Теплообменники в горячем водоснабжении. Большая энциклопедия нефти и газа
Горячее водоснабжение необходимо потребителям для удовлетворения своих хозяйственно-гигиенических нужд (собственной помывки, стирки, мытья посуды и т.д.).
Качество воды, подаваемой на горячее водоснабжения, должно соответствовать ГОСТ 2874-82* «Вода питьевая».
Температура горячей воды у водоразборных приборов жилых, общественных и промышленных зданий (tг.в,°С) предусматривается:
- Не выше 75°С так как уже при этой температуре человек (потребитель) может получить ожоги;
- Не ниже 50°С, для систем горячего водоснабжения, присоединенных к закрытым системам теплоснабжения (tг.в,≥50°С). Температура горячей воды не должна быть меньше 50°С, так как при более низкой температуре не растворяются растительные и животные жиры (ради удаления которых про изводится стирка и мытье посуды);
- Не ниже 60°С, для систем горячего водоснабжения, присоединенных к открытым системам теплоснабжения (tг.в,≥60°С). В помещениях детских дошкольных учреждений температура горячей воды, подаваемой к водоразборным приборам душевых и умывальников не должна превышать 37°С.
В закрытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети, используется только как теплоноситель (потребителем из тепловой сети не отбирается). В закрытых системах теплоснабжения, сетевой водой в теплообменных аппаратах осуществляется нагрев холодной водопроводной воды. Затем нагретая вода, по внутреннему водопроводу, подается к водоразборным приборам жилых, общественных и промышленных зданий.
В открытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети, используется не только как теплоноситель, а частично (или полностью) отбирается потребителем из тепловой сети.
Мы рассматриваются только системы горячего водоснабжения зданий, присоединенных к закрытым системам теплоснабжения. Основные схемы таких систем представлены ниже.
1. Принципиальная схема системы горячего водоснабжения с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения
Наиболее простой и распространенной является схема с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения. Подогреватели горячего водоснабжения (в количестве не менее двух) параллельно присоединены к той же тепловой сети, что и системы отопления зданий. Вода, из наружной водопроводной сети (с температурой tx.в°С,) подается в подогреватели горячего водоснабжения. В них, она нагревается сетевой водой (с температурой Tо1°С,) поступающей из подающего трубопровода тепловой сети.
Охлаждённая сетевая вода (с температурой Tг2°С,) подается в обратный трубопровод тепловой сети. После подогревателей горячего водоснабжения, нагретая (горячая) водопроводная вода с температурой (tг.в +∆tг.в,°С) направляется к водоразборным приборам зданий. Величина ∆tг.в учитывает остывание горячей воды при прохождении от подогревателей горячего водоснабжения до водоразборных приборов зданий. Согласно значение ∆tг.в. ориентировочно принимается равным от 3 до 5 ОС. Если водоразборные приборы зданий закрыты, то часть горячей воды, по циркуляционному трубопроводу, снова подается в подогреватели горячего водоснабжения.
Основным недостатком данной схемы является значительный расход сетевой воды для системы горячего водоснабжения (и, следова¬тельно, во всей системе теплоснабжения).
Эту схему с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения рекомендуется применять, если отношение максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий (QРг.в / QРо) менее 0,2 или более 1. Эта схема используется при нормальном температурном графике сетевой воды в тепловых сетях.
2. Принципиальная схема системы горячего водоснабжения с двухступенча¬тым последовательным присоединением подогревателей горячего водоснабжения
В следующей схеме подогреватели горячего водоснабжения разделяются на две ступени. Одни устанавливаются на обратном трубопроводе тепловой сети после систем отопления зданий. Это подогреватели горячего водоснабжения нижней (первой) ступени. Другие устанавливаются на подающем трубопроводе тепловой сети перед сис¬темами отопления (и вентиляции) зданий. Это подогреватели горячего водоснабжения верхней (второй) ступени.
