Отопление и водоснабжение загородного дома Смирнова Людмила
• встроенные;
• пристенные;
• угловые;
• отдельно стоящие.
Рис. 82. Варианты размещения каминов: а – встроенный в стену; б – пристенный; в – угловой; г – встроенный в перегородку; д – встроенный камин, выполняющий роль перегородки; е – отдельно стоящий камин
Первая разновидность каминов имеет топочную часть и дымоход, встроенные в капитальную стену, поэтому они занимают мало места. Такие камины устанавливаются во время строительных работ, одновременно с кладкой стены.
У пристенных каминов рабочая часть закрывается декоративной фальш-стенкой, которую строят отдельно. Такого рода камины возводятся в полностью отделанном помещении.
Отдельно стоящий камин, как правило, располагается в центре комнаты, открыт со всех сторон. Он смотрится наиболее эффектно, но занимает слишком много места. Если вы не ограничены полезной площадью, т. е. имеете помещение довольно больших размеров, то стоит выбрать именно отдельно стоящий камин. Помимо прочего, он обладает большой теплоотдачей и равномерным распределением тепла по комнате. Такой камин нужно устанавливать на небольшом возвышении. Дымоход должен свешиваться с потолка непосредственно над топочной частью.
По конструкции и теплоотдаче топочной части камины бывают:
• открытого типа (с открытой топкой);
• закрытого типа (с топкой, закрытой дверцами из огнеупорного стекла).
Камины закрытого типа имеют более высокий КПД, чем камины открытого типа. Дверцы не дают холодному воздуху проникать в топку камина, но при этом позволяют любоваться огнем. Кроме этого, стеклянные дверцы существенно повышают безопасность эксплуатации камина.
По способу излучения тепла камины бывают с одной, двумя и тремя излучающими поверхностями (рис. 83).
Рис. 83. Разновидности каминов по виду излучения тепла: а – односторонняя поверхность излучения; б – двухсторонняя поверхность излучения; в – трехсторонняя поверхность излучения
Самыми распространенными являются камины с односторонним излучением, т. к. они недорого стоят, просты в эксплуатации и, как ни странно, обладают большей теплоотдачей. Излучение энергии в них происходит за счет отражения тепла от задней и боковых поверхностей топливника.
Камины с двумя излучающими поверхностями требуют большего притока воздуха, а также увеличения площади защищенной поверхности перед камином. При этом теплоотдача у них намного ниже.
Камины с тремя излучающими поверхностями имеют больше недостатков. Единственным их положительным свойством является эффектный внешний вид.
По способу подачи тепла существуют камины:
• в которых эффект излучения усиливается за счет наклона задней и боковых стенок топливника, при этом наклонные стенки облицовывают зеркальными отражателями, изготовленными из нержавеющей стали;
• в которых воздух нагревается за счет естественной циркуляции внутри двойных боковых и задней стенок топливного пространства.
По назначению камины подразделяются на:
• традиционные, предназначенные для быстрого нагрева помещения;
• каминные печи (печи-камины), попеременно работающие то в режиме печи, то в режиме камина;
• камины, на которых можно готовить пищу (с устройством для барбекю и гриля);
• водогрейные.
Водогрейные камины имеют в задней стенке топочной камеры трубы с водой. Такого рода камин можно подключать к системе водяного отопления загородного дома. При этом топка с трех сторон изолирована специальным материалом, защищающим от потерь тепла.
По внешнему виду камины не классифицируют. Многообразие их видов обусловлено оригинальностью порталов, которые могут быть изготовлены из любого материала. Чаще всего для облицовки портала используют природные материалы: песчаник, известняк, мрамор или каменное литье под природный камень.
Устройство камина
Основными конструктивными элементами камина являются:
• фундамент (если в нем есть необходимость);
• корпус;
• топливник;
• дымосборник;
• дымоход.
Камины весом более 700 кг строят на отдельном фундаменте, аналогично печи. Простейшая конструкция камина имеет в своем составе следующие элементы (рис. 84):
– портал, представляющий собой внешнее декоративное обрамление топки;
– дымовой карниз, представляющий собой выступ, расположенный над топочным отверстием;
– каминный стол, изготовленный из огнеупорного материала. Это основание, изолирующее топочную часть камина от сгораемых конструкций здания;
– жаростойкий под, находящийся в нижней части топливника;
– топливник (топка) – камера, в которой горит топливо;
– колосниковая решетка, изготовленная из металла и предназначенная для поддержания топлива и распределения поступающего снизу воздуха (не всегда имеется в камине);
Рис. 84. Элементы конструкции камина: 1 – портал; 2 – дымовой карниз; 3 – каминный стол; 4 – жаростойкий под; 5 – топливник; 6 – колосник; 7 – зольник; 8 – задняя каминная плита; 9 – дымосборник; 10 – дымовой зуб; 11 – дымоход
– зольниковая камера, которая представляет собой металлический ящик для сбора золы и несгоревших частиц топлива;
– задняя каменная плита из огнеупорного материала;
– воронковидный дымосборник (хайло);
– дымовой зуб (гусек), представляющий собой газовый порог, предотвращающий попадание дыма в отапливаемое помещение, а также проникновение сажи и холодного наружного воздуха из дымохода в каминную топку;
– дымоход – дымовой канал.
