Особливості влаштування систем гарячого водопостачання

Системи гарячого водопостачання у житлових і громадських будинках призначені для подачі гарячої води, температура якої має бути не нижче 50°С і не вище 75°С. При користуванні гарячою водою споживач має можливість знижувати температуру до необхідної величини в змішувачах, які встановлю­ють в місцях водорозбору.

За необхідності більшої температури гарячої води (в лікувальних закладах, підприємствах громадського харчування тощо) влаштовують місцеві установки для нагріву води, або кип'ятильники.

Залежно від призначення системи гарячого водопостачання поділяють на господарсько-побутові й виробничі. Ці системи допускається об'єднувати лише тоді, коли на технічні потреби використовується вода питної якості або коли внаслідок контакту з технологічним обладнанням не змінюється якість води.

У господарсько-побутових системах гарячого водопостачання якість води повинна відповідати вимогам державних стандартів на питну воду.

У виробничих системах якість води визначають за технологічними потре­бами. Системи гарячого водопостачання залежно від місця приготування гаря­чої води поділяють на місцеві й централізовані (рис. 7.3).

Місцеві системи (рис. 7.3, а) влаштовують у невеликих будинках, де нагрі­вання води здійснюється для кожного споживача або групи споживачів.

Вода із системи холодного водопостачання подається на місцеву установку (місцевий водонагрівач), в якій використовуються газ, тверде паливо, електрое­нергія тощо.

За наявності в будинках газопостачання і централізованого опалення, при­готування води може здійснюватись у швидкісних і ємнісних газових водонаг­рівачах.

У малоквартирних будинках інколи використовують систему гарячого во­допостачання, поєднану з опаленням. У цих системах найчастіше використо­вуються двоконтурні котли або газові проточні водонагрівачі, які працюють у двох режимах: опалення і гарячого водопостачання. Такі котли обладнані двома теплообмінниками (один призначений для приготування гарячої води в системі опалення, другий - для приготування гарячої води в системі водопостачання). Використання теплогенератора, який обслуговує системи опалення і гарячого

водопостачання, має певні незручності, адже режим теплопостачання цих сис­тем суттєво відрізняється. Система опалення протягом дня має стабільне теп­лопостачання, тоді як гаряче водопостачання характеризується нерівномірним навантаженням з різко вираженими «піками» вранці і ввечірі.

Згідно з тепловими розрахунками і даними спостережень пікове спо­живання тепла системою гарячого водопостачання, як правило, перевищує на­вантаження в системі опалення. Якщо встановити в будинку теплогенератор на сумарне теплове навантаження опалення і гарячого водопостачання, то його установлена потужність виявиться завищеною. Внаслідок цього в періоди, коли

Рис. 7.3 - Системи гарячого водопостачання: а - місцева; б - централізована (відкрита); 1 - водонагрівач; 2 - розподільча мережа; 3 - водорозбірна арматура; 4 - мережа холодного водопроводу; 5 - колодязь; 6 - циркуляційна мережа; 7 - терморегулятор; 8, 9 - трубопроводи; 10 - водогрійний котел; Т1 - трубопровід подачі га­рячої води; Т2 - зворотний трубопровід гарячої води; ТЗ - гаряче водопоста­чання; Т4 - циркуляційний трубопровід; В1 - трубопровід холодної води

 

відсутній водорозбір, теплогенератор працюватиме недовантаженим. Тому при використанні ємнісного водонагрівача його продуктивність за теплом потрібно обирати, виходячи з витрати тепла на опалення, а його ємкість - на приготу­вання води для однієї ванни.

Вибір котельного обладнання потрібно здійснювати, ґрунтуючись на пот­рібній потужності, схемі системи (окреме гаряче водопостачання чи об'єднане з системою опалення), ефективності котлів, виді палива, довговічності, технічних і економічних характеристиках. Серед них не останнє місце займає зовнішній вигляд агрегатів, компактність, термін роботи теплообмінників.

Електричні водонагрівачі - найбільш гігієнічні й безпечні в пожежному ві­дношенні пристрої. Широкого розповсюдження набули ємкісні електроводона­грівачі, які складаються з корпуса, що вміщує бак на 10-200 л води і більше, покритий теплоізоляцією, електронагрівного елемента - тену, регулятора тем­ператури, який відключає нагрівач у разі досягнення заданої температури, змі­шувача для заповнення нагрівача й відбору гарячої води. Електроводонагрівач влаштовують безпосередньо на стіні помешкання над приладом, в який подається гаряча вода.

Централізовані системи гарячого водопостачання (рис. 7.3, б) завдяки їх економічності, простоті експлуатації та обслуговування найчастіше використо­вують в житлових і громадських будівлях. Їх влаштовують за наявності потуж­них джерел тепла (ТЕЦ, районних котелень тощо).

