали путем передачи части расхода сетевой воды в смесительную магистраль. При применении регуляторов расхода такой метод резервирования теплоснабжения путем повышения температуры воды невозможен.
studfiles.net
Системы горячего водоснабжения можно присоединять непосредственно (в открытых системах теплоснабжения) или независимо через водонагреватели (в закрытых системах теплоснабжения). Вид системы теплоснабжения (открытая или закрытая) определяется при проектировании, а выбор той или иной системы определяют технико-экономическими показателями.
Непосредственное присоединение к подающему и обратному трубопроводам (а). Горячая вода требуемой температуры подготавливается смешением ее с помощью терморегулятора из подающего и обратного трубопроводов. В терморегуляторе давление воды, поступающей из подающего трубопровода, дросселируется до давления обратного трубопровода (а ее количество зависит от температуры воды в обратном трубопроводе). В соответствии со СНиП 41-02-2003 "Тепловые сети"температуру нагреваемой воды на выходе водоподогревателя в систему горячего водоснабжения следует принимать равной 60 оС. Поэтому при температуре в обратном трубопроводе выше 60 оС вода полностью поступает из обратного трубопровода, а при температуре воды в нем ниже 60 °С — из обратного и подающего; при температуре воды в подающем трубопроводе, равной 60 °С, — полностью из него.
При независимом присоединении системы отопления (6) утечки восполняются из системы горячего водоснабжения после узла смещения. При давлении в обратном трубопроводе тепловой сети, недостаточном для подачи воды в систему горячего водоснабжения, устанавливают регулятор давления (подпора) при достаточном общем напоре или повысительный насос, который одновременно может являться циркуляционным. Циркуляция может осуществляться с помощью дроссельных шайб, устанавливаемых на обратном трубопроводе отопительной системы (зимний режим) и на циркуляционном трубопроводе (летний режим). При наличии регулятора давления (подпора) дроссельную шайбу для зимнего режима не устанавливают.
а — к подающему и обратному; б — к подающему и обратному трубопроводам при независимом присоединении системы отопления;в — к обратному трубопроводу; г — к подающему трубопроводу; 1 — грязевик; 2 — регулятор температуры смешан¬ной воды; 3 — датчик температуры регулятора; 4 — водоразборный стояк; 5 — циркуляционный трубопровод; 6 — элеватор системы отопления; 7 — повысительно- циркуляционный насос; 8 — трубопровод подпиточной воды; 9 — водонагреватель отопления; 10 — циркуляционный насос системы отопления; 11 — дроссельная шайба; 12 — водонагреватель горячего водоснабжения; РР — регулятор расхода; РД — регулятор давления
Непосредственное присоединение к обратному трубопроводу показано на рис в. При значительном расходе воды на горячее водоснабжение, р > 0,3 , систему горячего водоснабжения присоединяют только к обратному трубопроводу, а догрев воды до нормативной температуры производят в водонагревателе. Такое присоединение позволяет снизить разрегулировку системы отопления, так как величина водоразбора не будет влиять на расход воды в отопительной системе.
Непосредственное присоединение к подающему трубопроводу показано на рис. г. При таком присоединении часть воды забирается из городского водопровода, подогревается в водонагревателе, затем смешивается с помощью регулятора с водой, забираемой из подающего трубопровода сети. Назначение схемы — снизить расход воды на горячее водоснабжение на ТЭЦ. Однако при этом теряется основное преимущество системы с непосредственным водоразбором — защита системы от внутренней коррозии. Добавка водопроводной воды вызовет коррозию системы горячего водоснабжения зданий. По этой причине систему горячего водоснабжения нельзя для обеспечения циркуляции в ней присоединить к обратному трубопроводу, так как это приведет к коррозии трубопроводов тепловой сети.
Независимое присоединение с включением водонагревателя горячего водоснабжения по параллельной схеме. Греющий теплоноситель (сетевая вода) разветвляется на два параллельных потока: один поступает в водонагреватель, другой — в систему отопления. Поэтому такое включение называют параллельным. Параллельная схема применяется при очень малых тепловых нагрузках горячего водоснабжения по отношению к отоплению (рм < 0,2) или очень больших (р > 1,0).
1 — грязевик; 2 — водонагреватель; 3 — регулятор температуры нагреваемой воды;4 — циркуляционный насос; 5 — разводящий трубопровод; 6 — водоразборный стояк; 7 — циркуляционный стояк; 8 — циркуляционный трубопровод; 9 — система отопления; 10 — регулятор постоянства расхода; 11 — элеватор
При отсутствии баков-аккумуляторов вследствие неравномерности потребления горячей воды наблюдаются значительные колебания расхода сетевой воды, что сказывается на параллельно присоединенной системе отопления. Поэтому для стабилизации расхода воды в системе отопления перед ней устанавливают регулятор постоянства расхода.
