Как происходит подача горячей воды в многоэтажном доме: сверху или снизу?

Жильцы многоквартирных домов нередко сталкиваются с проблемами горячего водоснабжения: недостаточная температура воды в кранах; холодные батареи отопления.

Знание принципов построения системы водоснабжения позволяет понять, как решаются эти проблемы.

Как подается?

Системы подачи горячей воды подразделяются на два вида: открытые и закрытые. При открытой используется теплоноситель, поступающий из централизованной тепломагистрали в дом, далее вода распределяется по внутридомовым сетям.

Эта схема была разработана и реализована при массовой застройке еще в советский период, доказала свою эффективность, надежность. Большая часть многоэтажного жилого фонда снабжается теплоносителем по этой схеме.

При закрытой используется холодная вода магистрального водопровода. Вода поступает в автономный тепловой узел, где нагревается до нужной температуры, и закачивается в водоразборную сеть.

Основные элементы теплового узла:

• газовые или электрические котлы для индивидуального отопления;
• проточные водонагреватели;
• теплообменники, использующие горячую воду центральных магистральных сетей.

1. Горячая вода по качеству соответствует требованиям нормативной документации на питьевую воду.
2. Снижается расход централизованного теплоносителя.

Закрытые системы применяются в современном домостроении. Наибольшая эффективность этих систем проявляется при использовании крышных котельных. В этом случае не требуется подключение к теплотрассам.

Сверху или снизу организовано водоснабжение?

Магистральный водовод входит в контур жилого дома и заканчивается задвижкой. Внутридомовые сети обеспечивают горячей водой всех потребителей.

Через набор вертикальных трубопроводов (стояков) теплоноситель распределяется по этажам. Применяются два типа разводки: однотрубная и двухтрубная.

Выбор схемы зависит от планировочных решений жилого дома:

1. Вариант подачи воды «снизу» применяется при малоэтажной застройке. В высотных домах с этажностью выше девяти подача теплоносителя осуществляется «сверху». В этом случае обеспечивается достаточное давление горячей воды на верхних этажах.
2. В домах с этажностью выше восемнадцати применяется розлив «снизу», но система отопления делится на две автономные зоны. В верхней зоне за счет избыточного давления обеспечивается подача теплоносителя на последние этажи.
3. В старом жилом фонде сохранились дома, в которых нет циркуляционных стояков — «тупиковые системы». За экономию труб расплачиваются неудобствами: при слабом водоразборе вода остывает, приходиться сливать часть воды.

Элементы в системе ГВС

При кажущейся простоте внутридомовые сети — достаточно сложное инженерное сооружение. Диаметры труб внутренней разводки, количество и мощность подкачивающих насосов рассчитываются таким образом, чтобы давление воды было одинаковым на всех этажах.

Универсальная схема открытой системы водоснабжения выглядит следующим образом:

Вода из тепломагистрали проходит через водомерный узел, элеватор и поступает в нагревательные приборы. Дополнительные врезки перед элеваторным узлом обеспечивают подачу горячей воды для гигиенических и бытовых нужд.

К элементам системы также относятся:

• дополнительные насосы;
• задвижки,
• вентили;
• клапаны;
• трубопроводы.

Наиболее сложным является элеваторный узел.

Функции узла:

• регулировка параметров отопительной системы;
• при сильных морозах, когда температура магистрального теплоносителя превышает 100⁰ С, обеспечивает возможность переключения подпитки горячей водой между подачей и обраткой;
• экономит магистральный теплоноситель, поэтому водомер устанавливается на обратном трубопроводе.

Разводка ГВС в квартире

Внутриквартирная разводка служит для доставки горячей воды ко всем точкам разбора. В квартирах, как правило, делается один или два ввода горячей воды от общих стояков.

Вентили на этих вводах служат границей раздела зон ответственности, после вентилей за эксплуатацию водопровода отвечает владелец квартиры.

На практике применяются два способа разводки:

Последовательная или тройниковая схема: по периметру квартиры прокладывается основной трубопровод, к нему последовательно подключаются все потребители воды. Диаметр основной трубы должен превышать диаметры вспомогательных патрубков.

Для подсоединения сантехники и бытовых приборов применяются тройники. Такой монтаж целесообразен в малогабаритных квартирах. При большом количестве потребителей водовод становиться слишком длинным и напора воды может не хватать.
Коллекторная схема. Для квартир большей площади применима коллекторная схема. Главное отличие этого варианта — наличие коллекторной трубы, в нее поступает вода из общего стояка.

К коллектору подсоединяются сантехника и бытовые приборы. Объем коллектора должен обеспечивать одновременную работу всех потребителей.

Преимущества коллекторной схемы:

• обеспечивается одинаковое входное давление воды для всех потребителей;
• возможность демонтажа отдельного потребителя без отключения всего водопровода.

