Схема узла: два варианта на четыре поста
Так выглядит решение целиком: узел тёплой воды на общей раме и четыре поста «душ + фонтан для глаз» на одном коллекторе. Переключите вариант и число работающих постов — схема покажет, куда идёт вода, какой она температуры, сколько осталось в баке и на сколько минут промывки его хватит. Кнопка «Смеситель отказал» показывает, как защита отсекает горячую воду во втором варианте. Номера на схеме расшифрованы в списке справа, время ускорено: 1 секунда — 1 минута.
Схема принципиальная: состав и цифры — по вариантам проекта, габариты условные. Открыть схему в отдельном окне →
Задача заказчика
К нам обратился проектировщик горно-обогатительного комбината в Забайкальском крае. В корпусе обезвреживания по проекту стоят четыре аварийных душа с промывкой глаз. Исходные данные, которые он прислал:
- температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98 — −42,6 °C;
- к каждому из четырёх душей подведена только холодная вода;
- горячее водоснабжение корпуса — от местных накопительных водонагревателей.
Запрос звучал как «аварийный душ с обогревом». Первое, что мы сделали, — разделили его на две разные задачи. Их часто путают, а решения у них разные.
Почему типовое решение не подходит
Греющий кабель защищает трубу, но не греет воду
Обогреваемый душ с греющим кабелем под теплоизоляцией нужен, когда пост стоит на улице или в неотапливаемом помещении: кабель не даёт замёрзнуть трубам и клапанам. Тёплой вода от этого не становится. Если душ стоит в отапливаемом корпусе, замерзание ему не грозит, и обогрев вообще не нужен. Подробнее о разнице — в статье аварийный душ зимой и на улице.
Вода +5 °C не даёт промыться 15 минут
Зимой вода из холодного водопровода около +5 °C. Стоять под ней 15 минут человек не сможет: холодовой шок, и пострадавший выходит из-под потока через несколько секунд, не смыв химикат. По методике ANSI Z358.1 вода на выходе должна быть 16–38 °C. Прямого российского норматива на температуру нет: обязанность оборудовать рабочие места душами идёт из СП 2.2.3670-20, а температурный диапазон берут по ANSI. Поэтому главная задача этого объекта — не обогрев, а тёплая вода.
Местного накопителя хватает меньше чем на минуту
В корпусе уже есть горячая вода от накопительных водонагревателей, и кажется, что её достаточно подмешать. Расчёт показывает обратное: типовой накопитель на 80–150 л отдаёт свой запас меньше чем за минуту смешивания, дальше на пострадавшего снова идёт холодная вода. А если сработают два душа одновременно, потребность удваивается.
Сколько тёплой воды нужно: расчёт
По данным заказчика расход душа — 80 л/мин, время промывки — 15 минут, то есть 1200 л на один пуск. Смешиваем холодную воду +5 °C с горячей +60 °C:
| Температура на выходе | Доля горячей воды | Горячей воды за 15 минут |
|---|---|---|
| 16 °C (нижняя граница по ANSI) | 20 % | около 240 л |
| 20 °C (комфортнее для промывки) | 27 % | около 330 л |
Для группы постов считаем по методике: душ не меньше 75,7 л/мин и фонтан для глаз не меньше 11,4 л/мин, вместе 87,1 л/мин. На 15 минут это 1306,5 л на один пост. Сколько постов работают одновременно — ключевой вопрос к проектировщику: от него зависят объём бака и мощность насосов. Общая методика расчёта — в статье тёплая вода для аварийного душа.
Решение: отдельный узел тёплой воды на группу постов
Вместо четырёх отдельных нагревателей у каждого душа мы предложили один узел подготовки тёплой воды на все четыре поста: бак с нагревом, насосы, смеситель и шкаф управления на общей раме, от узла — коллектор к постам. Наши инженеры проработали три варианта узла.