Топка камина
Топка обычного камина имеет специальную конструкцию, т. е. задняя и боковые стенки топливника выполнены с небольшим уклоном внутрь. Это позволяет увеличить тягу и теплоотдачу камина за счет более полного отражения лучистой энергии. Топка делается квадратной, прямоугольной и полукруглой формы.
В настоящее время каминные топки изготавливают из чугуна, стального листа, специального бетона или огнеупорного кирпича. Металлические топки – это готовые изделия, которые легко монтировать. Кроме этого, уровень теплоотдачи у них значительно выше, чем у кирпичных топок. Габаритные размеры металлических и бетонных каминных топок рассчитывают, исходя из размеров отапливаемого помещения.
При определении размеров кирпичной топки следует учитывать размеры кирпича, т. е. ширина кирпичной топки должна быть кратна длине кирпича (плюс ширина кладочных швов), а высота – кратна рядам кирпичной кладки (плюс ширина швов). Толщина боковых стенок должна составлять не менее 20 см, задней стенки – не менее 10 см. После кладки внутренние поверхности топки можно футеровать, т. е. облицевать съемными огнеупорными металлическими, стальными или бронзовыми пластинами. Зазор между футеровкой и кирпичной кладкой можно заполнить щебнем из кирпича и известковым раствором.
В табл. 52 даны размеры камина в зависимости от площади отапливаемого помещения.
Таблица 52
Размеры камина в зависимости от площади отапливаемого помещения
В табл. 53 даны размеры закрытых и полуоткрытых каминов.
Таблица 53
Размеры закрытых и полуоткрытых каминов при высоте дымовой трубы 10 м
Дымоход
Каминный дымоход – это прямой, без сужения по направлению к дымовой трубе, канал. По этому каналу дымовые газы выбрасываются в атмосферу. Дымооборотов в камине нет.
По принципу привязки к конструкциям здания каминные дымоходы бывают:
• коренные, требующие возведения самостоятельного фундамента;
• насадные, опирающиеся на камин;
• стенные, встроенные в несущие стены или внутренние перегородки здания;
• подвесные к несущим конструкциям крыши, потолочным перекрытиям или стенам.
Самыми распространенными являются коренные дымоходы. Их выполняют по месту установки камина. Кирпичный дымоход выполняется в 1/2 или в 1 кирпич на отдельном фундаменте в виде стояка.
Самыми экономичными считаются стенные дымоходы. Для них не нужно строить фундамент, их выкладывают в ходе строительных работ. В этом случае появляется небольшое неудобство: на этапе проектирования загородного дома нужно точно решить, какой будет конструкция камина, его размеры, местоположение и пр. Встроенные дымоходы, как правило, устанавливают во внутренних капитальных стенах дома. В наружных стенах располагать их можно только в крайнем случае, потому что дымовые газы будут сильно охлаждаться и на стенках дымохода появится конденсат.
На входе в дымоход выполняется хайло, или дымосборник, который бывает несущим и облегченным. На задней стороне хайла выкладывается дымовой зуб (гусек), представляющий собой газовый порог, не дающий дыму попадать в помещение, а также предотвращающий проникновение холодного воздуха и сажи в каминную топку. Ширина гуська должна соответствовать проходному сечению дымохода. В чердачном помещении дымоход переходит в дымовую трубу, которая напоминает дымовые трубы печей. Разделку трубы в потолочном перекрытии и ее вывод на крышу устраивают с соблюдением тех же правил, что и при кладке печей.
Главное, для чего предназначен дымоход, – это создание хорошей тяги. Для традиционных каминов это важно еще и потому, что топка у них открытого типа. Чтобы дымовые газы и сажа не попадали через топку в помещение, нужен дымоход с мощной тягой.
Для лучшего вывода дымовых газов наружу внутренние стенки дымовых каналов должны быть гладкими и ровными, а также герметичными. Для этого нужно выбирать круглое сечение дымохода, т. к. при квадратных и прямоугольных формах возникают завихрения воздушных потоков в прямых углах. Помимо этого, в дымоходе лучше не устраивать наклонных участков. На них будет скапливаться сажа и мешать выходу дымовых газов.
Для предотвращения образования конденсата на стенках дымохода нужно снаружи утеплить дымоход и дымовую трубу.
Выбор топлива для камина
Обычно для топки каминов используют дрова. Некоторые модели могут работать на каменном угле или торфе. Камины в выборе топлива более привередливы, чем печи: топить камин нужно только тем топливом, на которое он рассчитан.