Недостатки:

• дороговизна монтажа;
• размещение коллектора требует отдельного места.

Поломки и неисправности

К характерным неисправностям ГВС относятся:

• выход из строя оборудования;
• шумы в работе системы;
• температура отопительных приборов ниже нормы;
• слабый напор горячей воды;
• температурный разброс теплоносителя по этажам дома;
• утечки в соединениях;
• коррозия трубопроводов и запорной арматуры.

Шумы, как правило, вызваны вибрацией неправильно установленных насосов, износом подшипников электродвигателей, ослаблением креплений трубопроводов, выходом из строя регулирующих вентилей.

К понижению температуры отопительных приборов приводят воздушные пробки в самих приборах, разрегулирование элеваторного узла, засоры и нарушение теплоизоляции в отопительных стояках.

Температурные требования

Параметры горячей воды в жилом доме регламентируются требованиями ГОСТ 2874-82 и нормами санитарной гигиены.

Эти требования обеспечиваются ресурсными организациями. Температура воды должна быть в пределах 60-75⁰ С.

Попытка использовать в водопроводной сети воду из отопления карается законом.

Заключение

Системы горячего водоснабжения в многоквартирных домах постоянно совершенствуются.

На смену громоздким чугунным трубопроводам приходят современные облегченные конструкции, высокопроизводительное оборудование, измерительная техника, но принципиальные схемы обеспечения горячей водой и теплом жилых домов пока неизменны.

ДВУХТРУБНЫЕ ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Закрытые и открытые системы. Двухтрубные водяные системы бывают закрытыми и открытыми. Различаются эти системы технологией приготовления воды для местных систем горячего водоснабжения (рис. 2.2). В закрытых системах для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, которая подогревается в поверхностных теплообменниках водой из тепловой сети (рис. 2.2, а). В открытых системах воду для горячего водоснабжения берут непосредственно из тепловой сети. Отбор воды из подающей и обратной труб тепловой сети производят в таких количествах, чтобы после смешения вода приобрела нужную для горячего водоснабжения температуру (рис. 2.2,6).

Рис. 2.2. Принципиальные схемы приготовления воды для горячего водоснабжения на абонентских вводах в двухтрубных водяных системах теплоснабжения

а —при закрытой системе, б—при открытой системе;

1 — подающий и обратный трубопроводы тепловой сети,

2 — теплообменник горячего водоснабжения; 3 — холодный водопровод; 4—местная система горячего водоснабжения; 5 — регулятор температуры; 6 — смеситель; 7 —обратный клапан,

В закрытых системах теплоснабжения сам теплоноситель нигде не расходуется, а лишь циркулирует между источником тепла и местными системами теплопотребления. Это значит, что такие системы закрыты по отношению к атмосфере, что и нашло отражение в их названии. Для закрытых систем теоретически справедливо равенство G_ух=G_прих, т. е. количество уходящей от источника и приходящей к нему воды одинаково. В реальных же системах всегда G_ух>G_прих. Часть воды теряется из системы через имеющиеся в ней неплотности: через сальники насосов, компенсаторов, арматуры и т. п. Эти утечки воды из системы невелики и при хорошей эксплуатации не превышают 0,5% объема воды в системе. Однако даже в таком количестве они приносят определенный ущерб, так как с ними бесполезно теряются и тепло, и теплоноситель.

Практическая неизбежность утечек позволяет исключить из оборудования водяных систем теплоснабжения расширительные сосуды, так как утечки воды из системы всегда превышают возможное приращение объема воды при повышении ее температуры в течение отопительного периода. Пополнение системы водой для компенсации утечек происходит у источника тепла.

Для открытых систем даже при отсутствии утечек характерно неравенство G_ух>G_прих. Сетевая вода, выливаясь из водоразборных кранов местных систем горячего водоснабжения, соприкасается с атмосферой, т. е. такие системы открыты по отношению к атмосфере. Пополнение открытых систем водой происходит обычно так же, как и закрытых систем, у источника тепла, хотя в принципе в таких системах пополнение возможно и в других точках системы. Количество подпиточной воды в открытых системах значительно больше, чем в закрытых. Если в закрытых системах подпиточная вода покрывает только утечки воды из системы, то в открытых системах она должна компенсировать еще и предусмотренный отбор воды.

Отсутствие на абонентских вводах открытых систем теплоснабжения поверхностных теплообменников горячего водоснабжения и замена их дешевыми смесительными устройствами является основным преимуществом открытых систем перед закрытыми. Основной же недостаток открытых систем заключается в необходимости иметь у источника тепла более мощную, чем в закрытых системах, установку по обработке подпиточной воды во избежание появления коррозии и накипи в нагревательных установках и тепловых сетях.

