Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Системы горячего водоснабжения: Система горячего водоснабжения

Содержание

Системы горячего водоснабжения открытого и закрытого типа. Базовые принципы подачи горячей воды

При возведении хозяйственных и жилых построек используются системы горячего водоснабжения открытого и закрытого типа. Решения различаются особенностями прокладки и принципом работы. Каждое из них имеет собственные преимущества и недостатки.

В рамках сегодняшнего материала мы расскажем, что такое открытое и закрытое горячее водоснабжение. Будут рассмотрены параметры обеих линий, обозначены особенности их эксплуатации.

Общие сведения об открытых и закрытых системах

Открытые и закрытые системы работают по разному принципу. Горячее водоснабжение в центральной закрытой системе предполагает нагрев целевой жидкости посредством теплообменника. Вода не взаимодействует с теплоносителем напрямую, а проходит через специальный нагреватель.

Горячее водоснабжение в центральной открытой системе подразумевает смешивание холодной воды и исходного теплоносителя. Конечный продукт поставляется потребителю через общую магистраль.

Федеральный закон N 416-ФЗ (ред. от 25.12.2018) «О водоснабжении и водоотведении»

Система открытого водоснабжения в деталях

Открытый тип водоснабжения оптимален для построек малой этажности. Он применяется в коттеджах, хозяйственных зданиях, небольших производственных цехах. Обязательное условие — длительный и интенсивный разбор горячей воды.

К достоинствам систем открытого вида относятся:

  • малые затраты на прокладку магистрали;
  • простота обслуживания и монтажа;
  • оперативное расширение и модернизация.

Среди недостатков выделяют высокие тепловые потери и длительное ожидание набора требуемой температуры.

Эксплуатация отрытой системы

Система горячего водоснабжения работает по следующему принципу.

  1. Холодная вода подается в элеваторный узел.
  2. Путем смешивания с паром или кипятком жидкость доводится до требуемой температуры.
  3. Нагретая вода под давлением подается потребителям.

При закрытии магистрали жидкость быстро остывает. Включив кран, приходится несколько минут спускать холодную воду.

Подробнее о системах закрытого типа

Что значит закрытая система горячего водоснабжения? Что это за решение и где оно используется? Давайте разбираться.

В закрытой системе вода находится в непрерывной циркуляции, нагревается от тепловой сети. Это поддерживает ее температуру на уровне 70 градусов. Жидкость подходит для прямого водоразбора и наполнения отопительного контура.

В отличие от открытых решений, закрытые сложнее в реализации. При этом они обеспечивают высокое качество конечного продукта и минимальные тепловые потери.

Закрытые системы применяются в большинстве новых зданий, устанавливаются в домах после капремонта.

Комплектующие для открытых и закрытых линий

Обратившись в компанию «ЭкоМонтаж», вы сможете приобрести продукцию для систем горячего водоснабжения. Предприятие реализует трубы, запорную арматуру, сопутствующее оборудование. Ассортимент изделий периодически расширяется, регулярно появляются новые решения.

Сотрудничество с «ЭкоМонтаж» позволит:

  • получить консультацию по открытому и закрытому водоснабжению;
  • приобрести необходимую продукцию без переплат и комиссий;
  • заказать доставку товара в любую точку РФ.

Ознакомиться с представленными изделиями поможет онлайн-каталог. Заявки принимаются по телефону и посредством электронной формы.

Заказать консультацию

Какие бывают виды систем горячего водоснабжения

Современные комфортные условия жизни в основном ассоциируются не столько с новостройками и улучшенной планировкой квартир и домов, сколько с наличием в них такой необходимой функции, как горячее водоснабжение. Один из элементов обеспечения комфорта и удобства связан напрямую с возможностью постоянного наличия в жилище именно горячей воды, требуемой температуры и объема необходимого для полного удовлетворения потребности жителей. Решить проблему обеспечения горячей водой позволяют оснащение зданий системами горячего водоснабжения.

Содержание

Принципы проектирования систем горячего водоснабжения
Технологические особенности процесса нагрева воды
Способы постоянного поддержания высокой температуры воды в системе

Принципы проектирования систем горячего водоснабжения

Для наиболее эффективного решения проблемы обеспечения жилых помещений горячей водой в проектировании и реализации строительных проектов применяется несколько подходов к реализации систем ГВС.

Основными параметрами для выбора варианта системы водоснабжения выступают:

  • Предполагаемое количество потребителей;
  • Объем потребления;
  • Климатические условия региона;
  • Себестоимость услуги ГВС.

Проводя анализ всего строительного проекта и системы горячего водоснабжения как одной из его составных частей для частного дома, коттеджа или многоэтажного многоквартирного жилого здания в процессе проектирования выбирается система в зависимости от варианта непосредственного приготовления горячей воды:

  • Локальная или местная установка;
  • Система централизованного снабжения горячей водой.

Первая, локальная система чаще всего используется для оснащения отдельного домовладения или, в крайнем случае, нескольких потребителей расположенных в одном небольшом здании. Для реализации на практике такой вариант может быть применение в качестве:

  • Газовой водогрейной колонки;
  • Твердотопливных водогрейных котлов и бойлеров;
  • Накопительных электроводонагревателей или водогрейных установок проточного типа.

Плюсом такой системы горячего водоснабжения выступает простота устройства, относительная легкость монтажа, простота учета потребляемой энергии и расхода ресурсов для владельцев жилища.

Система централизованного горячего водоснабжения предусматривает установку для подогрева воды большого объема, рассчитанную для одновременного обеспечения нескольких потребителей находящихся в разных помещениях и зданиях. Централизованная система включает в себя один или несколько тепловых пунктов, в которых проводится нагрев воды, а далее по трубопроводам вода поставляется к потребителям. Чаще всего такие системы проектируются для многоэтажных многоквартирных домов и даже целых районов. Для городской застройки такой вариант обеспечивает более дешевый способ поставки потребителям горячей воды.

Технологические особенности процесса нагрева воды

Для потребителей к кому проводится подача горячей воды особой разницы нет, каким способом она нагревается до стандартной температуры. Однако для проектирования это имеет существенное значение. Сегодня различают два основных способа нагрева воды в системе горячего водоснабжения:

  • Прямой цикл нагрева воды;
  • Нагрев воды двухконтурным циклом.

Прямой цикл нагрева чаще всего практикуется в индивидуальных системах горячего водоснабжении, когда непосредственно источник тепловой энергии нагревает воду до необходимой температуры. Прямой цикл нагрева обеспечивает нагрев воды в электрических бойлерах, газовых колонках, проточных водонагревателях, когда вода проходит сквозь керамический нагревательный элемент.

Двухконтурный цикл нагрева воды заключается в нагреве определенного теплоносителя и далее уже теплоноситель проводит нагрев воды для системы. В качестве первичного теплоносителя обычно используется водяной пар или вода, нагреваемая от источника тепловой энергии. На втором этапе теплоноситель, находящийся под давлением, нагревает основной объем воды. Такие установки в основном используются в городских теплоэлектроцентралях и промежуточных тепловых пунктах, когда после остывания на 15-20 градусов от нормы вода, возвращаясь по обратному трубопроводу, снова подогревается до нужной температуры перед подачей в центральную магистраль.

В технологическом плане первый, прямой цикл нагрева воды более выгодный, поскольку затрачивает меньше ресурсов и не требует слишком большого и громоздкого оборудования.

В технической литературе и практическом применении водонагревательных установок оборудование прямого цикла получило название открытой схемы горячего водоснабжения, а двухконтурный нагрев называется закрытой схемой.

Способы постоянного поддержания высокой температуры воды в системе

Классификация систем горячего водоснабжения жилых помещений невозможна без разделения по способу поддержания высокой температуры воды в системе. В теплотехнике термин рециркуляция дает возможность группировать системы горячего водоснабжения:

  • С системой рециркуляционного трубопровода;
  • Системы без трубопровода, обеспечивающего рециркуляцию воды.

Для больших жилых массивов с системой центрального водоснабжения, когда от одного источника осуществляется поставки воды в несколько домов, или даже микрорайонов, в обязательном порядке предусматривается устройство рециркуляционного трубопровода. Вода, которая не используется потребителями, но находящаяся в трубах постепенно остывает, при этом температура снижается на 15 или даже 20 градусов. Для более экономного расходования энергоресурсов, такая вода направляется для подогрева до 60 градусов на тепловой пункт и дальше снова поступает к потребителям. Несмотря на то, что это довольно дорогостоящий способ поддержания температурного режима воды, но он вполне оправдан, поскольку позволяет получить наибольшую экономию энергоресурсов.

Если горячее водоснабжение, обеспечивающее небольшое по потребляемым объемам воды домохозяйство, то такая установка вполне может обойтись и без системы рециркуляции. Чаще всего если трубопровод имеет небольшую длину, то систему рециркуляции просто не делают. Проблему остывшей воды, как правило, решают двумя способами – утепления трубопровода или простого спуска холодной воды, тем более что в трубопроводах небольшого диаметра это всего 2-3 литра, что не имеет большого значения при постоянном пользовании горячей водой.

5.3. Горячее водоснабжение / КонсультантПлюс

5.3.1. Расход воды на горячее водоснабжение жилых зданий должен обеспечиваться исходя из установленных норм.

Качество воды, подаваемой в системы горячего водоснабжения жилого дома, должно отвечать требованиям ГОСТов.

Температура воды, подаваемой к водоразборным точкам (кранам, смесителям), должна быть не менее 60 град. С в открытых системах горячего водоснабжения и не менее 50 град. С — в закрытых. Температура воды в системе горячего водоснабжения должна поддерживаться при помощи автоматического регулятора, установка которого в системе горячего водоснабжения обязательна. Температура воды на выходе из водоподогревателя системы горячего водоснабжения должна выбираться из условия обеспечения нормируемой температуры в водоразборных точках, но не более 75 град. С.

5.3.2. Инженерно-технические работники и рабочие, обслуживающие систему горячего водоснабжения, обязаны:

изучить систему в натуре и по чертежам;

обеспечить исправную работу системы, устраняя выявленные недостатки.

Инженерно-технические работники обязаны проинструктировать жителей обслуживаемых домов о необходимости своевременного сообщения об утечках и шумах в водопроводной арматуре, об экономном расходовании горячей воды и осуществлять контроль за выполнением этих требований.

5.3.3. Системы горячего водоснабжения здания, а также трубопроводы внутриквартальной сети по окончании ремонта следует испытывать на давление, равное 1,25 рабочего, но не выше 1,0 МПа (10 кгс/см2) и не ниже 0, 75 МПа (7,5 кгс/см2).

5.3.4. Работа по ремонту систем горячего водоснабжения должна выполняться в соответствии с проектом и требованиями инструкций и правил. Трубы в системах следует применять, как правило, оцинкованные. Магистрали и подводки системы должны быть проложены с уклоном не менее 0,002 с повышением в сторону точек водоразбора без образования прогибов. Конструкция подвесок креплений и подвижных опор для трубопроводов должна допускать свободное перемещение труб под влиянием изменения температуры.

После ремонта система должна быть испытана с участием лица, ответственного за безопасную эксплуатацию, с составлением соответствующего акта.

На вводе системы ГВС в здание должна быть установлена запорная арматура и приборы учета тепловой энергии и теплоносителя (термометры и манометры) до и после задвижек.

5.3.5. Давление в системе следует поддерживать 0,05 — 0,07 Мпа (0,5 — 0,7 кгс/см) выше статического давления.

Водонагреватели и трубопроводы должны быть постоянно наполненными водой.

5.3.6. Основные задвижки и вентили, предназначенные для отключения и регулирования системы горячего водоснабжения, необходимо два раза в месяц открывать и закрывать.

Открытие и закрытие указанной арматуры необходимо производить медленно.

