Гаряче водопостачання в житлових і громадських будівлях (стр. 2 из 5)

В роздільних схемах залежно від якості водопровідної води (твердість до 3 мг-екв/л) нагрівання води здійснюють за схемою котел - бак-аккумулятор або за більшої твердості - котел - змійовик в баку-акумуляторі [8]. Використовують водогрійні чавунні котли КЧМ малої теплопродуктивності - від 11,6 кВт для КЧММ до 55,8 кВт для КЧМ-ЗМ.

Приготування гарячої води може здійснюватись в швидкісних і ємнісних газових водонагрівачах за наявності в будинках газопостачання і централізованого опалення. Використовуються проточні водонагрівачі ВПГ з тепловою потужністю 20,8; 23,2; 29 кВт і ємнісні - АВГ.

Місцеві суміщені системи гарячого водопостачання та опалення здійснюють за різними схемами: з використанням ємнісних газових водонагрівачів АВГ або чавунних водогрійних котлів [8].

Використання теплогенератора, який обслуговує системи опалення і гарячого водопостачання, має певні незручності, адже режим теплопостачання цих систем суттєво відрізняється. Система опалення протягом дня має стабільне теплопостачання, тоді як гаряче водопостачання характеризується нерівномірним навантаженням з різко вираженими "піками" вранці і надвечір.

Згідно з тепловими розрахунками і практичними даними пікове споживання тепла системою гарячого водопостачання, як правило, перевищує навантаження в системі опалення. Якщо встановити в будинку теплогенератор на сумарне теплове навантаження опалення і гарячого водопостачання, то його установлена потужність виявиться завищеною. Внаслідок чого в періоди, коли відсутній водорозбір, теплогенератор буде працювати недовантаженим з пониженою економічністю. Тому при використанні ємнісного водонагрівача його продуктивність по теплу потрібно вибирати, виходячи із витрати тепла на опалення, а його ємність - на приготування води для приймання однієї ванни.

В схемі з водогрійним котлом влаштовуються баки холодної і гарячої води. Водопровідна вода подається в бак холодної води, який автоматично підтримує постійний рівень в баку гарячої води під час водорозбору. Рівні води в обох баках, а отже, й тиск холодної і гарячої води біля змішувача ванни будуть однаковими, а тому змішування води відбувається без забивання струменя холодної води з водопроводу. Бак гарячої води служить акумулятором тепла, що забезпечує гарячу воду для ванни, і водночас розширювальним баком збільшеної ємності для водяного опалення.

Влітку гаряче водопостачання працює звичайно, але з відключеною системою опалення, для чого на загальній подаючій і зворотній лініях біля теплогенератора встановлені прохідні крани.

Рис. 3. Схема суміщеного опалення і гарячого водопостачання з відкритим баком для зберігання гарячої води; 1 - бак для холодної води; 2 - подаючий трубопровід холодної води; З - бак для зберігання гарячої води; 4 - холодна вода для використання; 5 - подаючий трубопровід гарячої води для опалення і на побутові потреби; 6 - котел; 7 -зворотний трубопровід; 8 -компенсаційний бак; 9 - зливні труби; 10- насос; 11 - клапан

З метою влаштування незалежного водорозбору гарячої води від системи опалення використовують в системі три баки: бак для холодної води, для зберігання гарячої води і компенсаційний бак (рис. 2.3). Нагріта в котлі вода частково спрямовується в подаючий теплопровід системи опалення, а частково - в бак для зберігання гарячої води. Охолоджена вода з системи опалення повертається в котел. Підживлення системи здійснюється з холодного водопроводу через бак холодної води.

Для забезпечення тиску в системі опалення влаштовується компенсаційний бак, який встановлюється на одному рівні з баком холодної води, а для циркуляції теплоносія - насос.

Рис. 4. Схема суміщеними опалення і гарячого водопостачання:

1 - двоконтурний котел; 2 - подаючий трубопровід гарячої води; З - подаючий теплопровід для опалення; 4 зворотний теплопровід системи опалення; 5 - подаючий трубопровід холодної води

Сучасні системи мають простішу конструкцію, оскільки в них відсутні баки, насоси і необхідна для них арматура (рис.4). В цих системах застосовуються двоконтурні котли, які працюють в двох режимах: опалення і гарячого водопостачання. Такі котли устатковані двома теплообмінниками (один призначений для приготування теплоносія в системі опалення, другий - для приготування гарячої води в системі водопостачання), насосом для циркуляції теплоносія через теплообмінники та іншим обладнанням.

Котли влаштовуються під дахом (в дахових котельнях), в підвалі та на кухні, створюючи автономну систему з від'єднанням від централізованих систем (для окремих квартир, офісів тощо).

В даний час український ринок пропонує велику кількість різноманітних котлів, призначених для опалення і гарячого водопостачання, що працюють на всіх видах палива: газ, солярка, електрика. Це газові двоконтурні котли виробництва Франції типу NECTRA з тепловою потужністю 23, 2 і 28 кВт; CELTIC - 35 кВт; MORA - 4-23 кВт; FRISQUET - 23-45 кВт; Угорщини - КК 23 з тепловою потужністю 25 кВт; Англії - PUMA та ін.

