1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Циркуляция в системе горячего водоснабжения жилого дома

Можно ли обойтись без циркуляционных трубопроводов

В. Ф. Гершкович, канд. техн. наук, Предприятие «Энергоминимум», Киев

В статье предложена схема системы горячего водоснабжения без циркуляционных трубопроводов и насоса, позволяющая упростить монтаж системы, сократить расходы тепло- и электроэнергии и, как следствие, снизить затраты на установку и эксплуатацию.

Циркуляцию в системе горячего водоснабжения (ГВС) организовывают для того, чтобы при отсутствии водоразбора вода в трубопроводах не остывала. Для этого параллельно трубопроводам, подающим к водоразборным точкам горячую воду, прокладывают циркуляционный трубопровод, а в тепловом пункте устанавливают циркуляционный насос, обеспечивающий постоянное движение воды в системе ГВС независимо от того, пользуется потребитель горячей водой в данный момент или нет.

Традиционная циркуляционная система ГВС имеет целый ряд серьезных недостатков. Назовем некоторые из них:

  • материалоемкость системы, отягощенной циркуляционными трубопроводами, существенно выше материалоемкости трубопроводов, непосредственно подающих горячую воду потребителям;
  • расходы тепла на поддержание нужной температуры в циркуляционном контуре достаточно велики, особенно в разветвленных системах ГВС, и если прежде, в эпоху дешевого топлива, этот недостаток мало кого волновал, то теперь, когда потребитель, вооруженный теплосчетчиком, отслеживает все, возможность сократить расходы тепла была бы принята им с благодарностью;
  • расходами электрической энергии на циркуляцию в системе ГВС обычно пренебрегают, но с ростом тарифов и этот показатель становится заметным;
  • для организации равномерной циркуляции воды во всех стояках современной разветвленной системы ГВС приходится устанавливать автоматические балансировочные вентили на каждом стояке, что дополнительно усложняет монтаж системы и ее эксплуатацию.

Размышление над этими недостатками и возможными путями их устранения привели к построению схемы на рис. 1.

Схема системы ГВС без циркуляционных трубопроводов и насоса
1 – магистраль водопровода горячей воды; 2 – теплоизолированный стояк; 3 – водоразборный кран; 4 – теплоизолированный мембранный бак; 5 – датчики давления; 6 – контроллер; 7 – сужающее устройство; 8, 9 – регулирующие клапана

Регулирующий клапан 9 поддерживает в стояке 2 постоянное давление, которое должно быть на 5 м больше высоты расположения самого высокого водоразборного крана. Это давление контролируется датчиком давления 5, установленным выше сужающего устройства 7. При недостаточной разности давлений, измеряемой датчиками 5, установленными до и после сужающего устройства, свидетельствующей о том, что расход по стояку стал меньше расчетного циркуляционного расхода, контроллер 6 дает команду на открытие регулирующего клапана 8. В результате вода с расходом, соответствующим расчетному циркуляционному для рассматриваемого стояка, начнет поступать в теплоизолированный мембранный бак 4 и постепенно накапливаться там. Таким образом, при всех закрытых водоразборных кранах движение горячей воды по стояку не прекратится и при открытии любого крана из него тотчас же потечет горячая вода.

После того, как разбор горячей воды возобновится в объеме, превышающем расчетный циркуляционный расход, что будет зафиксировано увеличившейся разностью давлений до и после сужающегося устройства, регулирующий клапан 9 должен закрыться, чтобы накопившаяся в мембранном баке горячая вода под давлением мембраны вылилась в стояк. После этого во время водоразбора клапан 8 будет находиться в полностью закрытом положении, а клапан 9 станет выполнять свое основное назначение – поддерживать в стояке постоянное давление.

Схема (в несколько упрощенном виде) однажды уже была опубликована (Гершкович В. Ф. Система горячего водоснабжения. Авт. свид. СССР № 1174679), но в то время ее практическая реализация вряд ли могла бы состояться. Теперь задача запрограммировать контроллер (поз. 6 на рис. 1), работающий по непростому алгоритму, по силам любому грамотному программисту.