Наряду с более простыми и дешевыми абонентскими вводами открытые системы обладают еще следующими положительными качествами по сравнению с закрытыми системами:

а) позволяют использовать в больших количествах низкопотенциальное отбросное тепло, которое имеется и на ТЭЦ (тепло конденсаторов турбин), и в ряде отраслей промышленности, что уменьшает расход топлива на приготовление теплоносителя;

б) обеспечивают возможность уменьшения расчетной производительности источника тепла путем осреднения расхода тепла на горячее водоснабжение при установке центральных аккумуляторов горячей воды,

в) увеличивают срок службы местных систем горячего водоснабжения, так как в них поступает вода из тепловых сетей, не содержащая агрессивных газов и накипеобразующих солей;

г) уменьшают диаметры распределительных сетей холодного водоснабжения (примерно на 16 %), подавая абонентам воду для местных систем горячего водоснабжения по отопительным трубопроводам;

д) позволяют перейти к однотрубным системам при совпадении расходов воды на отопление и горячее водоснабжение.

К недостаткам открытых систем кроме-увеличения затрат, связанных с обработкой больших количеств подпиточной воды, относятся:

а) возможность при недостаточно тщательной обработке воды появления цветности в разбираемой воде, а в случае присоединения радиаторных систем отопления к тепловым сетям через смесительные узлы (элеваторные, насосные) еще и возможность загрязнения разбираемой воды и появления в ней запаха вследствие отложения в радиаторах осадков и развития в них особых бактерий;

б) усложнение контроля за плотностью системы, поскольку в открытых системах количество подпиточной воды не характеризует величины утечки воды из системы, как в закрытых системах.

Малая, жесткость исходной водопроводной воды (1—1,5 мг-экв/л.) способствует применению открытых систем, исключая необходимость в дорогой и сложной противонакипной обработке воды. Целесообразно применять открытые системы и при очень жестких или агрессивных в отношений коррозии исходных водах, ибо при таких водах в закрытых системах необходимо устраивать обработку воды на каждом абонентском вводе, что во много раз сложнее и дороже единой обработки подпиточной воды у источника тепла в открытых системах.

Принципиальные схемы присоединения местных систем теплопотребления к наружным тепловым сетям. Достоинства и недостатки схем, область применения. Назначение индивидуальных (ИТП) и центральных (ЦТП) тепловых пунктов.

Присоединение местных систем теплопотребления к тепловым сетям. Переход тепла из тепловых сетей в местные системы теплопотребления происходит или без снижения потенциала тепла, или с его снижением. Без снижения потенциала тепла в водяных системах присоединяются непосредственно к тепловой сети калориферы систем вентиляции и системы отопления производственных помещений, в которых по нормам допускается повышенная температура воды в нагревательных приборах. С понижением потенциала тепла к тепловой сети присоединяются системы отопления большинства абонентов (за исключением вышеуказанного случая) и системы горячего водоснабжения. Максимальная температура воды в тепловой сети обычно равна 150°С, но в некоторых системах она достигает 180-190°С. Максимальная же температура воды по санитарно-гигиеническим требованиям в системах отопления не должна превышать 95—105°С, в системах горячего водоснабжения 75°С.

Принципиальные схемы присоединения местных систем к тепловым сетям с понижением и без понижения лотенциала тепла приведены на рис. 2.3.

Для снижения потенциала тепла, передаваемого в местные системы, применяются теплообменные устройства (теплообменники) смесительного и поверхностного типа. Смесительные узлы для отопления бывают с элеваторам и насосом (рис. 2.3,в и д).

Рис. 2.3. Присоединение местных систем теплопотреблення к тепловым

сетям непосредственное (а, б) и с понижением потенциала (в—д)

1 — подающий и обратный трубопроводы тепловой сети; 2 — калорифер вентиляции; 3 — местная система отопления; 4 — воздушник; 5 — элеваторный смесительный узел; 6 —элеватор; 7 — поверхностный теплообменник отопления; 8 — расширительный сосуд; 9 — циркуляционный насос; 10 — насосный смесительный узел; 11 —подмешивающий насос; 12 — подпиточное устройство

Рис. 2.4. Схема элеватора

1—сопло; 2 — вход подмешиваемой воды; 3 — камера выравнивания скорости; 4 — диффузор

Схема элеватора приведена на рис. 2.4. Элеватор выполняет две функции: служит смесителем воды и побудителем циркуляции воды в местной системе. Элеваторные смесительные узлы были предложены проф. В. М. Чаплиным еще в начале развития централизованного теплоснабжения в нашей стране и с тех пор получили широкое распространение в отечественной практике благодаря простоте устройства (отсутствию движущихся частей) и надежности в эксплуатации. Недостатками элеваторных смесительных узлов являются:

а) малый КПД (0,25—0,3), вследствие чего для создания заданной разности давлений после элеватора (в подающем и обратном трубопроводах местной системы) в трубопроводах теплосети до элеватора необходимо иметь значительно большую (в 8—10 раз) разницу давлений. Это приводит к необходимости увеличения мощности располагаемого у источника тепла циркуляционного насоса, за счет работы которого и обеспечивается подмешивание в элеваторе;