Большинство моделей каминов работают на дровах из лиственных пород. Следует знать, что дуб или бук при сгорании отдают больше тепла, чем древесина мягких пород, которая быстро сгорает, образуя множество искр. Древесина хвойных пород имеет в своем составе много смолы, поэтому при сгорании коптит, искрит и выбрасывает в воздух отапливаемого помещения вредные вещества, а также образует много сажи. Прекрасно горят березовые дрова. Но при их сгорании также образуется много сажи. Дрова из осины и ольхи способствуют сгоранию сажи. Поэтому самым оптимальным вариантом для топки камина станет смесь березовых, осиновых или ольховых дров.
Помимо дров, для топки камина можно использовать старые газеты. Их нужно выкладывать 10-сантиметровым слоем поверх тлеющих углей. Горение бумаги должно быть медленным и происходить в центре стопки.
Газовые камины
Если в том регионе, где стоит ваш загородный дом, имеется газовая магистраль, то можно установить в доме камин, оборудованный газовой горелкой. Топливом для такого камина будет служить природный газ или сжиженный пропан-бутан. При выборе газового камина нужно обратить внимание, на какое газовое топливо он рассчитан. К примеру, камин, работающий на природном газе, не будет работать на пропан-бутане и наоборот.
Многие модели газовых каминов имеют автоматическую систему управления, отвечающую за безопасность работы горелки. При нарушении условий горения система отключает подачу газа. Некоторые модели укомплектованы блоком дистанционного управления. Интенсивность горения можно отрегулировать и вручную.
Менее дорогостоящим проектом станет установка автономной газовой горелки в уже имеющийся дровяной камин. Перед монтажом горелки нужно тщательно очистить внутренние поверхности дымохода и каминного топливника от золы. Но горелку должен устанавливать специалист.
В табл. 54 дано описание некоторых импортных моделей газовых каминов.
Таблица 54
Газовые камины «Appalachian Stove & Fabricators». (США)
Глава 5
Системы холодного водоснабжения
Если в прежние времена в загородных домах не было практически никаких удобств, то в наше время редко кто согласится жить в таких условиях. Все хотят иметь централизованное отопление, горячую и холодную воду, канализацию и пр.
Водоснабжение в ряду перечисленных удобств стоит, конечно же, на первом месте. Все мы знаем, что без воды жизнь не возможна. Важным фактором является наличие вблизи загородного дома источника водоснабжения, имеющего качественную воду. Это раньше наши предки, не задумываясь, пили воду из любого водоема. А в наши дни этого лучше не делать, потому что неизвестно, сколько в воде содержится вредных веществ.
Многие и сейчас решают проблему водоснабжения тем, что устраивают рядом с домом колодец с простым коловоротом и пользуются водой из подземных источников.
Запасы грунтовых вод образуются при просачивании в подземные слои породы атмосферных осадков или вод поверхностных источников. Такие слои называются водоносными, а расположенные ниже их водонепроницаемые слои – водоупором.
Те грунтовые воды, которые залегают около поверхности земли, на первом водоупорном слое, называются верховодкой. Такую воду не используют для систем водоснабжения, потому что ее запасы минимальны и колеблются в зависимости от уровня выпавших в данной местности осадков. Помимо этого, верховодка не имеет сверху водоупорного слоя и может загрязняться водами, проникающими с поверхности земли. Пригодными для хозяйственно-бытовых нужд считаются межпластовые воды, находящиеся в водоносных пластах, залегающих между водоупорными слоями. Такие воды обычно имеют большие стабильные запасы и обладают хорошим качеством.
Качество питьевой воды
Химический состав воды свой для каждой местности и зависит от многих причин. Качество питьевой воды определяется ее температурой, прозрачностью, цветом, запахом, вкусом, жесткостью и т. д.
В нашей стране проблема чистой питьевой воды стоит довольно остро. По качеству питьевой воды Россия занимает 50-е место в мире.
Судить о качестве воды можно только по результатам анализа. Если воду используют для хозяйственно-бытовых нужд – это одно, если вода питьевая – это совсем другое. Но современные специалисты считают, что даже техническая вода должна соответствовать санитарным нормам. Качественная вода не образует ржавых потеков, не выводит из строя сантехническое оборудование и т. д. Имеющиеся в воде механические примеси образуют на стенках трубопроводов нерастворимый осадок, который постепенно снижает давление в водопроводе, который со временем совсем выходит из строя.
Примеси, содержащиеся в воде, условно делят на полезные и вредные. Полезные вещества необходимы человеческому организму для нормальной жизнедеятельности, их недостаток может привести к серьезным заболеваниям. Поэтому важным моментом является сохранение полезных элементов в воде независимо от способа ее очистки. Полезными считаются соли:
• калия;
• натрия;
• кальция;
• магния.
Многие подземные воды в России имеют значительную жесткость и повышенный уровень железа и марганца.
