Схема горячего водоснабжения дома многоквартирного и частного

Жилье трудно назвать комфортабельным без горячей воды. Сегодня мы выясним, как работает система ее подачи

Сегодня нам предстоит узнать, какие схемы горячего водоснабжения домов используются в многоквартирных зданиях и в частном секторе. Мы познакомимся с основными элементами систем ГВС и с ключевыми особенностями каждой схемы. Итак, в путь.

Источники тепла

Источниками тепла для нагрева воды могут быть:

Изображение	Описание
Градирня ТЭЦ	Котел ТЭЦ или ГРЭС. Тепловые станции отвечают за теплоснабжение и горячее водоснабжение крупных районов города или даже всего населенного пункта. Теплоноситель (он же — техническая горячая вода) доставляется потребителям по теплоизолированным трубам, проложенным в грунте (как правило, в железобетонном лотке) или по поверхности (на эстакаде).
Газовая котельная обеспечивает теплом и горячей водой небольшую группу домов	Котельная. Ее отличие от теплоэлектроцентрали или ГРЭС лишь в масштабах: котельная обслуживает небольшую группу зданий или даже один отдельный дом.
Настенный электрический бойлер	Автономный водонагреватель (проточный или накопительный, газовый или электрический). Применяется в отсутствие централизованной подачи горячей воды.
Бойлер косвенного нагрева в котельной коттеджа	Бойлер косвенного нагрева. Мы намеренно выделяем его в отдельную категорию, поскольку он не имеет собственного источника тепла (за исключение резервного ТЭНа) и использует для приготовления горячей воды тепло из внешнего источника.

Любопытно: во многих частных домах постройки середины прошлого века сохранились в рабочем состоянии дровяные водонагреватели (титаны). Однако в сравнению с газовыми и электрическими приборами они заведомо проигрывают в удобстве использования: приготовление каждой порции горячей воды требует растопки.

Видео в этой статье позволит ему больше узнать о том, как может быть реализована схема системы горячего водоснабжения в доме.

ГВС из открытой схемы теплоснабжения

Эта схема горячего водоснабжения наиболее распространена во всех регионах страны с холодным и умеренным климатом, поэтому мы расскажем о ней максимально подробно. Горячая вода в ней отбирается непосредственно из теплотрассы через врезку в элеваторном узле.

Давайте познакомимся с основными узлами такой системы ГВС.

Элеваторный узел

Элеваторный узел в подвале многоквартирного дома

Его функции:

• Обеспечение работы отопительной системы всего дома или его отдельных подъездов. Циркуляция теплоносителя обеспечивается перепадом давлений между нитками теплотрассы: на подаче оно держится в пределах 5-7 кгс/см2, на обратке — 3-4 кгс/см2;
• Рециркуляция части объема теплоносителя через систему отопления. За нее отвечает сердце элеваторного узла — водоструйный элеватор;

Водоструйный элеватор с демонтированным соплом

Пояснение: прямой переток теплоносителя из подачи в обратный трубопровод сделал бы циркуляцию теплоносителя в отопительном контуре чрезмерно быстрой, а при ограничении скорости потока обеспечил бы непомерно высокий перепад температур между отопительными приборами в начале и в конце контура. Вовлечение в повторную циркуляцию части воды с обратки выравнивает температуру между первыми и последними радиаторами при минимальном расходе теплоносителя с подающей нитки.

Принцип работы элеватора

• Подача горячей воды потребителям. За нее, как правило, отвечает только один элеваторный узел в доме.

Любопытно: на памяти автора максимальное количество элеваторов в одном здании было равно семи.

ГВС подается в розлив (или розливы) горячего водоснабжения через врезки в подающую и обратную нитки между входной запорной арматурой (задвижками или шаровыми кранами) и водоструйным элеватором. Подача воды летом и в межсезонье осуществляется с более горячей подающей нитки, а с наступлением холодов переводится на обратку.

Черные трубы — врезки ГВС в подачу и обратку

Почему?

Потому, что температура воды в теплотрассе  растет по мере падения уличной температуры. Вспомните: система отопления должна компенсировать теплопотери здания, которые увеличиваются по мере роста дельты температур между внутренними помещениями и улицей. В пик холодов температура подачи на выходе из ТЭЦ может достигать 130-150°С (в зависимости от использующегося температурного графика).

