Санитарно-техническое оборудование многоэтажного жилого дома

 

 

3. Горячее водоснабжение

 

3.1 Выбор системы и схемы горячего  водоснабжения

 

Принимаем к проектированию закрытую систему горячего водоснабжения, в которой теплоноситель (сетевая вода) подогревает холодную воду до необходимой температуры в теплообменниках (водонагревателях).

Принимаем схему присоединения стояков с нижней разводкой. Наиболее распространенные схемы:

• классическая
• с парнозакольцованными стояками
• с закольцованными подающими и разгруженным циркуляционным стояками
• с подающими стояками, объединенными в секционный узел, и разгруженным циркуляционным стояком

Недостатком первых двух схем является небольшая скорость циркуляции воды, способствующая ускоренной коррозии полотенцесушителей. Третья схема экономична в отношении расхода металла.

Согласно п.5.7 СНиП в жилых зданиях с числом этажей более четырех следует объединять группы водоразборных стояков кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого секционного узла одним циркуляционным трубопроводом к сборному циркуляционному трубопроводу системы.

Т.о. вследствие компактного расположения стояков и, следовательно, небольшой длины кольцующей перемычки принимаем схему с подающими стояками, объединенными в секционный узел. Кольцующие перемычки проектируем по холодному чердаку под слоем теплоизоляции.

 

 

3.2 Конструирование сети внутреннего  горячего водопровода и построение  её аксонометрической схемы

 

Ввод теплопроводов размещен посередине здания, что положительно сказывается на гидравлическом режиме работы системы горячего водоснабжения.

При принятой схеме горячего водоснабжения здания магистральные (подающие и циркуляционные) теплопроводы прокладываются в подвале, крепятся с помощью подвесок к потолку или перекрытию. Для удаления воздуха и спуска воды из системы горизонтальные теплопроводы прокладывают с уклоном не менее 0.002, при этом циркуляционный теплопровод расположен параллельно подающему.

Стояки горячего водоснабжения монтируют справа от стояков холодного водоснабжения, циркуляционные стояки прокладывают справа от стояков горячего водоснабжения.

Горизонтальная разводка от стояков к приборам осуществляется на высоте 250мм (на 100мм выше разводки холодного водопровода).

Для уменьшения потерь теплоты предусматрена теплоизоляция подающих и циркуляционных теплопроводов, включая стояки, кроме подводок к приборам (п.9.16 СНиП). В ванных комнатах на подающих стояках устанавливают полотенцесушители таким образом, чтобы от уровня пола до низа полотенцесушителя было расстояние 1200мм (п.5.18 пособия к СНиП). Устройства для выпуска воздуха предусматрены в верхних точках теплопроводов (один воздухоотводчик на секционный узел).

Установка запорной арматуры предусматривается:

• на трубопроводах холодной и горячей воды у водонагревателей
• на ответвлениях теплопроводов к секционным узлам водоразборных стояков
• у основания подающих и циркуляционных стояков (в зданиях с числом этажей 3 и более)
• на ответвлениях от стояков в каждую квартиру
• на вводах в здание

Для предотвращения поступления горячей воды в водопроводную сеть холодного водоснабжения и наоборот (так называемые «перетоки») на циркуляционном теплопроводе у водонагревателя, на трубопроводе, подающем холодную воду, и в обвязке циркуляционного насоса устанавливают обратные клапаны.

Трубопроводы системы горячего водоснабжения устраивают из стальных оцинкованных труб (ГОСТ 3263-75*).

Контроль за параметрами горячей воды осуществляется термометрами и манометрами. Манометры устанавливаютсяна выходе из водонагревателя, до и после циркуляционного насоса. Термометры устанавливают до и после водонагревателя и на циркуляционном теплопроводе перед циркуляционным насосом.

Построение аксонометрической схемы горячего водоснабжения производится с учетом требований, изложенных в п.2.3 и с учетом места расположения кольцующей перемычки.

 

 

 

3.3 Требования, предъявляемые к  качеству горячей воды

 

Качество воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды, должно соответствовать требованиям СанПиН 10.94РБ-99 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды».

