Схемы присоединения систем горячего водоснабжения к тепловым сетям. Отличия открытой и закрытой системы подачи воды

Система горячего водоснабжения (ГВС) - совокупность устройств, обеспечивающих нагрев холодной воды и распределение ее по водоразборным приборам. Системы ГВС подразделяют на централизованные и местные (децентрализованные).

В централизованных системах одна нагревательная установка в котельной или ЦТП обслуживает горячей водой одно или несколько крупных зданий в пределах жилого микрорайона, квартала или поселка. Все централизованные системы ГВС проектируют с циркуляционными трубопроводами для обеспечения потребителей горячей водой, так как без них в отсутствии водоразбора вода в подающих линиях быстро остывает и потребитель вынужден сливать ее, теряя при этом воду и теплоту. Кроме того, в системах ГВС устанавливают полотенцесушители, которые необходимы для сушки белья и обогрева ванных комнат и не могут работать при отсутствии циркуляции.

Циркуляционные трубопроводы и циркуляционные насосы создают непрерывное движение воды (циркуляцию) по замкнутому контуру теплообменник - подающий трубопровод - водоразборный кран - циркуляционный трубопровод - теплообменник, поддерживая температуру горячей воды у водоразборного крана 50-60 гр.С. При такой температуре большинство болезнетворных бактерий, содержащихся в воде, погибает (эффект пастеризации), пищевые жиры, масла и бытовые загрязнения хорошо эмульгируют - растворяются в воде и смываются потоком ее при мытье посуды и стирке белья. Для усиления этих процессов промышленность выпускает разнообразные мыла, синтетические моющие средства, чистящие порошки и эмульгаторы.

Для мытья тела люди обычно используют в процедурах купания горячую воду температурой 35-40 гр.С в ванных и до 45 гр.С - при шаечном мытье в банях, разбавляя горячую первичную воду холодной с помощью смесительных кранов и устройств.
В последние годы в зданиях высотой пять этажей и более часть подающих стояков (например, от3 до 7 стояков одной секции жилого дома) объединяют в один водоразборный узел, называемый секционным узлом, с единым циркуляционным трубопроводом. В зданиях высотой более 50 м (свыше 16 этажей) систему ГВС делят по вертикали на отдельные зоны с самостоятельными разводками и отдельными стояками для каждой зоны, иногда даже с устройством специальных технических этажей. Это связано с ограничением допускаемого давления перед водоразборной и водозапорной арматурой до 0,6 МПа.
Местные (тупиковые) системы ГВС устраивают в индивидуальных домах (дачных, коттеджных, сблокированных) или квартирах. Радиус действия их невелик, приготовления горячей воды производят в небольших генераторах теплоты (электрические, газовые водонагреватели, малометражные котлы и т.п.). Часто такой генератор теплоты является общим и для системы отопления, и для системы ГВС; их называют двухконтурными. Двухконтурного котла бывает достаточно, чтобы приготовить горячую воду на семью из 3-4 человек. Для больших семей иногда к водогрейному котлу пристраивают емкостный бойлер.
На промышленных и коммунальных предприятиях (бани, прачерные, химчистки, бассейны) наряду со скоростными водопроводящими установками нашли свое применение пароводяные подогреватели горячей воды.
Для внутренних трубопроводов холодной и горячей воды СНиП 2.04.01-85* рекомендует применять пластмассовые трубы и фасонные части из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутилена, металлополимерные, из стеклопластика и других пластмассовых материалов для всех сетей водоснабжения, кроме самостоятельной сети противопожарного водоснабжения.
Прокладка пластмассовых труб выполняется преимущественно скрытой - в плинтусах, штробах, шахтах и каналах в заливке пола. Допускается открытая прокладка подводок к санитарно-техническим приборам, а также в местах, где исключается механическое повреждение пластмассовых трубопроводов. Для всех сетей внутреннего водопровода допускается применять медные, бронзовые и латунные трубы, фасонные части, а также с внутренним и наружным защитным покрытием от коррозии.
Во избежание быстрого разрушения от внутренней коррозии системы ГВС выполняют из оцинкованных труб с уклоном разводящих труб к стоякам не менее 0,002. При диаметрах труб более 150 мм в открытых системах теплоснабжения допускается применение неоцинкованных черных труб.
Для сельскохозяйственных предприятий допускается применять асбестоцементные трубы. В системах ГВС и ХВС применяется арматура обычного общепромышленного назначения, рассчитанная на рабочее давление до 0,6 МПа. Трубы соединяют резьбой или сваркой в среде газообразного диоксида углерода. Для компенсации тепловых удлинений используют или естественные повороты труб, или специальные компенсаторы.
Запорную арматуру устанавливают на ответвлениях к отдельным зданиям и сооружениям, на ответвлениях к секционным узлам и на ответвлениях от стояков в каждую квартиру. Для ремонта отдельных стояков в их верхних и нижних точках устанавливается запорная арматура с пробками для спуска из стояков воды и впуска в них воздуха.
Все трубопроводы системы ГВС, за исключением квартирных подводок и полотенцесушителей, должны иметь тепловую изоляцию. Толщина теплоизоляционного слоя конструкции должна быть не менее 10 мм , а теплопроводность его - не менее 0,05 Вт(м х гр.С).
Норма расхода воды (в литрах на одного жителя), например, в жилом доме квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением (с ванными длиной 1500- 1700 мм , оборудованными душами) и в жилом доме с повышенными требованиями к благоустройству (при высоте здания 12 этажей и выше) составляет от 250 до 400 л в сутки.
Физиологическая (питьевая) потребность человека составляет от 5 л/сутки (в спокойном состоянии) до 10 л/сутки (при тяжелой физической работе).
Определение тепловых потоков на ГВС производится по СНиП 2.04.02-84.