Вода, из наружной водопроводной сети (с температурой tх.в°С) подается в подогреватели горячего водоснабжения нижней ступени. В них она нагревается сетевой водой (с температурой То2 или Тср2, °С) после систем отопления (и вентиляции) зданий. Охлажденная сетевая вода (с температурой Т2, °С) поступает в обратный трубопровод теплой сети и направляется на источник теплоснабжения (котельную или ТЭЦ). После подогревателей горячего водоснабжения нижней ступени водопроводная вода имеет температуру tп, °С). Дальнейший нагрев воды, (до температуры tгв+∆tг.в,°С) осуществляется в подогревателях горячего водоснабжения верхней ступени. Греющим теплоносителем является сетевая вода (с температурой Т1, °С), которая подается из подающего трубопровода тепловой сети. Охлажденная сетевая вода (с температурой То1, °С) направляется в системы отопления (и вентиляции) зданий. Нагретая (горячая) вода, по внутреннему водопроводу, поступает к водоразборным приборам зданий. В этой схеме (при закрытых водоразборных приборах) часть горячей воды по циркуляционному трубопроводу подводится к подогревателям горячего водоснабжения верхней ступени.
Достоинством данной схемы является то, что для системы горячего водоснабжения не требуется специального расхода сетевой воды, так как подогрев водопроводной воды осуществляется за счет сетевой во¬ды из систем отопления (и вентиляции) зданий.
Недостатком схемы с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей горячего водоснабжения является обязательная установка системы автоматизации и дополнительное местное подрегулирование всех видов тепловых нагрузок зданий (отопления, горячего водоснабжения, вентиляции).
Схема с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей горячего водоснабжения рекомендуется применять, если отношение максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий (QPг.в/QPо) находится в интервале от 0,2 до 1. Данная схема требует некоторого повышения температурного графика сетевой воды в тепловых сетях.
3. Принципиальная схема системы горячего водоснабжения с двухступенчатым смешанным присоединением подогревателей горячего водоснабжения
Более универсальной является схема с двухступенчатым смешанным присоединением подогревателей горячего водоснабжения. Эта схема может использоваться как при нормальном, так и при повышенном температурном графике сетевой воды в тепловых сетях и применяется при любом отношении максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий.
Отличие этой схемы от предыдущей в том, что подогреватели горячего водоснабжения верхней ступени присоединяются к подающему трубопроводу тепловой сети не последовательно, а параллельно отопительной системе. Нагрев водопроводной воды (от температуры tп, °С до температуры tгв+∆tг.в,°С) в этих подогревателях осуществляется сетевой водой (с температурой То1, °С из подающего трубопровода тепловой сети. Охлажденная сетевая вода (с температурой Тг2, °С) подается в обратный трубопровод тепловой сети. Там она смешивается с сетевой водой из систем отопления и вентиляции) зданий и поступает в подогреватели горячего водоснабжения нижней ступени. В остальном, схема с двухступенчатым смешанным присоединением подогревателей горячего водоснабжения работает также, как и схема с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей водоснабжения.
Недостатком данной схемы, по сравнению с предыдущей, является необходимость дополнительного расхода сетевой воды для подогревателей горячего водоснабжения верхней ступени (что увеличивает, расход сетевой воды во всей системе теплоснабжения)
Организация горячего водоснабжения является одним из основных условий комфортной жизни. Существует множество различных установок и систем для подогрева воды в домашней сети ГВС, однако одним из наиболее эффективных и экономичных считается метод нагрева воды от сети отопления.
Теплообменник для горячей воды подбирается индивидуально, исходя из запросов владельца и возможностей отопительного оборудования. Правильный расчет и грамотный монтаж системы позволят вам навсегда забыть про перебои в горячем водоснабжении.
Применение пластинчатого теплообменника для ГВС
Нагрев воды от теплосети полностью обоснован с экономической точки зрения – в отличие от классических водонагревательных котлов, использующих газ или электроэнергию, теплообменник работает исключительно на отопительную систему. В результате конечная стоимость каждого литра горячей воды оказывается для домовладельца на порядок ниже.