Но для начала оценим физические размеры мембранного бака, необходимого для эффективной работы схемы.

Рассмотрим стояк горячего водоснабжения 10-этажного жилого дома. На нем не должно быть полотенцесушителей (рационально использовать электрические), потому что они не должны потреблять энергию круглосуточно, как это было раньше, а включаться потребителем только тогда, когда ему это нужно. При среднем диаметре стояка 20 мм и качественно выполненной тепловой изоляции с КПД около 80 % потери тепловой энергии оцениваются величиной около 725 Вт. Если допустить падение температуры по длине стояка при отсутствии водоразбора на 10 °C, то в этом режиме в мембранный бак должно проходить около 65 л/ч горячей воды. Вероятно, максимальная (в течение суток) продолжительность работы стояка системы ГВС при полном отсутствии водоразбора будет не более 6 ночных часов. За это время в мембранный бак попадет около 400 л горячей воды. Чтобы вместить такое количество, потребуется бак общей емкостью около 600 л. Его нетрудно установить в объеме верхнего технического этажа 10-этажного жилого дома.

Читать еще:  Фото проект баня с вальмовая крыша

Выходит, система ГВС без циркуляционных трубопроводов и насоса могла бы быть установлена в жилом доме, но выгодна ли она?

Рассмотрим условный 10-этажный жилой дом, в котором расположены ИТП с водоподогревателями горячего водоснабжения и четыре стояка, выполненные по схеме рис. 1, и оценим сопоставимые затраты на установку и эксплуатацию систем ГВС такого дома, по предложенной (схема А) и традиционной (схема Б) схемам (табл. 1).

Рециркуляция ГВС: для чего необходима и как правильно смонтировать

Поговорим про организацию системы ГВС с рециркуляцией. Благодаря такой схеме водоснабжения в контуре ГВС постоянно поддерживается циркуляция горячей воды.

Преимущества циркуляции ГВС и область применения

Достаточно широко распространены ситуации, когда в частных домах вся система водоподготовки объединяется в одном техническом помещении, максимально удалённом от обитаемой зоны. Также часто можно встретить проекты домов, имеющих несколько санузлов, в том числе на разных этажах. Для таких ситуаций характерна значительная протяжённость трубопроводов горячего водоснабжения, что сулит жильцам некоторые неудобства.

Например, при открытии горячей точки водоразбора требуется время, порой немалое, пока вода, проследовав по каналам и отдав им часть собственного тепла, начнёт поступать из крана при номинальной температуре. Это не только вызывает определённые неудобства при каждом использовании санузла, но также приводит к перерасходу воды, которая на многих объектах частного строительства служит стратегическим ресурсом.

Проблему решает узел рециркуляции, поддерживающий постоянный проток в системе ГВС. Благодаря этому горячая вода поступает из крана сразу после открытия, к тому же её температура может быть точно отрегулирована вне зависимости от режима работы нагревательного прибора.

Узлами рециркуляции могут быть укомплектованы те системы, в которых за нагрев воды отвечает накопительный нагреватель, бойлер косвенного нагрева или второй контур котла. При использовании проточных газовых и электрических нагревателей их гораздо разумнее переместить ближе к точкам водоразбора.

Нужно отметить, что рециркуляция ГВС подразумевает совершенно иную топологию системы. Поэтому реализация такой идеи возможна только в процессе строительства, ну или как минимум капитального ремонта. При попытках доработать имеющийся сантехнический комплекс с целью организовать рециркуляцию, вряд ли получится обойтись малой кровью.

Насосный узел и обвязка

Схема компоновки узла рециркуляции может отличаться в зависимости от используемого водогрейного и насосного оборудования. Например, конструкцией некоторых бойлеров косвенного нагрева предусмотрен третий отвод из верхней трети ёмкости для подключения возвратной трубы рециркуляции. Если такого отвода нет, обратный поток подключается через тройник к патрубку подачи холодной воды.


