Строительство гражданских и промышленных зданий

Рис. 3.9. Схемы горячего водоснабжения.
а) простейшая схема (с нижней разводкой): 1 – водопровод; 2 - водонагреватель; 3 – вход и выход теплоносителя; 4 – нижняя разводящая линия; 5 - стояки; 6 – подводки; 7 – водоразборные точки; б) схема с циркуляционной линией (при естественной циркуляции): 1 – водопровод; 2 - водонагреватель; 3 – вход и выход теплоносителя; 4 – главный стояк; 5 – верхняя разводящая линия; 6 – воздушник; 7 – водоразборные точки; 8 – стояки; 9 – подводки; 10 – циркуляционные стояки; 11 – сборная циркуляционная линия; в) схема с резервуаром-аккумулятором и циркуляционной линией (с механическим побуждением циркуляции): 1 – водопровод; 2 – водонагреватель; 3 – главный стояк; 4 – циркуляционная вставка с клапаном (открывается для обеспечения циркуляции); 5 - поплавковый клапан; 6 – бак-аккумулятор; 7 – верхняя разводящая линия; 8 - водоразборные точки; 9 – стояки; 10 – подводки; 11 – циркуляционные стояки; 12 – сборная циркуляционная линия; 13 – циркуляционная линия между баком-аккумулятором и водоподогревателем; 14 – циркуляционный насос; 15 и 16 – вход и выход теплоносителя; г) схема с нижним баком-аккумуляторм горячей воды: 1- емкость герметическая; 2 – разводящая линия горячего водоснабжения; 3 – стояк горячего водоснабжения; 4 – точки водоразбора; 5 – циркуляционная линия; 6 – циркуляционный насос; 7 – обратный клапан; 8 – водонагреватель; 9 – бак с холодной водой; 10 – водопровод.

Принципиальная схема горячего водоснабжения показана на рис. 3.9, а. Поступающая из водопровода вода проходит через водоподогреватель, нагревается и затем под давлением водопровода через разводящую линию, стояки и подводки идет на водоразборные точки: умывальники, раковины, души, ванны, технологическое оборудование и т. д.
На этом рисунке изображена схема с нижней разводящей линией, прокладываемой в подвале или подпольных каналах нижнего этажа. Идентично работает схема с верхней разводящей линией. В этом случае ее прокладывают по техническому этажу, чердаку или под потолком верхнего этажа.
Рассмотренные схемы отличаются двумя существенными недостатками: 1) при отсутствии водоразбора вода в трубопроводе сильно охлаждается, в связи с чем при открытии крана первое время из него идет холодная вода, что создает определенные неудобства; 2) имеющийся внизу запас горячей воды (при наличии емкого бойлера или специальной емкости) нельзя использовать при падении давления в водопроводе.
С целью устранения первого недостатка применяют схемы горячего водоснабжения с циркуляционной линией (рис. 3.9, б). В этой схеме от последней точки водоразбора каждого стояка прокладывают циркуляционные стояки, которые дальше объединяют в сборную циркуляционную линию, которую присоединяют к нижней части водоподогревателя.
При остывании воды в стояках она становится более тяжелой, чем вода в главном стояке, подающем воду в разводящий трубопровод. В связи с этим в системе, представляющей собой ряд циркуляционных колец, возникает циркуляция воды: из водоподогревателя она поступает в разводящую линию, в стояки, в циркуляционную линию и обратно в водоподогреватель. В нем остывшую воду снова подогревают, и ее циркуляция продолжается, как в системе водяного отопления с естественной циркуляцией вследствие разности плотностей остывшей воды в стояках и горячей воды в главном стояке. При этом все точки водоразбора всегда обеспечены горячей водой, хотя ее температура и будет несколько ниже, чем в главном стояке. При большом радиусе действия системы или при высоком гидравлическом сопротивлении водоподогревателя естественного напора вследствие указанной разности плотностей воды оказывается недостаточно для обеспечения нужной циркуляции. В этих случаях на циркуляционной линии перед водоподогревателями устанавливают циркуляционный насос.
Для того чтобы можно было использовать запас горячей воды независимо от давления в водопроводе, применяют схему горячего водоснабжения с резервуаром – баком-аккумулятором располагаемым выше всех точек водоразбора (рис. 3.9, в). При этом Горячая вода поступает из водоподогревателя, как правило, через поплавковый клапан в бак-аккумулятор, а из него в систему горячего водоснабжения. Преимущество этой системы заключается в том, что она работает под постоянным гидростатическим давлением, определяемым высотой расположения бака-аккумулятора.
