Особенности устройства квартирного отопления, совмещенного с горячим водоснабжением, при насосной циркуляции воды и присоединении систем к централизованному теплоснабжению

Все рассмотренные выше схемы совмещенных систем квартирного отопления и горячего водоснабжения могут быть применены При механической (насосной) циркуляции теплоносителя. При наличии в системе баков-аккумуляторов и водоподогревателей горячего водоснабжения насос устанавливается перед генератором тепла так, чтобы он обеспечивал циркуляцию теплоносителя не только в системе отопления, но и в водоподогревателе или в баке-аккумуляторе горячего водоснабжения. Циркуляционные линии между ними и генератором тепла будут иметь значительно меньший диаметр, чем при естественной циркуляции теплоносителя. Если бак-аккумулятор или водоподогреватель герметичны и вода из них вытесняется под давлением водопровода, то их можно устанавливать на любой высоте. Змеевнк в водоподогревателе При насосной циркуляции также может быть выполнен из труб меньшего диаметра.

В том случае когда существующие системы квартирного отопления, совмещенные с горячим водоснабжением, присоединяют к централизованному теплоснабжению (см. п. 1,6), их реконструкция может сводиться лишь к замене генератора тепла теплообменником соответствующей теплопроизводительностн.

Рассмотрим устройство горячего водоснабжения, совмещенного с квартирным отоплением, При присоединении систем к централизованному теплоснабжению с применением подогревателей воды для бытовых нужд, устанавливаемых в каждой квартире.

В этих случаях выпускаемые промышленностью емкие водоподогревателн нз-за низкой интенсивности теплообмена или больших габаритов неприемлемы. Скоростные водо-водяные подогреватели обеспечивают высокий коэффициент теплопередачи При большой скорости как греющей, так и нагреваемой воды. Однако высокая скорость греющей и нагреваемой воды достигается только в системах горячего водоснабжения относительно большой производительности При значительных расходах теплоносителя и местной воды. Поэтому для возможности устройства квартирной системы горячего водоснабжения (КСГВ) с водоподогревателем («закрытая» схема) появилась Необходимость разработки его новой конструкции.

Водоподогреватель должен обеспечивать потребность в тепле для одной квартиры в среднем около 27 ООО Вт и иметь габариты, позволяющие размещать его в ванной комнате. Кроме того, ои должен выполнять функции отопительного прибора, возмещающего теплопотерй ванной комнаты, поддерживая в ней температуру 25° С; а также функции полотенцесушителя. Конструкция такого водоподогревателя представлена на рис. III.9.

Водонагреватель состоит из вертикально расположенного цилиндрического корпуса — емкости, в котором размещены две ступени нагрева. Обе ступени выполнены из последовательно соединенных секций, состоящих из периферийных труб, в которых соосно установлены центральные трубы. В межтрубном пространстве, образованном периферийными и центральными трубами, циркулирует теплоноситель. Холодная вода поступает в центральные трубы I ступени и нагревается водой из системы отопления. Из I ступени нагреваемая вода отводится в нижнюю часть емкости. В емкости, поднимаясь вверх, вода нагревается теплоносителем через стенки периферийных труб. Из верхней части емкости воде по« ступает в центральные трубы II ступени, где она догревается до нужной температуры.


Корпус водонагревателя высотой 1100 мм изготовляют из стальной трубы диаметром 300 мм. Габариты корпуса водонагревателя определены из условий возможности размещения потребного количества секций для нагрева воды, внешнего вида, приемлемого для установки непосредственно в помещении ванной комнаты, максимального увеличения емкости для аккумуляции тепла п получения баланса между теплоотдачей корпуса и теплопотерями ванной комнаты.

При отсутствии потребления горячей воды отопление ванных комнат осуществляется путем циркуляции обратного теплоносителя, поступающего из КСО в I ступень, нагрева водонагревателя. В результате проведенных исследований было установлено, что При температуре обратного теплоносителя, равной 43° С, средняя температура в емкости устанавливается 39° С и тепловыделения от водонагревателя составляют 200 Вт, что примерно равно теплопотерям ванных комнат, если они не имеют наружных ограждений.

На основании проведенных расчетов и опытных данных установлено, что во время потребления горячей воды температура воды в водонагревателе в большинстве случаев колеблется от 28 до 38° Слив среднем составляет 33° С, т.е. ниже температуры, требуемой для отопления ванной комнаты. Однако отмеченное понижение температуры вследствие значительной - емкости водонагревателя наступит во время длительного потребления горячей воды, в то время, когда имеются значительные тепловыделения от расходуемой воды, в результате чего температура воздуха в ванной комнате повышается.

