Сети горячего водоснабжения (ГВ) имеют много общего с сетями холодного водоснабжения. Сеть горячего водоснабжения бывает с нижней и верхней разводкой. Сеть горячего водоснабжения бывает тупиковой и закольцованной, но, в отличие от сетей холодного водопровода, кольцевание сети необходимо для сохранения высокой температуры воды.

Простые (тупиковые) сети ГВ применяют в небольших малоэтажных зданиях, в бытовых помещениях промышленных зданий и в зданиях со стабильным потреблением горячей воды (бани, прачечные).

Схемы сетей горячего водоснабжения с циркуляционным трубопроводом следует применять в жилых зданиях, гостиницах, общежитиях, лечебных учреждениях, санаториях и домах отдыха, в детских дошкольных учреждениях, а также во всех случаях, когда возможен неравномерный и кратковременный отбор воды.

Обычно сеть горячего водоснабжения состоит из горизонтальных подающих магистралей и вертикальных распределительных трубопроводов-стояков, от которых устраивают поквартирные разводки. Стояки горячего водоснабжения прокладывают как можно ближе к приборам.

Рисунок 1. Схема с верхней разводкой подающей магистрали: 1 - водонагреватель; 2 - подающий стояк; 3 - распределительные стояки; 4 - циркуляционная сеть

Кроме того, сети горячего водоснабжения подразделяются на двухтрубные (с закольцованными стояками) и однотрубные (с тупиковыми стояками).

Рассмотрим некоторые из большого числа возможных схем сетей горячего водоснабжения.

При верхней разводке магистралей сборный циркуляционный трубопровод замыкается в виде кольца. Циркуляция воды в трубопроводном кольце при отсутствии водоразбора осуществляется под действием гравитационного напора, возникающего в системе из-за разницы плотности охлажденной и горячей воды. Охлажденная в стояках вода опускается вниз в водонагреватель и вытесняет из него воду с более высокой температурой. Таким образом происходит непрерывный водообмен в системе.

Тупиковая схема сети (рис.2) имеет наименьшую металлоемкость, но из-за значительного остывания и нерационального сброса остывшей воды применяется в жилых зданиях высотой до 4-х этажей, если на стояках не предусмотрены полотенцесушитель и протяженность магистральных труб мала.

Рисунок 2. Тупиковая схема горячего водоснабжения: 1 - водонагреватель; 2 – распределительные стояки

Если же протяженность магистральных труб велика, а высота стояков ограничена, применяют схему с закольцованными подающей и циркуляционными магистралями с установкой на них циркуляционного насоса (рис. 3).

Рисунок 3. Схема с закольцованными магистральными трубопроводами: 1 - водонагреватель; 2 - распределительные стояки; 3 - диафрагма (дополнительное гидравлическое сопротивление); 4 - циркуляционный насос; 5 - обратный клапан

Наибольшее распространение получила двухтрубная схема (рис. 4), в которой циркуляция по стоякам и магистралям осуществляется с помощью насоса, забирающего воду из обратной магистрали и подающего ее в водонагреватель. Система с односторонним присоединением водоразборных точек к подающему стояку и с установкой полотенцесушителей на обратном стояке представляет собой наиболее распространенный вариант подобной схемы. Двухтрубная схема оказалась надежной в эксплуатации и удобной для потребителей, но для нее характерна высокая металлоемкость.

Рисунок 4. Двухтрубная схема горячего водоснабжения: 1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль; 3 - циркуляционная магистраль; 4 - циркуляционный насос; 5 - подающий стояк; 6 - циркуляционный стояк; 7 - водоразбор; 8 - полотенцесушители

Для снижения металлоемкости в последние годы стали использовать схему, в которой несколько подающих стояков объединяются перемычкой с одним циркуляционным стояком (рис. 5).

Рисунок 5. Схема с одним объединяющим циркуляционным стояком: 1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль; 3 - циркуляционная магистраль; 4 - циркуляционный насос; 5 - водоразборные стояки; 6 - циркуляционный стояк; 7 - обратный клапан

Недавно появились схемы однотрубной системы горячего водоснабжения с одним холостым подающим стояком на группу водоразборных стояков (рис.6). Холостой стояк изолирован и устанавливается в паре с одним водоразборным или в секционном узле, состоящим из 2-3 закольцованных водоразборных стояков. Основное назначение холостого стояка - транспортирование горячей воды из магистрали в верхнюю перемычку и далее в водоразборные стояки. В каждом стояке происходит самостоятельная дополнительная циркуляция за счет гравитационного напора, возникающего в контуре секционного узла из-за остывания воды в водоразборных стояках. Холостой стояк помогает правильному распределению потоков в пределах секционного узла.

Рисунок 6. Секционная однотрубная схема горячего водоснабжения: 1 - подающая магистраль; 2 - циркуляционная магистраль; 3 - холостой подающий стояк; 4 - водоразборный стояк; 5 - кольцующая перемычка; 6 - запорная арматура; 7 - полотенцесушитель.

Постоянная подача горячей воды в многоквартирный многоэтажный дом может проводиться двумя методиками, использующими разные принципы работы:

1. В первом случае горячее водоснабжение многоквартирного дома забирает воду из трубопровода ХВС (холодного водоснабжения), далее вода нагревается автономным теплогенератором: квартирным бойлером, газовой колонкой или котлом, теплообменником, пользующимся теплом местной кочегарки или ТЭЦ;
2. Во втором случае схема горячего водоснабжения многоквартирного дома забирает горячую воду сразу из теплотрассы, и этот принцип используется в жилом секторе намного чаще – в 90% случаев организации ГВС в жилом фонде.