Основные нагревательные приборы . В централизованных системах горячего водоснабжения воду нагревают в водогрейных котлах, открытых баках или закрытых водоподогревателях, снабженных змеевиками.
Наиболее часто применяют систему горячего водоснабжения от парового котла и от теплосети.
Система горячего водоснабжения жилого дома с паровым котлом и горизонтальным водоподогревателем функционирует следующим образом. От паросборника пар по паропроводу поступает в змеевик горизонтального емкостного водоподогревателя, где конденсируется, подогревая воду в водоподогревателе. Конденсат из змеевика через конденсационный трубопровод поступает обратно в котел. Вода в водоподогревателе находится под давлением городского водопровода и нагревается до 70 гр.С. По подающему трубопроводу она поступает в верхний розлив, откуда по стоякам горячего водоснабжения подается через подводки горячей воды к санитарным приборам. Часть воды возвращается по обратному трубопроводу в водоподогреватель через нижний штуцер, что предотвращает остывание воды в подающей магистрали. По мере разбора горячей воды в водоподогреватель поступает холодная вода из водопроводной линии. На водоподогревателе устанавливают предохранительный рычажной клапан со сливной трубой и термометр, а на котле - предохранительное выкидное приспособление, манометр, термометр и водомерное стекло.
Отечественная промышленность выпускает пароводяные скоростные водонагреватели МВН - 1436 и МВН - 1437 и водоводяные секционные МВН - 2052-62, предназначенные для подогрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения.

Водоподогреватели МВН- 1436 и МВН-1437 состоят из корпуса, трубной системы, передней и задней водяных камер и колпака. Корпус, камеры и колпак - стальные. Трубная система состоит из стальных опорных решеток и пучка латунных трубок диаметром 16х1 мм или 16х0,75 мм. Подогреватели изготавливают короткие - 2040 мм и длинные - 4080 мм . Водоподогреватели диаметром 273 и 325 мм - двухходовые, диаметром 377 мм и более - четырехходовые.
Водоподогреватели работают следующим образом. Нагреваемая вода поступает через нижний патрубок передней входной камеры, проходит по латунным трубкам, подогревается и через верхний патрубок поступает в сеть с наружной температурой. Пар, подогревающий воду, подается в межтрубное пространство.
Водоводяные водонагреватели МВН-2052-62 изготовляют разборные одно- и многосекционные, длинные и короткие. Секции соединяют между собой калачами на болтах. Секция состоит из корпуса (труба бесшовная) с приваренными к ней стальными трубными решетками и пучка латунных трубок диаметром 16х0,75 мм. К корпусу приварены патрубки с фланцами для соединения секций по междутрубному пространству. Водонагреватели расчитаны на максимальную температуру воды 150 гр.С и рабочее давление греющей и нагреваемой воды до 1 МПа.
Схему с паровым скоростным водоподогревателем применяют для систем горячего водоснабжения больших жилых домов, бань, прачечных и других крупных потребителей горячей воды. В водонагревателе вода, поступающая в домовую сеть через ввод, нагревается до требуемой температуры. Скоростной водонагреватель является проточным, расходуемая вода протекает со значительной скоростью через нагревательные трубки - трубчатые нагревательные элементы, которые в свою очередь подогреваются водой из теплосети, проходящей внутри корпуса водонагревателя и омывающей их. От водонагревателя горячая вода подается в систему горячего водоснабжения по трубопроводу. На подающем трубопроводе теплосети установлен регулятор, автоматически поддерживающий постоянный расход воды из тепловой сети, и воздухотоводчик. Холодная вода в водонагреватель поступает из водопровода. На узле управления у ввода имеются задвижки для отключения трубопровода системы отопления и отдельных частей узла. Расход воды в сети учитывается при помощи водомера.
Чтобы вода из системы отопления не поступала в трубопровод теплосети, стоят обратные клапаны. Для измерения давления и температуры воды в отдельных точках узла управления установлены манометры и термометры. Под манометрами устанавливают контрольные трехходовые краны, которые ввернуты в штуцеры трубы. Высокотемпературную воду из теплосети от ввода смешивают с частью охладившейся воды из обратной линии системы отопления элеватором, у которого установлены задвижки, регулирующие температуру смешанной воды. Смешанная вода поступает к главному стояку системы отопления и возвращается в обратный трубопровод теплосети по обратному трубопроводу из системы отопления. Грязевик служит для улавливания грязи из обратного трубопровода системы отопления. Для учета расходуемой теплоты служит тепломер. На этой линии установлен регулятор подпора.

Системы горячего водоснабжения бывают:

• с тупиковым трубопроводом, где при малом разборе горячей воды или отсутствии водоразбора вода быстро остывает. Поэтому такую схему применяют в малоэтажных жилых зданиях с сетью небольшой протяженности, или в системах, где воду разбирают постоянно(бани, прачечные и т.д.)
• с циркуляционными стояками; такие схемы применяют там, где не допускается остывание воды в трубах, например, в многоэтажных жилых зданиях, гостиницах.