При загрязнении в воде появляется большое количество вредных веществ. Среди них можно назвать:
• пестициды;
• гербициды;
• нитраты;
• нитриты;
• фенол;
• бензол;
• тяжелые металлы и пр.
Статистические данные говорят, что мы используем питьевую воду, в которой на 1 л содержится 2 г минеральных веществ. Большую роль играют вещества, содержащиеся в воде в малых концентрациях. Например, длительное использование воды, содержащей менее 0,6 мг/л фтора, ведет к развитию кариеса зубов, более 1,5 мг/л – к флюорозу (пятнистости зубов). Наличие в воде радиоактивных частиц и тяжелых металлов способно привести к возникновению еще более тяжелых заболеваний. Большое количество железа и марганца нарушает правильное функционирование печени, желудочно-кишечного тракта, а также оказывает вредное воздействие на ферментные системы головного мозга. Такую воду можно определить по характерному бурому осадку. Поэтому к выбору источника водоснабжения следует подходить со всей серьезностью. В случае если качество воды не соответствует санитарным нормам, нужно поискать другой источник водоснабжения или применить качественную очистку.
Выбор типа водозабора
Все источники питьевой воды должны быть зарегистрированы в санитарно-эпидемиологической службе. Подземные воды бывают напорными (артезианскими) и безнапорными. Иногда они выходят на поверхность земли в виде родников или остаются в глубине, откуда их выкачивают. Для использования поверхностных родников строят специальные каптажные камеры, а во всех остальных случаях бурят скважины или роют колодцы.
Выбор типа вертикального водозабора производится с учетом глубины залегания водоносных пластов и условий их питания. Данный участок проверяется на соответствие санитарным нормам, источник не должен быть загрязнен промышленными и бытовыми сточными водами. Кроме этого, участок не должен размываться талыми и дождевыми водами, иметь оползни и другие виды деформаций. Колодец роют, исходя из геологических, гидротехнических и других природных условий.
Если водоносные слои залегают на глубине до 8 м, то делают шахтные или буровые трубчатые колодцы мелкого заложения. При залегании до 100 м устраивают буровые шахты глубокого заложения.
Шахтные колодцы
Шахтный колодец предназначен для забора подземных вод на глубине залегания до 30 м. Колодец состоит из ствола, водоприемной части и оголовка – верхней надземной части шахты. Стволы бывают круглыми, прямоугольными, с поперечным размером в пределах 1—1,5 м. Для безопасности стенки шахты укрепляют обычно деревом, бутовым камнем, кирпичом или бетоном.
Самым простым и распространенным способом строительства колодцев считается его устройство в плотных грунтах. Шахту роют на всю глубину, после этого сооружают ствол, представляющий собой сруб, каменный, кирпичный или бетонный вертикальный канал. Для предотвращения осыпания стенок шахты их укрепляют с помощью деревянных щитов. Такого рода колодцы строят только при небольшой глубине залегания водоносных слоев, потому что вырыть шахту большой глубины так, чтобы ее стенки не осыпались, невозможно.
В настоящее время обычно используют безопасный опускной способ строительства колодца. В этом случае исключается вероятность того, что осыпающийся грунт может навредить работающему в шахте. Наращиваемый ствол опускается под своим весом по мере удаления грунта из-под него. Для этих целей используют венцы сруба или железобетонные кольца, диаметр которых позволяет работать внутри шахты.
Строительство колодца начинается с рытья котлована. После этого нужно выровнять дно и установить строго горизонтально первый венец сруба или железобетонное кольцо.
После того как ствол шахты выйдет на запланированный уровень, над колодцем устраивают П-образную стойку или треногу с лебедкой для подъема грунта. Пазы между венцами сруба забивают жирной глиной. Ее следует уплотнять как можно лучше, чтобы через щели не просачивалась вода по мере заглубления ствола. Зазоры между железобетонными кольцами устраняют с помощью цементного раствора. Собранный сруб укрепляется с внутренней стороны толстыми досками, что не позволяет сооружению разорваться во время опускания вдоль вырытой шахты.
Землю из-под стенок сруба убирают лопатами. После этого один человек должен спуститься в колодец. При подъеме грунта нужно соблюдать осторожность, потому что ведро с землей может сорваться и упасть на работающего в шахте. В связи с этим перед подъемом грунта необходимо проверить веревку на прочность.
Чтобы при опускании не произошло застревания сруба, лучше делать это с помощью специальных направляющих (рис. 85).
На наружных сторонах сруба, по его углам, прибивают толстые доски. Для лучшего скрепления сруба на каждой его стороне устанавливают дополнительные средние направляющие. Это делает всю конструкцию более жесткой, что весьма важно при опускании. Затем вокруг сруба укладывают толстые бревна и забивают прочные колья большой длины. После этого сруб будет опускаться строго вертикально. После того как установка ствола закончится, направляющие останутся в грунте.