Пластинчатый теплообменник для горячего водоснабжения использует тепловую энергию теплосети для нагрева обычной водопроводной воды. Нагреваясь от пластин теплообменника, горячая вода поступает к точкам водоразбора – кранам, смесителям, душевую в ванной комнате и пр.
Важно учитывать, что вода-теплоноситель и нагреваемая вода никак не контактируют в теплообменнике: две среды разделены пластинами теплообменного аппарата, через которые осуществляется теплообмен .
Использовать воду из системы отопления в бытовых нуждах напрямую нельзя – это нерационально и зачастую даже вредно:
- Процесс водоподготовки для котельного оборудования – достаточно сложная и дорогая процедура.
- Для умягчения воды часто используются химические реагенты, которые негативно сказываются на здоровье.
- В трубах отопления с годами скапливается колоссальный объем вредных отложений.
Однако использовать воду отопительной системы косвенно никто не запрещал – теплообменник ГВС обладает достаточно высоким КПД и полностью обеспечит вашу потребность в горячей воде.
Типы теплообменников для систем ГВС
Среди множества типов различных теплообменников в бытовых условиях используются только два – пластинчатые и кожухотрубные. Последние практически исчезли с рынка вследствие больших габаритов и низкого КПД.
Пластинчатый теплообменник ГВС представляет собой ряд гофрированных пластин на жесткой станине. Все пластины идентичны по размерам и конструкции, но следуют в зеркальном отражении друг к другу и разделяются специальными прокладками – резиновыми и стальными. В результате строгого чередования между парными пластинами образуются полости, которые заполняются теплоносителем или нагреваемой жидкостью – смешение сред полностью исключено. Через направляющие каналы две жидкости движутся навстречу друг другу, заполняя каждую вторую полость, и так же, по направляющим, выходят из теплообменника отдав/получив тепловую энергию.
Чем выше количество или размер пластин в теплообменнике – тем больше площадь полезного теплообмена и выше производительность теплообменника. У многих моделей на направляющей балке между станиной и запорной (крайней) плитой остается достаточно пространства, чтобы установить несколько плит аналогичного типоразмера. В этом случае дополнительные плиты всегда устанавливаются парами, иначе потребуется менять направление «вход-выход» на запорной плите.
Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника ГВС
Все пластинчатые теплообменники можно разделить на:
- Разборные (состоят из отдельных плит)
- Паяные (герметичный корпус, не разборные)
Преимущество разборных теплообменников заключается в возможности их доработки (добавление или удаление пластин) – в паяных моделях эта функция не предусмотрена. В регионах с низким качеством водопроводной воды такие теплообменники можно разбирать и очищать от мусора и отложений вручную.
Более высокой популярностью пользуются паяные пластинчатые теплообменники – из-за отсутствия зажимной конструкции они имеют более компактные размеры, чем разборная модель аналогичной производительности. Компания «МСК-Холод» производит подбор и продажу паяных пластинчатых теплообменников ведущих мировых брендов - Alfa Laval, SWEP, Danfoss, ONDA, KAORI, GEA, WTT, Kelvion (Кельвион Машимпэкс), Ридан. У нас вы можете купить теплообменник ГВС любой производительности для частного дома и квартиры.
Преимущество паяный теплообменников в сравнении с разборными
- Небольшие габариты и вес
- Более строгий контроль качества
- Продолжительный срок службы
- Устойчивость к высоким давлениям и температурам
Очистка паяных теплообменников выполняется безразборным методом. Если по истечении определенного периода эксплуатации начали снижаться теплотехнические характеристики, то в аппарат на несколько часов заливается раствор реагента, удаляющего все отложения. Перерыв в работе оборудования составит не более 2-3 часов.
