Проектирование систем горячего водоснабжения

Виды устройства систем горячего водоснабжения

По способу нагрева воды системы ГВС делятся на две схемы:

С проточным водонагревателем

В такой схеме нагрев осуществляется в начале разбора воды, т.е. при открытии крана с горячей водой. Нагреватель очень быстро передает энергию воде, но температура на выходе зависит от расхода — объема и силы струи. Так, при параллельном открытии другого водоразборного прибора напор и температура в системе ГВС меняются.

Проточным водонагревателем могут выступать: газовые колонки, греющий контур от двухконтурных отопительных котлов, электрический водонагреватель, пластинчатый теплообменник с подключением к отопительному контуру. Как правило, конструкция при этом подразумевает ограничение скорости потока, чтобы можно было получить воду требуемой температуры за короткий временной промежуток.

Несмотря на такие недостатки, как возможный перерасход воды, длительная стабилизация режима нагрева и постепенное снижение КПД оборудования из-за его перезапусков, система ГВС с проточными нагревателями пользуется большой популярностью за счет их невысокой цены и компактных размеров.

С накопительным (емкостным) водонагревателем

Подобная схема ГВС предполагает наличие бойлера — теплоизолированного объемного бака.

• Схема с бойлером косвенного нагрева. В данном случае бак оснащен нагревателем: чаще всего, это трубчатый теплообменник с подключением к одноконтурному котлу отопления (газовому, электрическому или с твердым топливом). На случай остановки котла можно устанавливать электрический ТЭН, а в которых случаях нагревателем становится солнечный коллектор. Горячая вода расходуется из верхней половины бойлера, а в нижнюю часть на ее место поступает холодный поток из водопровода, который нагревается и поднимается наверх.
• Схема с бойлером послойного нагрева. В этой системе нагрев осуществляется проточным оборудованием (например, контуром ГВС двухконтурного котла или газовой колонкой). Устройство бака не предполагает наличие теплообменника. Холодная вода из водопровода, поступающая в бак, прогоняется через проточный нагреватель с помощью насоса и подается в верхнюю часть бойлера. При этом нагрев воды осуществляется вне зависимости от расхода, т.е. заранее.

Системы с накопительным нагревателем обеспечивают комфортное пользование горячей водой и экономное расходование ресурсов, а также позволяют использовать жесткую воду без сильного вреда для оборудования. Такие схемы наиболее популярны в квартирах и домах постоянного проживания, тогда как установка проточных водонагревателей целесообразна в сезонных загородных домах и дачах или же в тех небольших квартирах, где источники нагрева и места отбора будут расположены компактно.

Также система ГВС может быть рециркуляционной — с постоянным доступом к горячей воде на всех водоразборных точках. При таком выборе в систему устанавливается дополнительный трубопровод и рециркуляционный насос. Компания “ПроектСервисПро” поможет спроектировать систему ГВС как с насосным оборудованием, так и без него.

Как выбрать оборудование для ГВС?

Выбор проточного водонагревателя

Главным фактором здесь выступает величина водопотока, с которой способно справиться оборудование. Средние показатели объема расходуемой воды с температурой 55°C для оптимального использования в разных точках разбора составляют:

• Кран для раковины на кухне или в ванной — 4,2 л/мин или 0,07 л/сек;
• Кран для душа/ванны — 9л/мин или 0,15 л/сек.

Выбирать нагреватель стоит с той производительностью, которая закроет потребности во всех точках разбора одновременно. При этом стоит учитывать, что в технических характеристиках оборудования может указываться его максимальная производительность из расчета нагрева воды при определенной разности температур. 

Не меньшее значение имеет и минимальная производительность нагревателя, то есть водорасход, при котором автоматически включается нагрев. Если расход в трубах будет меньше этой величины — оборудование не включится. Таким образом, чем меньше показатель минимальной производительности, тем лучше.

Чтобы закрыть потребность в горячей воде, необходимо внимательно выбирать ещё и мощность проточного нагревателя. Здесь стоит ориентироваться на нужный режим потребления: требуется ли большой и комфортный расход воды или же подойдет маленький, но экономный. Показатели мощности нагревателей (как максимальной, так и минимальной) также следует коррелировать с расходом воды и, в случае с котлом, с мощностью отопления.