Вариант 1: бак тёплой воды 4500 л, вода сразу нужной температуры
- безнапорный бак-аккумулятор 4500 л из стали 304, теплоизоляция пенополиуретан 100 мм;
- вода в баке поддерживается при 20–25 °C, вода на входе — 5 °C;
- электронагреватель 25 кВт с термостатом;
- два насоса по 11 кВт, рабочий и резервный, 380 В, 15 м³/ч, напор 45 м, частотное управление;
- расширительный бак 100 л, шкаф управления с программируемым контроллером, коллектор на четыре поста, фланцы 2";
- рама 4200 × 2000 × 3500 мм, масса 2300 кг.
Плюс варианта — простота: в баке уже вода нужной температуры, смеситель на выходе не обязателен. Запаса 4500 л хватает примерно на 3,4 поста по 15 минут (4500 / 1306,5). Первичный нагрев от 5 до 22,5 °C — около 92 кВт·ч, при нагревателе 25 кВт около 3,7 ч.
Вариант 1. Безнапорный бак 4500 л держит воду 20–25 °C, два насоса (рабочий и резервный) подают её через коллектор к четырём постам. Схема упрощена.
Вариант 2: напорный бак 2000 л с водой 60 °C и термостатический смеситель
- напорный бак 2000 л, вода в баке 60 °C, нагреватель 25 кВт;
- смесительный клапан с термостатом доводит воду до заданной температуры на выходе;
- насосы 2,2 кВт, 5 м³/ч, напор 25 м; датчики температуры, давления, расхода и уровня;
- рама 2000 × 2000 × 4000 мм, масса 3500 кг.
Плюс варианта — компактность по объёму: горячую воду разбавляют холодной. 2000 л воды 60 °C при смешении с водой 5 °C до 25 °C дают около 5500 л (доля горячей 0,36), то есть около 4,2 поста по 15 минут. Цена компактности — обязательный термостатический смеситель и защита от перегрева: без смесителя на пострадавшего пойдёт вода 60 °C. Первичный нагрев от 5 до 60 °C — около 128 кВт·ч, при 25 кВт около 5,1 ч.
Вариант 2. Напорный бак держит воду 60 °C, термостатический смеситель доводит её до 16–38 °C на выходе. Объём бака меньше, но смеситель обязателен. Схема упрощена.
Вариант 3: бак 4 м³ с подпиткой и двумя ступенями нагрева
Третий вариант — бак 4 м³ (диаметр 1500, высота 1800 мм) с поплавковым клапаном подпитки, переливом и сливом. Нагрев двумя электронагревателями — 10 кВт на поддержание температуры и 50 кВт на быстрый разогрев; насос горячей воды подаёт её через термостатический смесительный клапан к постам, регулятор температуры и электромагнитный клапан управляют подачей. Этот вариант мы готовили как предварительный, для технического обсуждения с проектировщиком.
Сравнение вариантов 1 и 2
| Вариант 1: бак тёплой воды 4500 л | Вариант 2: напорный бак 2000 л + смеситель | |
|---|---|---|
| Вода в баке | 20–25 °C, к постам идёт сразу | 60 °C, смеситель доводит до 25 °C |
| Термостатический смеситель | не нужен | обязателен, с отсечкой горячей воды |
| Тёплой воды из полного бака | 4500 л | около 5500 л (доля горячей 0,36) |
| Полного бака хватит на 1 / 2 / 3 / 4 поста | 51,7 / 25,8 / 17,2 / 12,9 мин | 63,1 / 31,6 / 21,0 / 15,8 мин |
| 15 минут на все четыре поста | нет — 12,9 мин | да — 15,8 мин |
| Нагрев и первичный разогрев | 25 кВт, около 3,7 ч (5 → 22,5 °C) | 25 кВт, около 5,1 ч (5 → 60 °C) |
| Насосы | 2 × 11 кВт, 15 м³/ч, напор 45 м | 2,2 кВт, 5 м³/ч, напор 25 м |
| Рама и масса | 4200 × 2000 × 3500 мм, 2300 кг | 2000 × 2000 × 4000 мм, 3500 кг |
| Главный риск | на четыре поста сразу запаса меньше 15 минут | отказ смесителя: без отсечки на человека пошла бы вода 60 °C |
Время — из расчёта 87,1 л/мин на пост (душ 75,7 + фонтан 11,4) от полного бака без подпитки во время работы.
