Справочник строителя | Производство и потребление тепла

СХЕМЫ ТРУБОПРОВОДОВ И ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ

Схемы трубопроводов и тепловые нагрузки систем горячего водоснабжения жилых и общественных зданий

Системы холодного (ХВС), горячего водоснабжения (ГВС) и канализации зданий и сооружений (наряду с системами отопления, вентиляции и кондиционирования) формируют внутренние санитарно-технические устройства и должны обеспечивать подачу холодной и горячей воды и отведение сточных вод, соответствующие расчетному числу водопотребителей через установленные санитарно-технические приборы и устройства в них.

Система горячего водоснабжения - совокупность устройств, обеспечивающих нагрев холодной воды и распределение ее по водоразборным приборам.

Системы ГВС подразделяют на централизованные и местные (децентрализованные). В централизованных системах одна водонагревательная установка в ЦТП обслуживает горячей водой одно или несколько крупных зданий в пределах жилого микрорайона, квартала или поселка. Все централизованные системы проектируют с циркуляционными трубопроводами для обеспечения потребителей горячей водой, так как без них при отсутствии водоразбора вода в подающих линиях быстро выстывает и потребитель вынужден сливать ее, теряя при этом воду и теплоту. Кроме того, в системах ГВС устанавливают полотенцесушители, необходимые для сушки белья и обогрева ванных комнат, которые в отсутствии циркуляции работать не могут. Циркуляционные трубопроводы и циркуляционные насосы создают непрерывное движение воды - циркуляцию по замкнутому контуру: теплообменник - подающий трубопровод - водоразборный кран - циркуляционный трубопровод - теплообменник, поддерживая температуру горячей воды у водоразборного крана на уровне 50-60 °С.

В последние годы в зданиях высотой 5 этажей и более часть подающих стояков (например, от 3 до 7 стояков одной секции жилого дома) объединяют в один водоразборный узел, называемый секционным узлом, с единым циркуляционным трубопроводом. На рис. 1 показаны некоторые возможные схемы присоединения водоразборных и циркуляционных стояков в жилых домах. 

Рисунок 1. Схемы присоединения водоразборных и циркуляционных стояков: а - парнозакольцованный стояк; б- секционный узел с циркуляционно-водоразборным стояком; в, г - секционный узел с циркуляционным стояком

В зданиях высотой более 50 м (свыше 16 этажей) систему ГВС делят по вертикали на отдельные зоны с самостоятельными разводками и отдельными стояками для каждой зоны (рис. 2), иногда даже с устройством специальных технических этажей. Это связано с ограничением допускаемого давления перед водоразборной и водозапорной арматурой до 0,6 МПа.

Рисунок 2. Схема двухзонной системы ГВС высотного здания: 1 - общий повысительный насос холодной воды; 2 - повысительный насос второй зоны; 3 - водонагреватель второй зоны; 4 - водонагреватель первой зоны; 5 - разводящий трубопровод второй зоны; 6 - водоразборные стояки второй зоны; 7 - разводящий трубопровод первой зоны; 8 - водоразборные стояки первой зоны; 9 - циркуляционный трубопровод второй зоны; 10 - циркуляционный трубопровод первой зоны; 11 - циркуляционный насос первой зоны; 12 - циркуляционный насос второй зоны

Местные (тупиковые) системы ГВС устраивают в индивидуальных домах (дачных, коттеджных, сблокированных) или квартирах. Радиус действия их невелик, приготовление горячей воды производят в небольших генераторах теплоты (электрические, газовые водонагреватели, малометражные котлы и т.п.). Весьма часто такой генератор теплоты является общим и для систем отопления, и для системы ГВС (см. раздел 4.6).

Для внутренних трубопроводов холодной и горячей воды СНиП [46] рекомендует применять пластмассовые трубы и фасонные изделия из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутилена, металлополимерные, из стеклопластика и других пластмассовых материалов - для всех сетей водоснабжения, кроме самостоятельной сети противопожарного водоснабжения.

Прокладка пластмассовых труб должна осуществляться преимущественно скрытой: в плинтусах, штробах, шахтах и каналах в заливке пола. Допускается открытая прокладка подводок к санитарно-техническим приборам, а также в местах, где исключается механическое повреждение пластмассовых трубопроводов. Подробнее этот вопрос рассмотрен в разделе Основы проектирования и монтажа систем водяного отопления.

Для всех сетей внутреннего водопровода допускается применять медные, бронзовые и латунные трубы, фасонные изделия, а также стальные - с внутренним и наружным защитным покрытием от коррозии.

Во избежание быстрого разрушения от внутренней коррозии системы ГВС из металлических труб выполняют из оцинкованных труб, уклон разводящих труб к стоякам не менее 0,002. При диаметрах труб более 150 мм и при открытых системах теплоснабжения допускается применение не оцинкованных, черных труб. Соединение труб производят на резьбе или сваркой в среде двуокиси углерода. Для компенсации тепловых удлинений используют или естественные повороты труб, или специальные компенсаторы.

Для сельскохозяйственных предприятий допускается применять асбестоцементные трубы.

В системах ГВС и ХВС применяется арматура обычного общепромышленного назначения, рассчитанная на рабочее давление до 0,6 МПа. Запорную арматуру устанавливают на ответвлениях к отдельным зданиям и сооружениям, на ответвлениях к секционным узлам и на ответвлениях от стояков в каждую квартиру. Для
ремонта отдельных стояков в их верхних и нижних точках устанавливается запорная арматура с пробками для спуска из стояков воды и впуска в них воздуха при сливе.