Однотрубные системы централизованного горячего водоснабжения в настоящее время широко применяют в жилых зданиях. В этих системах для зданий 5-9 этажей стояки в пределах секции вверху соединяются между собой, причем все стояки, кроме одного, присоединяются к подающей магистрали, а один отпускной стояк - к циркуляционной магистрали. К отпускному стояку также, как и к подающему, присоединяют приборы для водоразбора горячей воды. Для обеспечения равномерной циркуляции воды в системах горячего водоснабжения зданий, присоединяемых к одному центральному тепловому пункту, на отпускном стояке предусматривается установка диафрагмы.
Для жилых зданий более 9 этажей все стояки горячего водоснабжения присоединяют к подающей магистрали и прокладывают самостоятельный циркуляционный стояк, который наверху присоединяется к перемычке между всеми подающими стояками, а внизу - к циркуляционной магистрали. В подающих системах циркуляционная магистраль рассчитывается из условия подачи расчетного количества горячей воды. Воздухоудаление из систем горячего водоснабжения осуществляется через воздухосборник или за счет подсоединения ответвления к приборам последнего этаже в верхней отметке стояка. У основания каждого стояка и на перемычках между стояками устанавливают отключающую арматуру.
При кольцевой схеме стояки принимаются одного диаметра по всей высоте здания и обычно для зданий высотой до 5 этажей включительно равны 25 мм , а для зданий большей этажности - 32 мм .

Водонагревательные аппараты , нагревающие воду для бытовых нужд, бывают: электрические, газовые, твердотопливные, косвенного нагрева горячей воды от теплоносителя системы отопления. Водонагреватели подразделяют на:

• проточные, где нагрев воды осуществляется по мере ее продвижения мимо теплопередающих элементов (электрические ТЭНы, медные трубы, пластинчатые теплообменники)
• накопительные, где нагрев воды происходит в накопительных частях прибора при помощи теплопередающих элементов.

Все водонагреватели можно подразделить на следующие виды: газовые проточные (газовые колонки), газовые накопительные, электрические проточные, электрические накопительные (со встроенным змеевиком и без него), электрические накопительные с топкой для твердого топлива, косвенного нагрева.

В схему горячего водоснабжения входит система трубопроводов, арматуры и устройств, которые либо подают уже подогретую воду, либо сами обеспечивают её подогрев перед подачей потребителю. В зависимости от источника тепла существует открытая и закрытая схемы горячего водоснабжения. Они представляют собой две противоположных по действию системы, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны.

В чём они состоят, и чем вообще отличаются? Об этом мы и расскажем в своём материале, подкрепив теорию видео в этой статье.

Зависимость системы от источника тепла

Если рассматривать схемы подачи горячей воды масштабно, то их можно разделить на две группы:

1. Централизованные , когда подогрев воды обеспечивают котельные или ТЭЦ.
2. Местные , которые обслуживают всего один объект.

В централизованных системах, кратко именуемых ЦСГВ, могут применяться и закрытые, и открытые системы горячего водоснабжения. Для обеспечения тёплой водой гражданского населения и организаций, в качестве теплоносителя используют всё ту же воду, только сильно перегретую.

На промышленных предприятиях в качестве теплоносителя нередко используют сбросный (вторичный) пар. Но в эти дебри мы углубляться не будем – поговорим о наиболее распространённом варианте.

Отличие двух схем и их применяемость

Итак, давайте разбираться, что такое открытая и закрытая система водоснабжения.

1. В открытых, или как их ещё называют, тупиковых схемах, в процессе водоподготовки кипяток разбавляется до нужной температуры холодной водой, и подаётся потребителю. То есть, та вода, которую необходимо подогреть, непосредственно контактирует с теплоносителем.
2. В закрытых схемах этого не происходит – в них подогрев происходит за счёт теплообмена. В этом и состоит основное отличие открытой и закрытой системы горячего водоснабжения.

Обратите внимание: Открытым способом получить горячую воду проще, но при этом она теряет в качестве и быстрее остывает. Чтобы дольше сохранить высокую температуру, систему необходимо закольцевать. Именно кольцевая циркуляция воды и является отличительным признаком закрытых схем.

Открытая (тупиковая)

Тупиковая сеть – это очень удобный вариант для зданий с небольшим количеством этажей и короткими стояками. Они часто проектируются для хозяйственно-бытовых (не производственных) водопроводов промпредприятий и для любых зданий со стабильным или длительным расходом горячей воды (жилые дома, предприятия общепита, бани и оздоровительные учреждения).

На фото — тупиковая (открытая) сеть

• В плане металлоёмкости, открытая схема более выгодна. Однако из-за быстрого остывания, чтобы дождаться в кране горячей воды, приходится сливать остывшую — а это уже нерациональное использование водного ресурса. Поэтому в высотных зданиях такую схему не применяют совсем.
• В плане максимальной передачи тепла, коей и определяется эффективность системы в целом, открытая и закрытая система горячего водоснабжения примерно одинаковы. Их показатели будут отличаться только в том случае, если в одной из этих систем присутствует тепловой насос, который значительно повышает показатели эффективности.

На заметку: Преимущества имеются у обеих схем, но они разные. В частности, у открытой ниже цена. Немаловажен и тот факт, что в этих системах вода чаще всего соответствует питьевому качеству — но для этого должна постоянно проводиться её деаэрация.

Структура открытой схемы

Эта система устроена наиболее просто.

• Если говорить в масштабе частного дома, то в ней присутствует прибор, нагревающий воду, трубопровод по которому она движется к точкам раздачи, и , который, собственно, и обеспечивает транспортировку.
• Если же говорить о вариантах монтажа, то бывают схемы с верхней и нижней разводкой. Первый может быть реализован только в таких зданиях, где есть возможность установки водонагревательных баков на подкровельных технических этажах.
• При нижней разводке всё оборудование устанавливается в подвале, где гораздо проще его обслуживать. Однако давление в такой системе практически не бывает одинаковым для всех этажей, поэтому для его поддержания в домах с нижней разводкой устанавливают повысительные насосы.