Какой вариант выбрать
- Одновременно срабатывают до трёх постов, нужна простота — вариант 1: вода в баке уже нужной температуры, отказывать нечему. Нужна площадка 4200 × 2000 мм.
- 15 минут должны выдержать все четыре поста или мало места по площади — вариант 2: рама 2000 × 2000 мм, но высота 4000 мм и масса 3500 кг, а термостатический смеситель и отсечка горячей воды обязательны.
- Важно быстро восстановить запас после срабатывания — вариант 3 с подпиткой и ступенью нагрева 50 кВт; его параметры уточняем вместе с проектировщиком.
Состав решения в каталоге КАДАММ
Из чего собирается решение и что делает каждый элемент.
Основа решенияКАДАММ АДУ-ТВУзел подготовки тёплой воды: бак с электронагревом, насосы и автоматика на общей раме, коллектор к постам — варианты 1–3 этой страницы.Смотреть в каталоге →
Температура на выходеКАДАММ АДУ-ТСМТермостатический смеситель смешивает горячую воду с холодной и не пускает на человека перегретую воду, если пропала холодная.Смотреть в каталоге →
Посты в корпусеКАДАММ АДУ-КМКомбинированные души с фонтаном для глаз из нержавеющей стали — сами посты в отапливаемом корпусе.Смотреть в каталоге →
Нет места под бакКАДАММ АДУ-ТВНПроточный подогрев вместо бака — если мощности на вводе достаточно.Смотреть в каталоге →
Пост на улицеКАДАММ АДУ-ОКОбогреваемый вариант для постов на улице или эстакаде.Смотреть в каталоге →
Нет надёжного водопроводаКАДАММ АДУ-БККабина со своим баком — для площадки без стабильной сети.Смотреть в каталоге →Весь ряд — в разделах узлы тёплой воды для аварийных душей и аварийные души и фонтаны; посты в корпусе — серия КАДАММ АДУ-КМ. Как расставить посты по корпусу и на каком расстоянии от рабочих мест — в статье аварийный душ и фонтан для промывки глаз.
Что важно учесть
- Где стоят посты. Все четыре внутри отапливаемого корпуса — нужен обычный душ из стали 304 плюс узел тёплой воды. Часть на улице — по этим постам добавляется обогрев, а задача тёплой воды остаётся.
- Запас по морозу. Обогреваемый душ держит −45 °C, а расчётная зима объекта −42,6 °C: запас всего 2,4 °C. Для уличного поста нужно уточнить, по какому параметру считает проектировщик — наиболее холодные сутки, холодная пятидневка или абсолютный минимум.
- Одновременность. От того, сколько постов могут сработать одновременно, зависят объём бака и производительность насосов.
- Электропитание и место. Узел требует ввода 380 В и площадки под раму; варианты отличаются габаритом и массой.
- Документы и сроки. Сертификацию узла по ТР ТС, сроки изготовления и поставки подтверждаем под конкретный проект — уточняйте у менеджера.
Что прислать для такого же расчёта
Если у вас похожая задача, пришлите: число постов и сколько из них может сработать одновременно; где они стоят (отапливаемое помещение, улица, эстакада); минимальную температуру по проекту; температуру и давление воды в сети; есть ли горячая вода в здании; напряжение на вводе; наличие взрывоопасной зоны; место под узел. Наши инженеры проектируют под задачу: посчитаем объём бака, мощность нагрева и состав узла.