б) невозможность осуществления автономной циркуляции воды в местной системе отопления при аварийном прекращении циркуляции воды в тепловой сети, что при отрицательных наружных температурах ускоряет остывание отапливаемых помещений и способствует замерзанию воды в наиболее уязвимых местах местной системы (например, в лестничных клетках и т. п.);

в) постоянство коэффициента подмешивания u = G_под/G_сети, т. е. постоянство соотношения между количеством подмешиваемой воды из обратного трубопровода G_под и количеством сетевой воды, проходящей через сопло элеватора, G_сети, что жестко связывает между собой гидравлический и температурный режимы тепловой сети и местной системы отопления.

Последний недостаток элеваторов не. позволяет с повышением наружной температуры уменьшать количество циркулирующей по тепловой сети воды с сохранением ее расчетной температуры, что уменьшило бы затраты электроэнергии на перемещение теплоносителя. При постоянном коэффициенте подмешивания всякое сокращение расхода сетевой , воды через сопло элеватора приводит к пропорциональному сокращению расхода воды в местной системе отопления, а это вызывает ее разрегулировку, т. е. неравномерную теплоотдачу отдельных нагревательных приборов.

В тех случаях, когда по указанным выше причинам применение элеваторов невозможно (при малой разности давлений в трубах тепловой сети) или нерационально, в смесительных узлах применяют насосы. При индивидуальных абонентских вводах, располагаемых в самих зданиях, насосы в смесительных узлах должны быть бесшумными, но так как в больших количествах отечественная промышленность таких насосов еще не выпускает, то на практике смесительные узлы применяют только при выносных групповых вводах.

В последние годы делаются попытки внедрения в практику элеваторов «с регулируемым соплом», т. е. элеваторов с переменным выходным сечением сопла (рис. 2.5). Такие элеваторы позволяют в определенных пределах изменять коэффициент подмешивания, что расширяет . область их применения по сравнению с элеваторами обычной конструкции.

Рис. 25. Схема элеватора с регулируемым соплом

1 — сопло; 2 — всасывающая камера; 3 — регулирующая игла; 4—камера смешения;, 5 — днффузор, 6 — выход смешанной воды; 7 — вход подмешиваемой воды; 8 — шток регулирующий иглы; 9 — механизм для перемещения регулирующей иглы; 10 — вход высоко-температурной воды

Гидравлическая связь между теплоносителем в тепловой сети и теплоносителем в местной системе при непосредственном или понизительном, через смесительные узлы, присоединении местных систем к тепловой сети обусловливает зависимость давления в местных системах от давления в трубах тепловой сети, поэтому все такие присоединения получили общее название «зависимых» присоединений.

Наиболее уязвимым элементом местной системы отопления по давлению являются нагревательные приборы и, в частности, чугунные радиаторы, рабочее давление в которых (даже у новых моделей) не должно превышать 0,6 МПа. Наибольшее значение при зависимом присоединении имеет давление в обратном трубопроводе тепловой сети, так как в этом случае давление в обратном трубопроводе местной системы (в первых этажах здания) не может быть ниже давления в обратном трубопроводе сети. Давление же в подающем трубопроводе тепловой сети имеет меньшее значение для местных систем, так как при движении воды онр может быть снижено задвижкой или специальным дросселирующим устройством. При элеваторных смесительных узлах снижение давления в подающей трубе происходит в сопле элеватора. Во избежание попадания местных систем под высокое давление в подающем трубопроводе тепловой сети существуют определенные правила открытия и закрытия задвижек при включении и отключении местных систем. При пуске в действие местной системы сначала открывается задвижка на обратном трубопроводе, чем вся система отопления ставится под низкое давление в обратной трубе сети, и только потом до нужных пределов открывается задвижка на подающем трубопроводе. При отключении местной системы от тепловой сети закрывается сначала задвижка, на подающем трубопроводе и лишь затем закрывается задвижка на обратном трубопроводе.

Присоединения местных систем к тепловой сети через поверхностные теплообменники (см. рис. 2.3), когда отсутствует гидравлическая связь между теплоносителями в тепловой сети и местных системах и давление в тепловой сети не передается в местные системы, получили название «независимых». «Независимое» присоединение систем отопления к тепловой сети сложнее и дороже «зависимого». Кроме дорогих теплообменных устройств система отопления при независимом присоединении должна быть оснащена таким дополнительным оборудованием, как насосы для создания циркуляции воды, расширительный сосуд и подпиточное устройство, обеспечивающее пополнение системы отопления водой из тепловой сети.