Есть три фактора, которые оказывают влияние на скорость движения воды.

Это:

1. Динамическое давление;
2. Высота, на которую нагнетается вода;
3. Неизбежные потери.

Поэтому в резервуарах, из которых вода поступает в трубопровод, ставят поплавковые датчики, а на самих трубах – реле давления. А чтобы для осуществления ремонта не приходилось сливать воду из всей системы, все ветви трубопровода снабжаются , позволяющей временно отсечь участок от системы.

Принцип работы, плюсы и минусы

В целом система выглядит так: две тубы – подающая и обратная соединяются в элеваторном узле или тепловом пункте, где вода доводится до требуемых 60 градусов Цельсия. Затем уже горячая вода подаётся во внутренний трубопровод здания, на разборные точки.

• Стабильность напора в такой сети поддерживается гидравлическим способом, когда остывающая вода выдавливается более горячей. При этом тепловая энергия передаётся по-максимуму, не требуя при этом высоких расходов на теплоноситель.
• Минимум оборудования в системе облегчает её эксплуатацию, и соответственно, делает схему наиболее экономичной. Но вся выгода от конструктива «съедается» затратами на очистку воды.
• Основным недостатком тупиковой схемы является тот факт, что когда нет стабильного разбора горячей воды, она быстро остывает. Многие не понаслышке знают, как долго, включив кран рано утром, приходится ждать, пока из него пойдёт горячая вода. Получается, что жильцы, у которых стоят водосчётчики, просто сливают свои деньги в канализацию.

• Из-за быстро остывающей воды не слишком стабильна и температура в отопительных радиаторах – тоже минус. Ещё одним существенным недостатком является невозможность отапливать санузлы, так как полотенцесушители нагреваются только при открытых гранах горячего водоснабжения.
• Однако большинство жилых домов старой постройки получают воду именно по этой схеме. Это означает, что фактически вода отбирается из системы отопления — именно поэтому она, собственно, и называется открытой.

На заметку: В новостройках давно уже стали применять более новую, закрытую схему, в которой присутствует специальное оборудование, подогревающее воду. А согласно ФЗ 190, с января 2022 года, отбор теплоносителя из отопительных систем будет запрещён, и на закрытые схемы перейдут все объекты капитального строительства.

Как работает закрытая система

С одной схемой теплоснабжения мы разобрались, теперь рассмотрим второй вариант – ведь закрытая и открытая система водоснабжения функционируют совершенно по-разному. В закрытой сети, в отличие от тупиковой схемы, вода для водопровода не смешивается с теплоносителем, а нагревается от воды из тепловой сети. То есть, происходит теплообмен.

В открытых схемах есть существенные недостатки, о чем и рассказала инструкция в предыдущей главе. Но раз тупиковые системы хотят упразднить аж на законодательном уровне в пользу кольцевых (закрытых), значит у последних имеются перед первыми неоспоримые преимущества. В чём они заключаются?

Это:

1. Стабильное качество подогретой воды;
2. Постоянная температура, для которой минимум составляет +70 градусов;
3. Более просто осуществляется санитарный и прочий контроль систем.

Недостатки закольцованной сети

Как водится, положительные характеристики влекут за собой удорожание системы, что и является существенным недостатком закрытых схем. Они становятся более сложными технически, а цена возрастает благодаря внедрению в них индивидуальных водоподогревателей с соответствующим арсеналом коммуникаций.

На заметку: При подключении такой системы к тепловой сети приходится использовать ещё и латунные трубки, которые тоже стоят недёшево. Всё дело в том, что полимерные трубки не выдерживают интенсивного нагрева. Чёрный же металл из-за усиленного кислородовыделения сильно подвержен коррозии. Латунь в этом плане более устойчива, и позволяя обойтись без компенсаторов на корпусе, упрощает конструкцию трубных решёток.

К недостаткам закольцованной сети можно отнести и сложность регулирования расхода воды. Аккумулирующая ёмкость должна быть установлена возле каждого котла, что технически не всегда возможно.

Даже при правильной эксплуатации, теплосети, работающие по закрытой схеме, несут потери воды, и их приходится регулярно подпитывать с помощью насоса подкачки. В норме эти потери оставляют 0,5% от общего объёма воды в сети. Её качество обеспечивают устанавливаемые в ЦТП вакуумные деаэраторы.

Все это оборудование работает от электросети, а это значит — возрастают расходы и на электроэнергию, что тоже нельзя отнести к достоинствам.

Заключение

В статье мы кратко рассказали, что такое закрытое и открытое горячее водоснабжение — отличие этих схем существенно, у каждой из них свои достоинства и недостатки. Решать, какому варианту отдать предпочтение для монтажа в частном доме, конечно, вам.

Но позволим себе дать совет: когда водоснабжение центральное, за воду надо платить – и в целях экономии лучше сделать закольцованную сеть, даже если её монтаж и обходится дороже. Ну а тем, кто снабжается из подземного водозабора, проще сделать тупиковую систему, которая обходится не в пример экономичнее.

Циркуляционная система водоснабжения

Там же, где непрерывное обеспечение горячей водой точек потребления предпочтительнее, а спуск воды нежелателен, применяются циркуляционные системы. Вода в трубопроводе такой системы не останавливается и не остывает, а непрерывно прокачивается через водонагревательную установку, что позволяет поддерживать ее температуру на заданном уровне в каждой отдельно взятой точке водопотребления.