Выбор накопительного водонагревателя

Самая важная характеристика бойлера — его объем. Чем вместительнее бак, тем выше комфорт пользования водой, но тем выше цена, больше занимаемого места и расходов на обслуживание. При выборе стоит ориентироваться на следующие усредненные показатели:

• 20-30 л воды в день обеспечивают человеку минимальный комфорт пользования горячей водой;
• 30-60 л в сутки гарантируют повышенный комфорт пользования для одного потребителя;
• 60-100 л воды — оптимальное количество воды для максимального одиночного комфорта.

Таким образом, чтобы рассчитать нужный объем бака, следует определить требуемый уровень комфорта, исходя из частоты пользования водоразборной арматурой, и умножить это число литров на количество проживающих в доме или квартире.

Выбор насоса

Насос в системе ГВС обеспечивает стабилизацию давления в системе и моментальную подачу горячей воды. При выборе насоса следует обращать внимание на такую техническую характеристику как пропускная способность. Напора насоса должно хватать на обеспечение давления при включении всех водоразборных приборов. Для этого надо произвести расчеты, основываясь на расходе воды (силе потока), количестве водозаборных точек, гидравлическом сопротивлении системы и параметрах трубопровода (высота и длина).

Что входит в расчеты системы ГВС?

• Определение секундных, часовых и суточных расходов горячей горячей воды с учетом числа водоразборных приборов и количества потребителей;
• Расходы теплоты на нужды ГВС с учетом теплопотерь в системе и температуры воды;
• Гидравлические расчеты подающих, а также циркуляционных трубопроводов для определения диаметра труб и потерь давления воды;
• Расчет теплопотерь подающих трубопроводов (магистральных и стояков) с учетом изоляции и их местоположения;
• Определение требуемого напора и разности напоров на выходе и в тепловом пункте.

Расчетные нормативы потребления горячего водоснабжения

В случаях отсутствия на объектах индивидуальных приборов учета (или в случае окончания срока поверки счетчиков) для расчета размера платежей необходимо знать месячные нормативы потребления горячего водоснабжения.

Единых тарифов на коммунальные услуги в России нет. Опираясь на климатические особенности, правила водосбережения и показатели плотности населения, каждый регион страны самостоятельно устанавливает норматив потребления ГВС и указывает его в постановлениях и других официальных документах. 

Например, в Москве этот показатель составляет 4,745 куб.м воды на одного человека. При расчетах стоимости услуг горячего водоснабжения потребуется умножить этот стандарт на число проживающих, тариф и повышающий коэффициент (если есть).

Нормы и правила проектирования ГВС

• Качество горячей воды, ее температура и скорость подачи должны соответствовать официальным документам: “Правилам предоставления коммунальных услуг”, утвержденным ПП №354, ФЗ №416, а также СанПиН 2.1.3684-21, СП 347.1325800.2017, СП 30.13330.2020.
• Монтаж системы возможен только с применением оборудования и вспомогательных материалов, устойчивых к коррозии, температурным перепадам и механическим воздействиям.
• Схема ГВС должна быть организована таким образом, чтобы все ее элементы были доступны для ремонта и профилактического обслуживания в любой момент.
• Технологическое и бытовое горячее водоснабжение могут быть объединены оборудованием в одну систему, если это не влияет на характеристики питьевой воды.

Какие данные требуются для проектирования ГВС?

• Архитектурный план с расположением санитарно-технических приборов;
• Информация о типе теплоснабжения (централизованное или автономное);
• Чертежи инженерных систем (водопровода, отопления, канализации);
• Число потребителей ГВС на объекте;
• Данные об имеющихся источниках энергии и будущих источников тепла для нагрева воды;
• Сведения о необходимости рециркуляции;
• Пожелания к местоположению оборудования и автоматизации систем нагрева воды и ее подачи.

Проектируя систему горячего водоснабжения, специалисты “ПроектСервисПро” также всегда учитывают число водоразборных точек, интенсивность и периодичность водоразбора.

Как происходит проектирование горячего водоснабжения:

• Согласовывается техзадание на проект;
• Составляется обмерочный план объекта;
• Осуществляется архитектурная визуализация;
• Создается проект системы горячего водоснабжения в 3D;
• Формируется пакет проектной документации.