Схемы подключения теплообменника ГВС
Теплообменник вода-вода имеет несколько вариантов подключения. Первичный контур всегда подключается к распределительной трубе теплосети (городской или частной), а вторичный – к трубам водоснабжения. В зависимости от проектного решения можно использовать параллельную одноступенчатую схему ГВС (стандартная), двухступенчатую смешанную или двухступенчатую последовательную схему ГВС.
Схема подключения определяется согласно нормам «Проектирования тепловых пунктов» СП41-101-95. В случае, когда соотношение максимального потока тепла на ГВС к максимальному потоку тепла на отопление (QГВСmax/QТЕПЛmax) определяется в границах ≤0,2 и ≥1 за основу принимается одноступенчатая схема подключения, если же соотношение определяется в пределах 0,2≤ QГВСmax/QТЕПЛmax ≤1, то в проекте используется двухступенчатая схема подключения.
Стандартная
Параллельная схема подключения считается наиболее простой и экономичной в реализации. Теплообменник устанавливается последовательно относительно регулирующей арматуры (запорного клапана) и параллельно теплосети. Для достижения высокого теплообмена системе требуется большой расход теплоносителя.
Двухступенчатая
При использовании двухступенчатой схемы подключения теплообменника нагрев воды для ГВС осуществляется либо в двух независимых аппаратах, либо в установке-моноблок. Вне зависимости от конфигурации сети схема монтажа значительно усложняется, но значительно повышается КПД системы и снижается расход теплоносителя (до 40%).
Подготовка воды выполняется в два этапа: на первом используется тепловая энергия обратного потока, которая нагревает воду примерно до 40°С. На втором этапе вода подогревается до нормированных показателей 60°С.
Двухступенчатая смешанная система подключения выглядит следующим образом:
Двухступенчатая последовательная схема подключения:
Последовательную схему подключения можно реализовать в одном теплообменном аппарате ГВС. Этот тип теплообменника более сложное устройство в сравнение со стандартными и стоимость его порядком выше.
Расчет теплообменника для ГВС
При расчете теплообменника ГВС учитываются следующие параметры:
- Количество жильцов (пользователей)
- Нормативный суточный расход воды на одного потребителя
- Максимальная температура теплоносителя в интересующий период
- Температура водопроводной воды в указанный период
- Допустимые теплопотери (нормативно – до 5%)
- Количество точек водозабора (краны, душ, смесители)
- Режим эксплуатации оборудования (постоянный/периодический)
Производительность теплообменника в городских квартирах (подключение к муниципальной теплосети) зачастую рассчитывается исключительно по данным зимнего периода. В это время температура теплоносителя достигает 120/80°С. Однако в весенне-осенний период показатели могут упасть до 70/40°С, в то время, как температура воды в водопроводе остается критично низкой. Поэтому расчет теплообменника желательно проводить параллельно для зимнего и весенне-осеннего периодов, при этом никто не может дать гарантии, что расчеты окажутся на 100% верны – ЖКХ нередко «пренебрегают» общепринятыми стандартами обслуживания потребителей.
В частном секторе, при монтаже теплообменника к собственной системы отопления, точность расчета на ступень выше: вы всегда уверены в работе своего котла и можете указать точную температуру теплоносителя.
Наши специалисты помогут вам выполнить правильный расчет теплообменника для ГВС и подобрать наиболее подходящую модель. Расчет выполняется бесплатно и занимает не более 20 минут – укажите свои данные и мы вышлем вам результат.
Главные схемы подогрева воды для систем ГВС зданий
Классификация схем
У водоразборных приборов общественных, разных промышленных и жилых зданий предусматривается такая температура воды (горячей):
- Не больше 70°С - слишком горячая вода приведет к ожогам.
- Не меньше 50°С для систем ГВС, которые присоединены к закрытым системам теплоснабжения. При низкой температуре в воде не растворяются животные и растительные жиры.
Сетевая вода, которая циркулирует в трубопроводах, в закрытых системах теплоснабжения применяется только в качестве теплоносителя (не отбирается для потребителей из тепловой сети).