Важно: достоинство второго варианта системы водоснабжения для жилого дома — лучшее качество воды, что регламентируется ГОСТ Р 51232-98. Также при заборе горячей воды из централизованной теплотрассы температура и давление жидкости достаточно стабильны и не отклоняются от заданных параметров: давление в трубопроводе горячей системы водоснабжения поддерживается на уровне холодного водоснабжения, а температура стабилизируется в общем теплогенераторе.

Рассмотрим водоснабжение многоквартирного дома по второму варианту подробнее, так как именно эта схема применяется чаще всего и в городской черте, и в загородных домах, включая дачные или садовые домики.

Какие элементы включает схема водоснабжения многоквартирного жилого дома?

Водомерный узел, который организует подачу воды в дом, отвечает за работу нескольких функций:

1. Учитывает расход воды холодного водоснабжения, то есть, выполняет функцию счетчика воды;
2. Может перекрыть подачу холодной воды в дом при аварийных ситуациях или при необходимости ремонта узлов и деталей, а также для устранения протечек;
3. Служит фильтром грубой очистки воды: подобный грязевой фильтр должна содержать любая схема горячего водоснабжения многоквартирного дома.

Само устройство состоит из следующих узлов:

1. Набор запорной арматуры (кранов, задвижек и вентилей) на входе и выходе прибора. Стандартно это задвижки, шаровые вентили, клапана;
2. Механический счетчик воды, который устанавливается на одном из стояков;
3. Грязевой фильтр (фильтр грубой очистки воды от крупных твердых частиц). Это может быть металлическая сетка в корпусе, или емкость, в которой твердый мусор оседает на дно;
4. Манометр или переходник для врезки манометра в схему водоснабжения;
5. Байпас (обвод из отрезка трубы), который служит для отключения водомера при ремонте или сверки данных. Байпас снабжается запорной арматурой в виде шарового крана или вентиля.

Он же — элеваторный узел, который выполняет следующие функции:

1. Обеспечивает полноценную и непрерывную работу отопительной системы в многоквартирном доме, а также регулирует ее параметры;
2. Доставляет в дом горячую воду, то есть, обеспечивает ГВС (работу горячего водоснабжения). Сам теплоноситель в системе отопления поступает в систему горячего водоснабжения многоквартирного дома прямиком из централизованной теплотрассы;
3. Тепловой пункт может переключать подачу горячего водоснабжения между обраткой и подачей. Это бывает нужно при больших морозах, так как в это время температура теплоносителя на подающей трубе может подниматься до 130-150 0 С, и это при том, что нормативный показатель температуры на подаче не должен превышать 750С.

Основной элемент теплового пункта — водоструйный элеватор, где горячая вода из схемы трубопровода подачи рабочей жидкости в доме смешивается в камере смешения с теплоносителем обратки путем впрыска через специальное сопло. Такими образом, элеватор позволяет пропускать через схему отопления бо́льший объем теплоносителя с низкой температурой, а, так как впрыск производится через сопло, то объем подачи получается небольшим.

Врезать переходники для подключения ГВС можно между задвижками на входе трассы и теплопунктом – это самая распространенная схема подключения. Количество врезок – две или четыре (по одной или по две на подаче и обратке). Две врезки характерны для старых домов, в новостройках практикуется четыре переходника.

На трассе ХВС обычно применяется тупиковая схема врезки с двумя подключениями: водомерный узел подключается к розливу, а сам розлив — к стоякам, через которые осуществляется разводка труб по квартирам. Вода будет перемещаться в такой схеме ХВС только при разборе, то есть, при открывании каких-либо смесителей, кранов, клапанов или вентилей.

Недостатки этого подключения:

1. При длительном отсутствии водоразбора по конкретному стояку вода при сливе долго будет холодной;
2. Врезанные на подводах ГВС из бойлерных полотенцесушители, которые одновременно обогревают ванную комнату или санузел, будут горячими только при водоразборе ГВС именно с конкретного стояка квартиры. То есть, почти всегда будут холодными, что вызовет появление влаги на стенах, плесени или грибковых заболеваний стройматериалов помещения.

Теплопункт с четырьмя подключениями горячего водоснабжения в доме делает циркуляцию горячей воды непрерывной, и происходит это через два розлива и стояки, соединенные друг с другом перемычками.

Важно: если на врезках ГВС установлены механические счетчики воды, то расход водоснабжения будет учитываться без учета температуры воды, что неправильно, так как придется переплачивать за горячую воду, которой не было в пользовании.

Горячее водоснабжение может функционировать по трем вариантам:

1. Из трубы подачи в трубу обратки в котельную. Такая система ГВС эффективна только в теплое время года при отключенной системе отопления;
2. Из подающей трубы в подающую трубу. Такое подключение будет приносить максимальную отдачу в демисезонье — осенью и весной, когда температура теплоносителя невысока и далека от максимальной;
3. Из трубы обратного хода в трубу обратки. Эта схема ГВС наиболее работоспособна в большие холода, при повышении температуры на трубе подачи ≥ 75 0 С.

Для непрерывного движения воды необходим перепад давления между начальной и конечной точками врезки в один контур, и этот перепад обеспечивается ограничением потока. Таким ограничителем служит специальная подпорная шайба — стальной блин с отверстием посредине. Таким образом, вода, которая транспортируется от входной врезки до элеватора, встречает препятствие в виде тела шайбы, и это препятствие регулируется поворотом, который открывает или закрывает подпорное отверстие.

Но слишком большое ограничение движения воды в трассе трубопровода нарушит работу теплового пункта, поэтому у подпорной шайбы должен быть диаметр на 1 мм больше диаметра сопла теплопункта. Этот размер рассчитывается представителями поставщика тепла так, чтобы температура на обратной трубе отопления элеваторного узла лежала в нормативных пределах температурного графика.

Что такое трубный розлив и стояк

Это трубы, уложенные горизонтально и проведенные по подвалу жилого дома, которые соединяют стояки с теплопунктом и водомером. Розлив холодного водоснабжения делается единичным, розлив ГВС –в двух экземплярах.

Диаметр труб ГВС или ХВС розлива может быть 32-100 мм, и зависит от количества подключенных потребителей. Для любой схемы водоснабжения ø 100 мм – слишком большой, но этот размер берется с учетом не только фактического состояния трассы, но и с учетом размера солевых отложений и ржавчины на внутренних стенках металлических труб.

Трубный вертикальный стояк осуществляет разводку воды по квартирам, которые расположены над ним. Стандартная схема такой разводки включает в себя несколько стояков – для холодного и горячего водоснабжения, иногда – отдельно для полотенцесушителей. Еще варианты разводки:

1. Несколько групп стояков, проходящих через одну квартиру и обеспечивающих водой точки водоразбора, находящиеся на большом удалении друг от друга;
2. Группа стояков в одной квартире, которая обеспечивает водой соседнюю квартиру или несколько квартир;
3. При организации горячего водоснабжения трубными перемычками можно объединять до семи групп стояков по квартирам. Перемычки оснащаются кранами Маевского. Это называется циркуляционный трубопровод, или цтп.

Стандартный диаметр труб холодного и горячего водоснабжения для стояков — 25-40 мм. Стояки для полотенцесушителей и холостые стояки монтируются из труб ø 20 мм. Такими стояками обеспечивается и однотрубная, и двухтрубная система отопления дома.

Закрытая система горячего водоснабжения

Постоянная циркуляция воды в закрытой системе горячего одоснабжения построена на принципе забора холодной воды из трубопровода и подачи ее в теплообменник. После нагревания вода подается в систему разводки по квартире. Рабочая жидкость в системе отопления и горячая вода для технических нужд потребителей разделены, так как теплоноситель может иметь токсичные включения для повышения своих теплообменных качеств. Кроме того, трубы ГВС быстрее ржавеют. Закрытой такая схема называется из-за того, что потребитель пользуется теплом, а не самим теплоносителем.

Трубная подводка

Главная функция подводок состоит в разводке воды к точкам водоразбора в квартире. Стандартный диаметр труб подводки – 15 мм, марка труб — ДУ15, материал — сталь. Для ПВХ или металлопластиковых труб диаметр должен быть таким же. При ремонте или замене подводки использовать меньший диаметр не рекомендуется, чтобы не изменить параметры расчетного давления, которые должна соблюдать циркуляционная система горячего или холодного водоснабжения.

Для организации правильной подводки чаще всего применяют тройники, при более сложной схеме разводки – коллекторы. Коллекторная подводка требует скрытого монтажа, поэтому коллектор следует устанавливать при обслуживании большого количества помещений в доме. Металлические трубы через 10-15 лет зарастают изнутри солевыми минеральными отложениями и ржавчиной, поэтому профилактические работы по восстановлению работоспособности системы заключаются в прочистке труб стальной проволокой, или заменой старых труб на новые.

При кажущейся функциональности и долговечности ПВХ или металлопластиковых труб рекомендуется использовать стальные изделия для подводки – они хорошо держат гидравлические удары и температурные перепады. Подобные отклонения в рабочем режиме ГВС могут часто наблюдаться при включении или аварийном отключении системы отопления. Закладывать материал труб в план схемы водоснабжения жилого строения следует еще на этапе составления проекта и сметы.

1. Оцинкованные металлические трубы – их используют уже много десятилетий, и зарекомендовали они себя с самой лучшей стороны. Слой цинка на металле не дает развиваться коррозии, на нем не удерживаются солевые отложения. При приобретении оцинкованных изделий следует помнить, что сварные работы по такой поверхности не производятся, так как сварной шов останется не защищенным цинком – все соединения нужно делать на резьбе;
2. Трубные подводки на фитингах для пайки соединений из меди служат гораздо дольше стальных и даже оцинкованных труб. Такие подводки с соединением пайкой не нужно обслуживать, а прокладываться они могут как открытым, так и скрытым способом;
3. Гофрированная трубная подводка холодного или горячего водоснабжения из нержавеющей стали. Такие изделия просто и быстро монтируются на резьбовых соединениях или компрессионных фитингах. Никакого специального оборудования, кроме двух разводных ключей, для этого не потребуется. Гарантированное время эксплуатации нержавеющих не ограничено производителем. Единственное, что со временем придется менять – силиконовые уплотнители.

Особенности ГВС и расчет объема горячей воды

Расчет количества горячей воды в системе зависит от технических и эксплуатационных факторов:

1. Расчетная температура горячей воды;
2. Количество жильцов в многоквартирном доме;
3. Параметры, которые выдерживают сантехнические приборы, и частота их работы в общей схеме водоснабжения;
4. количество сантехнических приборов, которые подключены к ГВС.

Пример расчета:

1. Семья из четырех человек пользуется ванной объемом 140 л. Ванна заполняется за 10 минут, в ванной имеется душ с потреблением воды 30 л.
2. В течение 10 минут устройство для нагрева воды должно нагреть ее до расчетной температуры в количестве 170 л.

Эти теоретические расчеты работают при условии средних показателей потребления воды жильцами.