Устройство ствола из железобетонных колец не такое сложное, не требует дополнительных приспособлений, поэтому его выбирают гораздо чаще. Помимо этого, железобетонные кольца не гниют, что значительно увеличивает срок службы колодца. Такие колодцы называются трубными. В отличие от деревянных они не подвержены воздействию верховодки. Их стенки намного легче очищать от зеленого налета и слизи, всегда присутствующих в колодцах. В связи с этим гигиенические свойства железобетонных колодцев также намного выше, чем у деревянных.
Рис. 85. Устройство для опускания сруба по шахте колодца: 1 – угловые направляющие; 2 – дополнительная направляющая; 3 – бревна; 4 – колья
При устройстве колодца важным моментом является безопасность работающего внизу человека. Особая опасность заключается в загазованности шахты, которая приводит к нехватке кислорода и потере сознания. Загазованность можно проверить специальным прибором – газоанализатором. Если прибора нет под рукой, проверить уровень загазованности можно с помощью обыкновенной свечи. Ее привязывают к веревке, зажигают и опускают в шахту. Если свеча погаснет или изменит степень свечения, в колодце присутствует газ.
Способов удаления газа из шахты много. Самым простым и надежным является тот, при котором используется естественная тяга переносной металлической печи. Наверху, у шахты, устанавливается металлическая печь (рис. 86). Вместо нее можно использовать обыкновенную металлическую бочку. К поддувалу печи присоединяется вентиляционная труба, нижний конец которой опущен в шахту.
Рис. 86. Вариант вентиляции шахты колодца с помощью переносной печи: 1 – шахта колодца; 2 – вентиляционная труба; 3 – переносная печь
При топке печи естественная тяга удаляет из шахты имеющиеся там газы. Если газ появляется вновь, то работать в колодце можно только при работающей печи.
Вторым этапом после сооружения ствола является устилание дна колодца песчано-гравийной смесью, предназначенной для фильтрации. Если поступление воды происходит через стенки шахты, то в нижней ее части устраивают специальные щели.
Ствол шахты необходимо поднять на 1—1,2 м над уровнем планировки и облагородить. Для этих целей над колодцем устанавливают надстройки в виде сруба или навеса. Надстройки защитят колодец от атмосферных воздействий и обеспечат удобство эксплуатации.
Для предотвращения попадания в шахту дождевой воды территорию вокруг колодца мостят природным камнем, кирпичом или тротуарной плиткой.
Буровые колодцы
Обычно проектированием и строительством буровых трубчатых колодцев занимаются специализированные фирмы, у которых на проведение этих работ имеется разрешение от эпидемиологической службы.
Буровой колодец – это скважина, направленная перпендикулярно к направлению потока подземных вод. Для безопасности стенки скважины укрепляются обсадными металлическими, а при мелких скважинах – керамическими или асбестоцементными трубами. Внутренний диаметр обсадной трубы зависит от водоподъемного оборудования (простые колонки или один из типов насосов). В любом случае диаметр не должен быть меньше 120 мм.
Верхняя часть скважины носит название «устье колодца» и защищена оголовком от всевозможных загрязнений. Одновременно оголовок служит для установки водоподъемного оборудования. Он должен быть выше поверхности земли на 0,8—1 м, герметично закрыт легко открывающейся крышкой. В шахте колодца обязательно устанавливают вентиляционную трубу высотой 2 м от поверхности земли. Вокруг оголовка должна быть сделана отмостка из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом не менее 2 м с уклоном в сторону водоотводного лотка.
С увеличением глубины скважины диаметр обсадных труб уменьшают, концентрические зазоры между обсадными трубами заделывают цементным раствором. При устройстве скважины в скальном грунте укреплять ее стенки не нужно.
При строительстве буровых колодцев можно использовать только те материалы, которые соответствуют санитарным нормам. Например, при изготовлении фильтра его материал должен быть химически и механически устойчивым, в процессе эксплуатации не должен забиваться песком. Минимальный внутренний диаметр фильтра должен составлять 100 мм. Тип фильтра выбирается в зависимости от категории грунта. Если он представляет собой неустойчивую породу, то используются трубчатые фильтры с круглыми или щелевидными отверстиями. При гравийном грунте, гравелистом и крупном песке водоприемная поверхность выполняется из проволочной обмотки из нержавеющей стали или из стального штампованного листа. В песчаных грунтах устанавливают трубчатые фильтры из сетки гладкого или галунного плетения, которые применяются при любой глубине скважины.
При устройстве скважины традиционным способом возникают некоторые негативные моменты. Во-первых, стальные обсадные трубы с течением времени подвергаются коррозии и разрушаются. Куски ржавчины попадают в питьевую воду, заметно снижая ее качество. В стенках труб возникают отверстия, через которые в питьевую воду могут попасть сточные воды из соседнего дома. Также со временем скважина заиливается. Срок службы скважин глубокого бурения составляет всего 5 лет.