Сетевой водой осуществляется в теплообменных аппаратах (в закрытых системах) нагрев водопроводной холодной воды. В итоге по внутреннему водопроводу нагретую воду подают к водоразборным приборам промышленных, разных жилых и общественных зданий.
Сетевая вода, которая циркулирует в трубопроводах, в открытых системах применяется не только в качестве теплоносителя. Вода полностью или частично из тепловой сети отбирается потребителем.
Рассматривают только системы ГВС разных зданий, которые присоединены к закрытым системам теплоснабжения. Главные схемы таких систем указаны ниже.
Принципиальная схема системы ГВС с параллельным одноступенчатым присоединением подогревателей горячего водоснабжения.
Сейчас наиболее распространенной и простой считается схема с параллельным одноступенчатым присоединением подогревателей горячего водоснабжения. В количестве не меньше двух подогреватели параллельно присоединяются к той же тепловой сети, что и существующие системы отопления здания. Из водопроводной наружной сети воду подают в подогреватели горячего водоснабжения. В результате в них она будет нагреваться сетевой водой, которая поступает из подающего трубопровода.
Сетевую охлажденную воду подают в обратный трубопровод. После подогревателей нагретую до определенной температуры водопроводную воду направляют к водоразборным приборам различных зданий.
В случае, если водоразборные приборы будут закрыты, то по циркуляционному трубопроводу определенная часть горячей воды снова будет подана в подогреватели горячего водоснабжения.
Главным недостатком такой схемы считается большой расход воды (сетевой) для системы ГВС и, следовательно, во всей действующей системе теплоснабжения.
Такую схему с параллельным одноступенчатым присоединением подогревателей ГВС специалисты рекомендуют использовать в случае, если отношение максимального расхода теплоты на ГВС разных зданий к максимальному расходу теплоты, необходимому для отопления, составляет меньше 0,2 или больше 1. В итоге схема применяется при нормальном температурном графике воды (сетевой) в тепловых сетях.
Принципиальная схема системы горячего водоснабжения с последовательным двухступенчатым присоединением подогревателей ГВС
В данной схеме подогреватели ГВС разделяют на две ступени. Первые устанавливают на обратный трубопровод тепловой сети после систем отопления. К ним относят подогреватели ГВС нижней (первой) ступени.
Остальные устанавливают на подающем трубопроводе перед системами вентиляции и отопления зданий. К ним относят подогреватели ГВС верхней (второй) ступени.
Из водопроводной наружной сети вода с т t-1 будет подана в подогреватели ГВС нижней ступени. В них она будет нагреваться водой (сетевой) после систем вентиляции и отопления зданий. Сетевая охлажденная вода поступит в обратный трубопровод сети и направится на источник теплоснабжения.
Последующий нагрев воды проводится в подогревателях ГВС верхней ступени. Сетевая вода выступает в качестве греющего теплоносителя - ее подают из подающего трубопровода. Сетевая охлажденная вода будет направлена в системы вентиляции и отопления зданий. По внутреннему водопроводу горячая вода поступает к установленным водоразборным приборам. В такой схеме при водозаборных закрытых приборах часть нагретой воды подводится к подогревателям ГВС верхней ступени по циркуляционному трубопроводу.
Преимуществом такой схемы считается отсутствие необходимости для системы ГВС специального расхода воды (сетевой), потому что подогрев водопроводной воды проводится благодаря сетевой воде из систем вентиляции и отопления. К недостатку схемы с последовательным двухступенчатым присоединением подогревателей ГВС относят обязательную установку системы автоматизации и местное дополнительное регулирование всех видов тепловых нагрузок (отопления, вентиляции, горячего водоснабжения).
Схему рекомендуют использовать, если отношение максимального расхода теплоты на ГВС к максимальному расходу теплоты, необходимой для отопления зданий, будет находиться в пределах от 0,2 до 1. Схема требует определенного увеличения в тепловых сетях температурного графика воды (сетевой).