Поломки в системе разводки водоснабжения горячей или холодной воды

Своими руками можно исправить следующие аварийные ситуации:

Потек вентиль или кран. Это случается чаще всего из-за износа сальника или уплотнителя. Для устранения неисправности необходимо открыть вентиль полностью и с усилием, чтобы приподнявшийся сальник перекрыл течь. Такой прием поможет на некоторое время, в дальнейшем вентиль необходимо перебрать и заменить изношенные детали.

Шум и вибрация вентиля или крана при открывании в системе горячего водоснабжения (реже — холодного). Причиной шума чаще всего бывает износ, деформация или раздавливание прокладки в кранбуксе механизма. Шумы появляются, если кран открывается не до конца. Эта неисправность может вызвать серию гидравлических ударов в трубах, поэтому ее устранение – дело первостепенной важности. Клапан кранбуксы за несколько миллисекунд способен перекрыть седло задвижки в корпусе крана или вентиля, если он не шаровый, а винтовой. Почему риск гидроударов выше в ГВС? Потому что в трубах с горячей водой рабочее давление больше.

Как устраняется неисправность:

1. Перекрыть воду на входе;
2. Выкрутить кранбуксу шумящего крана;
3. Заменить прокладку, но перед установкой снять фаску на новой прокладке, чтобы клапан не вибрировал при открывании при высоком давлении.

Полотенцесушитель не нагревается. Причиной поломки может быть наличие воздуха в системе водоснабжения с постоянной циркуляцией теплоносителя. Обычно воздух скапливается в трубной перемычке, которая монтируется между соседними стояками, после аварийного или планового слива воды. Устраняется проблема стравливанием воздушных пробок. Для этого необходимо:

1. Стравить воздух в самой высокой точке системы – на последнем этаже;
2. Перекрыть стояк горячего водоснабжения, который находится в квартире (стояк перекрывается в подвале дома);
3. Открыть в квартире все краны ГВС;
4. После стравливания воздуха через краны и смесители нужно их закрыть. А на стояке открыть запорный вентиль.

Скрытые неисправности

По окончании отопительного сезона перепад давления между трубами тепловой магистрали может не соблюдаться, и из-за этого полотенцесушители, подключенные напрямую к ГВС, будут холодными. Это не причина для беспокойства – нужно стравить воздух, который выравнивает давление, и обогрев восстановится.

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.

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.

Не забудьте оценить статью.

Кто первый встает, тому… приходится долго сливать горячую воду, чтобы умыться. Эту нехитрую истину мы выучили, благодаря домам постройки середины 20 века.

Остывающие в отсутствие водоразбора полотенцесушители и, как следствие, сырая и прохладная ванная дополняют унылую картину. Не все знают, что обе проблемы уже давно решены инженерами. Встречайте: горячее водоснабжение с рециркуляцией!

Традиционная разводка ГВС

Устройство системы горячего водоснабжения в сталинках и ранних хрущевках, ничем не отличается от разводки холодной воды. Единственный розлив заканчивается тупиковыми стояками, от которых отходит поквартирная разводка. В элеваторном узле, розлив ветвится на две врезки - в подающую и обратную нитки.

Переключение ГВС с подачи на обратку, осуществляется вручную в соответствии с температурным графиком отопления:

• При температуре технической воды на выходе ТЭЦ до 80-90 градусов ГВС подается с подачи;
• При превышении 90°С водоснабжение переключается на обратный водопровод.

Чем это плохо

Достоинства такой схемы - дешевизна реализации и предельно простое обслуживание. Есть и оборотные стороны.

Две из них мы уже упомянули:

1. Без водоразбора вода в стояках и подводках остывает. Чтобы умыться или принять душ, ее приходится подолгу (до нескольких минут) сливать в канализацию. Для жильцов квартиры это означает не только потерю времени, но и значительные затраты: фактически вы сливаете холодную воду, но при наличии водосчетчика платите за нее как за горячую;

Справка: стоимость кубометра горячей воды на середину 2017 года для жителей Москвы составляет 163 рубля. Подсчитано, что за год семья из 3-4 человек сливает в канализацию в ожидании нагрева воды не менее 10-12 кубометров.

1. Полотенцесушители, размыкающие внутриквартирные подводки ГВС, нагреваются только от водоразбора в вашей квартире. Про качественное отопление ванной можно забыть.

Бросим в общую копилку недостатков решения еще горстку мелочи:

• Холод и сырость в ванной способствуют появлению грибка;

• Развешенные на холодной сушилке полотенца быстро становятся затхлыми;
• Циклические нагрев и охлаждение стояков ГВС сопровождаются циклами их удлинения и сокращения размеров. В результате постепенно разрушается заделка стояков в перекрытии цементным раствором.

Заметьте: удлинение труб при нагреве в том случае, если они касаются арматуры перекрытия, может сопровождаться довольно громкими звуками. На памяти автора трение стояка об арматуру привело к комичной ситуации: жильцы обвиняли своих соседей по стояку в.. подпольном печатании денег.

Весь в белом и на белом коне

Чем отличается от описанной выше система горячего водоснабжения с рециркуляцией? Догадаться несложно. В ней горячая вода непрерывно циркулирует через розливы и (в случае многоэтажного дома) стояки ГВС.

В результате:

• Обеспечивается мгновенная подача горячей воды к точке водоразбора на любом участке контура;
• Полотенцесушители переносятся с внутриквартирной подводки на стояк (или, в случае частного дома, розлив) горячей воды. Благодаря непрерывной циркуляции они остаются горячими круглосуточно, обеспечивают обогрев ванных и санузлов, а заодно и быструю сушку полотенец;

• Температурный режим системы ГВС остается стабильным, без циклических охлаждений и нагревов.