Летом при отключении КСО циркуляция сетевой воды через водонагреватель осуществляется При использовании обводной линии регулятора (рис. III. 10), на которой установлен запорный вентиль с диафрагмой, пропускающей расчетный расход теплоносителя. Указанный вентиль в течение отопительного периода обычно закрыт. Однако При применении байпаса в зимнее время увеличивается эксплуатационная маневренность системы и появляется возможность использовать аккумуляционную способность водонагревателя для уменьшения максимального часового расхода прямой сетевой воды.

При температуре сетевой воды 70° С водонагреватель обеспечивает нагрев 500—600 л/ч воды до температуры 50—45° С без использования предварительного подогрева через обводную линию. Указанного количества горячей воды достаточно для удовлетворения хозяйственных нужд жильцов. При этом наблюдается экономное расходование как тепла, так и воды. Для обеспечения повышенной температуры горячей воды требуется уменьшать се расход, в то время, как При централизованной системе горячего водоснабжения часто для повышении температуры горячей воды остывшая в трубопроводах вода сливается без использования.

Проведенные натурные наблюдения за работой квартирных систем теплоснабжения и проделанные расчеты свидетельствуют о высокой гидравлической устойчивости указанных систем. Эти же исследования показали, что при ограничении температуры нагрева водопроводной воды средней жесткости до 50—55° С накипь в латунных трубках водонагревателей после их двухлетней эксплуатации отсутствует. В то же время водоподогреватели, установленные в ЦТП и ИТП, зарастали накипью в течение 6—12 мес и очищались от нее 1—2 раза п год. Причиной интенсивного отложения накипи в этих водоподогревателях в основном служит перегрев водопроводной воды выше 65—70° С.

Опыт эксплуатации КСГВ показал гибкость регулирования температуры воды, поступающей на водоразбор. Нужная температура расходуемой горячей воды устанавливается регулированием температуры как разбираемой, так и сетевой воды, поступающей в водонагреватель. Количество циркулирующей в теплообменнике прямой сетевой воды регулируется автоматом, настраиваемым вручную в зависимости от температуры на гретой воды.

В необходимых случаях при соответствующем изменении расходов первичной и вторичной сред температура горячей воды может быть всего на несколько градусов ниже температуры прямого теплоносителя.

По данным эксперимента, При использовании теплоносителя с температурой 65° С, ориентировочный расход которого составлял 550 л/ч, температура нагреваемой в теплообменнике воды изменилась от 63 до 54 0 С при изменении ее расхода от 93 до 333 л/ч. Для сравнения стоимости рассмотренных квартирных систем отопления, совмещенных с системами горячего водоснабжения, со стоимостью базисных традицнонны систем был выполнен технико-экономнческий анализ на примере конкретных проектов квартала, состоящего и 33 одноквартирных жилых домов с расчетной нагрузко 2,42 ГДж/ч и подключенного к централизованному теплоснабженню от районной котельной. В качестве базисных вариантов приняты: вариант Т-1 — традиционна четырехтрубная система с центральным тепловым пунк том (ЦТП-ТС) и вариант Т-2 двухтрубная квартальна сеть с традиционными индивидуальными тепловым пунктами (ИТП-ТС) для отопления и горячего водоснабжения, размещаемыми в подвалах зданий. В вариант квартирных систем отопления, совмещенных с горячим водоснабжением (вариант В), запроектированы двухтрубные квартальные сети.

В базисных вариантах ЦТП и ИТП имеют скоросг ные водоподогреватели с двухступенчатой смешанно схемой. Квартальная прокладка тепловых сетей принята бесканальной в битумбперлитовой изоляции; на поворотах и для гнутых компенсаторов устраиваются непроходные каналы из железобетонных лотков. Параметры теплоносителя для всех вариантов приняты по нормальному температурному графику с расчетными температурами 150—70° С. Величины расчетных гидравлических потерь давления в квартальных сетях теплоснабжения для всех вариантов увязаны между собой путем подбора трубопроводов соответствующих диаметров. Подающие трубопроводы горячего водоснабжения рассчитаны по СНиП Н-34-76, а циркуляционные — в режиме среднего водопотребления, обеспечивающем равномерную циркуляцию eoj&i у потребителей, что проверено в эксплуатируемых квартирах. Системы отопления во всех вариантах подключены по зависимой схеме с помощью струйных насосов, в качестве отопительных приборов приняты радиаторы М 140-АО. В вариантах В и Т-2 при отсутствии ЦТП дополнительная стабилизация давления предусматривается на общих вводах в кварталы. Для этой цели регуляторы давления устанавливаются в специальной камере.

