Рис. 1. Принципиальная схема водоснабжения многоэтажного здания
Рис. 2. Принципиальная схема водоснабжения многоэтажного здания (по зонам)
Рис. 3. Принцип действия квартирных регуляторов давления
Рис. 4. Мембранный редуктор VT.085
Рис. 5. Поршневой редуктор VT.087
Рис. 6. Поршневой редуктор VT.088 с манометром
Рис. 7. Кран с фильтром и редуктором давления VT.298
Табл. 1. Нормативные требования к квартирным регуляторам давления
Табл. 2. Технические характеристики регуляторов давления Valtec Dу = 15 мм
В однозонной схеме водоснабжения многоэтажного здания с количеством этажей N и высотой этажа Hэ (рис. 1), в соответствии с пунктом 5.2.10 Свода Правил (СП) 30.13330.2012, гидростатическое давление на уровне водоразборных приборов верхнего этажа не должно быть ниже рN = 20 м водн. ст. В этом случае на уровне приборов n-го этажа избыточное давление при однозонной схеме водопровода составит:
pn = рN + Hэ(N – n) + Δpln + Δpп.тр,
где Δpln — линейные потери давления в вышележащем участке стояка; Δpп.тр — потери давления в тройниках на вышележащих этажах. Если рассмотреть здание высотой 25 этажей, то, даже пренебрегая линейными потерями давления и потерями в этажных тройниках, давление на уровне первого этажа превысит 72 м водн. ст. (или 7,2 бара). Это при том, что большинство типов квартирной водоразборной арматуры и водопотребляющего оборудования рассчитано на давление не выше 6 бар.
В соответствии с пунктом 5.2.10 СП 30.13330.2012, гидростатическое давление на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора должно быть не более 0,45 МПа (или 4,5 бара). До недавнего времени проблема снижения давления в системе водопровода многоэтажных зданий решалась путем зонирования. То есть, здание по высоте разбивалось на зоны, каждая из которых снабжалась по своему стояку (рис. 2). Такие схемы действительно прекрасно справлялись с задачей ограничения давления, но имели весьма существенные недостатки. Во-первых, налицо явная низкая экономичность, так как вместо одного стояка приходится прокладывать два.
Во-вторых, такие схемы не решали проблему выравнивания давления по этажам. Гидростатическое давление на вводе в квартиру расположенную в нижнем ярусе зоны будет всегда заведомо выше, чем у квартир верхнего яруса. Это значит, что в период пикового водоразбора, жители этажей верхнего яруса зоны могут остаться без воды. Появление на рынке достаточно дешевых, компактных и надежных регуляторов давления, позволяет отказаться от низкоэкономичных многозонных схем водоснабжения многоэтажных зданий. Регулятор давления, установленный на вводе водопровода в квартиру позволяет решить сразу несколько задач:
- Снижение входного давления до требуемого безопасного уровня на всех этажах здания. Это в свою очередь предохраняет внутриквартирные трубопроводы, арматуру и оборудование от чрезмерных напряжений, продлевая срок их безаварийной эксплуатации.
- Обеспечение гарантированного расчетного расхода на всех этажах здания. Выравнивая давление по ярусам водопроводного стояка, квартирные редукторы тем самым ограничивают чрезмерный расход в нижних ярусах стояка, что гарантирует получение расчетного расхода воды жителями вышележащих ярусов. Мощный напор из смесителя вовсе не является благом. При срабатывании на вентильной головке смесителя давления свыше 1,3 бара, в седле головки возникают разрушающие кавитационные явления, очень быстро выводящие головку из строя.
- Снижение шумов как в квартирной системе, так и по стояку в целом. Поскольку стояки, как правило, являются сильными резонаторами, то любые акустические эффекты на любом ярусе стояка распространяются по всему стояку. Здание, в котором установлены квартирные регуляторы давления воды, являются, практически, бесшумными, поскольку скорость потока в таких системах, при грамотном расчете и монтаже, не превышает 1,5 м/с.
- Обеспечение комфортного и безопасного режима работы смесителей. Несбалансированные перепады давления в стояках горячей и холодной воды приводят к изменению настройки температуры смешанной воды на изливе смесителя. Многие, вероятно, сталкивались с таким фактом, когда комфортная температура воды в смесителе вдруг начинала резко меняться либо в сторону крутого кипятка, либо вообще к абсолютно холодной воде.