Температурный график с максимальной температурой подачи 150 градусов

Между тем: действующими СНиП максимальная температура горячей воды для открытой схемы теплоснабжения ограничена +75 градусами.

Врезок ГВС в элеваторном узле может быть две (с подачи и обратки) или четыре (по две на каждой нитке).

Первый вариант типичен для тупиковой системы горячего водоснабжения, в которой вода движется только за счет водоразбора. Очевидные недостатки такой схемы — долгий нагрев воды в начале водоразбора (прежде всего в утренние часы) и невозможность круглосуточной работы полотенцесушителей, размыкающих собой в этом случае подводки ГВС.

Схема с четырьмя врезками позволяет реализовать систему ГВС с непрерывной циркуляцией, лишенную обоих недостатков тупиковой.

В зависимости от времени года она может работать в трех режимах:

1. Из подачи в обратку. Этот режим используется летом, когда система отопления остановлена и отсечена отопительными (так называемыми домовыми) задвижками;
2. Из подачи в подачу. Так ГВС запитано в межсезонье, пока температура подачи не превышает 80°С;

Весной и осенью ГВС подается из прямого (подающего) трубопровода

3. Из обратки в обратку. В этот режим горячее водоснабжение переводится с наступлением холодов.

Позвольте, но как обеспечивается циркуляция воды в последних двух случаях? Ведь между врезками в одну нитку не должно быть перепада давлений, не так ли?

Не так. Его можно создать, установив на любой фланец между врезками подпорную шайбу — стальной блин с отверстием в нем. Поскольку шайба не должна препятствовать работе водоструйного элеватора, диаметр отверстия делается на 1 мм больше диаметр сопла элеватора.

Чтобы не мешать работе элеватора, отверстие в подпорной шайбе делается чуть больше диаметра сопла

Любопытно: перепад давлений на шайбе не превышает 0,1 атмосферы (что соответствует напору в один метр водяного столба). Однако его вполне достаточно для того, чтобы привести в движение огромный объем горячей воды в розливах и стояках.

Розливы

Так называются горизонтальные трубы, разведенные по подвалу или подполу дома и соединяющие стояки с врезками элеваторного узла.

Диаметр розливов варьируется от 40 до 100 мм в зависимости от двух факторов:

1. Количества потребителей (читай — максимального расхода воды);
2. Материала труб. Диаметр стальной трубы приходится подбирать с поправкой на ее неизбежное зарастание ржавчиной и накипью. Полимерные, металлополимерные, медные и оцинкованные трубы не страдают от этой проблемы, поэтому их сечение может быть меньше.

Стальные розливы ХВС (синий) и ГВС (красный). На переднем плане — отвод стояка ГВС

Капитан Очевидность подсказывает: в тупиковой системе ГВС розлив один, в контуре с рециркуляцией их два (подающий и обратный).

Стояки

Это вертикальные трубопроводы, разводящие воду по квартирам или техническим помещениям на этажах здания. Типичный диаметр — 20 — 32 мм. В системе с рециркуляцией горячей воды стояки объединяются группами по 2-7 штук и соединяются перемычкой на верхнем этаже.

Распределение полотенцесушителей и точек водоразбора по соединенным перемычкой стоякам может быть реализовано тремя способами:

1. Все стояки в каждой группе подключаются к сантехническим приборам и полотенцесушителям;

От общего стояка запитаны подводка ГВС и полотенцесушитель

2. Стояки на подаче отвечают за водоразбор, а на обратке — снабжаются сушилками;
3. Несколько равноценных стояков подачи с подключенными к ним сантехническими приборами и полотенцесушителями соединяются с одним холостым циркуляционным стояком (обраткой).

Подводки

Подводка — это внутриквартирная разводка ГВС по точкам водоразбора. Их подключение может быть реализовано последовательно (к общему водопроводу через тройниковые соединения) и по лучевой схеме (через коллектор-гребенку). Первый способ более экономичен ввиду меньшей материалоемкости, зато второй позволяет избежать падения напора на любом сантехническом приборе при пользовании другими точками водоразбора.

Тройниковая и коллекторная внутриквартирные разводки водоснабжения

Полезно: в абсолютном большинстве многоквартирных домов используется более дешевая и простая в монтаже последовательная разводка. Типичный размер стальных подводок — ДУ15; маркирующиеся внешним диаметром пластиковые трубы для обеспечения такой же пропускной способности должны иметь внешний диаметр 20 мм.