К достоинствам независимого присоединения кроме автономности режима давлений в местной системе относятся:

а) возможность применения в тепловых сетях более высокотемпературного теплоносителя, что уменьшает затраты по транспортированию тепла; при зависимом присоединении это невозможно из-за вскипания воды в сопле элеватора и возникновения при этом шума;

б) возможность изменения расхода и температуры воды в тепловой сети, что имеет особое значение при работе нескольких источников тепла на единую тепловую сеть

в) автономность циркуляции воды в системе отопления;

г) в открытых системах теплоснабжения меньшая загрязненность воды, используемой для горячего водоснабжения, так как при независимом присоединении вода отбирается из труб теплосети до отопительного теплообменника и не проходит через систему отопления.

При повсеместном применении независимого присоединения в теплоснабжаемом районе значительно увеличивается надежность системы теплоснабжения и сокращаются сроки ликвидации аварий. Автономная циркуляция воды в местных системах позволяет длительное время поддерживать положительную температуру воздуха в отапливаемом помещении, а гидравлическая разобщенность местных систем и тепловой сети сокращает время слива воды из аварийных участков сети и время наполнения этих участков водой после ремонта.

Центральные тепловые пункты (ЦТП). Групповые подогревательные установки горячего водоснабжения, размещаемые обычно в отдельных строениях, получили название центральных тепловых пунктов (ЦТП), хотя центральным в указанном случае является только приготовление горячей воды, так как приготовление теплоносителей для местных систем отопления происходит при этом у каждого абонента отдельно. Более точно название ЦТП соответствует лишь такому их варианту, когда центрально (групповым методом) приготовляется для нескольких зданий не только вода для местных систем горячего водоснабжения, но и теплоноситель для систем отопления. Такие варианты ЦТП применяются при абонентах с небольшими расходами тепла и незначительном удалении их от ЦТП.

С появлением ЦТП (рис. 2.11) двухтрубные системы превратились в системы комбинированные с двухтрубной тепловой сетью от источника до ЦТП и четырехтрубной (как минимум, см. далее) квартальной тепловой сетью от ЦТП до отдельных зданий (две трубы на горячее водоснабжение и две трубы для отопления и вентиляции). Четырехтрубность квартальных тепловых сетей не только увеличила их стоимость, но и значительно усложнила их эксплуатацию. При распространенных на практике подземных прокладках тепловых сетей оказались невозможными контроль и своевременная ликвидация коррозионных повреждений труб горячего водоснабжения, которые часто в нарушение существующих норм прокладываются не оцинкованными. Усиленной коррозии труб горячего водоснабжения в закрытых системах теплоснабжения способствует также отсутствие на ЦТП какой-либо обработки водопроводной воды, поступающей в системы горячего водоснабжения. В результате коррозии труб горячего водоснабжения подземные каналы заливаются водой, и от коррозии страдают и трубы системы отопления, которые, как правило, прокладываются совместно с трубами горячего водоснабжения.

Рис. 2.11. Схема центрального теплового пункта (ЦТП) с последо.вательным включением подогревателей горячего водоснабжения

1, 2 — подогреватели горячего водоснабжения; 3 — регулятор расхода сетевой воды; 4 — датчик регулятора расхода;5— трубопроводы системы горячего водоснабжения; 6 — трубопроводы системы отопления; 7 — под мешивающий насос; 8 — перемычка; 9 — . циркуляционный насос; 10 — тепловая сеть

Положительные стороны ЦТП:

а) уменьшение суммарной поверхности подогревателей Горячего водоснабжения вследствие уменьшения коэффициента максимальной часовой неравномерности потребления тепла в системе горячего водоснабжения и сокращения излишков в поверхностях нагрева, получающихся в индивидуальных установках при компоновке подогревателей из стандартных секций;

б) уменьшение количества, автоматических приборов и насосных установок для создания циркуляции в системах горячего водоснабжения;

в) меньшее количество обслуживающего персонала и лучшие условия для создания дистанционного управления отпуском тепла.

На ЦТП могут применяться те же схемы, что и на индивидуальных вводах, т. е. схемы как со связанной, так и с нормальной подачей тепла в системы отопления. При применении на ЦТП связанной подачи возникают осложнения с подачей тепла к калориферам приточной вентиляции, так как в подающем трубопроводе (отопительном) температура воды колеблется в течение суток в зависимости от величины водоразбора.

В конкретных местных условиях для нормального обеспечения систем вентиляции теплом может оказаться целесообразным одно из следующих мероприятий:

а) расчет в процессе проектирования калориферов вентиляции и трубопроводов к ним на самую низшую температуру воды в подающем трубопроводе, соответствующую максимальному водоразбору;

б) прокладка к зданию дополнительной подающей линии помимо ЦТП; в этом случае по отдельным направлениям квартальной тепловой сети будут пятитрубные прокладки: две подающие трубы на отопление и вентиляцию, одна общая обратная от этих местных систем и две трубы горячего водоснабжения;

в) устройство самостоятельного ввода с подачей тепла от магистральных тепловых сетей, что целесообразно при абонентах с большими расходами тепла на вентиляцию или кондиционирование.