В зданиях высотой до 4 этажей вода циркулирует только в трубах разводки, а более 4 этажей - также в трубах стояков. При этом температура воды в водоразборных местах, где централизованная система отопления присоединяется к местной системе, не ниже 60 градусов (для открытых систем водоснабжения) или 50 градусов (для закрытых систем водоснабжения). В обоих случаях температура воды должна находиться в пределах до 75 градусов.

Рисунок 2. Циркуляционная система горячего водоснабжения

Отличия открытой и закрытой системы подачи воды

Существуют два абсолютно противоположных способа подключения. Это открытая (незамкнутая, тупиковая) и закрытая (замкнутая, кольцевая) схема разводки трубопроводов и оборудования. Принципиальное отличие этих двух систем в том, что при открытой схеме ГВС водоразбор горячей воды ведется непосредственно из тепловой сети, то есть горячая вода из крана смесителя бежит та же самая, что и в радиаторах отопления.

Выбор схемы ГВС зависит от некоторых факторов - это условия при которых производится водоснабжение, источник энергии для нагревания воды, и качество, как воды, так и водопровода. Использование открытой системы водообеспечения должно быть обоснованно со стороны экономии и технологии.

Рассматривая выбор со стороны санитарных норм, то надежнее выглядит закрытая система, которая присоединена к центральной городской теплосети.

Но если говорить о локальной сети, то все решает качество воды и экономическая выгода каждой системы в конкретно каждом случае.

В закрытой системе вода из тепловых сетей используется как энергоноситель для подогрева холодной воды, поступающей из водопровода в систему горячего водоснабжения, в теплообменнике. В открытых системах подача горячей воды производится непосредственно из теплосети. Температура такой воды - до 75 градусов, и предназначена она для удовлетворения гигиенических и бытовых потребностей населения (купание, стирка и прочих). Поэтому система водоснабжения открытая и закрытая отличаются и классифицируются в зависимости от способа подачи воды. Вода, отобранная непосредственно из теплосети, носит название бытовой.

Рисунок 3. Закрытая система горячего водоснабжения

Закрытая ГВС характеризуется тем, что контур горячей воды отделен от контура отопления. То есть вода через подачу поступает в отопительный контур, проходит через внутреннюю систему отопления здания (трубы, радиаторы) и возвращается в обратку, попутно через теплообменник, нагревая в тепловом пункте здания контур горячего водоснабжения. Горячая вода (питьевая) циркулирует отдельно по своему контуру, а водоразбор в здании компенсируется подпиткой из линии холодного водоснабжения.

Для открытой схемы ГВС существуют вариации: циркуляционная и тупиковая. В первом случае горячая вода циркулирует во внутренней системе горячего водоснабжения и когда открывается кран с горячей водой, горячая вода должна бежать практически сразу нужной температуры, но это в идеале. При тупиковой схеме горячая вода не циркулирует в системе, и чтобы получить воду нужной температуры, ее нужно сбросить через кран, т.е. слить остывшую в трубах.

Обслуживание открытых систем водоснабжения включает в себя дезинфекцию, причем по согласованию с органами госнадзора она может быть проведена не только с помощью хлорирования, но и простой промывкой горячей водой с температурой около 90 градусов.

Водонагревательное устройство также нужно периодически очищать, ведь под воздействием высоких температур могут создаваться неблагоприятные для качества воды условия.

Рисунок 4. Открытая система горячего водоснабжения

Эффективность системы определяется максимальной передачей тепловой энергии потребителю с минимальным расходом теплоносителя. Система водоснабжения открытая и закрытая, при отсутствии забора воды на горячее водоснабжение, показателями эффективности отличаться не будут, исключение составляет вариант с тепловым насосом (являющийся наиболее эффективным в любых условиях).

Закрытые и открытые системы обладают разными преимуществами. В закрытой системе возможно обеспечение гидравлической развязки тепловых сетей, а в открытой стоимость горячего водоснабжения для конечного потребителя значительно ниже. Кроме того, для нее характерны более высокий уровень надежности и повышение эффективности в перспективе (при условии, что теплоноситель - вода питьевого качества).

В современном мире люди привыкли жить в комфортных условиях. И чем выше уровень жизни, тем больше благ окружает людей. К одним из таких неотъемлемых на сегодняшний день условий комфортной жизни населения можно отнести наличие горячего водоснабжения в квартирах и частных домах. Сегодня потребление горячей воды приравнивается к употреблению холодной и даже иногда превышает его.

Что это такое?

Горячее водоснабжение – это обеспечение населения, в том числе его бытовых нужд, а также производственных потребностей, водой высокой температуры (до +75 градусов Цельсия). Оно является важным показателем уровня и качества жизни, а также условием соблюдения санитарно-гигиенических норм. Система горячего водоснабжения состоит из специального оборудования, функционирующего в совокупности, которое служит для разогрева воды до нужной температуры, а также для подачи ее к водозаборным точкам.

Чаще всего данная система состоит из следующих элементов:

• водонагревателя;
• насоса;
• труб;
• арматуры для подачи воды.

В нормативных документах часто используется аббревиатура к словосочетанию горячее водоснабжение – ГВС.

Виды устройств

Система горячего водоснабжения может быть двух видов.