У централізованих системах гарячого водопостачання воду нагрівають для групи споживачів в одному місці і транспортують її трубопроводами до місць витрачання. Схема системи гарячого водопроводу, кількість елементів у систе­мі та їх взаємне розташування залежать від режиму водоспоживання, типу при­строїв для нагрівання води, довжини трубопроводів тощо.

Вода в системах централізованого гарячого водопостачання може нагріва­тися за відкритою чи закритою схемами.

У відкритій схемі гаряча вода забирається безпосередньо з теплової мере­жі. Вода нагрівається в котлах, розташованих у центральних котельнях або теп­лообмінниках ТЕЦ, і квартальною мережею подається до системи опалення, а розподільчою мережею - на гаряче водопостачання окремих будинків. Цирку­ляційні трубопроводи повертають охолоджену воду в котли для її підігріву. Та­ка схема є простою і довговічною, адже система живиться ретельно очищеною водою, що необхідна для роботи котлів без утворення накипу. Недоліком схеми є велика потужність установок для водопідготовки, які повинні очищати всю воду, що подається в систему водопостачання. Через це схему використовують лише при низькій карбонатній жорсткості природної води.

У закритих схемах тепло від котлів передається теплоносію (перегрітій воді, парові тощо), який теплофікаційною мережею подається до водонагрівача. Вода з системи холодного водопостачання проходить через водонагрівач, на­грівається і подається в розподільчу мережу. Недоліком закритої схеми є необ­хідність використання водонагрівачів і прокладання внутрішньоквартальної мережі трубопроводів. Проте в цій схемі установки для водопідготовки мають невелику потужність, адже теплоносій не витрачається, а повністю повертаєть­ся в котел у той час, як споживач отримує гарячу воду питної якості з міського водопроводу. Крім того, котли перебувають під постійним тиском, який не за­лежить від тиску в системі гарячого водопостачання. Завдяки цим перевагам закриті системи гарячого водопостачання здобули широке використання в наш час. Проточні електроводонагрівачі вимагають значних потужностей, що приз­водить до перевантаження електричних мереж, тому їх використання обмежене тільки виробничими й громадськими будівлями.

Місцеві установки для приготування гарячої води обслуговують один або декілька пристроїв (наприклад, в межах однієї квартири). Приготування гарячої води в таких системах здійснюють у малопотужних генераторах тепла (газові водонагрівачі, малооб'ємні котли тощо).

Всі централізовані системи гарячого водопостачання проектують з цирку­ляційними трубопроводами. Без таких трубопроводів при відсутності водороз-бору вода в подаючих трубопроводах остигає, і споживачі отримують спочатку охолоджену воду, яку зливають в каналізацію. При цьому виникають втрати води й тепла, які тим більші, чим більші діаметр й довжина подаючих трубоп­роводів. Циркуляційні трубопроводи в системах гарячого водопостачання мо­жуть функціонувати цілодобово (житлові будинки, готелі, лікарні тощо) або тільки перед початком водорозбору, якщо споживання гарячої води відбуваєть­ся періодично (наприклад, душові промислових підприємств). Слід зазначити, що в житлових будинках з числом поверхів до 4-х включно, при відсутності приладів для сушіння рушників циркуляцію води передбачають тільки в магіс­тральних трубах до початку водорозбірних стояків.

У системах гарячого водопостачання може бути природна циркуляція води під дією гравітаційного напору, коли рух гарячої води зумовлений зміною її гу­стини при зміні температури, й примусова циркуляція, шо здійснюється за раху­нок роботи циркуляційних насосів.

Тупикові мережі гарячого водопостачання (без циркуляції) дозволяється застосовувати тільки в місцевих системах або в системах з тривалим безперер­вним розбором води (наприклад, у лазнях). Допускається також не передбачати циркуляцію в системах з регламентованим в часі споживанням гарячої води, якщо температура її в цей час у місцях водорозбору буде не нижчою, ніж потрі­бно.

Для мереж гарячого водопостачання традиційно використовують оцинко­вані сталеві труби, рідше пластмасові, металопластикові й мідні труби. Всі тру­бопроводи системи гарячого водопостачання, за винятком квартирних підве­день і рушникосушарок, повинні бути покриті ізоляцією, товщина і якість якої повинна забезпечувати нормовану величину тепловтрат.

Протипожежне водопостачання

Протипожежні водопроводи подають воду для гасіння або локалізації вог­ню при виникненні пожежі в будинку. В зв'язку з тим, що пожежа може виник­нути в будь-який час, система пожежогасіння повинна бути в постійній готов­ності.

Залежно від пожежобезпеки й вогнестійкості будинків влаштовують такі системи протипожежного водопостачання:

- системи з пожежними кранами і стояками в будинках із важкоспалимих і спалимих матеріалів з постійною присутністю людей, які можуть виявити по­жежу і вжити заходи щодо її ліквідації до приїзду пожежної команди;

- автоматичні й напівавтоматичні системи (спринклерні й дренчерні) для будинків, де вогонь може швидко поширюватись, а також у малодоступних приміщеннях, що не охороняються, але небезпечних у пожежному відношенні.

