Температура воды, хранящейся в резервуарах, должна поддерживаться на достаточно высоком уровне. Однако, при использовании горячей воды в домашних условиях, ее необходимо обязательно комбинировать с холодной для достижения комфорта и безопасности.
Проектирование систем горячего водоснабжения
Системы горячего водоснабжения (ГВС) классифицируются по методу нагрева воды, и в этом контексте выделяются две основные схемы:
С проточным водонагревателем
В данной схеме нагрев воды происходит в момент ее забора, что означает, что горячая вода готовится непосредственно при открытии крана. Проточный водонагреватель моментально передает тепло воде, однако температура на выходе будет колебаться в зависимости от расхода — то есть от объема и напора струи. Например, если одновременно открывается ещё один кран, это может привести к изменению давления и температуры горячей воды в системе ГВС.
К проточным водонагревателям относятся такие устройства как газовые колонки, нагревательные контуры от двухконтурных отопительных котлов, электрические водонагреватели, а также пластинчатые теплообменники, которые подключаются к отопительным системам. Данная конструкция предполагает ограничение скорости водного потока, что позволяет получить воду необходимой температуры за минимальное время.
Несмотря на некоторые недостатки, такие как потенциальный перерасход воды, длительное время на стабилизацию температуры, и постепенное снижение коэффициента полезного действия (КПД) оборудования из-за частых включений, проточные нагреватели продолжают оставаться востребованными благодаря своей доступной цене и компактному размеру.
С накопительным (емкостным) водонагревателем
Система с накопительным водонагревателем включает в себя бойлер, представляющий собой теплоизолированный бак большого объема.
- Схема с бойлером косвенного нагрева: в этом случае бак оснастен нагревателем, чаще всего трубчатым теплообменником, который подключён к одноконтурному отопительному котлу (например, газовому, электрическому или работающему на твердом топливе). В случаях остановки котла возможно использование электрического тэна. Кроме того, в некоторых системах используется солнечный коллектор для подогрева воды. Горячая вода забирается из верхней части бойлера, а в нижнюю часть поступает холодная вода из водопровода, которая затем нагревается и поднимается вверх.
- Схема с бойлером послойного нагрева: здесь нагрев воды происходит с помощью проточного оборудования (например, контура ГВС двухконтурного котла или газовой колонки). Система не включает теплообменник. Холодная вода поступает в бак и проходит через проточный нагреватель с помощью насоса, после чего подается в верхнюю часть бойлера. Таким образом, нагрев воды происходит заранее, независимо от расхода.
Системы с накопительным водонагревателем позволяют с комфортом пользоваться горячей водой и более рационально расходовать ресурсы. Они также допускают использование жёсткой воды без значительного ущерба для оборудования. Эти схемы наиболее популярны в квартирах и частных домах для постоянного проживания. Проточные водонагреватели более целесообразны для сезонных загородных домов и дач или в небольших квартирах, где источники нагрева и точки водоразбора находятся близко друг к другу.
Кроме того, система ГВС может быть рециркуляционной, обеспечивая постоянный доступ к горячей воде на всех водоразборных точках. Это достигается путём установки дополнительного трубопровода и рециркуляционного насоса. Компания “ПроектСервисПро” готова помочь в проектировании системы ГВС как с насосным оборудованием, так и без него.
Как выбрать оборудование для ГВС?
Выбор проточного водонагревателя
При выборе проточного водонагревателя основным критерием является величина водопотока, с которым может справиться оборудование. Средние показатели расхода воды с температурой 55°C для оптимального использования в различных точках разбора составляют:
- Кран для раковины на кухне или в ванной — около 4,2 л/мин (что эквивалентно 0,07 л/сек);
- Кран для душа или ванны — приблизительно 9 л/мин (что составляет 0,15 л/сек).
При выборе нагревателя важно учитывать, что его производительность должна соответствовать потребностям во всех точках разбора одновременно. Технические характеристики оборудования, как правило, обозначают его максимальную производительность, основанную на определённой разности температур.