В дахових котельнях влаштовуються газові каскадні котли виробництва Чехії і Словаччини PROTHERM з тепловою потужністю 50 кВт; газові модульні котли виробництва Угорщини "MINI-VESTAL" -35 кВт, Франції UTM - 50 кВт, з яких компонуються котли великої потужності.

Для гарячого водопостачання квартир, офісів, магазинів, майстерень, садиб тощо пропонуються газові проточні водонагрівачі виробництва Франції типу BAYARD з тепловою потужністю 17,4; 22,7 і 27,9 кВт, WR350 і WR400 - 24,4 і 27,9 кВт; Угорщини - К 5 і К 13 -9 і 25 кВт; електричні водонагрівачі типу BIAWAR: OW-10, OW-30, OW-80, OW-120.1 відповідно на 10, ЗО, 80 і 120 л та ін.

Вибір котельного обладнання потрібно здійснювати, ґрунтуючись на потрібній потужності, схемі системи (окреме гаряче водопостачання чи поєднане з системою опалення), ефективності котлів, виді палива, довговічності, технічних і економічних характеристиках. Серед них не останнє місце займає зовнішній вигляд агрегатів, компактність. Так настінні котли дозволяють економити корисну площу помешкання. Зокрема вироби французької фірми FRISQUET зарекомендували себе високою якістю і довготривалим терміном роботи теплообмінників, виготовлених з міді, що запобігає відкладенню продуктів горіння і зберігає високий ККД (до 95,3%) понад 20 років.

3. Вимоги до температури та якості води

Температура гарячої води господарсько-побутового призначення має бути 25...40 С для санітарно-гігієнічних процедур (купання, умивання тощо), 40...60 °С для миття посуду, прання, приготування їжі, а тому мінімальну температуру води в системі гарячого водопостачання потрібно приймати 60°С для відкритих централізованих і місцевих систем, 50°С •• для закритих централізованих систем. Максимальну температуру води потрібно приймати 75°С, адже із збільшенням температури посилюється процес утворення накипу (особливо в теплообмінниках).

Якщо потрібна більша температура гарячої води (в лікувальних закладах, підприємствах громадського харчування тощо), то влаштовують місцеві установки для підігріву води або кип'ятильники.

У господарсько-побутових системах гарячого водопостачання якість води повинна відповідати вимогам ГОСТу 2874-82 "Вода питна". У виробничих системах якість води визначається за технологічними потребами.

За температури води понад 40 °С на стінках труб утворюється осад (накип) внаслідок випадення вуглекислих солей кальцію і магнію. Цей осад зменшує переріз труби, знижує теплопередачу котлів і водонагрівачів, що призводить до збільшення витрати теплоносія, зниження коефіцієнта корисної дії.

Щоб запобігти утворенню накипу, допускається застосовувати воду в закритих системах з тимчасовою карбонатною твердістю не більше 7 мг-екв/л, у відкритих системах і у випадку нагрівання води в теплоцентралях районних котелень не більше 0,7 мг-екв/л [20].

Кисень і вуглекислий газ, розчинені у воді, спричинюють корозію матеріалу стінок трубопроводів і резервуарів, що посилюється дією високої температури. Отже кількість цих газів у воді не повинна порушувати стабільність води за розрахункової температури нагрівання.

Якщо вода, яка використовується для гарячого водопостачання, не задовольняє вимогам за якістю, то перед її нагріванням застосовують протинакипну і протикорозійну обробку.

Використовуються магнітні апарати, в яких під дією магнітного поля солі твердості змінюють свою структуру, не утворюють осаду на стінках труб, а виносяться із потоком води. За допомогою методів дегазації із води видаляють розчинені гази (кисень і вуглекислий газ) шляхом розбризкування її в спеціальних апаратах за атмосферного чи пониженого тиску. Для протикорозійної обробки води іноді вводять інгібітори (силікат натрію, магномасу тощо) - речовини, які уповільнюють корозію матеріалу.

4. Місцеві установки для нагрівання води

В місцевих системах гарячого водопостачання пристрої для нагрівання води мають невеликі розміри і теплову потужність до 100 МДж/год. Залежно від конструкції місцеві установки поділяють на проточні (швидкісні) і ємнісні. В проточних нагрівачах невелика кількість води швидко нагрівається джерелом тепла великої потужності до потрібної температури. В ємнісних великий об'єм води нагрівається джерелом тепла малої потужності протягом тривалого часу (до кількох годин). В обох випадках вода нагрівається за рахунок теплопередачі через металеву поверхню. Джерелом тепла може слугувати тверде, рідке, газоподібне паливо, сонячна чи електрична енергія.

Вода з холодного водопроводу подається в місцеві установки за допомогою підведення в нижню частину, а гаряча вода відбирається з верхньої частини, де температура її максимальна.