Для базисного варианта Т-I в эксплуатационных расходах учтена стоимость расходуемой электроэнергии для работы циркуляционных насосов горячего водоснабжения, установленных в ЦТП, которая подсчитана при числе дней и часов использования их в течение года 350X19—6650 ч и стоимости электроэнергии 0,025 руб/(кВт-ч). В эксплуатационные расходы также включена стоимость бесполезных теплопотерь квартальных и виутрндомовых разводящих трубопроводов систем отопления и централизованного горячего водоснабжения, а также ИТП и ЦТП. Теплопотери КТП используются для отопления ванных комнат, поэтому в стоимость возмещения бесполезных теплопотерь не включены.

В варианте В в технико-экономическом расчете не учтена часть помещения для размещения теплообменника, так как оборудование КТП занимает 3,5% пространства ванной комнаты и практически не удорожает строительных работ.

Итоговые результаты технико-экономического расчета показывают высокую эффективность варианта В, в результате применения которого удешевление капитальных и приведенных затрат по сравнению с базисным вариантом Т-2 составляет около 30%, а по сравнению с вариантом Т-1—около 50%. Необходимо отметить, что в варианте В при установке теплообменников непосредственно в ванных комнатах сокращается до минимума длина трубопроводов горячего водоснабжения, вследствие чего исключается слив остывшей воды без использования, имеющий место в системах централизованного горячего водоснабжения при недостаточной циркуляции. Отсутствие длинных сетей горячего водоснабжения, подвергающихся интенсивной внутренней коррозии, позволяет экономить цветной металл (цинк), необходимый для оцинковки труб. Кроме того, при регулировании температуры горячей воды самими жильцами легко устраняется перегрев воды в теплообменниках и как следствие уменьшается зарастаине труб накипью.

Для более разносторонней оценки применения квартирной системы отопления, совмещенной с горячим водоснабжением, аналогичный технико-экономическнй анализ был проведен в квартале многоэтажной застройки. В качестве базисного -варианта принята четырехтрубная система теплоснабжения с ЦТП. Итоговые результаты этого расчета показывают, что хотя стоимость системы квартирного водоснабжения более чем в 2 раза превышает стоимость виутрндомовых систем водоснабжения базисного варианта, однако, с учетом дорогостоящих наружных сетей горячего водоснабжения и ДТП, суммарные капиталовложения в базисном варианте на 11% превосходят эти затраты для варианта квартирных систем. Несмотря на большую стоимость обслуживания КТП по сравнению со стоимостью обслуживания тепловых пунктов базисного варианта приведенные затраты базисного варианта на 9% выше этих затрат для варианта квартирных систем.

Недостаток квартирных систем горячего водоснабжения с водонагревателями в каждой квартире состоит в том, что в многоквартирном доме их устанавливается большое количество. Однако в районах, имеющих воду высокой агрессивности (Запорожье, Херсон, Клайпеда и др.), надежность работы этих систем повышается, так как уменьшаются перебои в снабжении горячей водой из-за отсутствия необходимости ремонта или замены трубопроводов централизованной системы горячего водоснабжения, которые выходят из строя за короткий срок службы. Осмотр, ремонт или замена оборудования системы горячего водоснабжения в квартире может выполняться в течение одного дня, При этом для ремонта не требуется отключать потребителей всего дома, а только квартиру, в которой производится ремонт. При бережной эксплуатации квартирных водоподогревателей, в чем будут заинтересованы сами жители, исключаются перегревы горячей воды и уменьшается зарастание труб накипью, в результате чего продлится срок их службы и период между необходимой прочисткой или ремонтом, В варианте КСГВ При отсутствии слива без использования чрезмерно остывшей в сетях горячей воды (имеющего место в централизованных системах горячего водоснабжения), а также При ограничении производительности водоподогревателей КТП до оптимальной нормы, можно достичь экономии расхода горячей воды и тепла для ее нагрева без ущерба качеству горячего водоснабжения.

Наличие одного ввода в квартиру в системах создает благоприятные условия для установки приборов поквартирного учета тепла.

По материалам сайта: http://engineeringsystems.ru