Применение газовых клещей и обрезков труб для открывания задвижек, вентилей и кранов не допускается.

В процессе эксплуатации необходимо следить за отсутствием течей в стояках, подводках к запорно-регулирующей и водоразборной арматуре, устранять причины, вызывающие их неисправность и утечку воды.

5.3.7. Осмотр систем горячего водоснабжения следует производить согласно графику, утвержденному специалистами организации по обслуживанию жилищного фонда, результаты осмотра заносить в журнал.

5.3.8. Действие автоматических регуляторов температуры и давления систем горячего водоснабжения следует проверять не реже одного раза в месяц. В случае частого попадания в регуляторы посторонних предметов необходимо установить на подводящих трубопроводах фильтры.

Наладку регуляторов следует проводить в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.

5.3.9. Эксплуатацию циркуляционных насосов систем горячего водоснабжения следует производить в соответствии с требованиями п. 5.2.29.

5.3.10. Перебои в горячем водоснабжении верхних этажей многоэтажного жилого дома необходимо устранять с участием специалистов проектной, наладочной или другой специализированной организации.

5.3.11. Для снижения теплопотерь следует изолировать стояки систем горячего водоснабжения эффективным теплоизоляционным материалом.

5.3.12. Установку датчиков температуры и давления для контроля работы систем горячего водоснабжения следует, как правило, выполнять с выводом сигналов на диспетчерский пункт.

5.3.13. На вводе системы горячего водоснабжения должны быть установлены приборы учета (теплосчетчики или водосчетчики) с выводом показаний на диспетчерский пункт.

На трубопроводах, обслуживающих отдельные группы приборов, и на подводках к газовым водонагревателям установка диафрагм и регуляторов не допускается.

5.3.14. Калибр и пределы измерения водосчетчика должны соответствовать максимальному и минимальному количеству воды, идущему на водоразбор. В случае завышения объемов воды, проходящей через водомер, необходимо заменить его на водомер требуемых пределов измерения и допустимого перепада давлений на нем.

что это такое, закрытая и открытая системы, отличия каждого типа, температура воды для теплоснабжения и правила обустройства

В современном мире люди привыкли жить в комфортных условиях. И чем выше уровень жизни, тем больше благ окружает людей. К одним из таких неотъемлемых на сегодняшний день условий комфортной жизни населения можно отнести наличие горячего водоснабжения в квартирах и частных домах. Сегодня потребление горячей воды приравнивается к употреблению холодной и даже иногда превышает его.

Что это такое?

Горячее водоснабжение – это обеспечение населения, в том числе его бытовых нужд, а также производственных потребностей, водой высокой температуры (до +75 градусов Цельсия). Оно является важным показателем уровня и качества жизни, а также условием соблюдения санитарно-гигиенических норм. Система горячего водоснабжения состоит из специального оборудования, функционирующего в совокупности, которое служит для разогрева воды до нужной температуры, а также для подачи ее к водозаборным точкам.

Чаще всего данная система состоит из следующих элементов:

  • водонагревателя;
  • насоса;
  • труб;
  • арматуры для подачи воды.

В нормативных документах часто используется аббревиатура к словосочетанию горячее водоснабжение – ГВС.

Виды устройств

Система горячего водоснабжения может быть двух видов.

  • Открытая система имеет теплоноситель. Вода подается из центральной отопительной системы. Она названа так потому, что подача происходит из отопительной системы. Такую систему обычно используют в многоквартирных домах. Что касается частных домов, то открытая система там окажется слишком дорогостоящей.
  • Закрытая система функционирует по-другому и имеет свои отличия. Сначала холодная питьевая вода забирается из центрального водопровода или наружной сети, затем она нагревается в теплообменнике и только после этого подается к водозаборным точкам. Такую воду можно использовать для приготовления пищи, так как в ней нет вредных для здоровья элементов.

А также существует независимая система горячего водоснабжения. Вода нагревается в котельной или тепловом пункте, затем подается в дом. Она называется независимой, поскольку функционирует отдельно и не связана с системой теплоснабжения. Она используется в частных домах или коттеджах.

Что касается водонагревателей, то они подразделяются на два вида.

Их выбор зависит только от желания владельца, а также от бытовых условий помещения.

  • Проточные. Они не накапливают воду, а нагревают ее по мере необходимости пользования. Такой нагреватель приводится в действие моментально, как только включается вода. Они могут быть электрическими либо газовыми.
  • Накопительные. Такие водогрейные котлы собирают воду в специальном баке и нагревают ее. Горячей водой можно пользоваться в любое время. Электрокотлы имеют большие габариты.

Принцип работы

Система горячего водоснабжения может быть тупиковой или циркуляционной. Тупиковая схема используется при постоянном использовании горячей воды. При непостоянном водозаборе вода в трубах остывает и поступает уже не слишком горячей. Для того чтобы получить воду необходимой горячей температуры, придется довольно долго ее сливать, что не слишком удобно. При циркуляционной схеме вода всегда подается горячей, но такая система стоит дороже. Такая схема хорошо подходит в случаях периодического водозабора. Температура воды постоянно поддерживается, а пользователи получают горячую воду.

Система циркуляции в таких системах может быть двух видов.

  • Принудительная. При этом типе используются насосы, как при системе отопления зданий. Принудительные системы применяют в многоэтажных постройках, высотностью от двух этажей.
  • Естественная. В одно- и двухэтажных домах применяется обустройство естественной циркуляции, так как протяженность трубопроводов небольшая. Она функционирует по системе циркуляционных труб, основываясь на разности массы воды при разных температурах. Этот способ такой же, как и способ водяного отопления с использованием естественной циркуляции.

Горячее водоснабжение состоит из следующих элементов:

  • водонагревателя или генератора;
  • трубопровода;
  • водозаборных точек.

Генераторами могут быть водонагреватели нескольких типов.

  • Скоростные водо-водяные нагреватели работают на основе того, что горячая вода, которая поступает либо из котельной, либо из центрального теплоснабжения, проходит по латунным трубам. Они находятся внутри стальных труб, а пространство между ними наполнено нагреваемой водой. Таким образом, происходит подогрев.
  • Пароводяной водонагреватель функционирует за счет пара, поступающего в нагреватель. Вода нагревается, проходя по латунным трубам, расположенным внутри. Такие системы применяют в жилищах с постоянным расходом воды и большим ее потреблением.
  • В домах с периодическим и низким водопотреблением используются накопительные водонагреватели. Они не только нагревают, но и аккумулируют горячую воду.

Трубопроводы и горячего, и холодного водоснабжения являются единой системой, они укладываются параллельно. На водозаборных точках устанавливаются смесители, которые позволяют получать разную температуру (от +20 до +70 градусов Цельсия) благодаря перемешиванию горячей и холодной воды. В системе горячего водоснабжения лучше использовать оцинкованные или пластиковые трубы для того, чтобы не возникало коррозии. Трубопроводы и стояки лучше теплоизолировать во избежание лишней потери тепла. В современных домах на горячую и холодную воду устанавливаются счетчики для учета расхода воды, что позволяет не переплачивать за потребление, а платить только за расходованную воду.

Плюсы и минусы

Если говорить о преимуществах и недостатках горячего водоснабжения, то лучше рассматривать по отдельности системы открытого и закрытого типов.

Плюсами открытой системы можно считать следующие:

  • ее просто заполнить и спустить воздух, что происходит автоматически через расширительный бак;
  • довольно просто осуществлять подпитку. Так как давление в системе не требует особого внимания, то воду набирать можно без опасений;
  • система хорошо функционирует даже при наличии протечек, что связано с большим рабочим давлением в ней.

К минусам можно отнести следующие:

  • постоянный контроль уровня воды в резервуаре;
  • необходимость его пополнения.

К преимуществам закрытой системы горячего водоснабжения можно отнести такие как:

  • экономия, связанная с постоянной температурой;
  • имеется возможность установки полотенцесушителя.

Недостатком является обязательное наличие водонагревателей. Они могут быть проточными или накопительными, позволяющими всегда иметь резервное водоснабжение.

Очень важным моментом в системе горячего водоснабжения является наличие гидроаккумулятора. Он помогает предотвратить некоторые проблемы, связанные с перепадами давлений в системе. Гидроаккумулятор представляет собой герметичный бак, в котором находится мембрана, частично наполненная водой. Она разделяет бак на водную и воздушную части. Если в гидробаке увеличивается объем воды, то, соответственно, уменьшается объем воздуха.

При возникновении повышенных параметров давления в системе, подается сигнал и насос отключается. Для регулировки давления имеется пневматический клапан. Воздух закачивается через ниппель. Его количество можно как добавить, так и уменьшить.

Гидроаккумулятор обладает такими преимуществами, как:

  • предотвращение быстрого износа насоса. Так как в баке имеется запас воды, то насос будет включаться реже, что способствует его более долгому сроку службы;
  • стабильное давление воздуха в системе. Устройство помогает избежать резких перепадов давления и температур в системе горячего водоснабжения;
  • устойчивость к гидроударам. Они практически не возникают и не могут нанести вред насосу и всей системе;
  • увеличенные запасы горячей воды. В баке гидроаккумулятора всегда имеется ее запас, к тому же он постоянно обновляется.

Таким образом, наличие данного устройства только положительно влияет на функционирование всей системы в целом.

Нормы

Согласно «Правилам предоставления коммунальных услуг» норма температуры горячей воды должна соответствовать значению от +60 до +75 градусов Цельсия. Это значение полностью соответствует санитарным нормам и правилам по Законодательству Российской Федерации.

Стоит учесть, что существуют некоторые допустимые отклонения, а именно:

  • в ночное время (от 00: 00 до 05: 00 часов) допускается отклонение до 5 градусов Цельсия;
  • в дневное время (с 05: 00 до 00: 00 часов) отклонение не должно быть более 3 градусов Цельсия.

Согласно правилам, если подаваемая горячая вода холоднее, чем значение нормативов, пользователь может сделать перерасчет и оплатить ее по стоимости холодного водоснабжения. Но для этого придется выполнить замеры температуры. Самостоятельно этого сделать не получится. Первым делом нужно позвонить в ЖКХ или в управляющую компанию и оставить заявку на замер. Если данный спад температуры обусловлен неисправностями, ремонтом или другой причиной, об этом обязан сообщить диспетчер.

Если же все в порядке, необходимо зафиксировать заявку. После визита мастера нужно составить акт замера температуры в двух экземплярах. Именно на основании этого акта и будет производиться перерасчет стоимости.

Во время замера необходимо обратить внимание на следующие факторы:

  • сливать воду обязательно в течение нескольких минут;
  • отметить, откуда производится замер – из трубы полотенцесушителя либо из независимой трубы.

Согласно статье СанПиНа данное нарушение предполагает оплату штрафа.

Установленные нормы температурного режима связаны со следующими факторами:

  • данная температура не позволяет размножаться бактериям;
  • при такой температуре исключается возможность получения ожогов.

Температура воды в хранилищах должна быть очень высокой, но ее использование в домашних условиях должно быть обязательно в сочетании с холодной.

Схемы и расчеты

Для того чтобы рассчитать расход горячей воды, необходимо учесть количество проживающих в доме или квартире, а также образ жизни. Главным требованием является минимальный срок течения горячей воды из крана. К тому же согласно действующим нормам (10 минут), предполагается использование в нескольких точках в любом количестве.

Чтобы рассчитать подачу горячей, воды необходимо учесть следующие факторы:

  • количество пользователей;
  • частоту использования в ванной;
  • количество ванных и санузлов;
  • объем сантехнических устройств;
  • необходимую температуру воды.

Самым лучшим на сегодняшний день считается проектирование при помощи специальных измерительных приборов. Хотя этот вариант возможен не для всех. Только при учете потребностей всей семьи есть возможность подобрать оптимальный вариант горячего водоснабжения для дома, квартиры или дачи.