Наличие на квартирных вводах регуляторов давления позволит избавиться от такого неприятного явления. Отечественная нормативная база, регламентирующая требования к бытовым регуляторам давления воды, в настоящее время представлена следующими основными документами: ГОСТ Р 55023. Регуляторы давления квартирные.
Общие технические условия; ГОСТ 12678. Регуляторы давления прямого действия. Основные параметры; Методические рекомендации по выбору и применению квартирных регуляторов давления в жилых и общественных зданиях (НИИ Сантехники). Основные требования, предъявляемые к редукторам с Dу = 15 мм, изложенные в перечисленных документах, представлены в табл. 1.
Принцип действия квартирных регуляторов давления основан на уравновешивании усилий, создаваемых давлений на входе и выходе за счет отношения площадей, на которые воздействуют эти давления (рис. 3). Давление на входе рвх воздействует на малый поршень, стремясь его открыть. За счет дросселирования в золотнике, связанным с малым поршнем, давление уменьшается до pвых. Это пониженное давление воздействует на большой поршень, стремясь закрыть золотник.
В свою очередь, пружина большого поршня поддерживает золотник открытым, когда давление на входе ниже настроечного. Вместо большого поршня может использоваться мембрана. В номенклатуре компании Valtec имеются четыре типа редукторов давления, которые широко используются в квартирных узлах ввода водопровода. Мембранный редуктор VT.085 (рис. 4) применяется в основном в домах повышенной этажности, так как рассчитан на номинальное давление 25 бар. Этот редуктор может настраиваться на выходное давление от 1 до 7 бар. Благодаря демпферной камере, колебания давления на выходе из редуктора при скачках входного давления не превышают 5 % от настроечного значения. Редуктор VT.085 поступает в продажу с заводской настройкой на 3 бара.
Поршневой редуктор VT.087 (рис. 5) используется в квартирных узлах ввода, где требуется подстройка редуктора на требуемое расчетное давление. Редуктор рассчитан на номинальное давление 16 бар и имеет диапазон настройки от 1 до 4,5 бар. Благодаря своей компактности и надежности, этот прибор является лидером продаж среди регулирующей арматуры данного класса. Поршневой редуктор с манометром VT.088 (рис. 6) поставляется компанией Valtec специально для московских домостроительных комбинатов, которые устанавливают их в типовых узлах обвязки сантехнических кабин многоэтажных зданий массовых серий.
Требование по наличию манометра на выходном канале редуктора изложено в пункте 7.1.7 СП 30.13330.2012. Редуктор VT.088 рассчитан на номинальное давление 16 бар и имеет диапазон настройки от 1 до 5,5 бар. Кран с фильтром и редуктором давления VT.298 (рис. 7) является наиболее оптимальным вариантом для квартирного узла ввода водопровода. Этот сверхкомпактный прибор объединяет в себе шаровой угловой кран, фильтр механической очистки с размером ячейки 300 мкм и поршневой редуктор давления с фиксированной настройкой на 3,5 бара. В табл. 2 представлены данные по регуляторам давления компании Valtec. Отдельную группу арматуры, в которой давление рабочей среды является регулирующим параметром, составляют подпиточные клапаны.
Эти приборы представляют собой комбинацию регулятора давления и установленного после него обратного клапана, объединенных в едином корпусе. В ряде случаев подпиточные клапаны снабжаются также сетчатыми фильтроэлементами, которые защищают механизм регулятора давления от попадания шлама. Принцип действия подпиточного клапана весьма прост: когда давление после редуктора становится ниже настроечного, регулятор открывается, пропуская рабочую среду в обслуживаемую систему.
Как только давление после редуктора достигнет величины, на которую он настроен, регулятор перекроет поток. Подпиточный клапан позволяет автоматически поддерживать требуемое давление в системах водяного отопления. Как правило, подпиточные клапаны имеют возможность принудительного полного открытия, что позволяет ускорить процесс заполнения теплоносителем частично или полностью опорожненной системы отопления.