В настоящее время имеется несколько новых технологий, продляющих срок службы скважин. Бурение ведется в несколько этапов (рис. 87). Сначала бурят песчано-глинистые отложения, доходя до известняка.
Рис. 87. Бурение артезианских скважин по новым технологиям: 1 – подача воды потребителю; 2 – оголовок с вентилем; 3 – обсадная металлическая колонна диаметром 168 мм; 4 – насос; 5 – пластиковая колонна диаметром 125 мм; 6 – металлическая обсадная колонна диаметром 168 мм; 7 – пластиковая колонна диаметром 125 мм; 8 – фильтр; А – водоносный горизонт (песок обводненный); Б – водоносный горизонт (песок сухой); В – водоносный горизонт (песок обводненный); Г – суглинок (водоупор); Д – водоносный горизонт (песок обводненный); Е – юрская глина (водоупор); Ж – водоносный горизонт (известняк обводненный)
После этого на всю глубину скважины опускают металлическую обсадную колонну из труб с фильтрами.
При бурении известняка до вскрытия водоносного слоя скважину делают меньшим диаметром. После этого на всю глубину вставляют пластиковую колонну, в которой вода под давлением пластов поднимается на определенный статический уровень. Вокруг пластиковой трубы на 5—10 м выше фильтров засыпается калиброванный кварцевый гравий диаметром 1,2—2 мм, который дает возможность воде беспрепятственно поступать в эксплуатационную колонну. Этот слой отфильтровывает механические примеси. На слой гравия укладывают гранулы сухой глины, которые разбухают от влаги и создают глиняный замок, не дающий водам верхнего горизонта просачиваться в эксплуатационный горизонт.
Такая скважина служит около 30 лет.
Для нормальной работы современной бытовой техники в системе водоснабжения дома необходимо поддерживать постоянное давление. Нужный уровень напора обеспечивают насосы. На российском рынке имеется множество моделей как отечественных, так и зарубежных производителей.
Самовсасывающие центробежные вихревые насосы предназначены для подачи воды из колодцев и скважин. Процесс обусловлен тем, что всасывающий коллектор расположен выше оси насоса, поэтому в его рабочей части всегда находится вода. Для включения агрегата в работу после остановки его не надо заливать водой.
Объемно-инерционные насосы используют в работе колебания, идущие к клапану-плавнику. В них нет трущихся частей, вращающихся деталей, они не требуют смазки. Такие насосы применяются для подъема пресной воды из колодцев и трубчатых скважин, диаметр которых более 100 мм, с глубины более 40 м.
Температура поднимаемой воды не должна превышать 35° С. Насос должен быть полностью погружен в воду, без соприкосновения со стенками и дном колодца. Его включают в работу без предварительной заливки. Перемещать или поднимать насос можно только после отключения от электросети. Работать насос может долго, но время непрерывной эксплуатации не должно превышать 2 ч. После перерыва в 15—20 мин насос можно снова включать в работу. Общее время работы насоса в сутки составляет 12 ч.
Основные характеристики водяных насосов даны в табл. 55.
Таблица 55
Характеристики водяных насосов
Если в трубопровод водоснабжения вода подается с помощью насосов, то потребуется накопительная емкость, установленная на высоте, для обеспечения нужного давления в сети водопровода. Такое техническое решение уже устарело, т. к. накопительная емкость требует периодической чистки и обеззараживания, да и сама емкость, расположенная на чердаке, оказывает дополнительную нагрузку на строительные конструкции дома. Строительство индивидуальной напорной башни для отдельно взятого дома нецелесообразно.
Рис. 88. Водоснабжение индивидуального дома: 1 – скважинный насос; 2 – трос; 3 – скважина; 4 – электрокабель; 5 – водонапорный шланг; 6 – приямок; 7 – запорные вентили; 8 – реле давления; 9 – манометр; 10 – напорный гидробак; 11 – внутренний водопровод; 12 – выводы для садовых работ
В наше время существуют совершенно новые технологии водоснабжения, при которых в системе автоматически поддерживается давление воды с помощью гидробака, установленного в подвале или на первом этаже (рис. 88). Такие гидробаки чаще всего поставляются в комплекте с некоторыми моделями насосов. Давление воды, установленное с помощью управляющего прибора, поддерживает встроенный частотный преобразователь.
Рис. 89. Станция водоснабжения MQ: 1 – панель управления; 2 – соединение с напорным трубопроводом; 3 – обратный клапан; 4 – залив и слив воды; 5 – встроенные реле давления протока; 6 – электродвигатель; 7 – мембранный напорный бак
Также в продаже появились станции водоснабжения MQ, представляющие собой компактные агрегаты, состоящие из самовсасывающего насоса, мембранного напорного бака, устройства управления и защиты (рис. 89).
Станция предназначена для водоснабжения индивидуального дома, но ее можно использовать и в тех местах, где нужна мобильная, компактная установка для перекачки воды.