Реализация

Какие схемы горячего водоснабжения с рециркуляцией возможны в многоквартирных и частных домах?

Многоквартирные дома

Чтобы создать непрерывную циркуляцию воды, систему ГВС нужно закольцевать.

В многоквартирных домах это достигается следующим образом:

Изображение	Описание
	По дому разводится два розлива горячей воды. Стояки подключаются к ним поочередно. Как вариант - к одному из розливов подключаются только стояки ГВС, ко второму - только стояки с полотенцесушителями
	Стояки ГВС (опционально - ГВС и полотенцесушителей) объединяются перемычками на верхнем этаже. В группу может объединяться 2-4 стояка. В верхней точке перемычки монтируется воздушник (кран Маевского), позволяющий стравить препятствующий циркуляции воздух.

Любопытно: в некоторых домах постройки конца 80-х автор наблюдал перемычки между стояками ГВС, вынесенные на холодный чердак. Решение вызывает сомнения в адекватности авторов: при уличной температуре в -30°С и ниже они замерзают в течение часа после остановки циркуляции в системе ГВС (например, для аварийного ремонта задвижки в элеваторном узле).

Понятно, что описанная схема водоснабжения с рециркуляцией не будет работать без перепада давлений.

Как он обеспечивается:

• Вне отопительного сезона ГВС включается между подающей и обратной нитками;

• Во время работы отопления при таком подключении система горячего водоснабжения будет представлять собой байпас для отопительной системы, катастрофически уменьшающий перепад на водоструйном элеваторе. Поэтому ГВС подключается в зависимости от температуры воды из подачи в подачу или из обратки в обратку, а перепад обеспечивают установленные на фланцах между врезками подпорные шайбы.

Справка: подпорная шайба - стальной блин с отверстием в середине. Диаметр отверстия обычно на 1 мм больше диаметра сопла элеватора. При движении воды через шайбу на ней создается перепад в 0,1 — 0,3 кгс/см, вполне достаточный для циркуляции в системе ГВС.

Если стояки завоздушены

Что делать, если после сброса системы горячего водоснабжения оставшаяся в стояках воздушная пробка препятствует циркуляции, и полотенцесушители остаются холодными?

Для стравливания воздуха служит кран Маевского в верхней точке перемычки. Однако для доступа к нему нужно попасть в верхнюю квартиру по стояку, что не всегда возможно.

Вот простая пошаговая инструкция, которая поможет вам устранить проблему своими руками:

1. Перекрываем любой из соединенных перемычкой стояков ГВС;
2. Открываем до упора один, а лучше - два крана горячей воды в любой квартире по этому стояку. Воздушная пробка вылетает через смеситель на фронте потока воды;

1. Запускаем стояки в штатном режиме.

Частные дома

Какие схемы рециркуляции горячего водоснабжения можно реализовать в частном доме с автономным приготовлением горячей воды? За создание циркуляционного напора в такой системе вполне предсказуемо будет отвечать циркуляционный насос минимальной мощности (от 25 ватт).

Контур ГВС должен быть закольцован по всей длине: после дальнего от водонагревателя сантехнического прибора розлив возвращается к исходной точке. А вот схема подключения водонагревателя зависит от того, есть ли у него дополнительный отвод для рециркуляции.

Бойлер с дополнительным выходом для рециркуляции

Замкнутый контур снабжается только циркуляционным насосом: поскольку температура воды в контуре после его запуска постоянна, проблемы теплового расширения воды решать не приходится, а раз так - предохранительный клапан и расширительный бачок не требуются.

Можно ли задействовать в такой схеме обычный бойлер с двумя выводами (для ГВС и ХВС)? Да, но в этом случае разводка будет заметно сложнее.

• За постоянную температуру воды в рециркуляционном контуре отвечает трехходовой термостатический смеситель. По мере ее охлаждения он подмешивает горячую воду из бойлера;

• Для компенсации расхода горячей воды к трехходовому смесителю подведена холодная вода;
• Обратные клапаны ограничивают движение воды в контуре одним направлением независимо от ее расхода.

Полезно: в верхней точке контура ГВС есть смысл установить автоматический воздухоотводчик. Воздушные пробки при наличии насоса не помешают циркуляции, зато могут стать источником раздражающих гидравлических шумов.

Заключение

Как видите, системы рециркуляции горячего водоснабжения для частного дома имеют вполне убедительные преимущества перед привычными тупиковыми схемами и достаточно просты в монтаже. Узнать о них больше вам поможет видео в этой статье. Успехов!

Лекция 8. Системы и схемы горячего водоснабжения зданий

Системы и схемы горячего водоснабжения. В жилых зданиях расходуется горячей воды в количестве более 30 % от хозяйственно-питьевого расхода: мытье посуды, стирка белья, для душей, ванн и т.д. Система горячего водоснабжения используется также для обогрева ванных комнат с помощью нагревательных приборов (полотенцесушителей). В промышленности в основном расход горячей воды идет на различные технологические цели. В зависимости от назначения системы горячего водоснабжения разделяют на хозяйственно-бытовые и производственные. Их объединение допускается, если для технических нужд требуется вода питьевого качества, или при контакте с технологическим оборудованием качество воды не меняется.

Системы горячего водоснабжения в зависимости от способа получения воды бывают местными или централизованными (рис.1).

Местные системы (децентрализованные) малой производительности обычно устраивают в небольших зданиях, обслуживают одну квартиру или небольшую группу потребителей (рис.1а).