Дополнительно следует обратить внимание на минимальную производительность нагревателя, то есть количество воды, при котором оборудование автоматически включается. Если расход в трубах окажется ниже этой величины, нагреватель не будет активирован, поэтому оптимальным вариантом будет аппарат с низким показателем минимальной производительности.
Для удовлетворения потребностей в горячей воде также необходимо правильно выбрать мощность проточного нагревателя. При этом стоит ориентироваться на предполагаемый режим потребления: требуется ли большой удобный расход воды или допустим меньшее, но более экономичное потребление. Показатели мощности нагревателей (как максимальной, так и минимальной) также должны соотноситься с предполагаемым расходом воды и при использовании котла — с его отопительной мощностью.
Выбор накопительного водонагревателя
Ключевой характеристикой бойлера является его объем. Чем больше емкость, тем выше комфорт использования горячей воды, но также увеличиваются общие затраты и размер занимаемой площади. Рекомендуется учитывать следующие усреднённые показатели при выборе объема бойлера:
- 20-30 литров горячей воды в день обеспечат минимальный комфорт для одного человека;
- 30-60 литров в сутки могут гарантировать повышенный комфорт для одного пользователя;
- 60-100 литров являются оптимальным количеством для максимального удобства одного человека.
Таким образом, для расчёта необходимого объема бойлера следует определить требуемый уровень комфорта, а затем умножить это значение на количество жильцов в квартире или доме.
Выбор насоса
Насос в системе ГВС играет ключевую роль, обеспечивая стабильное давление и моментальную подачу горячей воды. При выборе насоса следует обратить внимание на такой важный параметр, как пропускная способность устройства. Напор насоса должен быть достаточным для поддержания давления даже при одновременном использовании всех водоразборных устройств. Для этой цели необходимо произвести соответствующие расчёты, опираясь на такие факторы, как расход воды (то есть сила потока), количество водозаборных точек, гидравлическое сопротивление системы, а также параметры трубопровода (высота и длина).
Что это такое?
Горячее водоснабжение — это обеспечение населения, включая бытовые нужды и производственные потребности, горячей водой с температурой до +75 градусов Цельсия. Оно является важнейшим показателем уровня и качества жизни, а также необходимым условием соблюдения санитарно-гигиенических норм. Система горячего водоснабжения включает в себя специализированное оборудование, которое работает совместно для нагрева воды до нужной температуры и подачи её к точкам водозабора.
Стандартно система включает следующие элементы:
- водонагреватель;
- насос;
- трубопроводы;
- арматура для подачи воды.
В нормативных документах часто используется аббревиатура для выражения горячего водоснабжения — ГВС.
Виды устройств
Системы горячего водоснабжения можно разделить на два вида:
- Открытая система использует теплоноситель из центральной отопительной системы. Этот тип системы подает воду из отопительной сети и чаще всего применяется в многоквартирных домах. Для частных домов открытая система может оказаться слишком дорогой.
- Закрытая система функционирует по иному принципу. В ней холодная питьевая вода сначала забирается из водопровода или наружной сети, затем она нагревается в теплообменнике и только после этого подаётся к водоразборным точкам. Эта вода безопасна для использования, даже для приготовления пищи, поскольку она не содержит вредных примесей.
Существуют также независимые системы горячего водоснабжения, где вода нагревается в котельной или тепловом пункте и подается непосредственно в дом. Такой тип считается независимым, так как он функционирует отдельно от систем центрального теплоснабжения и чаще применяется в частных домах или коттеджах.
Что касается водонагревателей, их можно классифицировать на два типа:
Выбор зависит от предпочтений владельца и условий эксплуатации.
- Проточные водонагреватели работают таким образом, что они нагревают воду по необходимости, не накапливая её. Нагревание происходит моментально с включением воды. Эти устройства могут быть как электрическими, так и газовыми.
- Накопительные водонагреватели собирают горячую воду в специальном баке и хранят её. Она доступна для использования в любое время. Электрические модели обладают большими габаритами.
Устройство систем горячего водоснабжения зданий
Эффективная и безопасная работа системы горячего водоснабжения является важным условием для создания комфортных условий в здании, она также необходима для нормального протекания различных технологических процессов. Поэтому качественное устройство систем ГВС в зданиях крайне необходимо, и оно должно выполняться с учётом особенностей функционирования таких сетей.