Рекомендации по эксплуатации

Что касается эксплуатации системы горячего водоснабжения, то ее хороший результат достигается только при слаженной бесперебойной работе всех ее составляющих. Главным фактором является получение качественного ресурса, соответствующего всем требованиям. В связи с этим периодически должна проводиться профилактика. Трубопроводы необходимо промывать. Это выполняется после монтажа, затем после ремонтов и дезинфекции.

Промывка может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. Время зависит от длины трубопровода. Чтобы в процессе не возникло коррозии, нужно полное отсутствие воздуха. Для его вывода используются специальные выпускные клапаны. Перед первым вводом в эксплуатацию системы горячего водоснабжения необходимо провести проверку на герметичность и прочность. Давление должно быть на полбара выше предположительно используемого, но в то же время оно не должно превышать десяти бар. Температура окружающей среды при проведении таких мероприятий должна быть не менее пяти градусов Цельсия выше ноля.

Чтобы продлить срок службы горячего водоснабжения, лучше время от времени производить контроль арматуры, фильтров, утеплителей. Есть способы совмещения подачи горячей воды. При наличии и автономного нагрева, и централизованного водоснабжения водонагреватель необходимо подключать к отдельным отводам, имеющим перекрывающую арматуру. Во время циркуляции воды в теплоносителе не должно быть воздуха, так как это может повлечь за собой образование воздушной пробки, которая не будет давать поступать горячей воде, а также может возникнуть разрыв трубопровода. При возникновении каких-либо неисправностей в системе, лучше обратиться к специалистам для своевременного выявления и решения проблемы. При условии аккуратного и бережного использования системы горячего водоснабжения вероятность возникновения аварийных ситуаций, поломок и сбоев сводится к минимуму.

Таким образом, при подключении системы горячего водоснабжения необходимо ознакомиться с ее разновидностями и понять, какая именно модель подходит для конкретной квартиры или дома. К тому же правильная установка, соблюдение всех норм и правил эксплуатации, использование качественных материалов и своевременная профилактика поможет долгие годы пользоваться выбранной системой без возникновения неприятных и неожиданных проблем.

О том, какие существуют разновидности и особенности систем горячего водоснабжения, смотрите в следующем видео.

Утечка во времени: 60% домов в России могут остаться с плохой водой | Статьи

Около 60% жилых домов в России могут остаться с горячей водой низкого качества. Речь о зданиях с открытой системой теплоснабжения, при которой из кранов течет такая же горячая вода, как в батареях. Она опасна для здоровья, плюс такие системы отличаются низкой энергоэффективностью. В 2011 году правительство приняло поправку в закон, по которой горячая вода для кранов и для батарей в жилых домах должна подаваться раздельно. Но существенных шагов для этого не предпринято до сих пор, рассказали «Известиям» участники отрасли. Теперь Минстрой намерен внести в Госдуму законопроект об отмене обязательного перехода к закрытым системам, говорится в документах правительства, с которыми ознакомились «Известия».

Риски и сроки

В сентябре 2021 года Минстрой намерен внести в Госдуму законопроект об отмене в жилых домах обязательного перехода к закрытым системам теплоснабжения с открытых. Об этом говорится в плане законопроектной деятельности правительства, с которым ознакомились «Известия». В настоящее время законопроект внесен в правительство РФ, сказали «Известиям» в Минстрое.

С 1 января 2022-го эксплуатация централизованных открытых систем теплоснабжения в многоквартирных жилых домах станет незаконной, предусматривает действующая редакция ФЗ-190 «О теплоснабжении».

В Минэнерго «Известиям» сообщили, что «с учетом ретроспективного анализа темпов закрытия открытых систем горячего водоснабжения до 1 января 2022 года невозможно провести все необходимые мероприятия». При этом в ведомстве отметили, что введение нормы, предусматривающей обязательное закрытие открытых систем горячего водоснабжения, в первую очередь было направлено на обеспечение безопасности населения и соблюдение санитарно-гигиенических требований.

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Александр Казаков

В открытой системе горячая вода проходит химическую подготовку и нагревается на тепловых электростанциях или в котельных. Она отбирается из тех же труб, по которым течет к батареям, рассказал «Известиям» доцент департамента менеджмента и инноваций Финансового университета при правительстве РФ Станислав Шубин. То есть в краны жителей поступает такая же вода, как и в батареи. А она не всегда соответствует санитарным требованиям и может быть вредна для здоровья, подчеркнул эксперт.

Горячая вода из открытых систем может приводить к химической интоксикации организма — поражению внутренних органов, особенно печени, аллергиям и экземам на коже, рассказал председатель технического комитета ТК «Качество воды» Росстандарта, заведующий кафедрой экологии и промышленной безопасности РТУ МИРЭА Георгий Самбурский.

— При открытой системе теплоснабжения в кране с горячей водой оказывается теплоноситель — вода, прошедшая химводообработку для защиты от коррозии металла и накипеобразования в подогревателях, — добавил Станислав Шубин.

Открытая система теплоснабжения от закрытой отличается более низкой энергоэффективностью, отметила председатель экспертного совета комитета Госдумы по жилищной политике и ЖКХ Ирина Булгакова. Закрытая система позволяет нагревать воду уже в здании при помощи теплообменников — поэтому она не содержит опасных примесей, уточнила она.

Фото: РИА Новости/Евгений Биятов

Обеспечить обязательный переход к закрытым системам теплоснабжения должны были поправки, внесенные в федеральный закон еще в 2011 году, рассказал «Известиям» профессор факультета городского и регионального развития НИУ ВШЭ Сергей Сиваев.

— Поправки дали регионам 10 лет на перевод систем в закрытые. До указанного срока осталось не так много времени — очевидно, что положение закона не будет выполнено. В целом по России около 70% домов получали горячее водоснабжение именно по открытой схеме, однако «закрыться» за минувшие годы успело не более 10% из них, — рассказал Сергей Сиваев.

Законопроект сохраняет действие нормы части 8 статьи 29 ФЗ-190, исключающей возможность подключения объектов капитального строительства потребителей к открытым системам теплоснабжения, подчеркнули в Минстрое. Это позволит обеспечить постепенное строительство закрытых систем горячего водоснабжения, добавили в ведомстве.

Комплексная задача

Согласно разработанному Минстроем законопроекту, правительство должно будет утвердить порядок оценки экономической эффективности перевода систем на закрытые, сказал Сергей Сиваев. И без нее схемы нельзя будет заменять, уточнил он. В Минстрое указали, что решение позволит обеспечить постепенный переход к закрытым системам там, где это необходимо экономически и технологически.

— Но самым простым решением в такой ситуации станет отмена обязательного перехода с открытой на закрытую систему горячего водоснабжения. Причем навсегда, потому что это затратная и комплексная задача, которую без адекватных механизмов институциональной и бюджетной поддержки не решить. Это практика последних десяти лет и показала, — сказал Сергей Сиваев.

В расходы входит установка подогревателей горячего водоснабжения с насосным оборудованием, строительство новых и реконструкция существующих тепловых сетей и вентиляции тепловых пунктов, реконструкция сетей холодного водоснабжения, рассказал эксперт тематической площадки ОНФ «Жилье и городская среда» Павел Склянчук.

Фото: ТАСС/Юрий Смитюк

Поправки, отменяющие запрет, Минстрой разработал еще в 2019 году, сообщил он. Ведомство предлагало осуществлять переход к закрытой системе теплоснабжения только после предварительной оценки экономической целесообразности таких изменений, но инициатива вызвала неоднозначную реакцию экспертного сообщества и не была направлена в Госдуму, заявил Павел Склянчук. Теперь же министерство вновь пытается отменить неудобное требование, добавил он.

Для решения столь сложной проблемы не были созданы необходимые условия, в том числе и финансовые, считает Ирина Булгакова.

— Задача закрытия систем горячего водоснабжения абсолютно правильная, ее главной целью было повышение уровня санитарной безопасности и энергоэффективности коммунальных систем. Но организационных и финансовых механизмов для ее решения на федеральном и региональном уровнях предложено не было, — отметила она.

Эксперт объяснила, что запрещающим открытые системы законом не было определено, за чей счет осуществлять переоборудование. Минстрой не может найти финансирование на такие работы, у ресурсоснабжающих организаций (РСО) также нет на это средств. Поэтому за десять лет почти никто не смог этого сделать, заключила она.

Фото: ТАСС/Владимир Смирнов

«Известия» направили запросы в крупные РСО. В ресурсоснабжающей компании «Фортум» сообщили, что использование открытых систем горячего водоснабжения приводят к технологическим и экологическим рискам. В компании отметили, что переход на закрытую схему горячего водоснабжения — это в большинстве случаев окупаемый проект. Для этого необходимо внести правки в основы ценообразования и отдельно предусмотреть льготное кредитование в реализации подобного рода проектов, считают там.

Циркуляция горячей воды | Grundfos

Находящаяся в трубопроводах горячая вода для бытовых нужд будет охлаждаться из-за потерь тепла, если в течение длительного времени не будет осуществляться ее отбор. Циркуляция горячей воды для бытовых нужд обеспечивает расход внутри трубопроводов, даже если отбор горячей воды не осуществляется.

Находящаяся в трубопроводах горячая вода для бытовых нужд будет охлаждаться из-за потерь тепла, если в течение длительного времени не будет осуществляться ее отбор. В больших системах горячего водоснабжения для бытовых нужд с протяженной сетью распределительных трубопроводов для удаления такой холодной воды из трубопроводов потребуется относительно много времени, прежде чем можно будет осуществлять отбор горячей воды. Из-за возникающих в связи с этим проблем с комфортом подобный подход часто является неприемлемым.

Циркуляция горячей воды для бытовых нужд обеспечивает расход внутри трубопроводов, даже если отбор горячей воды не осуществляется. Таким образом, время ожидания поддерживается на приемлемом уровне. Циркуляция горячей воды для бытовых нужд осуществляется при заданной минимальной температуре для сведения к минимум энергопотребления. Для управления данным процессом используются циркуляционные клапаны, которые специально устанавливают на нескольких участках системы горячего водоснабжения. Для обеспечения циркуляции горячей воды для бытовых нужд обратно к технологической системе (теплообменнику или установке подогрева воды) используется циркуляционный насос.

Забота о сведении к минимуму роста бактерий в системе трубопроводов часто приводит к необходимости обеспечения циркуляции горячей воды для бытовых нужд при более высокой температуре. Систематическое повышение температуры в системе горячего водоснабжения для бытовых нужд позволяет уничтожить ряд нежелательных бактерий. В больших системах горячего водоснабжения для бытовых нужд можно легко управлять процессом циркуляции с помощью инженерной системы здания (BMS).

Циркуляционные насосы для горячей воды от компании Grundfos включают в себя циркуляционные насосы и насосы для перекачивания воды. Они используются для обеспечения оптимального получения и рециркуляции горячей воды для бытовых нужд.

Системы отопления и горячего водоснабжения

Комфортное проживание в доме невозможно без эффективно работающих систем горячего водоснабжения (ГВС) и отопления. Современный рынок предлагает внушительный выбор теплового оборудования и множество технических решений, с помощью которых можно устроить эффективные системы отопления и горячего водоснабжения. Однако, как показывает практика, далеко не всегда результат отвечает ожиданиям. Чтобы избежать ошибок в устройстве инженерных сетей дома, следует тщательно изучить технологию монтажа и использовать качественные материалы и оборудование.

Виды отопительных систем

Система отопления загородного дома может быть централизованной либо децентрализованной (автономной, индивидуальной). При централизованной системе отопления трубопроводы потребителя подключают напрямую к основной магистральной тепловой сети.