Для получения горячей воды используют местные установки: водогрейные колонки, газо-, электронагреватели, кипятильники и т.п. Вода из системы холодного водопровода подается в местный водонагреватель, где происходит подогрев воды.

Рис. 1. Системы горячего водоснабжения

а) местная; б) централизованная (открытая); Т1 – подающая сеть; Т2 –обратная сеть (отопления); Т3 – распределительная сеть; Т4 –циркуляционная сеть (горячего водоснабжения); В1 – холодный водопровод; 1 – местный водонагреватель; 2 – распределительная сеть; 3 – водоразборная арматура; 4 – сеть холодного водоснабжения; 5 – циркуляционная сеть; 6 –регулятор температуры; 7 – подающий трубопровод тепловой сети; 8 –обратный трубопровод тепловой сети; 9 – колодец наружной водопроводной сети; 10 – водогрейный котёл.

Горячая вода по распределительной сети поступает к потребителю. В схему местной системы входят: генератор тепла, где сгорает топливо, нагревается теплоноситель; водонагреватель, в котором непосредственно готовится горячая вода; трубопроводы теплоносителя, соединяющие генератор тепла с водонагревателем; распределительные трубопроводы, подающие горячую воду к водозаборным устройствам; дополнительные устройства, аккумулирующий бак-резервуарЦентрализованная система (рис.1б) горячего водоснабжения (ЦГВ) применяется при наличии источников тепла большой производительности (районные котельные, ТЭЦ). Такая система холодного водопровода отличается тем, что дополнительно в систему включают устройства нагрева воды, циркуляционную сеть, обратный трубопровод тепловой сети, необходимый для циркуляции воды с целью поддержания одинаковой температуры воды во всей системе. Выбор схемы сетей трубопроводов централизованной системы зависит от характера объекта и требований, предъявляемых к системе.

Рис. 2. Схемы систем горячего водоснабжения

1 – водонагреватель; 2 – распределительная сеть; 3 – циркуляцион­ная сеть; 4 – циркуляционный насос; 5 – напорный аккумулятор тепла (5а – безнапорный); 6 – регуляторы температуры; 7 – насосная установка для повышения давления

Схемы системы централизованного горячего водоснабжения классифицируют: открытая схема системы, при которой происходит непосредственный разбор воды из тепловой сети. Вода нагревается в котлах централизованных котельных, теплообменниках ТЭЦ и по квартальной тепловой сети подается в систему горячего водоснабжения по распределительной сети. По циркуляционной сети охлажденная вода возвращается для нагрева. Такая схема проста и долговечна в работе, т.к. использует очищенную воду для водогрейных котлов. Недостатком является большая мощность установок для подготовки воды, т.к. подогрев идет всего количества воды для всех потребителей, поэтому используется при низкой карбонатной жесткости воды.

Закрытая схема системы ЦГВ. По этой схеме тепло (вода) от генератора тепла (водогрейных котлов) передается теплоносителю для нагрева воды в подогревателе, в который вода поступает из сети холодного водоснабжения. Проходя через подогреватель, вода нагревается и через распределительную сеть поступает к потребителям. Недостаток такой схемы – обязательное применение подогревателей. С другой стороны, по данной схеме теплоноситель полностью возвращается в котел, а потребитель получает горячую воду питьевого качества. Котлы постоянно находятся под давлением, которое не зависит от давления в системе ЦГВ, что дает возможность широкого применения закрытой системы.

Схема системы ЦГВ с циркуляций (рис. 2 а). Такую схему применяют в тех зданиях, где не допускается снижение температуры горячей воды. Для этих целей наряду с подающим стояком прокладывают циркуляционный стояк, по которому остывшая вода подается в подогреватель. Движение воды в такой системе может быть с естественной циркуляцией под гравитационным давлением, т.е. движение воды обусловлено изменением ее плотности при изменении температуры, или с искусственной циркуляцией – с помощью циркуляционного насоса. Схему с естественной циркуляцией применяют в малоэтажных зданиях (высотой до 20 м), т.к. величина гравитационного давления незначительна.

Схемы системы ЦГВ без циркуляции применяют при постоянном водоразборе (прачечные, бани и т.п.) или при использовании воды в определенное время (души в бытовых помещениях промышленных зданий, небольшие малоэтажные здания до 3-4 этажей).

Схема системы ЦГВ с баками-аккумуляторами и без них (рис. 2 б) применяют для создания запасов воды (бани, душевые, прачечные) или при неравномерности водопотребления, когда потребление горячей воды идет через баки, высота положения которых создает необходимый напор в системе. В схеме без баков-аккумуляторов подача воды идет под давлением наружного водопровода.

Схема системы ЦГВ с насосами (рис. 2в). Такую схему принимают, когда гарантийный напор в наружной сети постоянно меньше требуемого для эксплуатации системы ЦГВ. Насосы, применяемые в такой схеме, повышают давление (напор) до необходимой величины. Иногда циркуляционный насос может быть использован как повысительный, если установлен на подающем трубопроводе.

Требования, предъявляемые к качеству горячей воды. Горячая вода, используемая для хозяйственно-бытовых нужд, должна отвечать требованиям ГОСТ-2874 «Вода питьевая». Для производственных нужд качество воды определяется технологическим процессом.

Для производственных нужд качество воды определяется технологическим процессом.