Схемы абонентских вводов ИТП закрытых систем теплоснабжения со связанной подачей теплоты (параллельная одноступенчатая схема, последовательные одноступенчатая и 2х-ступенчатая схемы; принцип действия схем, режимы регулирования, достоинства и недостатки, область применения).

Нормальная и связанная подача тепла в системы отопления. На абонентских вводах, обслуживающих местные системы горячего водоснабжения и отопления, при отсутствии в системе горячего водоснабжения баков-аккумуляторов находят применение два способа подачи тепла в систему отопления: нормальная и связанная подача. При нормальной подаче система отопления получает тепло независимо от системы горячего водоснабжения и любые изменения в расходе тепла на горячее водоснабжение не отражаются на количестве тепла, получаемого системой отопления. При связанной подаче количество тепла, получаемого системой отопления, зависит от расхода тепла в системе горячего водоснабжения. Достигается это лимитированием (ограничением) общего количества тепла, поступающего на ввод из расчета часового расхода тепла на отопление и среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение. При этом поступление тепла в систему горячего водоснабжения не ограничивается, в результате чего всякое отклонение расхода тепла на горячее-водоснабжение от среднечасового вызывает противоположное изменение в подаче тепла в систему отоплений и соответствующее изменение температуры воздуха внутри отапливаемых помещений. В среднем же за сутки в отапливаемых помещениях обеспечивается заданная температура внутреннего воздуха.

Схемы абонентских вводов, иллюстрирующие сам принцип осуществления связанной подачи тепла в систему отопления, приведены на рис. 2.6.

На вводах закрытых систем теплоснабжения влияние горячего водоснабжения на подачу тепла в систему отопления мажет осуществляться путем изменения или температуры (схема а), или расхода (схема б) сетевой воды, поступающей в теплообменник отопления.

По схеме а подогреватель горячего водоснабжения 5 установлен на сетевой воде до теплообменника отопления 8 и имеет обводной трубопровод 6. Перераспределение сетевой воды между подогревателем и обводным трубопроводом осуществляется трехходовым регулятором температуры 3, получающим импульс от температуры воды, поступающей в местную систему горячего водоснабжения 4. При отсутствии водоразбора регулятор температуры 3 перекрывает поступление сетевой воды к теплообменнику горячего водоснабжения и вся сетевая вода проходит по отводной трубе 6 и с наибольшей температурой, равной температуре воды в сети, поступает в теплообменник отопления 8. Отапливаемые помещения подучают в эти часы повышенное количество тепла. Днем же, в часы максимального водоразбора, регулятор температуры перекрывает обводной трубопровод и вся сетевая вода проходит через теплообменник горячего водоснабжения. В эти часы в теплообменник отопления поступает сетевая вода с наиболее низкой температурой и отапливаемые помещения недополучают тепло.

Рис. 2.6. Схемы вводов, отражающие основной принцип связанной подачи тепла в систему отопления

а — ввод закрытой системы теплоснабжения с влиянием горячего водоснабжения на температуру греющей воды теплообменника отопления; б — то же, с влиянием горячего водоснабжения иа расход греющей воды теплообменника отопления; в — ввод открытой системы теплоснабжения; 1 — тепловая сеть; 2 — ограничитель расхода сетевой воды; 3 — трехходовой регулятор температуры; 4 — местная система горячего водоснабжения; 5 — подогреватель горячего водоснабжения; 6 — обводной трубопровод; 7 — водопровод; 8 — теплообменник отопления; 9 — местная система отопления; 10, 11 — отбор воды из подающего и обратного трубопроводов тепловой сети; 12—двухходовой регулятор температуры; 13 — смеситель

По схеме б подогреватель горячего водоснабжения 5 включен по сетевой воде параллельно с теплообменником отопления. При этой схеме в зависимости от величины водоразбора трехходовой регулятор температуры 3 перераспределяет сетевую воду между теплообменниками горячего водоснабжения и отопления. В ночные часы при отсутствий водоразбора теплообменник отопления получает максимальное количество сетевой воды, а в часы максимального водоразбора — минимальное. Общее количество поступающей на ввод сетевой воды как при схеме а, так и при схеме б лимитируется автоматом 2.

По схеме а поверхность нагрева теплообменника горячего водоснабжения будет всегда меньше, чем по схеме б (за исключением случая, яогда в расчетном режиме при максимальном водоразборе Q_от=0). Происходит это потому, что в часы максимального водоразбора через этот теплообменник по схеме а проходит вся сетевая вода, а по схеме б только часть сетевой воды. В результате средняя разность температур и коэффициент теплопередачи в теплообменнике по схеме а всегда больше, чем по схеме б.