Принципиальная схема системы ГВС со смешанным двухступенчатым присоединением подогревателей ГВС
Более универсальной считают схему со смешанным двухступенчатым присоединением подогревателей ГВС. Данная схема в тепловых сетях применяется при повышенном и нормальном температурном графике воды (сетевой). Используется при любых отношениях максимального расхода теплоты на ГВС к максимальному расходу теплоты, необходимой для качественного отопления зданий.
Отличительной особенностью схемы от предыдущей является то, что подогреватели ГВС верхней ступени присоединяют к подающему трубопроводу сети параллельно (не последовательно) отопительной системе.
Водопроводная вода нагревается с помощью сетевой воды из подающего трубопровода. Сетевую охлажденную воду подают в обратный трубопровод сети. В итоге она там смешивается с водой (сетевой) из систем вентиляции и отопления и поступает в подогреватели ГВС нижней ступени.
По сравнению с предыдущей схемой недостатком считается необходимость в дополнительном расходе воды (сетевой) для подогревателей ГВС верхней ступени. В результате увеличивается расход воды во всей системе теплоснабжения.
На сегодняшний день организация процессов по обеспечению водой - это одно из главных условий для создания уютной жизни граждан. Есть несколько различных способов того, как обеспечить водоснабжение, включая создание систем ГВС-сети, но одним из результативных способов сегодня является нагрев воды через отопительную сеть.
Теплообменники необходимо подбирать, исходя из условий монтажа и размещения, а также согласно запросам пользователей и общих возможностей, для монтажа и работы оборудования для отопления. В большинстве случаев только правильный монтаж и грамотный расчет позволяют гражданам забыть о том, что такое перебои или полное отсутствие горячего водоснабжения.
Использование теплообменников пластинчатого типа для обеспечения ГВС
Нагрев воды через теплосети полезен в экономическом плане, так как теплообменники, при сравнении их с классическими котлами на электрической или газовой энергии, работают лишь на систему отопления, и ни на что больше. В итоге себестоимость горячей воды за литр будет намного ниже.Теплообменники пластинчатого типа применяют энергию тепла в теплосетях для того, чтобы нагревать обыкновенную воду из водопровода. Нагреваясь за счет пластин теплообмена, горячая вода проникает во все точки для разбора воды, включая смесители, краны, душ.
При этом важно учесть и то, что нагреваема вода и вода, которая является носителем тепла, никак не взаимодействуют друг с другом в рамках обменника тепла. Среды для течения вод разделены между собой пластинками, размещенными в теплообменном аппарате, поэтому через них и проходит теплообмен.
Использовать воду, находящуюся в отопительных системах, нельзя для обеспечения бытовых нужд, это вредно и нерационально. Объясняется следующими причинами:
- 1. Процессы подготовки воды для оборудования и котлов - это дорогая и, чаще всего, сложная процедура, которая требует специальных знаний, опыта и навыков.
- 2. Для того чтобы смягчить воду и сделать ее менее жесткой для отопительной системы, применяются реагенты и химикаты, которые отрицательно сказываются на человеческом здоровье.
- 3. В отопительных трубах за много лет скапливается большое количество отложений, также представляющих вред для человека и его здоровья.
Разновидности теплообменников для ГВС-систем
Сегодня их множество, однако среди всех самыми популярными для использования в быту являются два: это системы кожухотрубного и пластинчатого типа. Следует отметить, что кожухотрубные системы почти исчезли с рынков из-за низких показателей КПД и больших размеров.
Теплообменник пластинчатого типа для ГВС - это несколько гофрированных пластинок, расположенных на жесткой станине. Они идентичны друг другу по конструкциям и габаритам, однако следуют друг за другом, но по принципу зеркального отражения, и делятся между собой специализированными прокладками. Прокладки могут быть как стальными, так и резиновыми.
Из-за чередования пластин по парам появляются такие полости, которые при работе заполняются или жидкостью для нагрева, или носителем тепла. Именно за счет такой конструкции и принципа действия смещение сред между собой исключается полностью.