Горячая вода в хозяйственно-бытовых системах имеет температуру: 25 0 -40 0 С – для купания, умывания; 40 0 -60 0 С – для стирки, мытья посуды, приготовления пищи. В связи с этим считают, что минимальная температура воды должна быть 50 0 -60 0 С в зависимости от принятой системы горячего водоснабжения. Максимальная температура воды должна быть не более 75 0 С, т.к. при высоких температурах происходит образование накипи в теплообменниках. Для хозяйственно-бытовых нужд населения горячую воду смешивают с холодной водой в специальной арматуре - смесителе. Для получения воды более высокой температуры применяют местные установки для нагрева воды или кипятильники (100 0 С). В дошкольных учреждениях температура воды не должна превышать 37 0 С.

При нагревании воды более 40 0 С наблюдается выпадение углекислых солей кальция, магния, присутствующих в воде и придающих определенную жесткость. Выпавшие в осадок соли кальция и магния создают на стенках труб накипь, уменьшая тем самым ее проходное сечение. Накипь создается и на стенках водонагревателей, тепловых котлов, увеличивая расход теплоносителяя и уменьшая их коэффициент полного действия. Для предотвращения сильного накипеобразования карбонатная жесткость воды допускается не более 7 мг.экв/л в закрытых системах теплоснабжения.

Повышенная температура воды усиливает действие свободного кислорода и углекислого газа, находящихся в воде. Под их воздействием происходит усиленная коррозия стальных труб и оборудования. Допускаемое содержание кислорода в воде не более 5 мг/л, а свободной углекислоты не более 20 мг/л. Для снижения коррозионной активности воду подвергают стабилизации путем деаэрация (удаления растворенных кислорода и углекислого газа в специальных аппаратах) и введением ингибиторов веществ, замедляющих коррозию, например, симинат натрия магномасса.

Способы обработки воды против накипеобразования и коррозии регламентируются СНиП .

Устройства для нагрева воды. В местных системах горячего водоснабжения установки для нагрева воды имеют незначительные габаритные размеры и тепловую мощность до 100 МДж/ч (25 Мкал/ч).

Конструкции местных установок очень различны в зависимости от применяемого топлива, теплопроизводительности, места установки и т.д.

Рис.3. Местные установки для нагрева воды

1 – кухонная плита; 2 – топочная камера; 3 – змеевик; 4 – корпус водонагревателя; 5 – циркуляционная труба; 6 – дымогарная труба; 7 – калорифер; 8 – змеевик; 9 – огневая камера; 10 – горелка; 11 – блок-кран; 12 – электронагреватель; 13 – электромагнитный клапан безопасности; 14 – регулятор температуры; 15 – бак-аккумулятор; 16 – солнечный коллектор

Водогрейная колонка для ванн (рис. 3а) работает на твердом топливе (дрова, уголь, торф). Вода, находящаяся в корпусе емкостью 90 – 100 л, нагревается топочными газами, проходящими через дымогарную трубу. Для ускорения нагрева в дымогарной трубе имеется циркуляционная труба.

Холодная вода поступает через специальный смеситель (см. рис. 2.22, е). Корпус водонагревателя изготавливается из листовой стали и эмалируется (или оцинковывается) внутри и снаружи. Топочная камера чугунная.

Водогрейные колонки применяют для подачи воды к душам, умывальникам, мойкам и для отопления помещения. Для непрерывной подачи воды к потребителям устанавливают бачок с поплавковым клапаном.

Водогрейные колонки размещают в ванных комнатах или на кухне. Колонку устанавливают на расстоянии 0,3 м от стены из полусгораемого материала, причем деревянная стенка должна быть защищена у топочной камеры асбестом, обитым сверху листовой сталью.

Малометражные котлы для отопления используют для нагрева воды. Для этого устанавливают отдельный резервуар. Во избежание накипи в котле вода в резервуаре нагревается змеевиком, который трубопроводами соединен с котлом.

Газовый проточный водонагреватель (рис. 3б) позволяет быстро получить горячую воду. Тепло, образующееся при сгорании газа в горелке, передается воде через стенки огневой камеры, змеевики и калорифер. Большая поверхность нагрева и высокий коэффициент теплопередачи обеспечивают интенсивный нагрев воды.

Блок-кран обеспечивает подачу газа в горелку только при движении воды через колонку. Это исключает прогорание огневой камеры. Специальное устройство в блок-кране не допускает утечку несгоревшего газа в помещение.

Газовый емкостный водонагреватель (рис.3в) по конструкции аналогичен водогрейной колонке. Нагрев воды осуществляется горячими газами, образующимися при сгорании газа в горелке. Нагреватель оборудуется регулятором температуры и электромагнитным клапаном безопасности, который прекращает подачу газа в горелку, если пламя в ней погаснет. Это предупреждает утечку газа из горелки в помещение. Бак нагревателя изготовляют из стали толщиной 3 мм с антикоррозионным покрытием.

Электрический водонагреватель (электроводонагреватель) – наиболее гигиеничный и безопасный в пожарном отношении прибор. Широкое распространение получили емкостные электронагреватели (рис.3г), включаемые в ночные часы, когда нагрузка в системе электроснабжения уменьшается, и снижаются тарифы на электроэнергию. Проточные электроводонагреватели требуют значительных мощностей, что приводит к перегрузке электрических сетей, поэтому область их применения ограничивается только производственными и общественными зданиями.

Солнечные водонагреватели (гелиоустановки) в последнее время находят все более широкое применение, особенно в южных районах. В простейшем виде их выполняют в виде плоского металлического бака, окрашенного в черный цвет. В солнечный день вода в баке нагреватся до 30 – 40 0 С и подается в душ или на хозяйственные цели. Теплопроизводительность гелиоустановки зависит от географического положения. Летом в средней полосе 1 м 2 гелиоустановки можно нагреть 120 – 130 л воды до температуры 30 – 35 0 С.