При производстве станции используются материалы с повышенной коррозионной стойкостью, что позволяет ей работать на открытом воздухе. Она оснащена всем необходимым для автоматической работы, поэтому не требует подбора мембранного бака, устройства защиты и управления. Нужно открыть только один кран, а насос включается и выключается автоматически. При этом поддерживается постоянное давление в напорной магистрали. Встроенный обратный клапан предотвращает отток воды. Панель управления с помощью светодиодов отражает все режимы работы станции.
То, что воду нужно очищать, ни у кого не вызывает сомнений. Самым простым способом обеззаразить воду является кипячение. Но оно не дает полной очистки. При высокой температуре погибают некоторые микробы и болезнетворные бактерии, но в воде остаются соли тяжелых металлов, а полезные вещества (соли кальция и магния) разрушаются, оседая в виде накипи на стенках посуды. Кроме того, при кипячении хлорированной воды образуются опасные канцерогены, дающие толчок к развитию многих болезней.
Питьевая вода должна быть безопасной для здоровья и приятной на вкус. В нашей стране действует ГОСТ «Вода питьевая», согласно которому муниципальные службы обязаны следить за качеством питьевой воды. И хотя нам говорят, что отечественная водопроводная вода имеет высокий уровень качества, сомнения на этот счет остаются, тем более что практически во всем мире давно отказались от хлорирования воды, которое в нашей стране практикуют повсеместно.
На всех станциях имеются специальные очистные сооружения, в которых вода проходит очистку от вредных примесей и обеззараживается методом хлорирования. Хлор придает воде неприятный запах, а также наносит вред здоровью, но предотвращает многие заболевания. Для того чтобы вода обеззараживалась и в водопроводе, хлор добавляют в воду в огромных количествах. Особенно интенсивно хлорируют воду весной и в сезон обильных дождей, когда поверхностные воды могут попасть в системы водозабора. После такой очистки в воде образуется диоксин. Этот сильнейший яд, негативно влияющий на иммунную систему, практически не выводится из организма.
Как видно из вышесказанного, даже централизованная очистка воды не дает гарантии ее качества.
Проблемы очистки воды в городских квартирах и загородных домах различны. В первом случае большую часть работы выполняют муниципальные службы водоснабжения, а во втором – владелец дома.
Качественная питьевая вода получается при правильной организации ее очистки в установках, которые можно приобрести в магазинах.
Изобретатели во всем мире постоянно работают над вопросом очистки воды, совершенствуя методики и создавая уникальные установки. Эти агрегаты отличаются друг от друга производительностью, методами, на которых основан принцип их работы, дизайном, степенью автоматизации, надежностью и прочими техническими характеристиками. Их монтируют как в городских квартирах, так и в домах индивидуальной застройки.
Выбор подходящей установки для очистки воды довольно сложен. Конечный результат ее работы во многом зависит от правильности способа очистки, а для этого нужно учитывать следующие факторы:
• состав воды с учетом типичных сезонных колебаний, а также наличие в ней вредных примесей;
• технологические характеристики очистных установок, их надежность и бактериологическая устойчивость к воздействию тех или иных вредных факторов, присутствующих в воде;
• количество и состав отходов, получаемых при очистке воды, и методы их утилизации;
• себестоимость очистки воды и всех процессов, с этим связанных;
• ремонтноспособность установки и возможность приобретения комплектующих деталей и очищающих материалов.
При всем многообразии очистных установок выбирать следует все же отечественные, потому что они наиболее соответствуют реальным условиям. К основным проблемам, касающимся очистки воды, относятся:
• удаление нерастворенных частиц, взвесей и коллоидных веществ (для этого используют механические фильтры);
• удаление привкуса железа с помощью специальных фильтров для обезжелезивания;
• умягчение воды;
• неприятный запах, привкус и цвет (удаляют с помощью угольных фильтров);
• бактериологическая загрязненность (устраняют с помощью ультрафиолетовых стерилизаторов, озонаторов или мембранных фильтров).
Для экономии средств и реагентов очистку воды необходимо выполнять в два этапа:
– очистка хозяйственной воды;
– очистка питьевой воды.
Это связано с тем, что нормативы для хозяйственной воды, используемой в быту, несколько снижены, поэтому ее очистка будет стоить дешевле. Потребность в питьевой воде не такая большая, поэтому для ее очистки можно применять более дорогие средства. Типовая схема водоочистки в индивидуальном доме показана на рис. 90.
Рис. 90. Типовая схема водоочистки в индивидуальном доме: 1 – подача воды от водопровода; 2 – подача воды от погружного насоса; 3 – насос; 4 – пневмобак; 5 – осадочный фильтр; 6 – фильтр обезжелезивания; 7 – умягчитель воды; 8 – бак солерастворителя; 9 – угольный фильтр; 10 – стерилизатор ультрафиолетовый; 11 – бойлер; 12 – подача горячей очищенной воды; 13 – подача холодной очищенной воды
Глава 6
Системы горячего водоснабжения
Водогрейное оборудование
Проблему горячего водоснабжения владельцы индивидуальных домов решают с помощью различного водогрейного оборудования, монтируя его в системе водоснабжения. К такого рода оборудованию относятся двухконтурные котлы отопительных систем, газовые колонки, электрические нагреватели прямоточного и накопительного действия.