Наибольшее значение температуры горячей воды принято ограничивать по двум причинам:

• с целью предохранения населения от ожогов
• ввиду резкого усиления накипеобразования в оборудовании и трубопроводах при увеличении температуры воды свыше 75ºС

 Таким образом, температура  горячей воды во всех местах  водоразбора в закрытых системах  горячего водоснабжения должна  быть не менее 50ºС и не более 75ºС.

При нагревании воды выше 40ºС начинается выпадение углекислых солей кальция и магния (временная жесткость воды) на внутренних стенках труб теплообменного оборудования, что уменьшает проходное сечение и снижает теплопередачу. Для предотвращения накипеобразования карбонатная жесткость воды в закрытых системах теплоснабжения допускается не более 7мг·экв/л.

Кроме того, высокая температура воды интенсифицирует агрессивное воздействие коррозии на стальные трубы и оборудование. Коррозия активизируется под влиянием свободного кислороода и углекислого газа, растворенных в воде. Для снижения коррозийной активности проводят стабилизационную обработку горячей воды.

 

 

3.4 Определение расчетных расходов  горячей воды

 

Максимальный секундный расход горячей воды на расчетной участке сети при гидравлическом расчете теплопроводов определяется по формуле:

, л/с

где  – максимальный секундный расход горячей воды, отнесенный к одному прибору, л/с; согласно п.3.2 СНиП =0.2л/с

α – величина, определяемая в зависимости от произведения общего числа приборов N на расчетном участке и вероятности их действия Рh (определяется согласно прил.4 СНиП); для всего здания:

U – число жителей в здании

Вероятность использования санитарных приборов для системы в целом:

где  – часовой расход горячей воды санитарно-техническим прибором, л/с; согласно прил.3 СНиП =200л/ч

Максимальный часовой расход горячей воды:

м3/ч

Средний часовой расход горячей воды за сутки максимального водопотребления:

м3/ч

где  – норма расхода горячей воды одним потребителем в сутки максимального водопотребления; согласно прил.3 СНиП =120л/сут

Максимальный суточный расход горячей воды:

 м3/сут

Расход горячей воды в средние сутки:

м3/сут

где  – норма расхода горячей воды одним потребителем в средние сутки; согласно прил.3 СНиП =105л/сут

 

3.5 Гидравлический расчет распределительных  трубопроводов системы горячего  водоснабжения

 

Гидравлический расчет заключается в определении диаметров подающих теплопроводов и потерь давления в системе горячего водоснабжения таким образом, чтобы обеспечить у всех водоразборных приборов необходимый расход горячей воды с определенной температурой.

Гидравлический расчет горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды, учитывающий циркуляционный расход:

, л/с

где  – максимальный секундный расчетный расход горячей воды, л/с

 – коэффициент, принимаемый  для водонагревателей и начальных участков сети до первого водоразборного стояка по обязательному прил.5 СНиП, для остальных участков =0

Поскольку значения циркуляционных расходов на начальном этапе проектирования неизвестны, гидравлический расчет подающих теплопроводов производят, принимая:

, л/с

При расчете секционного узла вначале определяют общий расход воды на весь секционный узел, затем эту величину делят на количество параллельно закольцованных в узле стояков. Диаметры стояков согласно требованиям СНиП определяют по расчетному расходу воды в стояке с коэффициентом 0.7. При определении потерь давления в отдельном стояке с целью упрощения расчета условно принимают, что весь водоразбор в стояке сосредоточен в одной точке, расположенной посередине высоты стояка.

 Порядок гидравлического расчета  подающих теплопроводов горячей  воды аналогичен порядку гидравлического  расчета сети холодного водоснабжения. Отличия:

• в закрытых системах горячего водоснабжения скорости движения воды и удельные потери давления следует принимать с учетом зарастания труб накипью и, вследствие этого, уменьшения диаметров. Для расчетов используем номограмму прил.6 СНиП. Рекомендуемая скорость движения воды с учетом зарастания – 0.9-1.2м/с, в квартирных подводках ≤2.5м/с
• потери давления на расчетных участках сети определяются по формуле:

, МПа

 – коэффициент, учитывающий  потери в местных сопротивлениях:

• для распределительных трубопроводов =0.2
• для теплопроводов в пределах ЦТП, для водоразборных стояков с полотенцесушителями =0.5
• для циркуляционных стояков, для водоразборных стояков без полотенцесушителей =0.1

Расчет производится в табличной форме.