Системы ГВС классифицируются по нескольким критериям, и одним из важных является способ получения горячей воды. В этом смысле различают автономные и централизованные системы.
В автономных системах горячая вода нагревается в непосредственной близости к точке забора. Для этого используют маломощные устройства: электрические водонагреватели и бойлеры, газовые колонки, котлы и т.д. Такие системы способны подавать горячую воду на одну или несколько точек водозабора.
Централизованные системы горячего водоснабжения обеспечивают горячей водой целые здания или их комплексы. Для нагрева могут использоваться собственные котельные, крупные централизованные котельные или ТЭЦ, снабжающие ГВС целых районов или городов. Обычно для крупных объектов выбирают именно централизованные системы.
В зависимости от типа работы сетей ГВС можно выделить два типа:
- Открытые системы ГВС используют воду, забор которой происходит из обратного или подающего трубопровода системы отопления. После этого вода смешивается в гидроэлеваторах и подается на точки водозабора.
- Закрытые системы ГВС используют холодную воду из водопровода. Она нагревается в отдельном контуре и затем поступает в точки водоразбора.
Следует отметить, что закрытые сети сейчас имеют наибольшее распространение, так как они позволяют поддерживать высокое качество горячей воды.
Основные требования к качеству воды в системах ГВС таковы:
- водная жесткость должна находиться на уровне, сопоставимом с жесткостью холодной питьевой воды;
- отсутствие негативного воздействия на материал труб;
- максимальное содержание растворённого кислорода — 5 мг/л;
- максимально допустимое количество углекислоты — 20 мг/л.
Особенности устройства систем ГВС
Система горячего водоснабжения обеспечивает не только нагрев и подачу горячей воды к зданию, но и её распределение среди внутренних потребителей. Она состоит из надлежащего оборудования и сети трубопроводов. Нагрев воды осуществляется на тепловых электростанциях (ТЭЦ) или в котельных (районных или индивидуальных). Кроме того, в этих местах устанавливаются насосы, которые обеспечивают подачу воды к объектам водоснабжения, создавая необходимое давление и расход воды в трубопроводах. Насосный узел для повышения давления может располагаться внутри здания — это решение помогает гарантировать эффективную подачу горячей воды на верхние этажи.
При проектировании системы горячего водоснабжения зачастую предусматривается создание системы циркуляции. Она необходима для обеспечения постоянной температуры воды в пределах, соответствующих нормативной документации (от 60 до 75 °C). Такая система может создаваться с помощью специализированных трубопроводов и циркуляционных насосов. Благодаря циркуляции вода периодически проходит через котел или другой теплогенератор, что позволяет поддерживать её температуру на заданном уровне.
Что представляет собой закрытая система
Закрытая система горячего водоснабжения — это комплекс труб и сопутствующего оборудования, который обеспечивает нагрев холодной воды и равномерное распределение ее по различным потребителям. Нагрев происходит непосредственно из тепловой сети, при этом не происходит смешения с химически активными теплоносителями. В таких системах осуществляется регулярный теплообмен, и пользователи имеют возможность забирать горячую воду для питья, которая нагревается благодаря централизованному контуру.
Закрытая система горячего водоснабжения имеет ряд положительных характеристик:
- вода не выделяет неприятных запахов;
- обеспечивается высокое качество горячей воды, которая приближена к питьевой;
- температура может варьироваться от 60 до 100 градусов;
- обеспечивается простой контроль состояния системы;
- доступная стоимость на подготовку воды;
- нет необходимости в приобретении обессоленных или каких-либо химических составов с определёнными компонентами.
Тем не менее, в отличие от открытой схемы, закрытая система требует больших затрат на эксплуатацию, что является серьёзным её недостатком. Также существует потребность в профессиональной помощи, что подразумевает дополнительные расходы, так как необходимо не только оплатить услуги специалистов, но и проводить тщательные расчеты.