Пример схемы обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией ГВС: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла с расширительным баком; 3 — циркуляционный насос системы ГВС; 4 — группа безопасности бойлера с расширительным баком; 5 — потребители горячей воды; 6 — радиаторы отопления; 7 — бойлер косвенного нагрева; 8 — циркуляционный насос бойлера; 9 — обратные клапаны; 10 — циркуляционный насос системы отопления; 11 — сетчатый фильтр грубой очистки

Если взять в качестве примера стандартный электрический водонагреватель с двумя отводами, то на патрубке подачи холодной воды сначала устанавливается разъёмное соединение с накидной гайкой и группа безопасности для бойлеров. Ниже монтируется тройник, на два свободных отвода которого устанавливают шаровые краны. Один из них предназначен для подключения к магистрали ХВС, другой — для обратной трубы петли рециркуляции.


Схема рециркуляции ГВС с накопительным бойлером: 1 — накопительный водонагреватель; 2 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 3 — группа безопасности; 4 — обратные клапаны; 5 — циркуляционный насос; 6 — недельно-суточный таймер; 7 — потребители горячей воды

Таким образом, подача холодной воды в систему происходит только при снижении давления от открытия водоразбора, в остальных случаях горячая вода циркулирует по замкнутой петле, включающей весь объём бойлера.

Это главный недостаток водонагревательных приборов, конструкция которых не предусматривает их использование в системах ГВС с рециркуляцией. При такой схеме подключения бойлер не будет как положено отдавать 2/3 своего объёма с неизменно высокой температурой, ведь при подпитке весь объём жидкости будет равномерно охлаждаться.

Что касается самого насоса, для этих целей ведущими производителями сантехнического оборудования (Wilo, Grundfos) разработаны целые серии приборов. Их основное отличие от стандартных циркуляционных насосов — резьбовые патрубки для подключения такого же типоразмера, который обычно используется в бытовых системах водоснабжения — под резьбу 1/2″ или 1/4″.

В остальном такие насосы практически полностью идентичны оборудованию, которое используется в системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Из дополнительных функций могут иметься в наличии регулировка производительности, суточно-недельный таймер и термостат.

Читать еще:  Вакуумная канализация вакуумный клапан для канализации

Система трубопроводов

Один из главных недостатков систем ГВС с рециркуляцией заключён в их повышенной материалоёмкости. Помимо того что водопроводный контур состоит из двух труб, замкнутых в петлю, дополнительно требуется обеспечить теплоизоляцию каналов, дабы сдерживать в пределах нормы паразитные утечки тепла. Но обе эти проблемы решаются относительно легко.

Лучший вариант материала для обустройства системы с рециркуляцией — полиэтиленовые трубы (PEX) с надвижными пресс-фитингами. Да, монтаж таких систем требует использования специального дорогостоящего оборудования, однако вполне можно обойтись комплектом ручного инструмента для опрессовки, взятым в аренду. При этом в пересчёте на погонаж сами трубы обходятся значительно дешевле полипропиленовых и металлопластиковых, а срок их службы несопоставимо выше.

В любом случае, схема прокладки трубопровода достаточно проста. Первая её часть, подающая воду к сантехническому оборудованию, монтируется непрерывной линией от теплового узла последовательно к каждой точке водоразбора. На последней точке в цепи трубопровод не заканчивается, он возвращается обратно к тепловому узлу. Это обстоятельство нужно учитывать при рассмотрении различных схем прокладки, чтобы минимизировать расход материалов на организацию петли.

Перед прокладкой каждый отдельный сегмент трубопровода облачается в поясную теплоизоляцию из вспененного полиэтилена или каучука. Последний материал более предпочтителен для тех участков труб, которые впоследствии будут замурованы. Теплоизоляция должна размещаться вплотную к фитингам, все стыки между оболочкой нужно обязательно проклеить металлизированным скотчем.