Стальные подводки до кранов имеют размер ДУ15

Особенности

Главная и, прямо скажем, неприятная особенность подачи горячей воды напрямую из теплотрассы — в возможности существенного отклонения рабочих параметров системы ГВС от штатных. Приведем несколько примеров таких ситуаций.

• Если с наступлением холодов ГВС по какой-то причине (забывчивость слесаря, неисправность арматуры и т.д.) не переведено на обратку, температура в контуре может превысить точку кипения воды и дойти до 110-140 градусов, что заведомо превышает возможности пластиковых и металлопластиковых труб;

Напомним: по мере повышения давления температура кипения воды тоже растет, поэтому парообразования в трубах можно не бояться. А вот ожоги при пользовании перегретой водой — не редкость.

Зависимость температуры кипения воды от давления

• Во время весенних испытаний теплотрассы и систем отопления на температуру ГВС, включенное в это время года с подачи, должно полностью перекрываться. Если это не сделано — в трубах водоснабжения опять-таки окажется перегретая вода;
• По окончании отопительного сезона каждый год проводятся испытания трасс на плотность: они испытываются повышенным до 12-25 атмосфер давлением. Цель — выявить изношенные участки и устранить порывы летом, не подвергая дома и теплотрассы опасности аварий в зимний период.

Устранение порыва теплотрассы при испытаниях на плотность

Если входные задвижки элеваторного узла не были перекрыты или оказались неисправными, система ГВС опять-таки подвергнется воздействию давления, в 2-5 раз превышающего штатное;

• Наконец, в большом контуре, состоящем из сложной системы теплотрасс и внутридомовых систем, велика вероятность гидроударов. Стоит быстро заполнить какой-то участок или, наоборот, резко остановить в нем циркуляцию — и на фронте потока воды давление на доли секунды скакнет до 30-40 атмосфер.

Справка: причиной гидроударов часто становятся не только ошибочные действия слесарей, но и падение щечек у клиновых задвижек. При определенном уровне износа штока одна или обе щечки могут соскользнуть с него и упасть между зеркал корпуса, полностью перекрыв ток воды.

Устройство клиновой задвижки

Выводы таковы: для разводки ГВС в домах с элеваторными узлами крайне рекомендуется использовать только металлические трубы.

Вот их перечень:

1. Черные и оцинкованные стальные;
2. Гофрированные нержавеющие;
3. Медные.

Все виды полимерных и металлополимерных труб могут подвести вас в форс-мажорной ситуации и стать причиной затопления вашей квартиры кипятком.

Порыв полипропиленовой трубы при перегреве

ГВС из закрытой схемы теплоснабжения

Описание

Закрытая схема теплоснабжения не допускает отбора теплоносителя из отопительного контура. Однако тот вполне может служить источником тепла для нужд горячего водоснабжения. Для этого вода из системы ХВС подается в теплообменник, в котором теплоноситель отдает ей часть тепловой энергии.

Принципиальная схема ГВС при закрытой схеме теплоснабжения

Подсказка: это решение типично для котельных и небольших по мощности ГРЭС.

В остальном разводка ГВС ничем не отличается от описанной выше: используются те же розливы, стояки и подводки с теми же типичными размерами.

Особенности

Огромное достоинство такой схемы — гарантированное отсутствие гидроударов и значительного превышения штатной температуры в ней. Давление в контуре ГВС всегда равно давлению в системе ХВС, а за контроль над температурой в современных тепловых пунктах отвечает комплекс контрольно-измерительной аппаратуры.

Вывод: в системе ГВС с нагревом воды в теплообменнике можно смело использовать любые современные материалы, в том числе металлополимерные и пластиковые трубы.

Внутриквартирная разводка воды выполнена полипропиленом

ГВС из автономного водонагревателя

Это решение типично для частных домов и квартир в населенных пунктах, в которых отсутствует централизованная подача горячей воды. Вначале — немного общей информации.

• Газовые водонагреватели в несколько раз экономичнее электрических: они обеспечивают стоимость киловатт-часа тепла в 50-70 копеек против 4-5 рублей у электроприборов;
• Проточные нагреватели экономичнее накопительных: те непрерывно рассеивают тепло через теплоизоляцию корпуса;

Электрический бойлер тратит до 2 кВт·ч в сутки на компенсацию теплопотерь через корпус

• Недорогие проточные нагреватели дают менее стабильную температуру воды на выходе. У электроприборов она линейно связана с температурой воды в магистрали ХВС, а у газовых колонок частые перепады температуры связаны с работой термостата: зачастую он резко увеличивает подачу газа при небольшом увеличении расхода воды. В результате вы не столько принимаете душ, сколько боретесь с кранами смесителя.

