Классификация схем подогрева воды для систем горячего водоснабжения зданий
Горячее водоснабжение необходимо потребителям для удовлетворения своих хозяйственно-гигиенических нужд (собственной помывки, стирки, мытья посуды и т.д.).
Температура горячей воды у водоразборных приборов жилых, общественных и промышленных зданий (tг.в,°С) предусматривается:
- Не выше 75°С так как уже при этой температуре человек (потребитель) может получить ожоги;
- Не ниже 50°С, для систем горячего водоснабжения, присоединенных к закрытым системам теплоснабжения (tг.в,≥50°С). Температура горячей воды не должна быть меньше 50°С, так как при более низкой температуре не растворяются растительные и животные жиры (ради удаления которых про изводится стирка и мытье посуды);
- Не ниже 60°С, для систем горячего водоснабжения, присоединенных к открытым системам теплоснабжения (tг.в,≥60°С). В помещениях детских дошкольных учреждений температура горячей воды, подаваемой к водоразборным приборам душевых и умывальников не должна превышать 37°С.
В закрытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети, используется только как теплоноситель (потребителем из тепловой сети не отбирается). В закрытых системах теплоснабжения, сетевой водой в теплообменных аппаратах осуществляется нагрев холодной водопроводной воды. Затем нагретая вода, по внутреннему водопроводу, подается к водоразборным приборам жилых, общественных и промышленных зданий.
В открытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети, используется не только как теплоноситель, а частично (или полностью) отбирается потребителем из тепловой сети.
Мы рассматриваются только системы горячего водоснабжения зданий, присоединенных к закрытым системам теплоснабжения. Основные схемы таких систем представлены ниже.
1. Принципиальная схема системы горячего водоснабжения с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения
Наиболее простой и распространенной является схема с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения. Подогреватели горячего водоснабжения (в количестве не менее двух) параллельно присоединены к той же тепловой сети, что и системы отопления зданий. Вода, из наружной водопроводной сети (с температурой tx.в°С,) подается в подогреватели горячего водоснабжения. В них, она нагревается сетевой водой (с температурой Tо1°С,) поступающей из подающего трубопровода тепловой сети.
Охлаждённая сетевая вода (с температурой Tг2°С,) подается в обратный трубопровод тепловой сети. После подогревателей горячего водоснабжения, нагретая (горячая) водопроводная вода с температурой (tг.в +∆tг.в,°С) направляется к водоразборным приборам зданий. Величина ∆tг.в учитывает остывание горячей воды при прохождении от подогревателей горячего водоснабжения до водоразборных приборов зданий. Согласно значение ∆tг.в. ориентировочно принимается равным от 3 до 5 ОС. Если водоразборные приборы зданий закрыты, то часть горячей воды, по циркуляционному трубопроводу, снова подается в подогреватели горячего водоснабжения.
Основным недостатком данной схемы является значительный расход сетевой воды для системы горячего водоснабжения (и, следова¬тельно, во всей системе теплоснабжения).
Эту схему с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения рекомендуется применять, если отношение максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий (QРг.в / QРо) менее 0,2 или более 1. Эта схема используется при нормальном температурном графике сетевой воды в тепловых сетях.
2. Принципиальная схема системы горячего водоснабжения с двухступенча¬тым последовательным присоединением подогревателей горячего водоснабжения
В следующей схеме подогреватели горячего водоснабжения разделяются на две ступени. Одни устанавливаются на обратном трубопроводе тепловой сети после систем отопления зданий. Это подогреватели горячего водоснабжения нижней (первой) ступени. Другие устанавливаются на подающем трубопроводе тепловой сети перед сис¬темами отопления (и вентиляции) зданий. Это подогреватели горячего водоснабжения верхней (второй) ступени.
Вода, из наружной водопроводной сети (с температурой tх.в°С) подается в подогреватели горячего водоснабжения нижней ступени. В них она нагревается сетевой водой (с температурой То2 или Тср2, °С) после систем отопления (и вентиляции) зданий. Охлажденная сетевая вода (с температурой Т2, °С) поступает в обратный трубопровод теплой сети и направляется на источник теплоснабжения (котельную или ТЭЦ). После подогревателей горячего водоснабжения нижней ступени водопроводная вода имеет температуру tп, °С). Дальнейший нагрев воды, (до температуры tгв+∆tг.в,°С) осуществляется в подогревателях горячего водоснабжения верхней ступени. Греющим теплоносителем является сетевая вода (с температурой Т1, °С), которая подается из подающего трубопровода тепловой сети. Охлажденная сетевая вода (с температурой То1, °С) направляется в системы отопления (и вентиляции) зданий. Нагретая (горячая) вода, по внутреннему водопроводу, поступает к водоразборным приборам зданий. В этой схеме (при закрытых водоразборных приборах) часть горячей воды по циркуляционному трубопроводу подводится к подогревателям горячего водоснабжения верхней ступени.
Достоинством данной схемы является то, что для системы горячего водоснабжения не требуется специального расхода сетевой воды, так как подогрев водопроводной воды осуществляется за счет сетевой во¬ды из систем отопления (и вентиляции) зданий.
Недостатком схемы с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей горячего водоснабжения является обязательная установка системы автоматизации и дополнительное местное подрегулирование всех видов тепловых нагрузок зданий (отопления, горячего водоснабжения, вентиляции).
Схема с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей горячего водоснабжения рекомендуется применять, если отношение максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий (QPг.в/QPо) находится в интервале от 0,2 до 1. Данная схема требует некоторого повышения температурного графика сетевой воды в тепловых сетях.
3. Принципиальная схема системы горячего водоснабжения с двухступенчатым смешанным присоединением подогревателей горячего водоснабжения
Более универсальной является схема с двухступенчатым смешанным присоединением подогревателей горячего водоснабжения. Эта схема может использоваться как при нормальном, так и при повышенном температурном графике сетевой воды в тепловых сетях и применяется при любом отношении максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий.
Отличие этой схемы от предыдущей в том, что подогреватели горячего водоснабжения верхней ступени присоединяются к подающему трубопроводу тепловой сети не последовательно, а параллельно отопительной системе. Нагрев водопроводной воды (от температуры tп, °С до температуры tгв+∆tг.в,°С) в этих подогревателях осуществляется сетевой водой (с температурой То1, °С из подающего трубопровода тепловой сети. Охлажденная сетевая вода (с температурой Тг2, °С) подается в обратный трубопровод тепловой сети. Там она смешивается с сетевой водой из систем отопления и вентиляции) зданий и поступает в подогреватели горячего водоснабжения нижней ступени. В остальном, схема с двухступенчатым смешанным присоединением подогревателей горячего водоснабжения работает также, как и схема с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей водоснабжения.
Недостатком данной схемы, по сравнению с предыдущей, является необходимость дополнительного расхода сетевой воды для подогревателей горячего водоснабжения верхней ступени (что увеличивает, расход сетевой воды во всей системе теплоснабжения).