• Открытая система имеет теплоноситель. Вода подается из центральной отопительной системы. Она названа так потому, что подача происходит из отопительной системы. Такую систему обычно используют в многоквартирных домах. Что касается частных домов, то открытая система там окажется слишком дорогостоящей.
• Закрытая система функционирует по-другому и имеет свои отличия. Сначала холодная питьевая вода забирается из центрального водопровода или наружной сети, затем она нагревается в теплообменнике и только после этого подается к водозаборным точкам. Такую воду можно использовать для приготовления пищи, так как в ней нет вредных для здоровья элементов.

А также существует независимая система горячего водоснабжения. Вода нагревается в котельной или тепловом пункте, затем подается в дом. Она называется независимой, поскольку функционирует отдельно и не связана с системой теплоснабжения. Она используется в частных домах или коттеджах.

Что касается водонагревателей, то они подразделяются на два вида.

Их выбор зависит только от желания владельца, а также от бытовых условий помещения.

• Проточные. Они не накапливают воду, а нагревают ее по мере необходимости пользования. Такой нагреватель приводится в действие моментально, как только включается вода. Они могут быть электрическими либо газовыми.
• Накопительные. Такие водогрейные котлы собирают воду в специальном баке и нагревают ее. Горячей водой можно пользоваться в любое время. Электрокотлы имеют большие габариты.

Принцип работы

Система горячего водоснабжения может быть тупиковой или циркуляционной. Тупиковая схема используется при постоянном использовании горячей воды. При непостоянном водозаборе вода в трубах остывает и поступает уже не слишком горячей. Для того чтобы получить воду необходимой горячей температуры, придется довольно долго ее сливать, что не слишком удобно. При циркуляционной схеме вода всегда подается горячей, но такая система стоит дороже. Такая схема хорошо подходит в случаях периодического водозабора. Температура воды постоянно поддерживается, а пользователи получают горячую воду.

Система циркуляции в таких системах может быть двух видов.

• Принудительная. При этом типе используются насосы, как при системе отопления зданий. Принудительные системы применяют в многоэтажных постройках, высотностью от двух этажей.
• Естественная. В одно- и двухэтажных домах применяется обустройство естественной циркуляции, так как протяженность трубопроводов небольшая. Она функционирует по системе циркуляционных труб, основываясь на разности массы воды при разных температурах. Этот способ такой же, как и способ водяного отопления с использованием естественной циркуляции.

Горячее водоснабжение состоит из следующих элементов:

• водонагревателя или генератора;
• трубопровода;
• водозаборных точек.

Генераторами могут быть водонагреватели нескольких типов.

• Скоростные водо-водяные нагреватели работают на основе того, что горячая вода, которая поступает либо из котельной, либо из центрального теплоснабжения, проходит по латунным трубам. Они находятся внутри стальных труб, а пространство между ними наполнено нагреваемой водой. Таким образом, происходит подогрев.
• Пароводяной водонагреватель функционирует за счет пара, поступающего в нагреватель. Вода нагревается, проходя по латунным трубам, расположенным внутри. Такие системы применяют в жилищах с постоянным расходом воды и большим ее потреблением.
• В домах с периодическим и низким водопотреблением используются накопительные водонагреватели. Они не только нагревают, но и аккумулируют горячую воду.

Трубопроводы и горячего, и холодного водоснабжения являются единой системой, они укладываются параллельно. На водозаборных точках устанавливаются смесители, которые позволяют получать разную температуру (от +20 до +70 градусов Цельсия) благодаря перемешиванию горячей и холодной воды. В системе горячего водоснабжения лучше использовать оцинкованные или пластиковые трубы для того, чтобы не возникало коррозии. Трубопроводы и стояки лучше теплоизолировать во избежание лишней потери тепла. В современных домах на горячую и холодную воду устанавливаются счетчики для учета расхода воды, что позволяет не переплачивать за потребление, а платить только за расходованную воду.

Плюсы и минусы

Если говорить о преимуществах и недостатках горячего водоснабжения, то лучше рассматривать по отдельности системы открытого и закрытого типов.

• ее просто заполнить и спустить воздух, что происходит автоматически через расширительный бак;
• довольно просто осуществлять подпитку. Так как давление в системе не требует особого внимания, то воду набирать можно без опасений;
• система хорошо функционирует даже при наличии протечек, что связано с большим рабочим давлением в ней.

К минусам можно отнести следующие:

• постоянный контроль уровня воды в резервуаре;
• необходимость его пополнения.

К преимуществам закрытой системы горячего водоснабжения можно отнести такие как:

• экономия, связанная с постоянной температурой;
• имеется возможность установки полотенцесушителя.

Недостатком является обязательное наличие водонагревателей. Они могут быть проточными или накопительными, позволяющими всегда иметь резервное водоснабжение.

Очень важным моментом в системе горячего водоснабжения является наличие гидроаккумулятора. Он помогает предотвратить некоторые проблемы, связанные с перепадами давлений в системе. Гидроаккумулятор представляет собой герметичный бак, в котором находится мембрана, частично наполненная водой. Она разделяет бак на водную и воздушную части. Если в гидробаке увеличивается объем воды, то, соответственно, уменьшается объем воздуха.

При возникновении повышенных параметров давления в системе, подается сигнал и насос отключается. Для регулировки давления имеется пневматический клапан. Воздух закачивается через ниппель. Его количество можно как добавить, так и уменьшить.