Посредством направляющих каналов жидкости в теплообменнике двигаются друг к другу, заполняя четные полости, после чего выходят из конструкции, получив или отдав некоторую часть энергии тепла.
Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника ГВС
Чем больше пластин по количеству и размеру будет в одном теплообменнике, тем большую площадь он сможет охватить, и тем больше будет его производительность и полезное действие при работе.
Для ряда моделей на балке направления между запорной плитой и станиной есть пространство. Его достаточно для того, чтобы установить пару-тройку плит такого же типа и размера. В таком случае плитки, устанавливаемые дополнительно, будут монтироваться парами.
Все теплообменники пластинчатого типа можно поделить на несколько категорий:
- 1. Паяные, то есть неразборные и имеющие герметичный основной корпус.
- 2. Разборные, то есть состоящие из нескольких отдельных плиток.
Главное преимущество и плюс работы с разборными конструкциями заключается в том, что их можно дорабатывать, модернизировать и улучшать, от есть удалять лишние или же добавлять новые пластинки. Что же касается конструкций паяных, то у них такой функции нет.
Однако более популярными сегодня являются пластинчатые паяные системы обеспечения теплом, и популярность их основана на отсутствии зажимных элементов. Благодаря этому они отличаются компактными размерами, которые никак не влияют на полезность и работоспособность.
Схемы подключения
У теплообменника, работающего по принципу вода-вода, есть несколько различных схем подключения, однако контуры первичного типа монтируются к трубкам распределения тепловой сети (она может быть частной или реализуемой городскими службами), а контуры вторичного типа - к трубопроводу водоснабжения.Чаще всего только от решений по проекту зависит то, какой тип подключения разрешено применять. Также схема монтажа и ее выбор основаны на нормах "Проектирования теплопунктов" и в стандарте СП под номером 41-101-95. Если соотношение и разница максимально возможного водного теплопотока на ГВС к теплопотоку на отопление определено в рамках от ≤0,2 до ≥1, то основой является схема подключения в одну ступень, а если от 0,2≤ до ≤1, то из двух степеней.
Стандартная
Самая простая для реализации и экономически выгодная схема - это параллельная. При такой схеме теплообменники монтируются последовательно по отношении к регулирующей арматуре, то есть запорному клапану, а также параллельно всей тепловой сети. Для того чтобы достичь максимального обмена тепла внутри системы, необходимы высокие показатели расхода носителей тепла.
Двухступенчатая схема
Двухступенчатая смешанная система
Если использовать двухступенчатую схему, то при ней нагрев воды происходит или в паре независимых аппаратов, или в установке моноблока. При этом важно помнить о том, что схема монтажа и ее сложность будут зависеть от общей конфигурации сети. С другой стороны, при схеме из двух ступеней повышается уровень КПД всей системы, а также снижается расход носителей тепла (примерно до 40 процентов).
При такой схеме подготовка воды происходит за два шага. В ходе первого шага применяется тепловая энергия, нагревающая воду до 40 градусов, а в ходе второго шага вода греется до 60 градусов.
Подключение последовательного типа
Двухступенчатая последовательная схема
Такая схема реализуется в рамках одного из аппаратов для теплообмена ГВС, причем данный тип обменника тепла намного сложнее по устройству, если сравнивать его со стандартными схемами. Также он будет стоить намного дороже.
Расчет теплообменников
При определении теплообменника необходимо учитывать такие параметры, как:- 1. количество пользователей или жильцов;
- 2. расход и норма расхода теплой воды за сутки на каждого потребителя;
- 3. максимально возможная температура носителей тепла на определенный временной период;
- 4. температура и другие показатели водопроводных вод на определенный временной период;
- 5. допустимые показатели потери тепла (согласно нормативам, этот показатель не должен превышать 5 процентов);
- 6. суммарное количество мест для забора воды (это могут быть краны, смесители или души);
- 7. режим и работа оборудования (постоянная или периодическая).