При открытых системах теплоснабжения влияние горячего водоснабжения на подачу тепла в систему отопления осуществляется только путем изменения количества сетевой воды, поступающей в теплообменник отопления (схема в). По этой схеме к смесителю 13 поступает вода из подающего 11 и обратного 10 трубопроводов тепловой сети. Количество воды, отбираемой из подающей трубы, давление в которой всегда больше давления в обратной трубе, регулируется двухходовым регулятором температуры 12. Чем больше общий отбор воды и чем ниже температура воды в тепловой сети t_с, тем больше количество воды, отбираемой из подающего трубопровода, и тем меньше сетевой воды поступает к теплообменнику отопления.

Основное преимущество связанной подачи тепла в систему отопления перед нормальной подачей состоит в меньших расчетных расходах сетевой воды, что снижает затраты на сооружение тепловых сетей и перемещение теплоносителя. Сокращение расчетных расходов сетевой воды при связанной подаче тепла происходит:

а) в результате уменьшения расчетных расходов тепла, так как при связанной подаче расчетный часовой расход тепла на ввод складывается из нормального расхода тепла на отопление и среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение, в то время как при нормальной подаче расчетный часовой расход тепла на ввод складывается из нормального расхода тепла на отопление и максимального часового (при отсутствии аккумуляторов) расхода тепла на горячее водоснабжение, который в 2—3 раза больше среднечасового расхода тепла;

б) благодаря возможности применения в тепловых сетях так называемых «повышенных» графиков температур воды

К недостаткам связанной подачи тепла в систему отопления относятся:

а) наличие внутрисуточных колебаний температуры воздуха в отапливаемых помещениях;

б) сложность обеспечения отапливаемых помещений нормальным суточным количеством тепла при неравномерном расходе тепла в системе горячего водоснабжения по дням недели и различных соотношениях расходов тепла на горячее водоснабжение и на отопление у отдельных абонентов в теплоснабжаемом районе.

Величина внутрисуточного отклонения температуры внутреннего воздуха от ее нормального значения при связанной подаче тепла в систему отопления зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:

а) теплоаккумулирующая способность отапливаемых зданий (помещений)

б) соотношение расходов тепла на горячее водоснабжение и на отопление

Чем больше теплоаккумулирующая способность здания и чем меньше соотношение расходов тепла на, горячее водоснабжение и на отопление, тем меньше амплитуда колебаний температуры внутреннего воздуха. Нормированной величины допустимых отклонений температуры внутреннего воздуха под влиянием горячего водоснабжения пока не существует, но большинство специалистов считают, что такие отклонения не должны превышать ± 1—l.5 0 C.

Рис. 2.7 Схемы абонентских вводов с нормальной подачей тепла в систему отопления а — паралльельная; б — смешанная; 1-тепловая сеть; 2 — местная система горячего водоснабжения, 3 – рециркуляционный трубопровод, 4 -регулятор расхода воды на отопление; 5 –теплообменник отопления, 6 местная система отопления; 7 — перемычка; 8 -циркуляционный насос, 9 — водопровод; 10 — подогреватель горячего водоснабжения; 10_I и 10_II -то же, I и II ступени; II — датчик внутренней температуры

Связанная подача тепла в систему отопления наиболее эффективна в крупных системах теплоснабжения при максимальном часовом расходе тепла на горячее водоснабжение более 10% расчетного расхода тепла на отопление. В небольших системах теплоснабжения, в которых уменьшение диаметров теплопроводов мало изменяет общую стоимость тепловых сетей, в ряде случаев более целесообразна нормальная подача тепла в систему отопления при наиболее простой схеме абонентского ввода.

Схемы абонентских вводов ИТП закрытых систем теплоснабжения с нормальной подачей теплоты (параллельная 1-ступенчатая и смешанная 2х-ступенчатая схемы, принцип действия, режимы регулирования).

Схемы вводов закрытых систем теплоснабжения. В закрытых системах теплоснабжения при наличии у абонентов местных систем отопления и горячего водоснабжения нормальная подача тепла в системы отоплейия осуществляется обычно по параллельной или смешанной схемам абонентского ввода. При параллельной схеме ввода (рис 2.7,а – см. выше) происходит одноступенчатый нагрев водопроводной воды в подогревателе горячего водоснабжения 10, доторый включен параллельно по ходу греющей сетевой воды (отсюда и название схемы) с теплообменником отопления 5. Отопительным4 теплообменником как в данной схеме так и в ниже описываемых схемах могут быть или смесительные узлы (элеваторные, насосньге), или поверхностный-аппарат. Утилизация тепла обратной воды теплообменника отопления для нагрева водопроводной влды при параллельной схеме отсутствует

Пря смешанной схеме ввода (рис. 2.7,6) происходит двухступенчатый нагрев водопроводной воды в подогревателях I (10_I) и II (10_II) ступени с утилизацией тепла обратной воды теплообменника отопления. В подогревателе II ступени греющей водой является часть поступающей на ввод сетевой воды, а в подогревателе I ступени — смесь вод, покидающих теплообменник отопления и подогреватель II ступени

Наименование «смешанная» данная схема получила потому, что в ней подогреватель II ступени соединен по сетевой воде параллельно с теплообменником отопления, а подогреватель I ступени соединен с теплообменником отопления последовательно.