Гидроаккумулятор обладает такими преимуществами, как:

• предотвращение быстрого износа насоса. Так как в баке имеется запас воды, то насос будет включаться реже, что способствует его более долгому сроку службы;
• стабильное давление воздуха в системе. Устройство помогает избежать резких перепадов давления и температур в системе горячего водоснабжения;
• устойчивость к гидроударам. Они практически не возникают и не могут нанести вред насосу и всей системе;
• увеличенные запасы горячей воды. В баке гидроаккумулятора всегда имеется ее запас, к тому же он постоянно обновляется.

Таким образом, наличие данного устройства только положительно влияет на функционирование всей системы в целом.

Нормы

Согласно «Правилам предоставления коммунальных услуг» норма температуры горячей воды должна соответствовать значению от +60 до +75 градусов Цельсия. Это значение полностью соответствует санитарным нормам и правилам по Законодательству Российской Федерации.

Стоит учесть, что существуют некоторые допустимые отклонения, а именно:

• в ночное время (от 00: 00 до 05: 00 часов) допускается отклонение до 5 градусов Цельсия;
• в дневное время (с 05: 00 до 00: 00 часов) отклонение не должно быть более 3 градусов Цельсия.

Согласно правилам, если подаваемая горячая вода холоднее, чем значение нормативов, пользователь может сделать перерасчет и оплатить ее по стоимости холодного водоснабжения. Но для этого придется выполнить замеры температуры. Самостоятельно этого сделать не получится. Первым делом нужно позвонить в ЖКХ или в управляющую компанию и оставить заявку на замер. Если данный спад температуры обусловлен неисправностями, ремонтом или другой причиной, об этом обязан сообщить диспетчер.

Если же все в порядке, необходимо зафиксировать заявку. После визита мастера нужно составить акт замера температуры в двух экземплярах. Именно на основании этого акта и будет производиться перерасчет стоимости.

Во время замера необходимо обратить внимание на следующие факторы:

• сливать воду обязательно в течение нескольких минут;
• отметить, откуда производится замер – из трубы полотенцесушителя либо из независимой трубы.

Согласно статье СанПиНа данное нарушение предполагает оплату штрафа.

Установленные нормы температурного режима связаны со следующими факторами:

• данная температура не позволяет размножаться бактериям;
• при такой температуре исключается возможность получения ожогов.

Температура воды в хранилищах должна быть очень высокой, но ее использование в домашних условиях должно быть обязательно в сочетании с холодной.

Схемы и расчеты

Для того чтобы рассчитать расход горячей воды, необходимо учесть количество проживающих в доме или квартире, а также образ жизни. Главным требованием является минимальный срок течения горячей воды из крана. К тому же согласно действующим нормам (10 минут), предполагается использование в нескольких точках в любом количестве.

• количество пользователей;
• частоту использования в ванной;
• количество ванных и санузлов;
• объем сантехнических устройств;
• необходимую температуру воды.

Самым лучшим на сегодняшний день считается проектирование при помощи специальных измерительных приборов. Хотя этот вариант возможен не для всех. Только при учете потребностей всей семьи есть возможность подобрать оптимальный вариант горячего водоснабжения для дома, квартиры или дачи.

Что касается эксплуатации системы горячего водоснабжения, то ее хороший результат достигается только при слаженной бесперебойной работе всех ее составляющих. Главным фактором является получение качественного ресурса, соответствующего всем требованиям. В связи с этим периодически должна проводиться профилактика. Трубопроводы необходимо промывать. Это выполняется после монтажа, затем после ремонтов и дезинфекции.

Промывка может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. Время зависит от длины трубопровода. Чтобы в процессе не возникло коррозии, нужно полное отсутствие воздуха. Для его вывода используются специальные выпускные клапаны. Перед первым вводом в эксплуатацию системы горячего водоснабжения необходимо провести проверку на герметичность и прочность. Давление должно быть на полбара выше предположительно используемого, но в то же время оно не должно превышать десяти бар. Температура окружающей среды при проведении таких мероприятий должна быть не менее пяти градусов Цельсия выше ноля.

Чтобы продлить срок службы горячего водоснабжения, лучше время от времени производить контроль арматуры, фильтров, утеплителей. Есть способы совмещения подачи горячей воды. При наличии и автономного нагрева, и централизованного водоснабжения водонагреватель необходимо подключать к отдельным отводам, имеющим перекрывающую арматуру. Во время циркуляции воды в теплоносителе не должно быть воздуха, так как это может повлечь за собой образование воздушной пробки, которая не будет давать поступать горячей воде, а также может возникнуть разрыв трубопровода. При возникновении каких-либо неисправностей в системе, лучше обратиться к специалистам для своевременного выявления и решения проблемы. При условии аккуратного и бережного использования системы горячего водоснабжения вероятность возникновения аварийных ситуаций, поломок и сбоев сводится к минимуму.

Как бы ни банально звучала фраза о том, что к хорошему привыкаешь быстро, но она справедлива. И действительно еще то, что вчера считалось чем-то недостижимым, сегодня уже принимается, как данность. Особенно это очевидно в нашей повседневной жизни, а вернее в процессе обустройства нашего быта. Так, каких-то 15-20 лет назад автономное горячее водоснабжение для многих владельцев частных домов, особенно в сельской местности рассматривалось как что-то не эксклюзивное и дорогостоящее. В настоящий же момент у потребителей существует одна проблема: как разобраться в этом многообразии рыночного предложения. Ведь горячее водоснабжение на общедомовые нужды должно быть устроено не только эффективно, но и экономично.

Горячее водоснабжение загородного дома может быть выполнено множеством способов. Главное правильно выбрать оборудование для нагрева воды. Водонагреватели различаются по конструкции, источнику питания, мощности. На рынке можно встретить огромное количество моделей этих устройств, однако все они подразделяются на две категории:

• проточные;
• накопительные.