Независимое присоединение с включением водонагревателя горячего водоснабжения по смешанной схеме. Греющий теплоноситель (сетевая вода) разветвляется на два параллельных потока: один поступает в водонагреватель II ступени, другой — в систему отопления. Из системы отопления сетевая вода поступает в водонагреватель I ступени. Нагреваемая водопроводная вода вначале поступает в I ступень, где она нагревается теплоносителем, поступившим из системы отопления и из водонагревателя II ступени, а затем во II ступень до нагрева до требуемой температуры.
1 — грязевик; 2 — регулятор температуры; 3 — водонагреватель II ступени; 4 — регулятор расхода; 5 — разводящий трубопровод системы горячего водоснабжения; 6— циркуляционный трубопровод; 7 — циркуляционные насосы; 8 — система отоп¬ления; 9 — элеватор; 10 — водонагреватель I ступени
Поскольку один водонагреватель присоединен параллельно с системой отопления (II ступень), а другой последовательно, то такая схема называется смешанной. Смешанная схема применяется если рм =>0,2—1, если отпуск теплоты производится по отопительному графику или если системы отопления оборудованы элеваторами с регулируемым соплом. Смешанную схему также применяют при присоединении общественных зданий с вентиляционной нагрузкой, составляющей более 15% расхода теплоты на отопление. Здесь, как и в параллельной схеме, наблюдаются колебания в расходе сетевой воды в связи с неравномерностью потребления горячей воды. Поэтому для стабилизации расхода воды в системе отопления (при отсутствии на ней регуляторов отпуска теплоты) устанавливают регуляторы расхода.
Независимое присоединение с включением водонагревателей горячего водоснабжения по последовательной схеме.
Греющий теплоноситель (сетевая вода) проходит последовательно водонагреватель горячего водоснабжения II ступени, затем через систему отопления и далее водонагре ватель горячего водоснабжения I ступени. Нагреваемая водопроводная вода сначала поступает в I ступень, где она нагревается теплоносителем, поступающим по системе отопления, а затем во II ступень для догрева до требуемой температуры. Таким образом, оба водонагревателя горячего водоснабжения и система отопления соединены последовательно.
Последовательная схема применяется при значении рм = 0,2 - 1 и отпуске теплоты по суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный график). Отличительной особенностью последовательной схемы является постоянный расход сетевой воды в тепловом пункте, что дает возможность поддерживать стабильный гидравлический режим в тепловой сети. Заданный постоянный расход поддерживается регулятором расхода, который меняет расход сетевой воды на перемычке в зависимости от расхода на период горячего водоснабжения.
1 — грязевик;,6 — регулятор температуры; 3 — водонагреватель II ступени; 4 — регулятор расхода;5 — разводящий трубопровод системы горячего водоснабжения; 6 — циркуляционный трубопровод; 7 — система отопления; 8 — циркуляционные насосы; 9— элеватор; 10 — перемычки для летнего периода; 11 — водонагреватель I ступени
ros-pipe.ru
Горячая вода в гостиницах используется на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Поэтому она, так же как и холодная вода, используемая для этих целей, должна отвечать требованиям ГОСТ Р 2872—82. Температура горячей воды во избежание ожогов не должна превышать 70 °С и быть не ниже 60 °С, что необходимо для производственных нужд.
Горячее водоснабжение в гостиницах может быть местным, центральным или централизованным.
При местном водоснабжении вода, поступающая из системы холодного водоснабжения, нагревается в газовых, электрических во-донагревательных, водогрейных колонках. В этом случае нагрев воды осуществляется непосредственно у мест ее потребления. Для того чтобы избежать перерывов в горячем водоснабжении, в гостиницах используют обычно центральную систему горячего водоснабжения. При центральном приготовлении горячей воды вода, поступающая из системы холодного водоснабжения, нагревается водонагревателями в индивидуальном тепловом пункте здания гостиницы или центральном тепловом пункте, иногда вода нагревается непосредственно в котлах местных и центральных котельных. При централизованном теплоснабжении вода нагревается в водонагревателях паром или горячей водой, поступающими из городской теплосети.