Характерной особенностью любой схемы ввода с нормальной подачей тепла на отопление, в том числе и параллельной, и смешанной схем, является наличие автомата 4 на трубопроводе, подводящем сетевую воду к теплообменнику отопления. Этот автомат обеспечивает независимость поступления сетевой .воды в теплообменник отопления от расхода воды через теплообменник горячего водоснабжения, т. е. независимость поступления тепла в отапливаемые помещения от расхода тепла в системе горячего водоснабжения.

Автомат отопления может обеспечивать постоянный или переменный расход сетевой воды через теплообменник отопления. Если регулирование отпуска тепла на отопление происходит так, что сам абонент не оказывает влияния на количество получаемого им тепла (пассивное регулирование), то автомат отопления поддерживает постоянный расход сетевой воды. В этом случае регулирование отпуска тепла на отопление осуществляется только центрально изменением температуры сетевой воды у источника тепла, а для поддержания постоянства расхода сетевой воды через теплообменник отопления используется наиболее простой автомат прямого действия, который получил не совсем точное название регулятора расхода (РР). Если же регулирование отпуска тепла на отопление производится так, что абонент тем или иным способом воздействует на количество получаемого им тепла (активное регулирование), то автомат отопления изменяет расход сетевой воды через теплообменник отопления в зависимости от характера получаемого им импульса.

И в параллельной, и в смешанной схеме температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, поддерживается постоянной регулятором температуры (РТ), установленным перед теплообменником горячего водоснабжения. Автомат РТ изменяет количество сетевой воды, проходящей через теплообменник горячего водоснабжения, в зависимости от водоразбора, т. е. в зависимости от количества нагреваемой водопроводной воды.

Для получения наибольшей разности температур греющей и нагреваемой в теплообменниках горячего водоснабжения воды рециркуляционный трубопровод системы горячего водоснабжения 10 целесообразно присоединять к той точке, где температура нагреваемой водопроводной воды становится равной температуре рециркуляционной воды. Практически рециркуляционную воду соединяют с водопроводной водой при смешанной схеме между Подогревателями, при параллельной схеме и сборке подогревателя из стандартных секций между равным числом секций.

При присоединении систем отопления к сети через элеваторные узлы на индивидуальных абонентских вводах закрытых систем теплоснабжения независимо от конкретной схемы ввода устанавливается еще дополнительно насос (рис. 2.8), предназначаемый для увеличения подмешивания воды из обратного трубопровода в подающий перед элеваторным узлом и для осуществления автономной циркуляции воды в местной системе отопления при прекращении

Рис. 2.8. Элеваторный узел с дополнительным насосом 1 — элеватор; 2— насос; 3 — обратный клапан

циркуляции воды в тепловой сети. При групповом абонентском вводе дополнительный насос устанавливается в ЦТП (см. далее рис. 2.11).

Увеличение подмешивания необходимо в теплый период отопительного сезона во избежание подачи излишнего тепла в систему отопления, когда в целях нагревания воды систем горячего водоснабжения до заданной температуры (60—65°С) температура воды в тепловой сети не опускается ниже определенного предела (70-—75°С), а для нормальной подачи тепла в систему отопления требуется более низкая температура воды, поступающей в элеватор.

В летний период система отопления отключается от тепловой сети и циркуляция сетевой воды происходит только через теплообменники горячего водоснабжения.

Сравнение параллельной и смешанной схем показывает, что при одинаковой поверхности нагрева подогревателей горячего водоснабжения смешанная схема позволяет уменьшить суммарный расчетный расход воды по вводу на 4—6 %, а среднюю за отопительный сезон температуру воды, возвращаемой к источнику тепла, на 2—3°С. Такие сравнительно небольшие преимущества смешанной схемы перед параллельной имеют значение только при теплофикационных системах, где понижение температуры возвращаемой на ТЭЦ воды приводит к экономии топлива. В районных же системах теплоснабжения от водогрейных котельных -понижение температуры возвращаемой воды не отражается на расходе топлива, а лишь увеличивает мощность рециркуляционных насосов. В таких системах смешанная схема не имеет особых преимуществ перед параллельной вследствие небольшого сокращения расчетных расходов сетевой воды и более сложного устройства абонентских вводов.

Последовательная и смешанная 2х-ступенчатые схемы ЦТП со связанной подачей теплоты и зависимым и независимым присоединением абонентов: принцип действия схем, автоматизация, область