У [20] вказані категорії будинків, у тому числі виробничого й складського призначення, в яких повинні бути передбачені системи внутрішнього протипо­жежного водопостачання. Так, протипожежні водопроводи влаштовують в жи­тлових будинках висотою 12 поверхів і вище; у гуртожитках; готелях; пансіо­натах; школах-інтернатах - висотою 4 поверхи і вище; у лікарнях і лікувально-профілактичних закладах, дитячих садках і яслах, літніх таборах відпочинку, магазинах, підприємствах загального харчування та побутового обслуговування при об'ємі кожного будинку 5000 м і більше та ін.

Найбільше поширення отримали протипожежні водопроводи, що склада­ються з мережі магістральних трубопроводів, пожежних стояків, пожежних кранів і, при необхідності, пожежних насосів. До складу обладнання пожежного крана входять: пожежний вентиль діаметром 50 або 65 мм, рукав (шланг) того ж діаметра довжиною 10, 15 або 20 м зі швидкоз'єднувальними напівгайками і пожежний ствол. Для промислових і громадських будинків пожежні крани по­винні комплектуватися ручними вогнегасниками. Пожежні крани розташову­ють у шафах в місцях, легкодоступних для користування (вестибюлях коридо­рів, сходових клітинах тощо).

Струмінь води з пожежного ствола мусить мати достатню енергію, щоб збити полум'я з поверхні, що горить, тому робочою частиною струменя вважа­ється лише його компактна частина, що є суцільним циліндром. Роздроблена частина струменя в рахунок не береться.

Кількість пожежних кранів у системі визначають з урахуванням зрошення всіх площин будинку компактними струменями. При гасінні пожежі може діяти один або декілька пожежних кранів одночасно. Протипожежний водопровід має забезпечувати необхідну кількість води під повним напором до будь-якого пожежного крана. Кожен кран має розрахунковий радіус дії, який визначається за сумою довжини шланга і, як правило, половини довжини компактної частини струменя.

Витрати води на внутрішнє пожежогасіння і число струменів, що мають одночасно подаватись з пожежних кранів, визначають за [20] залежно від приз­начення, кількості поверхів і об'єму будинку.

При трасуванні протипожежного водопроводу застосовують ті самі поло­ження, що й при трасуванні холодного водопроводу, але використовують тіль­ки металеві труби. Максимальний робочий тиск в системах протипожежного водопостачання приймають у 0,9 МПа; в об'єднаних з господарсько-питними -0,6 МПа. У зв'язку з тим, що системи пожежогасіння будинків працюють рідко, доцільно їх об'єднувати з іншими системами водопостачання, оскільки в окре­мих системах вода застоюється в мережі, а насоси й арматура знаходяться без тиску.

Автоматичні спринклерні й дренчерні системи гасять вогонь без участі людини і одночасно подають сигнал пожежної тривоги. Їх влаштовують в теат­рах, гаражах, складських приміщеннях тощо.

Напівавтоматичні дренчерні системи й водяні завіси дистанційно вмика­ються людьми при виникненні пожежі або небезпеці поширення вогню. Такі установки встановлюють для ізоляції окремих частин будинку: наприклад, сце­ни від залу глядачів, стоянки машин від ремонтно-профілактичних цехів тощо.

Спринклерна система будинку має джерела водопостачання (основне і ав­томатичне), магістральні трубопроводи, розподільчу мережу з спринклерами та вузол управління. Основне джерело водопостачання - зовнішня водопровідна мережа або пожежний резервуар. Автоматичне джерело водопостачання (водонапірний або гідропневматичний бак) служить для забезпечення витрат і напо­ру води в системі до включення основного джерела водопостачання.

Спринклери спрацьовують при підвищенні температури і заливають вог­нище. Вони мають корпус з штуцером, рамкою і розеткою. У корпусі є діафра­гма з отвором, що закривається клапаном. Клапан притиснутий до отвору зам­ком, який складається з частин, що скріплені легкоплавким сплавом. При під­вищенні температури сплав розплавляється, замок розпадається, вода вибиває клапани і, розбризкуючись, зрошує площу у 9-12 м приміщення.

Дренчери відрізняються від спринклерів тим, що не мають клапана й замка і вихідний отвір завжди відкритий. В автоматичних дренчерних системах теп­лочутливі замки (наприклад, термодатчик з електрозасувкою) встановлюються на трубопроводах групової дії, що подають воду одночасно до декількох зро­шувачів.

У кожній секції число спринклерів не повинно перевищувати 800, а дрен-черів - 70. На дренчерній мережі передбачають патрубок, що виводиться назо­вні для підключення пожежних машин.