Увязку потерь давления в стояках внутридомовой сети и в ответвлениях квартирных трубопроводов горячей воды производят путем изменения диаметров отдельных участков стояков, магистралей и ответвлений. Допускается устройство одного участка системы из двух труб различных диаметров, отличающихся между собой не более, чем на один сортамент. Невязка потерь давления по ответвлениям и стоякам не должна превышать 10%.

 

 

3.6 Определение потерь теплоты  распределительным трубопроводом  системы горячего водоснабжения, циркуляционных расходов воды

 

Потери теплоты в распределительной сети определяют с целью нахождения циркуляционного расхода воды, предназначенного для восполнения этих потерь тепла, чтобы в водоразборных стояках поддерживалась требуемая температура горячей воды.

Потери теплоты в системе горячего водоснабжения складываются из теплопотерь подающими теплопроводами и полотенцесушителями:

Для участков с одинаковыми условиями теплообмена теплопотери определяют по формуле:

, Вт

где  – наружный диаметр трубопровода, м

L – длина участка, м

К – коэффициент теплопередачи неизолированного трубопровода, принимаем К=11.6 Вт/(м2·ºС)

 – средняя температура  горячей воды на участке

 –температура окружающей  среды, принимается в зависимости  от места прокладки:

• жилые помещения при открытой прокладке (ванна) – 25ºС
• шахты – 22ºС
• неотапливаемый подвал – 5ºС
• в шахтах и бороздах – 40ºС

 

η – КПД тепловой изоляции, принимается равным 0.7

Суммарные потери теплоты полотенцесушителями:

, Вт

где 100 – средняя теплоотдача полотенцесушителем

n – число полотенцесушителей

 

Среднюю температуру горячей воды на участке возможно определить несколькими способами. Мы будем производить расчет по двум способам, а затем из полученных значений выберем для дальнейших расчетов наибольшее.

• определяется как средняя температура в подающих трубопроводах системы горячего водоснабжения

, ºС

tн – температура горячей воды после водонагревателя

tк – температура горячей воды у диктующего прибора

• определяется для каждого расчетного участка, исходя из произведения длины участка на удельные потери температуры по длине А:

, ºС/м

ΣL – суммарная длина трубопровода от ЦТП до диктующего прибора

Δ = tн – tк

 

Циркуляционный расход в системе горячего водоснабжения определяется исходя из теплопотерь. Согласно п.8.2 СНиП циркуляционный расход горячей воды определяется по формуле:

, л/с

где 4.19 – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·ºС)

 – суммарные теплопотери, кВт

β – коэффициент разрегулировки циркуляции, при одинаковом сопротивлении секционных узлов принимается равным 1.3

 

 

3.7 Корректировка гидравлического  расчета подающих трубопроводов  системы горячего водоснабжения

 

Поскольку в первом приближении мы принимали значение коэффициента равным 0, необходимо произвести пересчет участков от ЦТП до первого водоразборного стояка с учетом изменившегося коэффициента .

Коэффициент изменяется в зависимости от отношения согласно обязательному прил.5 СНиП. Т.к. в данном случае это отношение больше 2.0, =0 всех участках, следовательно, корректировка гидравлического расчета не требуется.

 

 

3.8 Гидравлический расчет циркуляционной  сети

 

Все циркуляционные кольца (через каждый водоразборный стояк) состоят из распределительных трубопроводов, диаметры которых уже были подобраны в режиме максимального водоразбора, и циркуляционных трубопроводов. Гидравлический расчет циркуляционных колец для режима циркуляции производится в 2 этапа:

• расчет потерь давления в распределительных трубопроводах при условии отсутствия водоразбора и пропуске только циркуляционных расходов воды
• расчет потерь давления в циркуляционных трубопроводах при пропуске циркуляционных расходов воды

Цель гидравлического расчета – определение диаметров циркуляционных трубопроводов, потерь давления в них и циркуляционных кольцах в целом.