Уже, судя по названиям можно понять функциональные особенности каждого из этих видов.

Важно! Наиболее практичными считаются газовые водонагреватели и емкостного, и проточного типа. А еще есть устройства косвенного нагрева, функционирующие на тепле, отдаваемом отопительным котлом и электрические водонагреватели.

Проточные нагреватели

Нагревают постоянно текущую воду и не имеют ее запаса. Это обстоятельство накладывает на них очень высокие требования. Всем известно, что вода чрезвычайно теплоемкое вещество. Для ее нагрева в режиме реального времени необходим огромный расход тепловой энергии за единицу времени. Кроме того, проточное водонагревательное оборудование должно практически мгновенно приводиться в рабочее состояние: включение – льется горячая вода, выключение – нагрев прекращен.

Схема работы обычного проточного водонагревателя

Кстати: привычная для многих газовая колонка является ярчайшим примером проточного газового водонагревателя.

Накопительные нагреватели

Очень медленно нагревают заданный объем воды, при этом потребляют всего 1 КВт/час. Нагретая вода расходуется по мере надобности. Они также моментально срабатывают при открытии крана, но в это время показатель мощности будет иметь минимальное значение. Единственный недостаток накопительных водонагревателей – габаритные размеры. Если нужны большие объемы воды, значит, нагревательный бак должен быть внушительных размеров.

Нагрев воды отопительными котлами

Это чрезвычайно распространенный способ обеспечения дома горячей водой. Нагревательные котлы бывают 2-х видов:

1. Одноконтурные – нагревают только водопроводную воду.
2. Двухконтурные – используются и для нагрева воды, и для отопления.

Виды систем горячего водоснабжения

Любая система горячего водоснабжения подразумевает включение совокупности приборов, предназначенных для нагрева холодной воды с последующим распределением ее по заданным водозаборным элементам. В водонагревательной аппаратуре происходит нагрев воды до нужной температуры. После этого при помощи насоса она подается в здание по трубопроводам. Системы водоснабжения в зависимости от способа нагрева воды могут быть открытыми и закрытыми.

Открытая система

Открытая система горячего водообеспечения

Открытая система горячего водоснабжения в своей конструкции имеет теплоноситель, который циркулирует в системе. Потребитель использует горячую воду, поступающую непосредственно из централизованной системы теплоснабжения. В данном случае вода в кране и внутри радиатора отопления по качеству будет одинаковой. Другими словами люди потребляют теплоноситель. Открытой такая система называется потому, что к потребителю горячая вода поступает через открытые краны из теплосети. Схема горячего водоснабжения многоквартирного дома в большинстве случаев подразумевает устройство, как раз открытой системы горячего водоснабжения. В то время, как в частных зданиях она не будет являться оптимальной по причине больших затрат при ее монтаже.

Важно! Данный способ обеспечения дома горячей водой многоквартирных домов не предусматривает эксплуатацию водонагревательных устройств, а значит, ее устройство является сравнительно экономичным.

Закрытая система

Закрытая система горячего водоснабжения построена на принципе, когда забираемая из водопровода холодна питьевая вода, в дополнительном теплообменнике нагревается сетевой водой, а уже затем поступает к потребителю. Теплоноситель и горячая вода разделены между собой. Используемая людьми горячая вода имеет аналогичные характеристики, как и холодна из крана. Трубопровод горячей воды быстрее поддается коррозии, чем холодной. Подобная система называется закрытой потому, потребитель получает только тепло, но не теплоноситель.

Сколько горячей воды нужно?

Расчет горячего водоснабжения зависит от множества факторов, которые обусловлены стилем жизни и количеством жильцов в конкретно взятом помещении или здании. И в квартирах, и в жилых домах горячее водоснабжение загружается за короткий промежуток времени.

Более того существуют на горячее водоснабжение нормы согласно которым на полную загрузку отводится порядка 10 минут. Другими словами, в течение 10 минут горячая вода должна быть доступна в необходимом количестве, причем ее могут использовать одновременно в нескольких местах. К примеру, на кухне хозяйкой моется посуда, а в это время в ванной другой член семьи принимает душ. Таким образом, при расчете горячего водоснабжения в обязательном порядке нужно учитывать такие нюансы:

• количество жильцов;
• частота пользования ванной, душем;
• количество санузлов, где используется горячая вода;
• технические характеристики сантехнических элементов (например, объем ванной);
• ожидаемую температуру нагретой воды.

Потребление горячей воды – примерный расчет

Расчет необходимого количества горячей воды возможен при помощи измерительных приборов

Для расчетов возьмем стандартную семью, состоящую и 4-х человек. Также условимся, что за 10 минут наполняется ванна объемом 140 л, а в это время в другом санузле используется душ, потребляемый порядка 30 л горячей воды, и наконец, на кухне моют посуду – это еще 30 л. Путем элементарного сложения мы вычислим, что за 10 минут водонагревательный прибор должен обеспечить водой, нагретой до заданной температуры, в объеме 200 л.

Конечно, это расчет учитывает идеальные условия потребления горячей воды. В реальной же жизни величина может быть меньше. Ведь такое количество горячей воды может быть не принципиальным: можно подождать пока вода нагревателем нагреется еще или использовать ее поочередно в разных местах. Теперь, после прочтения нашей статьи, оцените реально свои потребности, произведите расчеты и может смело приступать к созданию системы горячего водоснабжения в вашем жилище, если таковой не имеется.