При правильной эксплуатации система позволяет достичь потерь теплоносителя, не превышающих 0,5%. Чтобы восполнить ресурс, необходима постоянная подкачка воды с помощью насоса. Вакуумные деаэраторы также могут быть установлены для повышения качества воды. В случае применения открытой системы горячего водоснабжения наблюдаются значительные потери воды, однако это решение является оптимальным для загородных домов или дач.
Открытая и закрытая системы имеют определенные различия. Каждая схема обладает своими преимуществами и недостатками, которые определяются спецификой их оборудования. Открытая система проще и более экономична, но качество теплой воды может оказаться менее удовлетворительным. Закрытая система требует большего внимания и дополнительных расходов, но при грамотном подходе может обеспечить высококачественную горячую воду.
В видеоролике представлено обсуждение преимуществ различных систем горячего водоснабжения:
Специалисты рекомендуют применять закольцовку труб в системах. Установка подземного оборудования значительно упрощает реализацию тупиковой сети, что позволяет экономить средства. Если запланировано использование открытой схемы горячего водоснабжения, то лучше реализовывать её в условиях загородного дома, так как в квартире такая схема может неэффективно функционировать.
Крайне важно уделять особое внимание эксплуатации и проверке качества воды. Эти мероприятия выполняются в рамках комплексного подхода, где участвуют специалисты различных квалификаций. Привлекаются профессионалы следующих направлений:
- Бригада слесарей или сантехник необходимы для контроля за работой ключевых компонентов системы, включая обратные и шаровые клапаны, регулирующие устройства, трубы любой конфигурации и элементы тепловой изоляции.
- Служба, специализирующаяся на автоматике, привлекается для обеспечения надежного функционирования контрольных устройств. Как правило, такую работу выполняет компания, осуществлявшая установку данных систем.
- Электрик обеспечивает бесперебойную работу электрических компонентов системы, такие специалисты предоставляются коммунальными предприятиями.
Открытый и закрытый контур: основные различия
Обустройство системы по закрытой схеме подразумевает поступление теплоносителя из центральной сети. Это позволяет быстро нагревать холодную воду без необходимости дополнительных усилий со стороны пользователей.
В системах горячего водоснабжения открытого типа используется стандартная вода, которая заимствована непосредственно из теплосети. Такая вода подходит для бытовых нужд, в том числе для стирки и мойки посуды, при этом её температура может достигать 75 градусов.
Одним из преимуществ закрытого типа горячего водоснабжения является высокое качество воды. Если соблюдаются проектные требования и избегаются нарушения, состав водной среды отвечает всем стандартам и ГОСТам.
Классификация систем ГВС
Выделяют также такие разновидности систем, как циркуляционные и естественные (бесциркуляционные) системы.
- Циркуляционная система горячего водоснабжения применяется в тех случаях, когда требуется непрерывное горячее водоснабжение для потребителей. В этой системе вода не остается в трубах во время простоя, а постоянно циркулирует, что позволяет поддерживать нужную температуру рядом с точками водозабора. Движение воды в системе достигается благодаря работе насосного оборудования или отдельного циркуляционного насоса.
- Бесциркуляционные системы являются более простыми и дешевыми в устройстве. Они состоят только из подающего трубопровода. Недостатком такого решения является то, что вода остывает в трубах в периоды низкого водоразбора, и пользователю необходимо слить определённое количество холодной воды, прежде чем наберётся горячая.
Виды системы в зависимости от разводящей магистрали
В зависимости от конструкции разводки труб можно выделить системы с верхней и нижней разводкой.
Верхняя разводка чаще всего используется при установке верхних (открытых) аккумулирующих баков, а также в случае наличия чердачного помещения или верхнего технического этажа. В такой ситуации циркуляционная магистраль прокладывается в подвале (если подвала нет — в подпольном пространстве).
Для того чтобы система горячего водоснабжения не создавалла дополнительных проблем для владельцев, рекомендуется выбирать систему с нижней разводкой. Однако такой вариант может быть реализован только при наличии подвального помещения.
В зданиях высотой более 50 м системы горячего водоснабжения обычно разделяются на секции, каждая из которых имеет свою разводку и отдельные стояки. Это связано с тем, что допускаемое давление в таких сетях ограничено.