Индивидуальные системы отопления могут быть:

  • воздушные,
  • водяные,
  • с использованием этиленгликоля;
  • с использованием масла;
  • электрического обогрева.

Водяные системы отопления в качестве теплоносителя используют воду, которая в свою очередь нагревается котлом и, проходя по трубопроводу, отдает свое тепло. При разных конструкциях и схемах происходит это через теплообменники или радиаторы.

Работа воздушного отопления основана на подогреве котлом воздуха, который впоследствии движется по воздуховодам. Также воздух может отдавать тепло и через дутьевые вентиляторы, установленные в стенах или на потолке. Сами же воздуховоды, как правило, утеплены и спрятаны в стены.

Этиленгликоль применяется в слабо используемых системах, когда существует возможность замерзания теплоносителя. Подобный раствор не боится низких температур и хорошо выдерживает высокие. Из минусов — слишком дорогое оборудование и последующая эксплуатация.

Масло используют при необходимости постоянных высоких температур. Долгий процесс остывания такого теплоносителя позволяет прогревать помещения до 25-30 градусов, а иногда ещё и выше. В жилом секторе, где приемлемой температурой считается 18-22 оС, применяется очень редко.

Электрический нагрев помещения происходит без использования теплоносителя — электроэнергия преобразуется в тепловую. Стоимость и количество потраченной энергии здесь напрямую зависит от заданной температуры.

Автономное отопление дома

Данный тип устройства обогрева помещения может основываться на естественной или принудительной циркуляции теплоносителя. Для принудительного перемещения жидкости используется циркуляционный насос. Неоспоримыми достоинствами такого устройства является: высокий комфорт (есть возможность регулировки температуры в помещении), использование труб небольшого диаметра, увеличение срока службы нагревательного котла. К недостаткам относится повышенный расход электроэнергии.

При естественной циркуляции вода движется по трубопроводу под действием гидравлики, когда возникает неоднородность среды (благодаря плотности и температуре). Недостатки – более низкий КПД и соответственно повышенный расход топлива и ресурса.

Кроме того, индивидуальные системы отопления могут быть закрытого и открытого типа. Последние использует открытый расширительный бак, в то время как закрытые сети предусматривает установку закрытого мембранного бака. Вторая система  имеет массу преимуществ:

  • нет необходимости устанавливать бак в самой высокой точке системы;
  • отсутствует контакт воды с воздухом, что исключает насыщение жидкости кислородом и преждевременный износ водопровода и котла, минимизируется риск образования воздушных пробок;
  • есть возможность создавать необходимое давление даже в самых высоких точках системы.

Автономная система горячего водоснабжения.

Несмотря на то, что на протяжении многих лет центральная система горячего водоснабжения была приоритетной, сегодня все большее число граждан выбирает автономные схемы и самостоятельную их комплектацию оборудованием. Современный домовладелец может выбрать наиболее приемлемый вариант из приведенных ниже:

  • проточная схема, предусматривающая расходный прогрев воды. Иными словами, когда открывается кран иначинает течь вода, тогда и происходит непосредственный нагрев.
  • емкостные схемы. Используют электрические нагреватели и баки-накопители, со встроенными теплообменниками. Нагрев происходит независимо от разбора. самый дешевый способ получения горячей воды.
  • комбинированные схемы. Такие системы горячего водоснабжения используют двухконтурные котлы  и накопительные баки для ГВС, емкостные водонагреватели и теплообменники промежуточного типа. Все это позволяет работать системе горячего водоснабжения в поточном режиме, если потребление горячей воды отвечает номинальной мощности теплообменника, а при пиковых расходах, превышающих номинальную мощность устройства, – в емкостном режиме с использованием воды из бака-накопителя.

Теплоносителем для ГВС может быть вода, воздух или электричество. Система водоснабжения при этом (как и в отоплении) делится на открытую или закрытую, циркуляционную или естественную. Каждый из вариантом подбирается индивидуально с учетом потребностей потребителя и технических характеристик трубопроводов.

Выбор нового водонагревателя

Выбирая новый водонагреватель для дома, выбирайте систему водяного отопления, которая не только обеспечит достаточное количество горячей воды, но и будет обеспечивать ее энергоэффективность, экономя ваши деньги. Это включает в себя рассмотрение различных типов доступных водонагревателей и определение правильного размера и источника топлива для вашего дома. Ознакомьтесь с инфографикой Energy Saver 101: Water Heating, чтобы узнать больше о различных типах водонагревателей и о том, как выбрать правильную модель для вашего дома.

Типы водонагревателей

Перед покупкой рекомендуется ознакомиться с различными типами водонагревателей:

Критерии выбора

При выборе наилучшего типа и модели водонагревателя для вашего дома учитывайте следующее:

  • Вид топлива, наличие и стоимость. Тип топлива или источник энергии, который вы используете для нагрева воды, повлияет не только на годовые эксплуатационные расходы водонагревателя, но также на его размер и энергоэффективность.См. Ниже более подробную информацию о выборе типов топлива.
  • Размер. Чтобы обеспечить дом достаточным количеством горячей воды и максимизировать эффективность, вам нужен водонагреватель подходящего размера. Посетите страницы, посвященные различным типам водонагревателей (ссылки выше), чтобы узнать больше о размерах.
  • Энергоэффективность. Чтобы добиться максимальной экономии энергии и затрат, вы хотите знать, насколько энергоэффективен водонагреватель, прежде чем покупать его. Посетите страницы, посвященные различным типам водонагревателей (ссылки выше), чтобы узнать больше об оценке энергоэффективности.
  • Затраты. Перед покупкой водонагревателя также неплохо оценить его годовые эксплуатационные расходы и сравнить их с другими менее или более энергоэффективными моделями. Посетите страницы, посвященные различным типам водонагревателей (ссылки выше), чтобы узнать больше об оценке затрат.

Также обязательно сделайте все возможное, чтобы сократить потребление горячей воды. Вы также можете изучить другие стратегии, такие как рекуперация тепла сточной воды, чтобы сэкономить деньги на счетах за отопление воды.

Типы топлива, наличие и стоимость нагрева воды

При выборе нового водонагревателя важно учитывать, какой тип топлива или источник энергии вы будете использовать, включая его доступность и стоимость. Топливо, используемое в системе водяного отопления, повлияет не только на годовые эксплуатационные расходы, но также на размер водонагревателя и энергоэффективность.

Изучение вариантов водонагревателя по типу топлива

Тип топлива и его доступность в вашем регионе могут сузить выбор вашего водонагревателя.Ниже приведен список вариантов водонагревателей в зависимости от вида топлива или источника энергии:

  • Электроэнергия
    Широко доступны в Соединенных Штатах для использования в качестве топлива для обычных аккумуляторов, безбактовых водонагревателей или водонагревателей по запросу, а также для водонагревателей с тепловым насосом. Его также можно использовать с комбинированными системами водяного отопления и обогрева помещений, в том числе безрежимными змеевиками и косвенными водонагревателями.
  • Мазут
    Доступно в некоторых районах США для заправки обычных водонагревателей и косвенных комбинированных систем водяного отопления и отопления помещений.
  • Природный газ
    Доступно во многих регионах США для использования в обычных накопительных и требующихся (проточных или проточных) водонагревателях, а также в комбинированных системах водяного отопления и отопления помещений, которые включают безбаковые змеевики и косвенные водонагреватели.
  • Пропан
    Доступен во многих регионах США для использования в обычных накопительных и требующихся (проточных или проточных) водонагревателях, а также в комбинированных системах водоснабжения и отопления помещений косвенного действия.
  • Солнечная энергия
    Солнечные водонагреватели доступны на всей территории Соединенных Штатов, особенно на Юго-Западе.
Сравнение затрат на топливо и типов водонагревателей

Если в вашем районе доступно более одного типа топлива, рекомендуется сравнить затраты на топливо, особенно если вы строите новый дом. Даже если вы заменяете водонагреватель, вы можете обнаружить, что в конечном итоге сэкономите больше денег, если будете использовать другое топливо или источник энергии.Свяжитесь с вашим коммунальным предприятием для получения информации о текущих расходах на топливо или тарифах.

Тип водонагревателя, который вы выберете, также повлияет на ваши расходы на нагрев воды. Один тип водонагревателя может использовать один вид топлива более эффективно, чем другой тип водонагревателя. Например, водонагреватель с электрическим тепловым насосом обычно более энергоэффективен, чем обычный накопительный водонагреватель. Кроме того, водонагреватель с электрическим тепловым насосом может иметь более низкие затраты на энергию из-за его более высокой эффективности, чем традиционный водонагреватель, работающий на газе, даже если местные затраты на природный газ могут быть ниже, чем тарифы на электроэнергию.

Оценка затрат и эффективности водонагревателей для хранения, потребления и теплового насоса

Прежде чем вы сможете выбрать и сравнить стоимость различных моделей, вам необходимо определить водонагреватель правильного размера для вашего дома. Если вы еще этого не сделали, см. Определение размера нового водонагревателя. Чтобы оценить годовые эксплуатационные расходы на водонагреватель, водонагреватель с тепловым насосом (без резервуара или мгновенный) или с тепловым насосом, вам необходимо знать следующее о модели:

  • Коэффициент энергии (EF) (см. Выше)
  • Тип и стоимость топлива (текущие расценки могут предоставить местные коммунальные службы)

Затем используйте следующие вычисления:

Для газовых и масляных водонагревателей

Вам необходимо знать удельную стоимость топлива в британских тепловых единицах (Btu) или термиках.(1 терм = 100 000 британских тепловых единиц)

365 дней в году X 0,4105 терм / день ÷ EF X Стоимость топлива (терм) = расчетная годовая стоимость эксплуатации

Пример: водонагреватель, работающий на природном газе, с EF 0,58 и стоимостью топлива 0,00000109 долл. США / терм

365 X 0,4105 / 0,58 X 1,09 доллара (стоимость природного газа на этикетке энергоэффективности) = 282 доллара

Для электрических водонагревателей, в том числе тепловых насосов

Вам необходимо знать или пересчитать удельную стоимость электроэнергии в киловатт-час (кВтч).

365 дней в году x 12.03 кВтч / день ÷ EF x Стоимость топлива ($ / кВтч) = годовая стоимость эксплуатации

Пример: водонагреватель с тепловым насосом с EF 0,0 (это агрегат с наивысшей эффективностью на рынке) и стоимостью электроэнергии 0,1301 долл. США / кВт · ч

365 X 12,03 ÷ 4,0 X 0,1301 доллара США (это последняя стоимость электроэнергии, указанная в энергетической этикетке) = 143 доллара США

Ежедневное потребление энергии в приведенных выше уравнениях основано на процедуре испытания DOE для водонагревателей, которая предполагает температуру воды на входе 58 ° F, температуру горячей воды 135 ° F и общее производство горячей воды 64.3 галлона в день, что является средним показателем для семьи из трех человек.

Сравнение затрат и определение срока окупаемости

Когда вы узнаете стоимость покупки и годовые эксплуатационные расходы моделей водонагревателей, которые хотите сравнить, вы можете использовать приведенную ниже таблицу, чтобы определить экономию затрат и окупаемость более энергоэффективных моделей.

Модели Цена водонагревателя EF Расчетные годовые эксплуатационные расходы
Модель A
Модель B (высший EF)
Дополнительная стоимость более производительной модели (Модель B) Цена модели B — Цена модели A = $ дополнительная стоимость модели B

Расчетная годовая экономия на эксплуатационных расходах (Модель B)

Годовые эксплуатационные расходы модели B — Годовые эксплуатационные расходы модели A = $ Экономия затрат модели B в год

Срок окупаемости модели B

$ Дополнительная стоимость модели B / $ Экономия затрат модели B в год = Срок окупаемости / лет

Пример:

Сравнение двух газовых водонагревателей с местной стоимостью топлива 1 доллар.09 за терм.

Модели Цена водонагревателя EF Расчетные годовые эксплуатационные расходы
Модель A $ 450 .58 $ 282
Модель B $ 1050 0,69 $ 237
Дополнительная стоимость более производительной модели (Модель B) 1050–450 = 600
Расчетная годовая экономия на эксплуатационных расходах (Модель B) 282–237 долларов = 45 долларов в год
Срок окупаемости модели B 45 $ / 11 $ в год = 13.3 года

В приведенном выше примере следует учитывать, что высокоэффективный водонагреватель представляет собой блок с прямым вытяжным воздухом, отвод которого можно отводить через ПВХ, а не из металлических каналов. Это значительно снижает затраты на установку и может привести к гораздо более быстрой окупаемости.

Накопительные водонагреватели | Министерство энергетики

Обычные накопительные водонагреватели остаются самым популярным типом систем водяного отопления для дома. Здесь вы найдете основную информацию о том, как работают накопительные водонагреватели; какие критерии использовать при выборе подходящей модели; а также некоторые советы по установке, обслуживанию и безопасности.

Как они работают

Накопительный водонагреватель на одну семью предлагает готовый резервуар — от 20 до 80 галлонов — горячей воды. Он работает, выпуская горячую воду из верхней части бака, когда вы открываете кран с горячей водой. Чтобы заменить эту горячую воду, холодная вода поступает на дно бака, гарантируя, что бак всегда полон.

Обычные источники топлива для водонагревателей включают природный газ, пропан, мазут и электричество. Узнайте больше о доступных видах топлива при выборе нового водонагревателя.

Поскольку вода в баке постоянно нагревается, энергия может быть потрачена впустую, даже если кран с горячей водой не работает. Это называется потерей тепла в режиме ожидания . Только водонагреватели без резервуара, такие как водонагреватели по запросу и водонагреватели без резервуара, позволяют избежать потерь тепла в режиме ожидания. Некоторые модели накопительных водонагревателей имеют сильно изолированный бак, что значительно снижает потери тепла в режиме ожидания и снижает годовые эксплуатационные расходы. Ищите модели с резервуарами, которые имеют тепловое сопротивление (R-значение) от R-12 до R-25.

Газовые и масляные водонагреватели также имеют потери энергии, связанные с удалением воздуха. Два типа водонагревателей — газовый водонагреватель с вентилятором и атмосферный водонагреватель герметичного горения — уменьшают эти потери. Посетите сайт Energy Basics, чтобы узнать больше о том, как работают обычные водонагреватели.

Вы также можете рассмотреть некоторые менее традиционные накопительные водонагреватели — водонагреватели с тепловым насосом и солнечные водонагреватели. Эти водонагреватели обычно более дорогие, но они обычно имеют более низкие годовые эксплуатационные расходы.

Выбор накопительного водонагревателя

Самый дешевый накопительный водонагреватель может оказаться самым дорогим в эксплуатации и обслуживании в течение всего срока службы. Хотя установка слишком большого размера может показаться привлекательной, она требует более высокой покупной цены и увеличения затрат на электроэнергию из-за более высоких потерь энергии в режиме ожидания.

Перед покупкой нового водонагревателя примите во внимание следующее:

Установка и обслуживание

Правильная установка и обслуживание вашего водонагревателя может повысить его энергоэффективность.

Правильная установка зависит от многих факторов. Эти факторы включают тип топлива, климат, местные строительные нормы и правила и вопросы безопасности, особенно в отношении сжигания воды в водонагревателях, работающих на газе и жидком топливе. Поэтому для установки накопительного водонагревателя лучше обратиться к квалифицированному специалисту по сантехнике и отоплению. При выборе подрядчика обязательно сделайте следующее:

  • Запросите смету расходов в письменной форме
  • Спросите рекомендации
  • Обратитесь в местное бюро Better Business Bureau
  • Узнайте, получит ли компания местное разрешение, если необходимо, и понимает ли местные строительные нормы и правила и т. д.

Если вы решили установить его самостоятельно, сначала проконсультируйтесь с производителем водонагревателя. У производителей обычно есть необходимые инструкции по установке и эксплуатации. Кроме того, свяжитесь с вашим городом для получения информации о получении разрешения, если необходимо, и о местных нормах и правилах строительства водонагревателей.

Периодическое обслуживание водонагревателя может значительно продлить срок его службы и минимизировать потерю эффективности. Прочтите руководство пользователя для получения конкретных рекомендаций по обслуживанию.

Текущее обслуживание водонагревателей, в зависимости от типа / модели, может включать:

  • Промывка литра воды из накопительного бака каждые три месяца
  • Проверка клапана температуры и давления каждые шесть месяцев
  • Осмотр анодный стержень каждые три-четыре года.
Повышение энергоэффективности

После того, как ваш водонагреватель правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить ваши счета за нагрев воды.Некоторые энергосберегающие устройства и системы дешевле устанавливать вместе с водонагревателем.

Руководство по покупке лучших водонагревателей

Водонагреватели резервуаров обычно вмещают 40, 50 или 55 галлонов или более. Размер, который вы покупаете, зависит от количества людей, живущих в вашем доме, и вашего максимального потребления воды. Семья из четырех человек, например, может несколько раз принять душ, запустить посудомоечную машину и выстирать одну или две партии белья в среднем в день, что в сумме составляет 100 галлонов горячей воды или более. Но это не означает, что домохозяйству нужен резервуар на 100 галлонов.

Для водонагревателей с накопительным баком важно учитывать рейтинг за первый час, который представляет собой количество галлонов, которое водонагреватель может подать за час, начиная с полного резервуара. Вы найдете FHR на этикетке EnergyGuide. Чтобы рассчитать, какая частота сердечных сокращений будет работать для вашего дома, используйте калькулятор на веб-сайте Energy Saver.

В результате недавно обновленных стандартов эффективности водонагреватели объемом менее 55 галлонов теперь имеют повышение эффективности на 4 процента, а водонагреватели объемом 55 галлонов или более имеют прирост эффективности от 25 до 50 процентов, в зависимости от используемой технологии — тепловой насос или конденсация.(См. Типы водонагревателей ниже.)

И не думайте, что новый водонагреватель поместится там, где был ваш старый. Из-за повышенной изоляции и других улучшений эффективности некоторые новые модели могут быть шире и / или выше, чем ваш старый водонагреватель.

Бесконтактные водонагреватели, конечно, не удерживают много воды, поэтому нужно искать показатель галлонов в минуту (галлонов в минуту). Это число, которое говорит вам, сколько горячей воды водонагреватель может подать за установленный период времени. Чем выше GPM, тем больше горячей воды может подать агрегат.Если у вас большая семья и несколько ванных комнат, вам понадобится безрезервуарный водонагреватель с более высоким GPM. Например, в обычном душе расходуется до 2,5 галлона в минуту. Более новые стиральные машины используют от 7 галлонов (фронтальная загрузка) до 19 галлонов (мешалка с верхней загрузкой) на одну стирку, но более старые модели могут использовать до 32 галлонов на загрузку, как указано ниже. Соответственно рассчитайте свои потребности.

Для получения дополнительной информации, вы можете проверить наши характеристики водонагревателя.

Горячая вода для промышленности | Армстронг Интернэшнл

Независимо от того, какой метод нагрева воды вы используете, у нас есть необходимые интеллектуальные решения.

Наши специалисты покажут вам, как избежать масштабирования, повысить эффективность и безопасность, а также увеличить производство и доходность. Мы также можем помочь вам удовлетворить мировые стандарты качества воды, предоставив чистую, безопасную исходящую воду, которая соответствует стандартам USFDA и ЕС для воды в бутылках и пищевых ингредиентов для непосредственного использования без дополнительной фильтрации. (Это заявление предполагает, что поступающая вода соответствует требованиям USFDA и ЕС.)

Отопление водяным паром Отопление водой газом

Готовое комплексное решение, разработанное для удовлетворения ваших непосредственных потребностей в увеличении производительности.

Надежные и проверенные, наши мобильные механические помещения с быстрой доставкой по принципу «включай и работай» удовлетворяют ваши высокие производственные потребности, обеспечивая безопасную, надежную и горячую воду с температурой, необходимой для мытья, санитарии и мытья рук.

УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ О МОБИЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ УТИЛИТАХ ARMSTRONG

Armstrong обеспечивает новаторскую точность, простоту и непревзойденную производительность с нашим передовым решением для пара / воды.

Наши решения для горячего водоснабжения для пара — от одного продукта до полной, полностью интегрированной системы — могут удовлетворить самые взыскательные требования.


Армстронг все делает.

Мы можем решить ваши проблемы и предотвратить их с помощью комплексного решения, разработанного специально для ваших уникальных параметров. Armstrong — это комплексное решение для вас: от полного спектра современной продукции до полной, полностью интегрированной системы горячего водоснабжения для нового предприятия или индивидуальных решений и решений «под ключ» для каждого из ваших существующих заводов по всему миру.

На переднем крае технологий и инноваций.

Мы представили миру цифровой контроль температуры воды, и наша компания имеет более 50 патентов на исключительные продукты и программное обеспечение.Интеллектуальные решения Armstrong работают по всему миру, постоянно экономя время, деньги и энергию для некоторых из крупнейших и наиболее эффективных компаний в вашей отрасли.

Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии.Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами. Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

Один из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, — это использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической).Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основным преимуществом этих систем является то, что они обеспечивают постоянный нагрев при относительно нечастой загрузке. Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров за последние годы.Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения, работающих на дровах. Кроме того, около 60 единиц используется для сушки табака и около 300 — для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования были упущены из виду.

Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила.Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе. В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

  • А топка , камера, в которой сжигается топливо;
  • A резервуар для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
  • A насосно-трубопроводная система для транспортировки нагретой воды;
  • Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
  • Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

  1. Горение . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
  2. Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
  3. Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения — топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

Как горит древесина

Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит дрова. Горение (горение) — это процесс, в котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло.Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако, однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.

Большинство людей знают, что для сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.

Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые летучие вещества, содержащиеся в ней — вода, воск и масла — начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, которых изначально не было в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот.Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

По мере того, как температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температуре от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

В какой-то момент во время горения куска дерева все смолы и газы улетучатся.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество угля или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).

Однако существуют пределы того, насколько быстро можно заставить дрова гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как недостаток воздуха.

Слишком большое количество воздуха в камере сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате резкого смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какие-либо повреждения системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большая часть оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 1000 ° F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.

В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют «водяными плитами».«В агрегатах этого типа стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топки из огнеупорного кирпича. Огнеупорный кирпич замедляет отвод тепла от огня и, таким образом, увеличивает эффективность сгорания.

Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, работает так же хорошо, как белый огнеупорный кирпич для облицовки топки.Хотя красный кирпич не так эффективен, он стоит примерно в пятую часть стоимости белого огнеупорного кирпича.

Конструкция топки

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного агрегата. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка еще не слишком мала, добавление облицовки из огнеупорного кирпича может помочь, потому что это сделает огонь более горячим. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

Мощность системы горячего водоснабжения можно описать двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло.(Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина будет достаточной. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер колосниковой решетки составляет 5 на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.


Таблица 1. Зависимость производительности системы от объема камеры сгорания.
Производительность системы (БТЕ / ч) Объем камеры сгорания (кубические футы)
50 000 2
100 000 5
200 000 9
300 000 27
400 000 40
500 000 75
750 000 100
1 000 000 200
2 000 000 400
3 000 000 500

Выбор вытяжного вентилятора

Практические ограничения размеров топки и конструкции дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие схемы и их комбинации:

  • Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
  • Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
  • Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

Использование вентиляторов для подачи воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная мощность системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

.

6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, необходимый объем воздуха составляет:

.

1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб. Футов / мин)

Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Следовательно, требуемый объем:

405 кубических футов в минуту x 1,5 = 608 кубических футов в минуту

Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту

Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Статического давления воды в 1 дюйм будет более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам различного размера. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.


Таблица 2. Размеры стеклопакетов для различных систем.
Производительность системы (БТЕ / ч) Размер стекового вентилятора (куб. Фут / мин при 1 дюйм.давление воды)
50 000 40
100 000 75
200 000 140
300 000 180
400 000 240
500 000 300
750 000 425
1 000 000 550
2 000 000 1,100
3 000 000 1,650

Двери с водяным охлаждением

Одной из наиболее часто встречающихся проблем в системах водяного отопления является коробление дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на Рисунке 2, была сделана из стали 1, 2 дюймов с существенным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что полностью решить эту проблему невозможно, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.

Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть выхода циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

Решетка Дизайн

Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности требуется не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200 000 БТЕ / час потребуется:

200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 7 квадратным футам. Следовательно, решетки шириной 2 фута и длиной 3 1 2 футов будет достаточно для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ / час.

Создать удовлетворительную решетку сложно. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем треснуть и выгореть. Пластина из мягкой стали толщиной от 1 2 от дюймов до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх ногами, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии 1 2 на расстоянии 1 дюйма друг от друга, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если их покупать на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного обжига может привести к закупорке решеток и нарушению циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

Самая заметная часть системы горячего водоснабжения — это бак для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.


Таблица 3. Типоразмеры металлических резервуаров для хранения.
Емкость (галлонов) Диаметр Длина
500 48 из 64 в
560 42 из 92 из
1 000 49 1 2 дюйм 10 футов
2 000 64 в 12 футов
4 000 64 в 24 фута
6 000 8 футов 16 футов 1 дюйм
8,000 8 футов 21 фут 4 дюйма
10 000 8 футов
10 1 2 футов
26 футов 1 дюйм
15 футов 8 дюймов
12 000 8 футов
10 1 2 футов
31 фут 11 дюймов
18 футов 7 дюймов
15 000 8 футов
10 1 2 футов
39 футов 11 дюймов
23 фута 4 дюйма
20 000 10 1 2 футов 31 фут
25 000 10 1 2 футов 38 футов 9 дюймов
30 000 10 1 2 футов 46 футов 6 дюймов

Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были созданы с использованными резервуарами.Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Внимание: Никогда не сваривайте и не резайте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся материалы, если он не будет тщательно очищен и провентилирован. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака — смешать примерно 2 фунта моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

Теплоемкость

Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода — одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток в том, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

По определению, одна британская тепловая единица (BTU) — это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65 ° F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,

212 ° F — 65 ° F = 147 ° F

указывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

На самом деле, снижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

.

212 ° F — (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

Если заданная тепловая нагрузка определена как 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

.

1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10714 фунтов

Поскольку вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода подается к загрузке и от нее.Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

Очень хорошая идея — установить термометр на выпускной линии резервуара. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения — обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

Также хорошей идеей является установка термометра на линиях с обеих сторон нагрузки — например, на впускной и выпускной линиях радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.

Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и максимальном промежутке времени между загрузками топлива.Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопительный бак), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.

Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время реальной работы будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в ​​последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно выделять ее с контролируемой скоростью.

Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость аккумулирования не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирующей тепло системы слишком мала.

Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение — добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

Система горячего водоснабжения не является паровой; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый накопительный бак чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

Изоляция

Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.


Таблица 4. Эффективность изоляции трех толщин на большом резервуаре для горячей воды.
Толщина изоляции (дюймы) Значение «R» Тепловые потери (БТЕ / ч) 1 Ежемесячная стоимость потерянной энергии 2 Стоимость изоляции 3
0.0 0,5 200 000 384,00 $ $ 0
0,5 4,0 25 000 48,00 500
1,0 7,5 13 300 25,54 1 000
2,0 ​​ 14,5 6 900 13.25 2 000
Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов.
1 При разнице температур воды и окружающей среды 100 ° F.
2 При условии, что древесина стоит 40 долларов за шнур.
3 Предполагается, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут на дюйм толщины.

Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции можно легко оправдать за счет экономии затрат на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более 1 2 дюйма трудно оправдать.

Один из вариантов — разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, может удерживаться на месте проволочной сеткой с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

Защита от ржавчины

Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, — это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

Пожарные трубы

Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано таким образом, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

Очень важно, чтобы количество и размер трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.


Таблица 5. Линейные футы на квадратный фут площади поверхности для обычных стальных труб.
Номинальный размер трубы (дюймы) Внешний диаметр (дюймы) Линейных футов на квадратный фут внешней площади
1/2 0,840 4,55
3/4 1.050 3.64
1 1,315 2,90
1 1/4 1,660 2,30
1 1/2 1.900 2,01
2 2,375 1,61
2 1/2 2,875 1,33
3 3.500 1,09
3 1/2 4.000 0,95
4 4.500 0,85
4 1/2 5.000 0,76
5 5,563 0,67
6 6,625 0,58

Правильный размер трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящая топка с таким объемом должна иметь длину 1 1 2 фута, ширину 2 фута и высоту 3 фута. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 1 2 -дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

Около 147 погонных футов 1 1 2 -дюймовой трубы требуется для получения 73 квадратных футов площади теплообмена. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:

73 фута x 1.09 фут / кв фут = 79,73 фут

Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения затрат, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 1 2 дюйма и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако большую трубу сваривать намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на пожарные трубы нанесено покрытие.

Стратификация

Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду необходимо поддерживать в движении. Один из способов — подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

Лучшее решение — установить непрерывно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перемещения воды из самой холодной в самую горячую часть резервуара. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса мощностью 1 6 от до 1 2 .

Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.

Трубопровод

Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса — довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25 ° F при прохождении воды через теплообменник.


Таблица 6. Минимальные размеры трубы для нагрузок на расстоянии 100 и 300 футов от резервуара.
Нагрузка (БТЕ / час) Расход (галлон / мин) Диаметр стальной трубы (дюймы) 1
100 футов 300 футов
100 000 8 1 1/4 1 1/2
200 000 16 1 1/2 2
300 000 24 2 2 1/2
400 000 32 2 1/2 2 1/2
500 000 40 2 1/2 3
750 000 60 3 3
1 000 000 80 3 4
1 500 000 120 4 4
2 000 000 160 4 4
1 Для трубы из ХПВХ подходит следующий меньший размер

За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или помещений для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.

Насосы

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах до максимально ожидаемых.

Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб — ХПВХ и полибутилен — предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ — это жесткая пластиковая труба, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.

Изоляция труб

Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы, идущие к нагрузке и от нее, были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно из-за длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

Если трубы будут прокладываться над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает, если она защищена от солнечных лучей.

Гораздо труднее изолировать трубу, когда она проложена под землей. просто закапывать трубы в землю без изоляции — очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство изоляционных материалов из пенопласта, таких как изоляционные материалы с разъемными трубками, изготовлены из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.

Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных трубопроводов, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы опираются на 2 или 3 дюйма от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, полностью окружая и покрывая трубы. После схватывания изоляции траншея засыпается грунтом.

Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к распределительной системе.

Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15-20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.

Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор с шириной 1 1 2 фута на 2 фута высотой имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать при выключенном насосе. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать, и его можно отключить вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходовано, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что дымовые трубы являются теплообменниками, и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы останавливать вентилятор, когда температура падает примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

Древесина, хотя и является хорошим топливом, имеет недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.

Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называется древесиной зеленая .После того, как древесина высохнет в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, ее называют выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. Это значение называется равновесное содержание влаги (EMC). Фактическое процентное содержание определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из дрова.

Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

118-84 = 34 унции воды

34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, является ли он зеленым или сухим. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различной влажности.


Таблица 7. Энергетическая ценность древесины при различной влажности.
Влагосодержание во влажном состоянии (в процентах) Теплотворная способность (БТЕ на фунт) Вес (фунтов на шнур)
0 8 600 2,960
5 8,120 3,116
10 7,640 3 289
15 (правильно приправленный) 7,160 3 482
20 6 680 3,700
25 6 200 3 947
30 5,720 4 229
40 4,760 4 933
50 (зеленый) 3 800 5 920

Обратите внимание, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

Плотность

Опыт показал, что дуб лучше для обогрева древесины, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблолли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины — и, следовательно, больше тепловой энергии — в веревке из более плотной древесины.

Другие виды топлива

Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

Помимо более традиционных форм древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со строительных площадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

Сравнение стоимости топлива

Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

Мазут: 0,13 доллара за фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 доллара за миллион БТЕ

Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион БТЕ

Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того же количества тепла.Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.

Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует упускать из виду два других важных сравнения.Один из них — системные затраты, а другой — эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

Второй аспект, который следует учитывать, — это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, для системы недостаточно эффективно сжигать топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

По определению 1 БТЕ — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, отдаваемая системой, составляет:

2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / час

Эффективность системы — это отношение выходной энергии к вложенной энергии:

Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

E = 859 050 / 1,432 000

E = 0,60 или 60%

Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости между древесным топливом и другими широко используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы рентабельными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.


Таблица 8. КПД различных типов систем отопления.
Тип системы КПД (в процентах)
Электрический резистивный нагреватель 98
Обогреватель сжиженного или природного газа 75
Масляная печь 65
Система горячего водоснабжения на древесном топливе 60

Значения в Таблице 9 основаны на эффективности, показанной в Таблице 8, и на предположениях, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7,160 БТЕ на фунт, мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.


Таблица 9. Сравнение безубыточной стоимости древесного топлива по сравнению с мазутом и сжиженным газом с учетом относительной эффективности системы.
Расходы на топливо
Дерево (на шнур) Мазут (на галлон) Сжиженный газ (на галлон)
$ 10 0 руб.06 0,043 $
20 0,12 0,086
30 0,18 0,129
40 0,24 0,172
50 0,30 0,215
60 0,36 0,258
70 0.42 0,301
80 0,48 0,344
100 0,60 0,430
140 0,84 0.602
180 1,08 0,774
200 1,20 0,860
250 1.50 1,075
300 1,80 1,290
400 2,40 1,720
500 3,00 2,150

Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите создать свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, Руководство по использованию энергии на базе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

Древесина как энергия, обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

Водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.

Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.

Майк Бойет

Филип Моррис Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

р.В. Уоткинс

Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: янв.1, 1995
AG-398

N.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.

Системы горячего водоснабжения | 2018-01-03

Было много недоразумений по поводу того, как правильно спроектировать, установить и обслуживать систему горячего водоснабжения, чтобы одновременно контролировать опасность ожога и рост бактерий Legionella.Многие люди ошибочно полагают, что контроль температуры в системе горячего водоснабжения подобен уравновешивающему действию, выполняемому простым установлением шкалы термостата на водонагревателе где-то между температурой ожога и температурой роста бактерий легионеллы. К сожалению, средней температуры земли нет. Любая температура, которая сведет к минимуму ожоги в соответствии с температурными пределами, указанными в правилах водоснабжения модели, будет находиться в диапазоне температур роста бактерий Legionella. Единственное решение этой дилеммы — использовать клапаны контроля температуры горячей воды, чтобы поддерживать температуру хранения и распределения выше диапазона температур роста легионеллы, и снизить температуру в светильниках до безопасной температуры для купания, душа и стирки.