Для обеспечения циркуляции воды между водоподогревателем и баком, что необходимо для зарядки последнего, он сообщается с водоподогревателем циркуляционной линией и вставкой, клапан на которой должен открываться только для обеспечения циркуляции. Для того чтобы при падении давления в водопроводе вода из бака не ушла, в месте присоединения водоподогревателя на подводке к водопроводу устанавливают обратный клапан. Бак-аккумулятор горячей воды устанавливают обычно (для удобства обслуживания) вместе с баком холодной воды в специальном помещении. Изготовляют такие баки чаще всего из листовой стали. Для предотвращения коррозии бак окрашивают снаружи и внутри железным суриком. Наружная поверхность бака для уменьшения потерь тепла и меньшего остывания воды покрывается мастичной или плиточной теплоизоляцией.
Устанавливают бак на поддоне, присоединенном к канализации. Делают это для того, чтобы в случае неожиданной протечки (например, из-за коррозии) вода из бака не растекалась по конструкциям здания.
Баки-аккумуляторы изготовляют круглой и прямоугольной формы. В последнем случае при больших размерах бака для усиления его жесткости приваривают к внутренним стенкам стержни из профилированной стали.
Для накопления горячей воды используют также герметические емкости, находящиеся под давлением холодной воды в баке. В этом случае схема соединения водоподогревателя, бака холодной воды, водопровода и бака-аккумулятора с горячей водой имеет вид, изображенный на рис. 3.9, г.
Вода из подогревателя направляется непосредственно в разводящую линию горячего водоснабжения или герметическую емкость, которую с помощью циркуляционного насоса заряжают горячей водой при отсутствии или малом водоразборе. Вода из этой емкости при большом водоразборе, а также падении давления в водопроводе, находясь под давлением холодной воды, может полностью расходоваться. При этом горячая вода вытесняется вверх, а емкость заполняется холодной водой.
Для лучшего удаления воздуха из систем горячего водоснабжения все невертикальные трубы прокладывают с уклоном не менее 0,002, причем при верхней разводке в верхних точках предусматривают устройства для удаления воздуха. Воздух из систем водоснабжения можно удалять через воздушные краны и верхний водоразборный кран. С целью уменьшения влияния работы водоразборных точек друг на друга, особенно при действии душа, производят кольцевание таких водоразборных точек трубами одного увеличенного диаметра. При этом кольцуют как горячую, так и холодную воду. Уменьшить влияние водоразборных точек друг на друга можно также установкой дроссельных диафрагм (шайб с малыми отверстиями) перед водоразборной арматурой и на отдельных частях систем водоснабжения.
Коррозия в системах горячего водоснабжения и меры борьбы с ней. Вода, поступающая в систему горячего водоснабжения, содержит кислород, который при повышенной температуре воды (особенно выше 50-60°) может окислять железо. Это его свойство служит основной причиной коррозии стальных трубопроводов в системах горячего водоснабжения. Особенно сильно коррозируют во внутренних системах горячего водоснабжения полотенцесушители. Поэтому категорически запрещается применять в системах горячего водоснабжения стальные неоцинкованные трубы, так как они могут начать выходить из строя через несколько месяцев.
Распространенным в отечественной практике приемом борьбы с коррозией является оцинковка труб. Соединять их нужно оцинкованными фитингами или сваривать в среде углекислого газа. Обычную сварку применять для этого недопустимо, так как в месте сварки разрушается оцинковка. Оцинковка труб не полностью защищает их от коррозии, и значительно лучшими являются полипропиленовые или стальные трубы, футерованные внутри полиэтиленом. Существенно можно уменьшить коррозию труб снижением температуры транспортируемой по трубопроводам горячей воды до 45-50°, а также ее обработкой перед подачей в систему. Один из видов обработки состоит в пропуске воды через сталестружчатый фильтр (цилиндр, заполненный стальной стружкой). Находящийся в воде кислород расходуется на окисление этой стружки, и вода после такой обработки становится неагрессивной. Фильтр периодически перезаряжают – удаляют окисленную стружку и заполняют его новой.
Деаэрация воды заключается в разбрызгивании ее в деаэраторе при температуре, близкой к кипению. Эксплуатация деаэраторов довольно сложна, в связи с чем их применяют, как правило, только в крупных системах. Можно производить вакуумную деаэрацию воды, обеспечивая ее кипение значительно ниже 100° С.
Коррозию труб, пропускающих мягкую воду, уменьшает ее стабилизация – искусственное повышение жесткости. При этом выпадающие из горячей воды соли жесткости откладываются в виде тонкой пленки на внутренних поверхностях труб, защищая их от коррозии. Известкование мягкой воды производят централизованно на водопроводных станциях.
Некоторая естественная деаэрация воды происходит в сообщающихся с атмосферой баках-аккумуляторах горячей воды, в связи с чем их целесообразно устанавливать в системах горячего водоснабжения. Для защиты систем горячего водоснабжения от коррозии применяют также химическую, катодную защиту и др.