Эксплуатация и режимы работы

Мнение, что система рециркуляции послужит причиной дополнительных энергозатрат, не лишено оснований, однако во многом преувеличено. Дело в том, что в отопительный период, когда в горячей воде есть самая насущная необходимость, паразитные теплопотери так или иначе остаются внутри теплового контура здания, а потому не могут считаться бесцельной тратой.

Летом же, когда в обогреве помещений надобности нет, рециркуляцию можно попросту отключить, обесточив насос и перекрыв кран на обратной стороне петли. Правда, для этого устройство принудительной циркуляции должно размещаться по схеме после всех точек водоразбора.

Рециркуляция ГВС может быть относительно легко автоматизирована. Даже если насос не снабжён встроенным программируемым таймером, ничто не мешает установить отдельное управляющее устройство и отключить работу системы ночью или в отсутствие хозяев. Если же жильё снабжено системой бытовой автоматизации, можно наладить работу системы рециркуляции на основе алгоритмов «Умного дома» или охранной сигнализации. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Нормы и схемы горячего водоснабжения в многоквартирных домах

Обеспечить горячей водой многоэтажный дом непросто, потому что в системе ГВС должна находиться вода под определенным давлением и с определенной температурой. Это первое. Второе: горячее водоснабжение многоквартирного дома – это длинный путь самой воды от котельной до потребителей, в котором встречается огромное количество различного оборудования, устройств и приборов. При этом подключение может производиться по двум схема: с верхней или нижней разводкой.

Схемы сетей

Итак, начнем с вопроса, как вода поступает в наши дома, имеется в виду горячая. Она движется от котельной к дому, и перегоняется насосами, установленными, как котельного оборудования. Двигается нагретая вода по трубам, которые называются теплотрассами. Они могут быть проложены над или под землей. И их обязательно теплоизолируют, чтобы снизить тепловые потери самого теплоносителя.

Кольцевая схема подключения

Труба доводится до многоквартирных домов, откуда производится разветвление трассы на меньшие участки, которые подают теплоноситель на каждое здание. Труба меньшего диаметра заходит в подвал дома, где разбивается на участки, которые доставляют воду до каждого этажа, а уже на этаже до каждой квартиры. Понятно, что такое количество воды не может потребляться. То есть, вся закачиваемая вода в ГВС не может потребляться, особенно это касается ночного времени. Поэтому прокладывается еще одна трасса, которая называется обраткой. По ней вода перемещается от квартир в подвал, а оттуда в котельную по отдельно проложенному трубопроводу. Правда, необходимо отметить, что все трубы (и обратки, и подачи) прокладываются по одной трассе.

То есть, получается так, что сама горячая вода внутри дома двигается по кольцу. И она постоянна находится в движении. При этом циркуляция горячей воды в многоквартирном доме производится именно снизу вверх и обратно. Но чтобы температура самой жидкости была постоянной на всех этажах (с небольшим отклонением), необходимо создать условия, при которых ее скорость была оптимальной, и она не влияла на снижение самой температуры.

Читать еще:  Что необходимо для водоснабжения дачного дома

Необходимо отметить, что сегодня к многоквартирным домам могут подходить раздельно трассы для ГВС и для отопления. Или будет подводиться одна труба с определенной температурой (до +95С), которая в подвале дома разделится на отопление и горячее водоснабжение.

Схема разводки ГВС

Кстати, обратите внимание на фото выше. В подвале дома по этой схеме установлен теплообменник. То есть, вода из трассы в системе горячего водоснабжения не используется. Она всего лишь нагревает холодную воду, поступающую из водопроводной сети. А сама система ГВС дома является отдельной трассой, несвязанной с трассой от котельной.