Схема сетей горячего водоснабжения может быть тупиковой или с организацией циркуляции горячей воды по системе циркуляционных трубопроводов. Тупиковые схемы предусматривают при постоянном водоразборе. Если водоразбор периодический, то при такой схеме вода в трубопроводах в период отсутствия отбора будет остывать, а при водоразборе поступать к водопроводным точкам с пониженной температурой. Это приводит к необходимости непроизводительного сброса большого количества воды через водоразборную точку при желании получить воду с температурой 60 — 70 "С.
В схеме с циркуляцией воды этот недостаток отсутствует, хотя она обходится дороже. Поэтому такая схема применяется в тех случаях, когда водоразбор непостоянен, но требуется поддерживать постоянную температуру воды при водоразборе.
Циркуляционные сети устраивают с принудительной или естественной циркуляцией. Принудительную циркуляцию осуществляют, устанавливая насосы, аналогично системе водяного отопления зданий. Используют ее в зданиях, имеющих более двух этажей, и при значительной длине магистральных трубопроводов. В одно-, двухэтажных зданиях при небольшой протяженности трубопроводов возможно устройство естественной циркуляции воды по системе циркуляционных трубопроводов за счет разности объемной массы воды при различной температуре. Принцип действия такой системы аналогичен принципу действия системы водяного
отопления с естественной циркуляцией. Так же как и в системах холодного водоснабжения, магистрали горячей воды могут быть с нижней и верхней разводкой.
Система горячего водоснабжения здания включает в себя три основных элемента: генератор горячей воды (водонагреватель), трубопроводы и водоразборные точки.
В качестве генераторов горячей воды в системах центрального горячего водоснабжения используют скоростные водо-водяные и пароводяные водонагреватели, а также емкие водонагреватели.
Принцип работы скоростного водо-водяного водонагревателя, представленного на рис. 2.18, состоит в том, что теплоноситель — горячая вода, поступающая из котельной гостиницы или системы централизованного теплоснабжения, проходит по латунным трубкам, расположенным внутри стальной трубы, межтрубное пространство которой заполнено нагреваемой водой.
Рис. 2.18. Схема скоростного водо-водяного нагревателя:
а — односекционного; б — многосекционного; 1 и 7 — патрубки для входа воды; 2 — конфузор; 3 и 5 — патрубки для выхода воды; 4 — секция водонагревателя; 6 — штуцер термометра; 8 — перемычка; 9 — колено
Рис. 2.19. Электрический промышленный водонагреватель «OSO» (Норвегия)
В скоростном пароводяном водонагревателе горячий пар, подаваемый в корпус нагревателя, нагревает воду, проходящую по латунным трубкам, расположенным внутри корпуса.
Расчетная температура теплоносителя в водо-водяном нагревателе принимается 75 °С, начальная температура нагреваемой воды — 5 °С, скорость движения нагреваемой воды — 0,5 — 3 м/с. Скоростные водонагреватели применяют в системах с равномерным расходом воды и большим водопотреблением.
Емкие водонагреватели используют в системах с непостоянным и небольшим водопотреблением. Они позволяют не только нагревать, но и аккумулировать горячую воду.
Трех-, четырех- и пятизвездные гостиницы должны иметь резервную систему горячего водоснабжения на время аварий или проведения профилактических работ. Для системы резервного горячего водоснабжения могут быть использованы промышленные электрические водонагреватели. На рис. 2.19 представлен электрический промышленный водонагреватель «OSO» (Норвегия). Емкость бака такого водонагревателя составляет от 600 до 10 ООО л, диапазон регулировки температуры воды — от 55 до 85 °С. Внутренний бак выполнен из нержавеющей стали с медным покрытием. В системе резервного горячего водоснабжения может быть несколько водонагревателей, работающих параллельно.
Трубопроводы системы горячего и холодного водоснабжения представляют собой единый комплекс системы хозяйственно-производственного снабжения гостиницы и прокладываются параллельно.
Водоразборные точки оборудуют кранами-смесителями, позволяющими получить широкий спектр температуры воды (от 20 до 70 °С) за счет смешения горячей и холодной воды.
Для системы горячего водоснабжения используют стальные оцинкованные или пластиковые трубы во избежание коррозии. Соединения стальных труб и арматуры по этой же причине должны быть резьбовыми. Для сокращения потерь теплоты и предотвращения остывания воды магистральные трубопроводы и стояки теплоизолируют. Водоразборная и трубопроводная арматура в системах горячего водоснабжения используется латунная или бронзовая с уплотнениями, выдерживающими температуру до 100 °С.
studfiles.net