Бесперебойная подача горячей воды в системы водоснабжения обеспечивает потребителям комфортные условия жизни. Гигиенические и хозяйственные потребности, такие как стирка, помывка, бытовые нужды в горячей воде на кухне, поставляются системами горячего водоснабжения.
Горячая вода, подаваемая потребителю, должна отвечать стандарту качества ГОСТ 2874-82* «Вода питьевая». Только при этом условии ее можно использовать в бытовых целях, поставлять в жилые здания и учреждения.
Нормами предусмотрен специальный температурный режим воды для водоразборных приборов промышленных, жилых и общественных сооружений:
- температура не выше 75°С (данный показатель является максимальным для систем горячего водоснабжения, так как при такой температуре человек может обжечься и травмировать кожный покров);
- не ниже 50°С, что предусмотрено для систем подачи горячей воды совмещенных с закрытыми системами теплоснабжения (tг.в,≥50°С). Температурный порог установлен исходя из бытовых потребностей пользователей, если температура будет ниже указанного минимума, то жиры растительного и животного происхождения не растворятся (например, во время мыться столовых приборов, стирки белья);
- не ниже 60°С в системе горячего водоснабжения соединенного с открытыми системами теплоснабжения (tг.в,≥60°С). Здания, на основе которых работают детские дошкольные заведения, обязаны придерживаться температуры в 37°С. Водоразборные точки, умывальники и душевые кабинки, подают горячую воду указанной температуры в целях безопасности.
Закрытые системы теплоснабжения используют воду из трубопроводов тепловой сети как разносчика тепла. Постоянно курсирующая вода в трубах не используется населением. Одной из основных функций закрытых систем теплоснабжения является подогрев холодной воды в водопроводе.
Нагретая таким способом вода, через внутренний водопровод системы доставляется к водоразборным приборам зданий общественного, промышленного и жилого типа.
При использовании систем открытого теплоснабжения, вода в тепловой сети не только нагревает холодную, но и применяется населением в бытовых целях. Производится ее частичный или полный забор из тепловых сетей.
Детально анализируя системы горячего водоснабжения сооружений, которые совмещаются с закрытыми системами теплоснабжения, следует выделить три основные схемы таких систем.
1. Принципиальная схема поставки горячей воды с одноступенчатым параллельным соединением подогревателей горячего водоснабжения.
Схема с одноступенчатым параллельным присоединением нагревательных элементов горячего водоснабжения самая простая и широко используется в водопроводных сетях. Принцип работы заключается в параллельном присоединении минимум двух подогревателей к тепловой сети, которая взаимосвязана с самой системой отопления постройки. Наружные водопроводные сети подают воду (с температурой tx.в°С ) к подогревателям систем поставки горячей воды. Сетевая вода (с температурой Tо1°С ), которая поступает из тепловой сети нагревает холодные потоки.
Уже остывшая вода из сети (с температурой Tг2°С) уходит в обратный трубопровод тепловой сети. Горячая вода при температуре (tг.в +∆tг.в,°С) проходит путь к водоразборным приспособлениям сооружений. В заявленной величине ∆tг.в учитывается процесс остывания горячей воды, на пути ее транспортировки от подогревателей до водоразборных приборов. Отталкиваясь от значения ∆tг.в., его величина составляет примерно от 3 до 5 ОС.
В момент, когда горячая вода не используется потребителями и водоразборные приборы закрыты, часть нагретой воды возвращается обратно к подогревателю горячего водоснабжения. Таким образом, обеспечивается постоянная поддержка необходимой температуры в трубопроводе.
Среди недостатков такой системы подачи горячей воды — большой расход в самой системе горячего водоснабжения и теплоснабжения.
Применяют данную систему поставки горячей воды в случает, когда показатель максимального расхода тепла на водоснабжение и обогрев зданий (QРг.в / QРо) меньше 0,2 или больше 1.
2.. Принципиальная схема системы поставки горячей воды с двухступенчатым последовательным соединением подогревателей горячего водоснабжения.
Данная схема разделяет подогреватели воды на две ступени. Первые располагаются после систем отопления сооружений на обратном трубопроводе тепловых сетей. Они называются подогревателями нижней или первой степени. Второй вид предусмотрен на подающем трубопроводе тепловых сетей, перед системами вентиляции и отопления построек. Соответственно, называются такие подогреватели верхними или подогревателями второй ступени.
Принцип работы системы заключается в подаче воды из наружного водопровода (с температурой tх.в°С) в подогреватели нижней ступени. Посте отопительных и вентиляционных систем, вода в них нагревается сетевой водой (с температурой То2 или Тср2, °С). Уже охлажденная вода из сети (с температурой Т2, °С), заходит в обратный трубопровод тепловой сети, далее поступает на котельную или ТЭЦ. После нагрева воды в подогревателях нижней ступени, происходит процесс подогрева в подогревателях верхней ступени.
Охлажденная вода (с температурой То1, °С) курсирует в системы вентиляции и отопления, в то время как горячая сетевая вода идет к водоразборным приборам. При условии, что водоразборные приборы закрыты, некая доля горячей воды подается к подогревателям верхней ступени.
Неоспоримым плюсом такой системы подогрева воды является экономия сетевой воды, ведь сам подогрев происходит за счет воды их систем отопления и вентиляции зданий.
Среди недостатков двухступенчатой системы подогрева — дополнительная установка системы автоматизации и регулирование тепловых нагрузок на все здание, включая вентиляцию и отопление.
Используют схему с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей если соотношение максимального расхода тепла на подогрев воды и расход тепла на отопление помещений колеблется от 0,2 до 1.
3. Принципиальная схема горячего водоснабжения с двухступенчатым смешанным соединением подогревателей.
Система является оптимальным вариантом подогрева воды в сетях трубопровода. Не имея привязки к максимальным показателям расхода тепла на горячее водоснабжение и отопление зданий. Двухступенчатая смешанная система подогрева может использоваться при повышенном температурном графике воды в сети.
Основным отличием этой системы от предыдущей является способ присоединения подогревателей верхней ступени не в последовательном череде, а параллельно самой отопительной системе. Подогрев воды (от температуры tп, °С до температуры tгв+∆tг.в,°С) происходит сетевыми водами (с температурой То1, °С из поставляющего трубопровода тепловой сети. Остывшая сетевая вода (с температурой Тг2, °С) отправляется в обратный трубопровод. Смешиваясь с сетевой водой из вентиляционных и отопительных систем, она проходит в подогреватели нижней ступени. Это основное отличие между двухступенчатой смешанной и двухступенчатой последовательной системами подогрева воды.
Единственным недостатком этой системы можно назвать дополнительные растраты сетевой воды для подогревателей верхней ступени, что влечет за собой расход воды в системе теплоснабжения.