Домовая сеть является циркуляционной. И подачу воды в квартиры производит установленный в нее насос. Это на сегодняшний день самая современная схема. Ее положительная особенность – возможность контролировать температурный режим жидкости. Кстати, существуют строгие нормы температуры горячей воды в многоквартирном доме. То есть, она не должна быть ниже +65С, но и не выше +75С. При этом разрешаются небольшие отклонения в ту или другую сторону, но не больше 3С. В ночное время отклонения могут быть и 5С.

Почему именно эта температура

Здесь две причины.

  • Чем выше температура воды, тем быстрее в ней погибают болезнетворные бактерии.
  • Но приходится учитывать и тот факт, что высокая температура в системе ГВС – это ожоги при соприкосновении с водой или металлическими частями труб или смесителей. К примеру, при температуре +65С ожог можно получить за 2 секунды.

Температура воды

Кстати, надо отметить, что температура воды в системе отопления многоквартирного дома может быть разной, все зависит от различных факторов. Но она не должна превышать +95С для двухтрубных систем, а для однотрубных +105С.

Внимание! По законодательству определяется, что если температура воды в системе ГВС будет ниже нормы на 10 градусов, то оплата также снижается на 10%. Если она будет с температурой +40 или +45С, то оплата снижается до 30%.

То есть, получается так, что система водоснабжения многоквартирного дома, имеется в виду ГВС, это индивидуальный подход к оплате, зависящий от температуры самого теплоносителя. Правда, как показывает практика, об этом мало кто знает, поэтому споров обычно по данному вопросу никогда не возникает.

Тупиковые схемы

Существуют в системе ГВС и так называемые тупиковые схемы. То есть, вода поступает до потребителей, где она и остывает, если ею не пользоваться. Поэтому в таких системах очень большой перерасход теплоносителя. Такие разводки используются или в служебных помещениях, или в небольших по размерам домах – не более 4 этажей. Хотя все это уже в прошлом.

Оптимальным же вариантом является циркуляция. И самое простое – это ввод трубы в подвал, а оттуда по квартирам через стояк, который проходит по всем этажам. В каждом подъезде свой стояк. Доходя до верхнего этажа, стояк делает разворот и уже мимо всех квартир спускается в подвальное помещение, через которое выводится и подключается к обратному трубопроводу.

Тупиковая схема

Разводка в квартире

Итак, рассмотрим схему водоснабжения (ГВ) в квартире. В принципе, она ничем не отличается от холодного водопровода. И чаще всего трубы ГВС прокладываются рядом с элементами ХВС. Правда, есть некоторые потребители, которым горячая вода не нужна. К примеру, унитаз, стиральная или посудомоечная машины. Последние две сами нагревают воду до необходимой температуры.

Схема разводки труб ГВС и ХВС

Самое важное, что разводка водоснабжения в квартире (и ГВС, и ХВС) – это определенные нормы укладки самих труб. К примеру, если трубы двух систем прокладываются одна над другой, то верхняя должна быть от горячего водоснабжения. Если они прокладываются в горизонтальной плоскости, то правая должна быть от системы ГВС. В этом случае на одной стене она может оказаться в глубине штробы, а на другой, наоборот, ближе к поверхности. При этом прокладка трубопровода может быть скрытой (в штробах) или открытой, проложенной по поверхности стен или пола.

Заключение по теме

Кажущая простота горячего водоснабжения в многоквартирных домах определяется обывателями по разводки труб внутри квартир. На самом деле это достаточно большое разнообразие различных схем, в которых трубы протягиваются на несколько километров, начиная от котельной и заканчивая смесителем в квартире. И, как показывает практика, даже в старых домах сегодня производится реконструкция ГВС под новые усовершенствованные технологии, которые обеспечивают горячей водой и снижают потери самого тепла.

Источники:

http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5126
http://econet.ru/articles/185575-retsirkulyatsiya-gvs-dlya-chego-neobhodima-i-kak-pravilno-smontirovat
http://otepleivode.ru/vodosnabzhenie/goryachee-vodosnabzhenie-mnogokvartirnogo-doma.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector