Водопроводы горячей воды по назначению разделяют на хозяйственно-бытовые и производственные. Водопровод также может быть местным и централизованным.

Местный водопровод горячей воды (рис. 8.18) устраивают в небольших зданиях, где вода нагревается у каждого потребителя или у небольшой их группы. Вода из системы холодного водопровода подается в местный водонагреватель, где сгорающее топливо, электроэнергия и т. п. нагревают воду. Горячая вода поступает к потребителю по распределительной сети.

Рис. 8.18. Схема местного горячего водопровода, объединенного с системой отопления:1 – емкостный водонагреватель; 2 – трубопроводы горячей воды (ТЗ); 3 – бачок-распределитель; 4 – арматура; 5 – теплопроводы отопления (подающий – Т1, обратный – Т2); 6 – отопительные приборы

Местные водонагреватели могут быть проточными (скоростными), в которых небольшое количество воды быстро нагревается источником теплоты большой мощности до заданной температуры, и емкостными, в которых большой объем воды нагревается источником теплоты малой мощности в течение длительного времени (до нескольких часов). В тех и других установках вода нагревается путем теплопередачи через металлическую поверхность. Источником теплоты может быть твердое, жидкое, газообразное топливо, солнечная или электрическая энергия.

Конструкции водонагревателей очень разнообразны в зависимости от применяемого топлива, теплопроизводительности, места установки.

Водогрейная колонка для ванн работает на твердом топливе (дрова, уголь). Вода, находящаяся в корпусе вместимостью 90 – 100 л, нагревается топочными газами, проходящими через трубу. Для ускорения нагрева воды в трубе смонтирована циркуляционная труба.

Газовый емкостный водонагреватель по конструкции аналогичен водогрейной колонке. Вода в нем нагревается горячими газами, образующимися при сгорании газа в горелке. Водонагреватель оборудуется регулятором температуры и электромагнитным клапаном безопасности, который прекращает подачу газа в горелку, если пламя в ней погаснет.

Газовый проточный водонагреватель, имеющий большую поверхность нагрева и высокий коэффициент теплопередачи, обеспечивает интенсивный нагрев воды. Теплота, образующаяся при сгорании газа в горелке, передается воде через стенки огневой камеры, змеевика и теплообменник.

Солнечный водонагреватель (гелиоводонагреватель) обеспечивает нагрев воды до температуры 40–50 °C за счет солнечной энергии.

Емкостный электрический водонагреватель (электроводонагреватель) – наиболее гигиеничный и безопасный в пожарном отношении прибор. Электроводонагреватель состоит из корпуса, покрытого теплоизоляцией, электронагревателя и регулятора температуры.

Централизованный водопровод горячей воды (ЦВГ) устраивают при наличии мощных источников теплоты (ТЭЦ, районные котельные и т. д.) (рис. 8.19). ЦВГ состоит из тех же элементов, что и холодный водопровод, к нему добавляются устройство для нагрева воды (водонагреватель), циркуляционная сеть и насосы, обеспечивающие циркуляцию горячей воды, которая необходима для восполнения теплопотерь и поддержания требуемой температуры воды у всех потребителей. Схемы горячего водопровода зависят от режима водопотребления, схемы теплоснабжения населенного пункта и т. д. Схемы ЦВГ аналогичны схемам холодного водопровода. По способу присоединения к тепловым сетям различают открытые и закрытые схемы.

Рис. 8.19. Элементы централизованной (закрытой) системы горячего водоснабжения:1 – вводы; 2 – водомерный узел; 3 – установка для повышения давления; 4 – водонагреватель; 5 – циркуляционные насосы; 6 – аккумулятор тепла; 7 – подающая квартальная сеть (магистраль); 8 – циркуляционная квартальная сеть; 9 – распределительная сеть; 10 – циркуляционная сеть; 11 – арматура; 12 – полотенцесушитель; 13 – сеть теплоносителя

Рис. 8.20. Открытая система горячего водоснабжения: а – схема с искусственной циркуляцией, баком-аккумулятором и верхней разводкой; б – схема тупиковой сети с нижней разводкой (без циркуляции); 1 – диафрагма; 2 – подача теплоносителя от ТЭЦ; 3 – регулятор расхода; 4 – смесительный тройник; 5 – термореле; 6 – обратный клапан; 7 – бак – аккумулятор тепла; 8 – магистраль распределительной сети с верхней разводкой; 9 – стояк распределительной сети; 10 – циркуляционная магистраль; 11 – циркуляционный насос

В открытой схеме ЦВГ с непосредственным водоразбором горячая вода поступает из подающего трубопровода тепловой сети (рис. 8.20). Необходимая температура воды устанавливается терморегулятором путем подмешивания охлажденной воды из обратного трубопровода тепловой сети. Охлажденная вода собирается циркуляционной сетью и подается в обратный трубопровод. В закрытой схеме ЦВГ холодная вода из наружной водопроводной сети через ввод, водомерный узел и установку для повышения давления подается в водонагреватель, в который по теплопроводу поступает греющая вода. Нагретая вода из водонагревателя по распределительной сети транспортируется к водоразборной арматуре и разбирается потребителями. Остывшая вода по циркуляционной сети подается на дополнительный подогрев в водонагреватель. При циркуляции движение воды по трубопроводам может происходить за счет гравитационного давления (системы с естественной циркуляцией) или под действием циркуляционного насоса (системы с принудительной циркуляцией).

Водонагреватели, применяемые в ЦВГ, могут быть скоростными и емкостными. В скоростных водонагревателях вода движется с большой скоростью (0,5–2,5 м/с) и быстро нагревается до заданной температуры теплоносителем (водой, паром).

Водо-водяной скоростной секционный водонагреватель (кожухотрубный) состоит из стального корпуса, в котором размещены латунные теплообменные трубки, завальцованные с обеих сторон в трубных решетках. Водонагреватели собирают из нескольких секций, которые соединяются между собой калачами. В водонагревателях горячего водопровода греющая вода (теплоноситель) подается в межтрубное пространство, а нагреваемая – в теплообменные трубки (рис. 8.21).

Пластинчатый скоростной водонагреватель состоит из пакета, теплообменных пластин с уплотнительными прокладками между ними.

Пароводяные скоростные нагреватели используют в промышленных зданиях, где имеется паросиловое хозяйство, или небольших котельных с паровыми котлами для нагрева воды. Пар, подаваемый в корпус, проходит между трубками, конденсируется на их поверхности и за счет скрытой теплоты парообразования нагревает воду. Вода проходит дважды через водонагреватель, поэтому конструкция называется двухходовой. Применяются также четырехходовые нагреватели.

Емкостные нагреватели, совмещающие функции аккумулятора теплоты и водонагревателя, имеют низкий коэффициент теплопередачи вследствие малой скорости движения воды. При равной площади нагрева их размеры больше, чем скоростных нагревателей. Емкостные нагреватели выполняют в виде напорных или безнапорных (открытых) баков, в которых размещаются нагревательные элементы. Наружные поверхности баков покрывают слоем теплоизоляции. В системе устанавливается не менее двух баков (по 50 % расчетного объема каждый).

Безнапорные баки-аккумуляторы конструктивно аналогичны бакам холодной воды. Для нагрева воды на расстоянии 50 – 100 мм от дна бака и боковых стенок проложен змеевик из стальных труб диаметром 32–50 мм, по которому проходит теплоноситель (пар, вода).

Рис. 8.21. Водо-водяные скоростные секционные подогреватели: а – односекционный; б – многосекционные разъемные; 1 – патрубок входа нагретой воды; 2 – конфузор; 3 – патрубок входа греющей воды; 4 – секция; 5 – патрубок входа нагреваемой воды; 6 – штуцер; 7 – патрубок выхода греющей воды; 8 – перемычка; 9 – колено

Водопроводные сети горячего водопровода разделяются на распределительные и циркуляционные и состоят из магистралей, стояков и подводок. Схемы водопроводных сетей в основном аналогичны сетям холодного водопровода (рис. 8.22).

Рис. 8.22. Схемы сетей горячего водопровода: а – с нижней разводкой; б – с секционными узлами; в – с кольцевой однотрубной магистралью и закольцованными стояками; г – с верхней разводкой; 1, 2 – магистрали; 3, 4, 8 – стояки; 5 – подводка; 6 – полотенцесушители; 7 – перемычка

В сети с нижней разводкой, получившей наибольшее распространение, циркуляционная магистраль и стояки прокладываются параллельно распределительным трубопроводам и обладают высокой гидравлической устойчивостью. Магистрали проходят в подвалах или подпольных каналах. Недостаток данной схемы – значительная длина трубопроводов.

Схема с нижней разводкой и секционными узлами позволяет сократить длину циркуляционных стояков, так как на 3–8 распределительных стояков прокладывается один циркуляционный. В зданиях высотой до 12 этажей включительно применяют секционные узлы с нижней разводкой, когда распределительные стояки присоединяются непосредственно к распределительной магистрали, а циркуляционный стояк присоединен к кольцующей перемычке, проложенной на теплом чердаке здания или под потолком верхнего этажа.

Схему с нижней разводкой и кольцевой однотрубной магистралью с закольцованными стояками используют при большом количестве потребителей и магистралях большой протяженности.

Рис. 8.23. Полотенцесушитель

Схемы с верхней разводкой и секционными узлами используют в зданиях высотой более 12 этажей. При этом горячая вода из разводящей магистрали по главному стояку поступает в кольцующую перемычку. В этом случае в подвале циркуляционные стояки могут быть закольцованы нижней перемычкой, к которой присоединяется циркуляционный трубопровод.

Арматура для горячего водопровода имеет ту же конструкцию, что и арматура для холодного водопровода. Арматура диаметром до 50 мм (включительно) должна быть бронзовой, латунной или из термостойких пластмасс. Уплотнительные прокладки изготовляют из фибры, теплостойкой резины, паронита, специальной эбонитовой массы.

Полотенцесушители выпускают из стальных, латунных труб (рис. 8.23). В системах горячего водопровода применяют установки для повышения давления, подающие воду в распределительную систему на водоразбор, и циркуляционные установки, обеспечивающие движение воды по циркуляционному контуру.

Установки для повышения давления, как правило, подают воду одновременно в холодный и горячий водопроводы. В системах со скоростными нагревателями, в которых при эксплуатации потери давления достигают 0,1–0,3 МПа, могут применяться установки только для горячего водопровода или циркуляционные насосы переставляют на подающую линию, превращая их в циркуляционно-повысительные.