Точность термостата водонагревателя

Многие люди ошиблись, полагая, что шкала термостата на водонагревателе точно контролирует температуру на выходе из водонагревателя, но термостат неточно контролирует температуру на выходе. Использование термостата на водонагревателе для предотвращения ожогов запрещено моделями сантехнических правил, потому что промышленность знает, что шкала термостата на водонагревателе накопительного типа не предназначена для точного контроля горячей воды, поступающей из водонагревателя.На рынке существует несколько типов водонагревателей, наиболее распространенным из которых является накопительный бак. Другие типы проточных или проточных водонагревателей имеют свой собственный уникальный контроль температуры в зависимости от проблем с потоком, которые обычно приводят к использованию регулирующих клапанов с регулируемой температурой как части оборудования, или регулирующего клапана, необходимого как часть конструкции системы, или проточных водонагревателей. могут не достигать температуры дезинфекции. Однако термостат водонагревателя типа накопительного бака не предназначен для точного контроля температуры на выходе, поскольку он расположен рядом с нижней частью водонагревателя, чтобы определять температуру поступающей холодной воды и «включать» энергию для нагревательный элемент или топливо к горелке.

Термостаты не обнаруживают и не контролируют горячую воду, которая скапливается в верхней части водонагревателя. Термостаты водонагревателя спроектированы таким образом, что вызывает задержку в определении температуры горячей воды, потому что тепло должно течь от нагретой воды через пограничный слой воды, прилипающий к термостату, через стенку термостата, через воздушное пространство. в термостате, а затем на металлический стержень, который расширяется и сжимается, открывая и закрывая контакты в устройстве термостата.

Мне сказали, что эта задержка теплопередачи вызывает время задержки и превышение температуры примерно от 11 до 15 градусов в зависимости от производителя. Представитель одного производителя водонагревателей сказал мне, что технические специалисты на их заводе наблюдали отставание температуры до 18 градусов на некоторых протестированных моделях водонагревателей. Эта тепловая задержка приводит к диаграмме температуры, которая выглядит как американские горки. Температура воды на элементе термостата опускается ниже уставки перед включением горелки и поднимается выше уставки перед выключением.Вот почему два разных теста температуры воды водонагревателя в разное время могут дать совершенно разные результаты, даже если в настройках термостата не было сделано никаких изменений.

Укладка

В дополнение к вышеупомянутому термоциклированию, может происходить накопление горячей воды в то время, когда происходят периодические короткие заборы горячей воды. Скопление происходит, когда холодная вода периодически всасывается в нижнюю часть водонагревателя и приводит к включению горелки, даже если температура горячей воды в верхней части нагревателя намного превышает желаемую настройку температуры.С каждым последующим коротким забором горячей воды и результирующим циклом горелки температура горячей воды в верхней части водонагревателя продолжает повышаться, а температура на выходе может быть на 30 градусов или более выше заданного значения термостата. Поэтому правила сантехники запрещают термостату на водонагревателе регулировать температуру на выходе в целях предотвращения ожогов на арматуре.

Что такое температура ошпаривания?

Исследования травм, вызванных ожогами от ожогов, проведенные много лет назад в Гарвардской медицинской школе докторомМориц и доктор Энрикес показали, что взрослым потребовалось от 5 до 8 минут воздействия температур в диапазоне 120 F, чтобы развился серьезный необратимый ожог. Следует отметить, что у детей и пожилых людей кожа тоньше, чем кожа взрослых самцов и детенышей свиньи, полученная в результате исследований ожоговых травм, и поэтому у них может появиться ожог раньше, чем через 5 минут. Из-за этих исследований в рекомендациях различных комитетов по кодексу и стандартам температура 120 F используется в качестве максимально допустимой температуры душа и купания для купающихся, чтобы избежать опасности, прежде чем произойдет серьезное ожог.Предложения по изменению кодов были представлены во время предыдущего цикла, чтобы повысить температуру со 120 F, чтобы позволить термостату на водонагревателе установить на 130 F для решения проблем роста бактерий Legionella и ожогов без необходимости использования смесительных клапанов с регулируемой температурой в системе горячего водоснабжения. . Проблема в том, что изменение кода значительно увеличило бы вероятность ожога и легионеллеза, если бы работала в температурном диапазоне, который не мог бы адекватно устранить любую опасность.Предлагаемое изменение кодекса было единогласно отклонено на слушаниях по модельному кодексу сантехники. Максимальная температура 120 F была установлена ​​многочисленными отраслевыми комитетами по нормам и стандартам на протяжении десятилетий на основе исследований ожогов Moritz & Henriques как максимальная безопасная температура для минимизации ожогов в душах, ваннах и комбинированных ваннах / душах.

Химические и другие формы обработки для борьбы с бактериями Legionella

Метод

Commons для борьбы с бактериями Legionella в системах распределения как холодной, так и горячей воды заключается в добавлении в воду дополнительных дезинфицирующих средств.Это позволит поддерживать остаточные химические остатки дезинфицирующего средства для очистки воды на уровне, который эффективен для борьбы с бактериями Legionella. Наиболее распространенными химическими веществами для очистки воды являются хлор, гипохлорит натрия, диоксид хлора, монохлорамины. К другим методам лечения относятся: ионизация медью / серебром, озон и ультрафиолетовый свет. Это не химическая обработка, но иногда она используется в правильных целях. Если предприятие собирается добавить химикаты или обеспечить какую-либо дополнительную физическую обработку воды на месте, им может потребоваться зарегистрироваться в качестве поставщика водоочистки в местной юрисдикции.Уровни химикатов для обработки воды, добавляемых в воду, должны контролироваться, чтобы гарантировать, что остатки химикатов для обработки воды не превышают уровни, установленные законом о безопасной питьевой воде, и чтобы они не повредили систему трубопроводов. Многие химические вещества на основе хлора могут вызывать сильную коррозию трубопроводных систем, если остаточные химические вещества слишком высоки.

Какие существуют методы экстренной дезинфекции систем горячего водоснабжения, зараженных бактериями Legionella?

Методы экстренной дезинфекции обычно используются, когда в водопроводной системе положительный результат на бактерии Legionella, или если случай легионеллеза был приписан кому-то, кто находился в здании или вокруг него, и полученные результаты тестирования водопроводной системы положительны.

Промывка

Промывка — это просто пропускание большого количества воды через все части водопроводной системы, чтобы гарантировать, что любые застойные участки водопроводной системы были должным образом промыты свежей очищенной водой из городского водопровода. Важно убедиться, что в муниципальном водоснабжении имеется достаточный остаток водоподготовки для контроля роста бактерий Legionella. Проверка источника водоснабжения может потребоваться как часть плана управления водными ресурсами здания, предназначенного для борьбы с легионеллами и другими организмами, которые могут расти и колонизировать систему водораспределения здания.

Высокотемпературный нагрев и промывка

Высокотемпературный нагрев и промывка часто используются для уничтожения легионеллы и других бактериальных организмов в системе распределения и циркуляции горячей воды. Этот метод часто выполняется неправильно, и некоторые водопроводные системы неспособны выполнять тепловую дезинфекцию и промывку. Если необходимо использовать высокотемпературный обогрев и промывку, минимальная температура 158 F требуется для термической дезинфекции всей водопроводной системы.Необходимо учитывать потерю температуры в системе, и это не всегда делается новичками по техническому обслуживанию или неопытными специалистами по ремонту. Многие неудачные термические дезинфекции происходят, когда операторы установки просто устанавливают термостат водонагревателя на температуру дезинфекции и не принимают во внимание падение температуры в системе.

На рынке появились новые системные компоненты, которые делают практически невозможным термическую дезинфекцию систем распределения горячей воды из-за регулируемых по температуре балансировочных клапанов на обратном трубопроводе горячей воды, а также других устройств ограничения температуры или смешивания в системе горячего водоснабжения. распределительная система.

В обследованном мной гостиничном комплексе, у которого ранее была проблема с легионеллой, обслуживающий персонал здания решил продезинфицировать их систему горячей водой с температурой 150 F. На рис. 1 (см. Ниже) показаны с водой, установленной на 150 F, бактерии Legionella должен быть убит чуть более чем за 2 минуты. Однако, глядя на температуру обратной линии горячей воды на этом большом предприятии, можно увидеть падение температуры на 37 градусов в часы пиковой нагрузки и на 42 градуса в часы непиковой нагрузки.(Система распределения и рециркуляции горячей воды была плохо спроектирована.) Это создавало условия, при которых горячая вода выходила из водонагревателя при 150 F и возвращалась при 108 F в непиковые часы, когда выполнялись операции нагрева и промывки. Система горячего водоснабжения могла нагреваться только до 160 F из-за теплообменника отопительной воды. Система не могла нагреть воду во всей системе до температуры дезинфекции из-за плохой конструкции системы. Когда температура снова упадет до нормальной рабочей температуры системы 122 F, температура обратки будет колебаться между 80 F и 85 F в зависимости от использования в здании.Если 158 F требуется во всех частях водопроводной системы, а система циркуляции горячей воды рассчитана на перепад температуры на 20 градусов от выхода водонагревателя до возврата горячей воды после циркуляционного насоса, то температура на выходе из водонагревателя должно быть 178 F. Существуют и другие способы обеспечить надлежащий обогрев и промывку здания с несколько более низкой способностью нагревания воды. Глядя на диаграмму, легионелла начинает умирать при 131 F, но это занимает от 5 до 6 часов при 131 F.Таким образом, если температура обратной горячей воды поддерживается более 6 часов и немного выше 131 F, главный контур горячей воды следует продезинфицировать, однако ветви и мертвые ножки не будут дезинфицированы. Необходимо провести полное обследование трубопроводов в здании, чтобы определить все ответвления и мертвые опоры, и воду необходимо будет вытекать из каждого ответвления в течение периода времени, достаточного для уничтожения бактерий в биопленке. Помните, что бактерии, захороненные в биопленке, могут быть изолированы от температуры воды, протекающей по трубопроводу, поэтому потребуется дополнительное время для протекания при заданной температуре, чтобы гарантировать уничтожение бактерий, захороненных глубоко в биопленке, а также отложений и отложений кальция на трубе. стены.

Скорость потока через каждую ветвь должна быть по крайней мере на 25 процентов больше, чем показано на диаграмме на Рисунке 1, для эффективного уничтожения бактерий в чешуе и биопленке.

Например:

Вода, текущая из прибора при температуре 140 F, требует около 32 минут для уничтожения всех бактерий Legionella в лабораторных пробах. Добавление 50 процентов к 32 минутам означает, что вода должна течь примерно 48 минут при 140 F (140 градусов = 32 минуты из Рисунка 1 x 1.5 = 48 минут).

Пример крупномасштабного испытания промывки 140 F: Если в крупном учреждении есть 1200 приспособлений, а водонагреватель имеет мгновенную пропускную способность 20 галлонов в минуту, вы можете протекать около 20 приспособлений за раз, и им потребуется 1 галлон для каждого потока. в минуту в течение не менее 20 минут. Систему горячей воды в здании необходимо будет поднять, чтобы обеспечить температуру обратного потока 158 F, и, по крайней мере, 158 F или более высокая температура горячей воды должна течь из промывочных приспособлений в течение указанного периода времени.Этот процесс может занять более 60 часов, требуя при этом большого количества сотрудников для наблюдения за операциями по промывке, которые, скорее всего, займут 2 дня или около того. Это подвергнет жителей здания воздействию высоких температур в течение этого периода времени. Многие водонагреватели не имеют такой мощности нагрева и / или температуры. При планировании вариант высокотемпературного нагрева и промывки не работает во многих зданиях, потому что масштаб сдвига и сложность высокотемпературного нагрева и промывки могут привести к сокращению углов и обману в отчетах об испытаниях ручной дезинфекции.Цифровая регистрация температуры с помощью электронных смесительных клапанов, как правило, исключает этот человеческий фактор из уравнения.

Пример крупномасштабного испытания промывки 151 F: Минимальная рекомендуемая температура промывки в нормах составляет 158 F, однако, если промывка выполняется при немного более низкой температуре из-за ограничений температуры или расхода водонагревателя, вода течет из приспособления при 151 F. F требуется около 2 минут для уничтожения всех бактерий Legionella в лабораторных пробах.Однако минимальное время вытекания из каждого приспособления для термической дезинфекции обсуждается в директиве 12 ASHRAE, а минимально необходимая аварийная высокотемпературная термическая промывка ответвлений приспособлений может составлять до 20 минут при 158 F. При понижении температуры продолжительность промывки должна быть больше. Используя описанный выше метод, при 151 F воды, вытекающей из выпускного отверстия приспособления, и добавлении некоторого процента к рекомендуемому времени промывки, равному 20 минутам, может потребоваться более 30 минут, чтобы убить бактерии Legionella, глубоко внедрившиеся в биопленку, и накипь на поверхности. стенка водопровода горячего водоснабжения.График на Рисунке 1 (см. Выше) показывает 2-минутное уничтожение, однако отраслевые стандарты требуют минимальной 20-минутной промывки при температуре дезинфекции 158 F.

Гиперхлорирование

Гиперхлорирование, также известное как химический шок, представляет собой использование химических дезинфицирующих средств, таких как хлор или диоксид хлора, в течение относительно короткого периода времени. (Например, от 1 часа до 24 часов при концентрациях, превышающих максимальные уровни, разрешенные для питьевой воды.) Целью гиперхлорирования или химического шока является восстановление систем горячей и холодной питьевой воды, заселенных Legionella.Обычно химическое дезинфицирующее средство вводится перед обрабатываемой зоной и распределяется по всей системе питьевой воды здания с последовательной промывкой дезинфицирующим средством через каждую арматуру в течение нескольких минут. Поскольку при химическом ударе используются концентрации химических веществ, превышающие максимальные уровни, разрешенные для питьевой воды, необходимо принять соответствующие меры для предотвращения использования воды в период химического удара и защиты людей, которые могут подвергнуться воздействию воды с высокими концентрациями химических веществ.Вы должны уведомить жителей здания до начала процесса химического удара. Некоторые схемы использования зданий могут позволять планировать лечение химическим шоком при низкой загрузке.

Коррозия и другие повреждения могут возникнуть в компонентах водопроводной системы и трубопроводах при увеличении концентрации дезинфицирующего средства, времени, температуры и частоты проведения химического удара или гиперхлорирования.

Производители компонентов часто указывают максимальные химические концентрации, которым может подвергаться их продукция.Обработка более высокими концентрациями может привести к повреждению и аннулированию гарантии производителя. Высокие химические концентрации и продолжительность действия могут привести к повреждению водопроводной системы, а из-за повышенного окисления или коррозии водопроводной системы это может затруднить дальнейшие усилия по лечению колонизации легионеллами.

Конструкция системы горячего водоснабжения для контроля роста бактерий Legionella и ошпаривания

Правильный способ спроектировать систему горячего водоснабжения для борьбы с легионеллами и ожогами в таком порядке — хранить горячую воду с температурой от 140 до 150 F.Эта температура убьет бактерии Legionella или пастеризует воду в резервуаре для хранения и в системе распределительных трубопроводов. Тогда в правильной конструкции будет использоваться цифровой смесительный клапан, который будет подавать горячую воду в систему распределения с температурой 134 F плюс-минус 1 градус и непрерывно записывать температуру. Размер / расход циркуляционного насоса и толщина изоляции системы горячего водоснабжения должны быть спроектированы так, чтобы рециркуляционный трубопровод ограничивал скорость потока максимум 3 футами в секунду при 10-градусном перепаде температуры в циркуляционном контуре, чтобы горячая вода температура обратки не ниже 124 F.Причина минимальной температуры возврата горячей воды 124 F заключается в том, что в новом стандарте ASHRAE 188, Legionellosis: Control of Legionella in Building Water Systems , предлагается температура распределения горячей воды не ниже 122 F. Если вы посмотрите на рисунок 1, бактерии Legionella перестают расти примерно на 122 F. Следует применять коэффициент безопасности, чтобы гарантировать, что температура не упадет до диапазона температур роста ниже 122 F. Если в качестве минимальной температуры возврата горячей воды выбрано 124 F, температура горячей воды 124 F возвратная вода возвращается после циркуляционного насоса, где должен быть датчик для отслеживания самой низкой температуры в системе распределения и циркуляции горячей воды.Возвратный трубопровод горячей воды должен затем разделиться и перейти к входу холодной воды смесительного клапана и входу холодной воды водонагревателя. Возвратная горячая вода 124 F смешивается с горячей водой 140 F из водонагревателя в цифровом смесительном клапане, где он постоянно контролирует и записывает температуру в системе для подачи горячей воды 134 F в систему распределения. Это относительно близкий температурный запас, и некоторые типы термостатических смесительных клапанов будут иметь проблемы со смешиванием, когда температура обратной линии горячей воды приближается к температуре подачи.Именно здесь цифровые смесительные клапаны работают очень хорошо.

Последние обсуждения, связанные с контролем температуры в системе горячего водоснабжения

Во время нескольких недавних отраслевых встреч, посвященных контролю таких организмов, как бактерии Legionella, в системах водоснабжения, многие люди, казалось, не понимали, как работают водопроводные системы. Я слышал комментарии от людей, которые говорили: «Вам нужно установить термостат водонагревателя на 158 F градусов и пропускать воду из всех приспособлений в течение 20-минутного периода, чтобы продезинфицировать систему горячего водоснабжения.”

Важно отметить, что если вам требуется 158 F для дезинфекции, настройка температуры воды в водонагревателе должна быть примерно на такое же количество градусов выше, чем 158 F, так как температура обратной горячей воды ниже температуры распределения горячей воды. .

Я также слышал комментарии, в которых говорилось: «Должностное лицо кодекса или департамент здравоохранения требует, чтобы мы установили наш водонагреватель на 110 F или 120 F, чтобы предотвратить ожоги». Я указал, что в большинстве случаев в правилах по водопроводу конкретно не говорится о температуре хранения или распределения горячей воды.А в нескольких отдельных случаях департаменты здравоохранения допускают ошибки и предписывают формулировки, которые создают угрозу здоровью и безопасности, потому что большинство чиновников здравоохранения не понимают, как работают водопроводные системы. Некоторые из них устанавливают низкие температуры, чтобы защитить людей от ожогов, установив температуры хранения в диапазоне температур роста бактерий Legionella. Если бы они просто заявили, что максимальная температура, вытекающая из душа, составляет 110 F, ограничитель на душевом клапане можно было бы установить так, чтобы ограничить температуру горячей воды до 110 F.Вместо этого они, по-видимому, пытались обратиться к зданиям, где есть старые клапаны для ванн / душа, не соответствующие нормативам, и они установили низкие температуры хранения вместо того, чтобы требовать обновления душевых клапанов до совместимых с кодексом с настройками ограничителя максимальной температуры, которые установлены на 110 F.

Другой парень сказал: «Мой кодекс требует, чтобы я хранил и доставлял горячую воду с температурой 120 F. Таким образом, температура обратной линии всегда будет от 100 F до 110 F.» Затем я объяснил ему, что в правилах водоснабжения нет места, которое указывало бы на максимальную температуру в системе хранения или распределения, за исключением требования для комбинированных систем отопления и горячего водоснабжения, чтобы смесительный клапан был установлен на максимум 140 F. .Затем парень начал упоминать разделы правил по сантехнике и требований санитарных норм, которые касаются максимальной температуры воды, необходимой в резервуаре для горячей воды и трубопроводах. Он указывал на раздел о душевых и ваннах. Я указал ему, что раздел 4 кодов моделей — это требования к приспособлениям и фитингам и касается максимальных температур подачи горячей воды из приспособлений и не касается температур хранения или распределения.

За свою 40-летнюю карьеру я был свидетелем многих систем горячего водоснабжения, которые были спроектированы, установлены или обслуживались плохо.В рамках своей работы по судебно-медицинскому расследованию я расследовал множество инцидентов с ожогами, вспышек болезней легионеров, а также плохо работающих или вышедших из строя водопроводных систем.

Энергосбережение

Нет никаких оснований для программ экономии энергии или воды, которые допускают неадекватную работу системы и способствуют проблемам здоровья и безопасности.

Электрик из больницы Квинсленда сообщил информационным агентствам, что программа энергоэффективности правительства штата могла повысить риск распространения бактерий Legionella в системах водоснабжения домов и предприятий в Квинсленде, Австралия.

В больнице Уэлсли температура горячей воды ограничена до 45 C (113 F) в соответствии с правилами Квинсленда, разработанными для предотвращения ожогов пациентов. Электрик из Брисбена, работавший в ныне несуществующей программе правительства штата Climate Smart Program, сказал, что любому, кто пользовался этой услугой, для экономии энергии снизили бы температуру в системе горячего водоснабжения до 50 C (122 F).

Он сказал, что в то время электрики предупредили правительство, что снижение температуры будет способствовать росту вредных бактерий, но предупреждение было проигнорировано.

«Частью данного распоряжения было отключить все системы горячего водоснабжения по всему Квинсленду до 50 ° C (122 F)», — сказал человек, который не пожелал называться. «У любого, у кого была услуга Climate Smart, температура в системе горячего водоснабжения была снижена с 65 до 70 C (149 F — 158 F) до 50 C (122 F)».

Это был пример, когда программа энергосбережения была потенциально смертельной. Я считаю, что сбережение энергии и воды должно отойти на второй план по сравнению со здоровьем и безопасностью.

Водосбережение

Похоже, мы находимся в состоянии неопределенности по сохранению водных ресурсов с конкурирующими стандартами экологического дизайна и программами экономии воды и энергии, пытаясь выжать каждую каплю воды до неопределенного минимального расхода, чтобы получить очки за табличку, которая повесит на стену в здания и сэкономьте несколько капель воды. Как низко они могут опуститься? Экономия воды приводит к снижению расхода воды в водопроводных сетях и распределительных трубопроводах зданий. Эти более низкие потоки заставляют воду дольше поступать в конец системы.Текущие расходы на арматуру со сверхнизким расходом составляют около 20 процентов от общего расхода воды до принятия Закона об энергетической политике 1992 года. Это приводит к значительно меньшим расходам, тогда как в прошлом для воды из очистных сооружений требовалось несколько дней. концы системы распределения. Теперь, чтобы вода достигла концов распределительной системы, требуются недели. Это позволяет химическим веществам для очистки воды рассеиваться до неопределяемого уровня задолго до того, как они достигнут конца водораспределительной системы, и тогда не останется химических остатков для очистки воды, которые будут бороться с бактериями и организмами, растущими в биопленке наших водораспределительных труб.

Недавно Университет Дрексель и Университет Пердью получили грант Агентства по охране окружающей среды на исследование и составление отчетов о влиянии программ сохранения воды на качество воды.

Помимо проблем с качеством воды, водосбережение также вызывает проблемы с транспортировкой по дренажной линии с все более и более низкими расходами. Наши водосточные трубы выглядят как реки во время засухи; в реке недостаточно воды для плавания лодок. На недавнем отраслевом совещании, на котором активисты водосбережения выступили с предложением еще больше снизить расход для различных приспособлений, я призвал остановить безумие процентного уменьшения расхода в каждом цикле кода для экономии воды.Экономия воды ничего не будет значить, если сэкономленная вода пойдет фермерам, выращивающим орехи в пустыне, которые ежедневно добывают миллионы галлонов воды для полива деревьев. Что нам также нужно сделать, так это оплатить исследования, чтобы определить минимальные допустимые скорости потока для труб различного диаметра. У нас есть проблемы с транспортировкой по дренажной линии твердых частиц, высокопрочной туалетной бумаги, детских салфеток, салфеток для взрослых, женских товаров и т.