Подводка и (при большой площади дома) розлив ГВС вполне обычны: они могут прокладываться недорогими пластиковыми трубами; допустимы как тройниковая, так и коллекторная схемы. Как подключить водонагреватель своими руками? Инструкция предсказуемо зависит от его типа.

Безнапорный проточный

Безнапорный проточник с подключением к душевому шлангу

Безнапорные проточные водонагреватели предназначены для установки после запорной арматуры. Расход воды регулируется краном, установленным перед входным патрубком прибора. Простейшая схема подключения — запитка водонагревателя от душевого шланга со снятой лейкой.

Напорный проточный

Подключение напорного (In-Line) проточного водонагревателя

Проточник, предназначенный для работы при давлении водопровода, монтируется в разрыв между подводками ХВС и ГВС. Какая-либо дополнительная обвязка ему не нужна: благодаря датчикам температуры и протока  прибор сам выключит нагрев при осушении водопровода или прекращении расхода воды; температурное расширение воды не приведет к росту давления благодаря тому, что в такой системе водоснабжения нет замкнутых контуров.

Газовая колонка

Схема монтажа газовой колонки

Подключение газовой колонки ничем не отличается от подключения проточного электрического водонагревателя: прибор врезается между трубами холодной и горячей воды. Его вход обычно комплектуют шаровым краном, позволяющим отключить воду на колонку, не перекрывая ее во всем доме или квартире.

Накопительный

Схема подключения электрического бойлера

Именно с помощью электрических бойлеров чаще всего реализуется горячее водоснабжение в домах: схема в этом случае будет несколько сложнее, чем при использовании проточника.

Вот ее краткое описание:

• Прибор и в этом случае монтируется между подводками ХВС и ГВС;
• На его входном патрубке ставится обратный клапан, исключающий слив нагретой воды при осушении магистрали ХВС;
• Поскольку запертый обратным клапаном бак вместе с подводкой ГВС представляют собой замкнутый объем, при нагреве воды и ее температурном расширении в этом контуре начинается рост давления. Чтобы предотвратить повреждение бака, его входной патрубок дополнительно комплектуется предохранительным клапаном, сбрасывающим избыток воды в дренаж.

Полезно: оба клапана часто объединяются в одном корпусе и продаются под названием «группа безопасности бойлера».

На фото — группа безопасности бойлера

ГВС из бойлера косвенного нагрева

Эта схема горячего водоснабжения отличается от описанных выше схем только тем, что она связана с системой отопления, теплоноситель которой выступает в роли источника тепла. Как монтируется косвенник?

Принципиальная схема подключения бойлера косвенного нагрева

Бойлер подключается параллельно отопительному контуру. При этом контур отопления комплектуется отсекающими кранами, позволяющими полностью остановить циркуляцию в нем для перевода системы ГВС в летний режим. Летом, вне отопительного сезона, теплоноситель циркулирует по малому контуру — между теплообменниками котла и бойлера.

Рециркуляция ГВС в частном доме

Схема с рециркуляцией воды в системе горячего водоснабжения позволяет запитать от нее круглосуточно работающие полотенцесушители.

Кроме того: при большой протяженности контура ГВС рециркуляция в нем заметно сократит расход воды. Ее не придется подолгу сливать в ожидании нагрева.

Как организовать рециркуляцию? Ответ зависит от того, есть ли у вашего бойлера дополнительный патрубок для подключения циркуляционного трубопровода.

С выходом для рециркуляции

Схема с бойлером, имеющим вывод для подключения циркуляционного водопровода ГВС

Горячая вода непрерывно циркулирует между бойлером и точками водоразбора по замкнутому розливу ГВС. За поддержание постоянной температуры воды отвечает термостат котла отопления.

Без выхода для рециркуляции

Схема с бойлером без дополнительных выводов

Подача нагретой воды в закольцованный контур ГВС с циркуляционным насосом осуществляется через трехходовой термостатический клапан. Он поддерживает постоянную температуру в контуре с рециркуляцией. Обратные клапаны исключают переток воды между системами ХВС и ГВС при неравномерном расходе в них.

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на большую часть накопившихся у читателя вопросов. Успехов!