В более совершенных установках (рис.3е) вода нагревается в коллекторе и поступает в бак-аккумулятор, покрытый теплоизоляцией. Количество тепла, запасенного в течение дня, бывает достаточно для хозяйственных нужд семьи 3 – 5 человек.

В централизованных системах горячего водоснабжения вода нагревается в районных котельных или на ТЭЦ и используется для горячего водоснабжения и отопления.

В закрытых системах горячего водоснабжения (см. рис.4) вода из наружной водопроводной сети нагревается в водонагревателях. Водонагреватели могут быть скоростными и емкостными.

Рис.4. Элементы централизованной (закрытой) системы горячего водоснабжения

1 – ввод; 2 – водомерный узел; 3 – установка для повышения давления; 4 – водонагреватель; 5 – циркуляционные насосы; 6 – аккумулятор тепла; 7 – подающая квартальная сеть (магистраль); 9 – распределительная сеть; 10 – циркуляционная сеть; 11 – арматура; 12 – полотенцесушитель; 13 – сеть теплоносителя

В скоростных водонагревателях нагреваемая вода движется с большой скоростью (0,5 – 2,5 м/с) и подогревается до заданной температуры теплоносителем (водой, паром). Коэффициенты теплопередачи в водонагревателях высокие (4190 – 11 000 МДж/(м 2 ∙ч∙гард)), благодаря чему их размеры незначительны и они занимают небольшую площадь.

Нагреваемая вода и теплоноситель в скоростных водонагревателях могут двигаться параллельно друг другу (рис. 5а) (параллельная схема) или на встречу друг другу (противоточная схема) (см. рис. 5б, в). Противоточная схема нашла наибольшее применение, так как обеспечивает большую интенсивность теплопередачи.

Рис.5. Водонагреватели

а – скоростной водонагреватель; б – схема установки водонагревателя; в – емкостной водонагреватель; 1 – входной патрубок; 2 – трубные решетки; 3 – теплообменные трубки; 4 – линзовый компенсатор; 5 – корпус секции водонагревателя; 6 – генератор тепла; 7 – тепловая сеть (контур теплоносителя); 8 – водонагреватель (водоводяной); 9 – предохранительный клапан; 10 – термометр; 11 – манометр; 12 – корпус; 13 – крышка

Скоростные водонагреватели очень чувствительны к загрязнению поверхности, которые снижают теплопередачу, поэтому их необходимо периодически очищать от осадков и накипи, образующихся на теплообменных поверхностях.

Скоростной водоводяной нагреватель (рис.5) состоит из корпуса, в котором размещены теплообменные трубки. Водонагреватель изготавливают в виде отдельных секций длиной до 4 м и наружным диаметром 50 – 530 мм. Теплообменные трубки d=14÷16 мм (7–140 шт.) находятся в трубных решетках, соединенных фланцами с корпусом. Для исключения разрыва водонагревателя из-за теплового расширения его деталей в корпусе монтируют компенсатор. При качественной развальцовке теплообменных трубок в трубной решетке и температуре теплоносителя до 150 0 С компенсаторы можно не устанавливать. Отдельные секции нагревателя соединяются отводами.

Нагреваемая вода из водопровода через входной патрубок поступает в теплообменные трубки, в которых нагревается до заданной температуры. Теплоноситель (греющая вода) движется в межтрубном пространстве (между корпусом и теплообменными трубками). При таком распределении воды облегчается чистка нагревателя от осадков, выпадающих из нагреваемой воды, и выравнивается тепловое расширение деталей.

Рис. 6. Пароводяной водонагреватель

В промышленных зданиях, где имеется паросиловое хозяйство, или небольших котельных с паровыми котлами для нагрева воды используют пароводяные скоростные водонагреватели (рис. 6). Пар, подаваемый в корпус 2, проходит между трубками 3, конденсируется на их поверхности и за счет скрытой теплоты парообразования нагревает воду. Нагреваемая вода поступает в переднюю камеру 1 по теплообменным трубкам, проходит в заднюю камеру 4 и выходит из подогревателя. Задняя камера 4 не закреплена на корпусе 2, что позволяет теплообменным трубкам свободно удлиняться при нагреве.Пар проходит дважды через водонагреватель, поэтому данная конструкция называется двухходовой. Применяются также четырехходовые водонагреватели.

Давление нагреваемой воды в камерах и теплообменных трубках должно подержаться на 0,1– 0,2 МПа (1 – 2 кгс/см 2) выше давления пара. Это исключает прорыв пара в систему водоснабжения. Пароводяные подогреватели выпускаются по ОСТ 34-531 – 68 (двухходовые) и ОСТ 34-532 – 68 (четырехходовые). Поверхность нагрева может быть 6,3 – 22,4 м 2 , максимальная температура – до 300 0 С.

Емкостные водонагреватели совмещают функции аккумулятора тепла и водонагревателя. Они имеют низкий коэффициент теплопередачи вследствие малой скорости движения воды. При равной площади нагрева их теплопроизводительность значительно ниже, а размеры больше, чем скоростных водонагревателей. Их выполняют в виде напорных или безнапорных (открытых) баков, в которых размещаются нагреватели. Наружные поверхности баков покрываются слоем теплоизоляции. На системе устанавливают не менее двух баков (по 50 % расчетного объема каждый). При отсутствии нагревателя они превращаются в аккумуляторы тепла .

Последние так же, как и емкостные подогреватели, могут работать в режиме аккумуляции тепла при постоянном объеме и переменной температуре или при переменном объеме и постоянной температуре.