Многие, конечно, хотели бы совместить отопительную систему с системой горячего водоснабжения, потому что сразу отпадает необходимость установки дополнительного водогрейного оборудования. Это значит, что один теплогенератор является источником тепла для обеих систем. Принципиальная схема совмещения отопления с горячим водоснабжением показана на рис. 91.
Рис. 91. Схема совмещения отопления с горячим водоснабжением: 1, 2, 3 – стояки горячего водоснабжения; 4 – воздухосборник; 5 – котел; 6 – отопительный прибор; 7 – кран подпитки; 8 – вентиль
Если забора горячей воды не происходит, то систему не подпитывают и вода уходит в отопительные приборы. При открывании водоразборных кранов вода из расширительного бака поступает в систему горячего водоснабжения, из-за этого ее уровень падает. В действие вступает система подпитки, поддерживающая постоянный уровень воды в расширительном баке. Бак становится накопителем горячей воды, поэтому его емкость должна быть достаточной. Расширительный бак должен стоять как можно выше для того, чтобы увеличить напор воды в сети горячего водоснабжения. Разборная линия горячего водоснабжения подключается к расширительному баку на уровне 100—150 мм от его дна. Это делается для того, чтобы в моменты забора воды не опустошить его полностью. Если в доме отсутствует водопровод, то расширительный бак должен быть оснащен съемной крышкой для ручного залива воды.
Но использование общего генератора для систем горячего водоснабжения и отопления связано с определенными неудобствами. Это обусловлено тем, что режимы теплопотребления в течение суток у систем отопления и горячего водоснабжения значительно различаются. Отопительная система имеет стабильное потребление тепла, а у горячего водоснабжения нагрузка распределена неравномерно: максимум потребления в утренние и вечерние часы и минимум забора днем. Пиковое потребление системы горячего водоснабжения обычно превышает отопительную нагрузку. Все это приводит к неудобствам.
Монтаж теплогенератора повышенной мощности экономически невыгоден, т. к. в период, когда забора горячей воды нет, теплогенератор будет работать с недогрузкой. Чтобы решить эту проблему, владельцы домов идут на разные ухищрения. Например, при использовании общего теплогенератора его теплопроизводительность выбирают, исходя из обеспечения только одной пиковой нагрузки горячего водоснабжения. В период максимального забора горячей воды систему отопления отключают, и генератор работает только на подогрев воды. Необходимость периодического переключения систем отопления и горячего водоснабжения приносит определенные неудобства.
При совмещении этих двух систем необходимо учитывать, что нагрев воды в теплогенераторе не должен превышать 80° С. При более высокой температуре начинается разложение карбонатовых солей и отложение накипи на стенках котла и труб. При этом возникает опасность ожогов перегретой водой.
В случае, когда горячей воды нужно много и постоянно, хозяева предпочитают не покупать мощный двухконтурный котел, а создают домашнюю сеть горячего водоснабжения, подогнав ее под конкретные условия. Вариантов таких сетей множество. Самым популярным является тот, при котором используется отопительный одноконтурный котел вместе с накопительным водо-водяным теплообменником (бойлером). Принципиальная схема автономной системы горячего водоснабжения представлена на рис. 92.
Рис. 92. Принципиальная схема подключения автономной системы горячего водоснабжения для отопления и горячего водоснабжения: 1 – котел; 2 – расширительный бак; 3 – шаровый кран; 4 – циркуляционный насос; 5 – бойлер; 6 – предохранительный клапан; 7 – расширительный бак горячего водоснабжения; 8 – рециркуляционный насос; 9 – фильтр; 10 – обратный клапан; 11 – устройство автоматического заполнения системы
Конструкции и технические параметры теплообменников зависят от проектных решений. До недавнего времени применялись в основном кожухотрубные теплообменники. Но они обладали следующими недостатками:
• большие размеры;
• значительный вес;
• трудоемкость монтажа и обслуживания;
• возможность возникновения межконтурных перетечек;
• невысокие коэффициенты теплопередачи;
• малый КПД.
У новинок – пластинчатых теплообменников – таких недостатков нет. Напротив, они обладают компактными размерами, имеют высокий коэффициент теплопередачи и КПД свыше 99%.
При монтаже домашних сетей горячего водоснабжения необходимо устраивать цепи рециркуляции горячей воды. Они представляют собой трубопровод в виде петли, идущий от бойлера рядом с точками разбора горячей воды и возвращающийся обратно к бойлеру (рис. 93).
Читать бесплатно другие книги:
