Схемы присоединения установок горячего водоснабжения к тепловым сетям

По схеме присоединения установок горячего водоснабжения системы теплоснабжения разделяют на открытые и закрытые (рис. 2.12 и 2.13).

Открытая водяная система теплоснабжения – водяная система теплоснабжения, в которой вода, циркулирующая в тепловой сети, частично или полностью отбирается из системы потребителями теплоты.

Закрытая водяная система теплоснабжения – водяная система теплоснабжения, в которой вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель и из сети не отбирается.

Качество воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды, как холодной, так и горячей, должно отвечать требованиям ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая». Температуру горячей воды в местах водоразбора следует принимать согласно СНиП: для централизованных систем горячего водоснабжения, присоединенных к открытым системам теплоснабжения температура воды должна составлять t_г= 60¸75 °С; для централизованных систем горячего водоснабжения, присоединенных к закрытым системам теплоснабжения - t_г=50¸75 °С.

В отечественном теплоснабжении широкое распространение получили как закрытые, так и открытые системы. Каждая из этих систем имеет свои достоинства и недостатки.

Основные достоинства закрытых систем: санитарная надежность; стабильность гидравлического режима; ограниченная подпитка на теплоисточнике; быстрое обнаружение повреждений теплосети по увеличению величины подпитки.

Недостатками закрытых систем являются: необходимость установки поверхностных теплообменников в абонентских установках горячего водоснабжения; необходимость во многих случаях защиты трубопроводов горячей воды от внутренней коррозии; необходимость компенсации недогрева до температуры греющей среды в поверхностных подогревателях.

Основные достоинства открытых систем теплоснабжения: упрощенная схема абонентских вводов без водо-водяных теплообменников горячего водоснабжения; возможность дополнительной теплофикационной выработки электрической энергии при пропуске больших расходов подпиточной воды через конденсаторы турбин; возможность применения однотрубного транспорта теплоты.

Из недостатков открытых систем необходимо отметить следующие: непосредственная связь систем горячего водоснабжения и отопления может оказывать неблагоприятное влияние на качество воды в точках водоразбора при периодических и сезонных включениях и отключениях систем отопления, а также при сдаче в эксплуатацию здания после присоединения новых систем к тепловым сетям. Система является надежной в санитарном отношении при качественном проектировании, сооружении и эксплуатации. Недостатками являются также необходимость сооружения на теплоисточнике крупных установок для деаэрации, химической обработки и хранения больших расходов воды; возможность использования воды из тепловой сети не по прямому назначению при недостатке воды в городском водопроводе и необходимость в связи с этим значительного увеличения расхода подпиточной воды; возможность внутренней коррозии трубопроводов тепловых сетей и отложения накипи в водогрейных котлах при несоответствии между мощностью водоподготовки и потребностью в подпиточной воде; нестабильность гидравлических режимов; трудность обнаружения аварийных утечек воды из тепловой сети.

Рис. 2.12. Схемы присоединений абонентов к тепловым сетям в закрытых системах теплоснабжения: 1 – аккумулятор горячей воды; 2 – воздушный кран; 3 – водоразборный прибор;
4 – отопительный прибор; 5 – обратный клапан; 6, 7, 8, 9 – водоподогреватели; 10 – расширительный бак; 11 – регулятор давления; 12 – регулятор расхода; 13 – регулятор температуры воды;
14 – регулятор отопления; 15 – элеватор; 16 – насос; а, б – установки горячего водоснабжения с нижним и верхним расположением аккумулятора; в – установка горячего водоснабжения с параллельным включением подогревателя и зависимая схема включения отопительной установки;
г – двухступенчатая смешанная схема включения подогревателей горячего водоснабжения и зависимая схема включения отопительной установки; д – двухступенчатая последовательная схема включения подогревателей горячего водоснабжения и зависимая схема включения отопительной установки с элеваторным смешением; е – установка горячего водоснабжения с предвключенным подогревателем и зависимая схема включения отопительной установки с элеваторным смешением;
ж – двухступенчатая последовательная схема включения подогревателей горячего водоснабжения и зависимая схема включения отопительной установки с насосным смешением

Рис. 2.13. Схемы присоединений абонентов к тепловым сетям в открытых системах теплоснабжения: обозначения 1 – 16 те же, что на рис. 2.12: 17 – предвключенный подогреватель горячей воды; 18 – смеситель; а, б – системы горячего водоснабжения с верхней и нижней разводкой; в – система горячего водоснабжения с зависимой схемой присоединения системы отопления;
г – система горячего водоснабжения с независимой схемой присоединения системы отопления;
д – система горячего водоснабжения с предвключенным подогревателем и зависимым включением системы отопления

Для повышения надежности открытых систем теплоснабжения применяют двухконтурные схемы с включением водогрейных котлов в замкнутый контур, что позволяет существенно снизить повреждаемость водогрейных котлов. Решение о применении двухконтурных схем необходимо принимать на основании технико-экономического расчета, в котором наряду с капитальными затратами в реконструкцию теплоисточника необходимо учитывать затраты, обусловленные повышенными параметрами температурного графика замкнутого контура водогрейных котлов.

В закрытых системах подогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям в основном по последовательной (рис. 2.12, д), смешанной (рис. 2.12, г) или параллельной схемам, которые применяются как при зависимом, так и при независимом присоединении систем отопления.

Применение той или иной схемы определяется отношением максимальной нагрузки горячего водоснабжения к расчетной нагрузке отопления Q_o, принятым в районе температурным графиком центрального регулирования отпуска теплоты, принятой в абонентских установках системой автоматического регулирования. При присоединение водоподогревателей горячего водоснабжения следует осуществлять по двухступенчатой схеме, при остальных соотношениях - по одноступенчатой параллельной.

Основным достоинством широко распространенной последовательной схемы (рис. 2.12, д) является снижение расчетного расхода сетевой воды на покрытие нагрузок отопления и горячего водоснабжения в пределе до значения расхода воды только на отопление. Это достигается использованием теплоты сетевой воды после системы отопления, аккумулирующей способности зданий для компенсации неравномерности суточного графика нагрузки горячего водоснабжения, а также применением центрального регулирования отпуска теплоты, рассчитанного на покрытие совместной нагрузки отопления и горячего водоснабжения.

При двухступенчатой смешанной схеме (рис. 2.12, г) также используется теплота сетевой воды после системы отопления. Расчетный расход сетевой воды при смешанной схеме примерно в 1,6 – 1,8 раза превышает расчетный расход воды на отопление. Для сокращения расхода воды была предложена смешанная схема с ограничением максимального расхода сетевой воды. Такая схема по своим показателям приближается к последовательной схеме.

При параллельной схеме включения подогревателя горячего водоснабжения (рис. 2.12, в) расчетный расход сетевой воды на тепловую подстанцию примерно в 2,5 раза превышает расход воды на отопление. Поэтому применение параллельной схемы ограничено очень малыми или очень большими относительными нагрузками горячего водоснабжения.