Производительность и эффективность работы теплообменной системы для квартир в городе (в частности, при подключении к тепловой сети) рассчитывается по показателям работы в зимний период. Зимой температура носителей тепла может достигать 120/80 градусов.
При этом показатели во время весны или осени могут опуститься до уровня 70/40 градусов, а температура будет оставаться очень низкой вплоть до критичной отметки. Именно поэтому расчеты и показатели теплообменника важно проводить одновременно как для весеннего и осеннего, так и для работы во время зимы.
Важно и то, что никто не способен дать гарантии того, что эти расчет будут на 100 процентов верными. Все дело в том, что в сфере ЖКХ очень часто предпочитают игнорировать или пренебрегать стандартами для обслуживания конечного потребителя.
В частных секторах эти показатели намного точнее, ведь пользователь всегда уверен в эффективности и работоспособности котла и всей отопительной системы.
Существует три основных схемы подключения теплообменников: параллельная, смешанная, последовательная. Решение о применении той или иной схемы принимается проектной организацией на основании требований СНиП и поставщиком тепла, исходящего из своих энергетических мощностей. На схемах стрелочками показано прохождение греющей и подогреваемой воды. В рабочем режиме задвижки, находящиеся в перемычках теплообменников, должны быть закрыты.
1. Параллельная схема
2. Смешанная схема
3. Последовательная (универсальная) схема
Когда нагрузка ГВС существенно превышает отопительную, подогреватели горячего водоснабжения устанавливают на тепловом пункте по так называемой одноступенчатой параллельной схеме, при которой подогреватель горячего водоснабжения присоединяется к тепловой сети параллельно системе отопления. Постоянство температуры водопроводной воды в системе горячего водоснабжения на уровне 55-60 ºС поддерживается регулятором температуры РПД прямого действия, который воздействует на расход греющей сетевой воды через подогреватель. При параллельном включении расход сетевой воды равен сумме ее расходов на отопление и горячее водоснабжение.
В смешанной двухступенчатой схеме первая ступень подогревателя ГВС включена последовательно с системой отопления на обратной линии сетевой воды, а вторая ступень присоединена к тепловой сети параллельно с системой отопления. При этом предварительный подогрев водопроводной воды происходит за счет охлаждения сетевой воды после системы отопления, что уменьшает тепловую нагрузку второй ступени и снижает общий расход сетевой воды на горячее водоснабжение.
В двухступенчатой последовательной (универсальной) схеме обе ступени подогревателя ГВС включены последовательно с системой отопления: первая ступень - после системы отопления, вторая - до системы отопления. Регулятор расхода, установленный параллельно второй ступени подогревателя, поддерживает постоянным суммарный расход сетевой воды на абонентский ввод независимо от расхода сетевой воды на вторую ступень подогревателя. В часы максимальных нагрузок ГВС вся или большая часть сетевой воды проходит через вторую ступень подогревателя, охлаждается в ней и поступает в систему отопления с температурой, ниже требуемой. При этом система отопления недополучает теплоту. Этот недоотпуск теплоты в систему отопления компенсируется в часы малых нагрузок горячего водоснабжения, когда температура сетевой воды, поступающей в систему отопления, выше требуемой при этой наружной температуре. В двухступенчатой последовательной схеме суммарный расход сетевой воды меньше, чем в смешанной схеме, благодаря тому, что в ней используется не только теплота сетевой воды после системы отопления, но и теплоаккумулирующая способность зданий. Снижение расходов сетевой воды способствует снижению удельной стоимости наружных тепловых сетей.
Схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения в закрытых систкмах теплоснабжения выбирается в зависимости от соотношения максимального потока теплоты на горячее водоснабжение Qh max и максимального потока теплоты на отопление Qo max:
| 0,2 ≥ | Qh max | ≥ 1 - одноступенчатая схема |
| Qo max |
| 0,2 < | Qh max | < 1 - двухступенчатая схема |
| Qo ma |