Все трубопроводы системы ГВС, за исключением квартирных подводок и полотенцесушителей, должны иметь тепловую изоляцию. Толщина теплоизоляционного слоя конструкции должна быть не менее 10 мм, а теплопроводность теплоизоляционного материала - не менее 0,05 Вт/(м·°С).

Для расчета и проектирования расходов воды системами в целом или на конкретном расчетном участке составлены подробные таблицы «Расходов воды и сточных вод санитарными приборами», а также «Нормы расхода воды» у потребителей жилых, административно-общественных и производственных зданий (СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»). В соответствии с последними норма расхода воды (в литрах на одного жителя), например, в жилом доме квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением (с ванными длиной 1500-1700 мм, оборудованными душами) и в жилом доме с повышенными требованиями к их благоустройству (при высоте здания 12 этажей и выше), составляет от 250 до 400 л в сутки (табл. 1).

Физиологическая (питьевая) потребность человека составляет от 5 (в спокойном состоянии) до 10 л/сут (при тяжелой физической работе).

Таблица 1. Нормы расхода воды, л, на 1 жителя жилых домов (выписка из СНиП 2.04.01-85*)

Эти нормы являются самыми большими для жителей европейских городов, для сравнения: в Берлине - 130, в Копенгагене - 135, в Вашингтоне - 190 л/сут на человека.

При разработке проектов для типового строительства расходы холодной и горячей воды определяют с учетом вероятности действия установленных санитарно-технических приборов всех возможных потребителей, количества их, режима работы жилых и общественных зданий, промышленных предприятий и ряда других (режимов пожаротушения, санитарной уборки города) факторов, используя методы теории вероятности.

Рассмотрим укрупненные нормативы определения тепловых потоков для целей ГВС. Средненедельные расходы - потоки теплоты Q_hm на ГВС, Вт (Дж/с), определим по формуле:

где а - норма расхода горячей воды с температурой 55 °С, кг (л) на 1 чел. в сутки; b - расход горячей воды с температурой 55 °С, кг (л), в общественных зданиях, отнесенный к 1 жителю района в сутки (при отсутствии более точных данных рекомендуется принимать b = 25 кг (л) на 1 чел. в сутки); m - численность жителей; с = 4,187 кДж/(кг·К) - теплоемкость воды; t_c - температура холодной воды, °С (при отсутствии данных о температуре холодной водопроводной воды ее принимают равной 5 °С в отопительный период и 15 °С в летний период); 1,2 - коэффициент, учитывающий выстывание горячей воды в абонентских системах ГВС.

Максимальный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяют по формуле:

Средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых районов населенных пунктов в неотопительный период определяют по формуле:

где  - температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается равной 15 °С); β - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортных и южных городов β = 1,5), для предприятий - 1,0.

Годовые расходы теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяются по формуле:

где n_o - продолжительность отопительного периода, сут, соответствующая периоду со средней суточной температурой наружного воздуха +8 °С и ниже, принимаемому по СНиП; n_hy - расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения (при отсутствии данных следует принимать 350 сут).

В качестве примера определим нагрузки ГВС 10-этажного жилого дома, рассмотренного в предыдущих примерах, и поселкового банно-прачечного комбината.

ПРИМЕР 1. Исходные данные: В построенном 10-этажном жилом доме имеется 40 квартир повышенного благоустройства, с числом жителей по 5 чел. в каждой.

Требуется определить средние и максимальные тепловые потоки, а также годовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилого дома.

Решение: 1. По формуле (1) определим средний тепловой поток на ГВС в сутки наибольшего водопотребления в неотопительный период, приняв по таблице 1 расход горячей воды в 130 л/сут с температурой 15 °С:

2. По формуле (2) определим максимальный тепловой поток на ГВС в сутки наибольшего водопотребления в неотопительный период:

3. Аналогично определим средний и максимальный тепловой поток на ГВС в сутки наибольшего водопотребления в отопительный период, приняв t_в = 5 °С:

Средний тепловой поток q_{ГВС зимн} = 1,2 · 200 · 130 · (55-5) х 4,19/24 · 3,6 = 75652,8 Вт = 75,7 кВт, примем 76 кВт. Максимальный тепловой поток q_{ГВС зимн макс} = 2,4 · 75,7 = 181,68 кВт = 182 кВт.

4. По формуле (4) определим годовые расходы теплоты на ГВС:

ПРИМЕР 2. Исходные данные: В рабочем поселке городского типа построен банно-прачечный комбинат в составе бани (шаечное мытье с душевой) пропускной способностью 50 чел/ч и механизированная прачечная производительностью до 600 кг сухого белья в сутки.

Требуется: Определить расходы теплоты на горячее водоснабжение бани и на стирку белья в час, в сутки максимальное водопотребление, в годовом разрезе, приняв для расчета (данные по СНиП):

норма расхода воды на 1 посетителя общая - 180 л, в том числе горячей воды - 120 л (65 °С);

норма расхода воды на 1 кг сухого белья общая 75 л, в том числе горячей воды - 25 л (65 °С);

режим работы 12 ч в сутки, 350 дней в году, коэффициент понижения β = 0,8.

Решение: Часовой расход теплоты баней, тепловой поток:

Расход теплоты баней в средние сутки водопотребления:

Годовой расход теплоты баней:

Часовой расход теплоты прачечной, ее тепловой поток:

Расход теплоты прачечной в средние сутки водопотребления:

Годовой расход теплоты прачечной:

Суммарный тепловой поток комбината:

Годовой расход теплоты комбината на технологические нужды:

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях