ООО «БугЭнерго Плюс» – теплообменники, тепловые пункты, приборы учета тепла, насосы, запорная арматура, сантехническое оборудование, собственное производство, изготовление, монтаж и пуско-наладка
Ноябрь 28, 2013

О расчете двухступенчатых водоподогревателей горячего водоснабжения современных тепловых пунктов

К.т.н. В.Ф. Гершкович, руководитель, центр энергосбережения КиевЗНИИЭП, г. Киев

Двухступенчатые водоподогреватели горячего водоснабжения (ГВС) обычно применяются в тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения. Они хороши тем, что уменьшают расход сетевой воды и понижают температуру обратной воды. Еще одно их преимущество, на которое не все обращают внимание, состоит в том, что регулятор температуры системы ГВС справляется с задачей точного поддержания температуры подогретой воды гораздо успешнее там, где в качестве первой ступени используется фоновый нерегулируемый водоподогреватель.

Традиционно водоподогреватель первой ступени рассчитывается при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе ГВС второй ступени и в системе отопления. Традиция эта восходит к тем временам, когда расход сетевой воды, используемой для отопления, был постоянным. Несмотря на то, что возможность регулирования этого расхода всегда теоретически предполагалась, практика настолько пренебрегала этой возможностью, что никому и в голову не приходило задумываться над тем, что произойдет, если расход уменьшится.

Теперь, когда автоматика регулирования отопительных систем становится привычной, стоит над этим задуматься. Рассмотрим, как приготовляется горячая вода по двухступенчатой смешанной схеме (рисунок).

1

Схема А (рис. 1а), которая чаще всего применяется, характеризуется тем, что расходы сетевой воды, используемой для отопления и ГВС, жестко лимитированы дроссельными шайбами 9, рассчитанными по проектным нагрузкам. При закрытии регулирующего клапана 6 расход греющей воды, подаваемой на водоподогреватель первой ступени, уменьшится, ее тепловая мощность понизится, и нагреваемая вода на выходе из первой ступени будет иметь недостаточную температуру. Во второй ступени нагреваемая вода тоже не сможет быть подогрета до проектного значения, потому что расход греющей воды, подаваемой на вторую ступень, ограничен дроссельной шайбой. Таким образом, тепловая мощность водоподогревателей ГВС, рассчитанная по всем ныне действующим правилам, окажется недостаточной в часы максимального во-доразбора. Вот почему эти правила требуют уточнения.

Смысл уточнений состоит в том, что водоподогреватель первой ступени рассчитывается на два эксплуатационных режима.

Первый режим рассчитывается как обычно, то есть при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе ГВС второй ступени и в системе отопления при полной нагрузке.

Второй режим рассчитывается при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе второй ступени при полной нагрузке и в системе отопления при минимальной нагрузке, которая определяется свойствами регулятора.

Обычно минимальный расход сетевой воды, используемой в системе отопления, не должен быть менее 20% расчетного расхода. При этом живое сечение теплообменника в контуре греющей воды должно приниматься по результатам расчета первого режима.

Сопоставляя результаты расчетов по двум режимам, выбирается теплообменник с большей поверхностью теплообмена. Результат можно считать окончательным, если определяющим для выбора теплообменника оказался первый режим. В том случае, если теплообменник выбран по условиям второго режима, необходимо дополнительно рассчитать гидравлические потери в контуре греющей воды при условии, что ее расход равен сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе ГВС второй ступени и в системе отопления при полной нагрузке.

В схеме Б (рис. 1б) никаких проблем с ГВС не возникнет, потому что недостаточная тепловая мощность первой ступени будет компенсирована второй ступенью. Регулятор перепада давления 10, установленный перед регулятором температуры ГВС 7, позволит пропустить через водоподогреватель 5 столько сетевой воды, сколько потребуется для ее подогрева до нужной температуры. Таким образом, уменьшенный по сравнению с проектным значением расход сетевой воды на отопление будет компенсирован увеличенным расходом сетевой воды на ГВС с тем, чтобы оба потребителя тепловой энергии могли работать в оптимальном режиме. Схема Б — это хорошая схема, но теплоснабжающие организации редко разрешают потребителям работать без ограничения расхода.

Чтобы система ГВС могла работать в оптимальном режиме при ограничении расхода, предлагается применять схему В (рис.1в) с регулируемым расходом греющей воды в первой ступени водоподогревателя.

В этой схеме водоподогреватель первой ступени 4 рассчитывается для работы только в одном режиме — при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе второй ступени при полной нагрузке и в системе отопления при минимальной нагрузке. При увеличении расхода сетевой воды, используемой в системе отопления, излишнее количество воды пропускается по обводной линии, на которой установлен автоматический клапан прямого действия, поддерживающий на постоянном уровне давление до себя и выполняющий функцию перепускного клапана.

После того, как регулирующий клапан 6 откроется полным сечением, давление на входе греющей воды в водоподогреватель 4 увеличится, в результате чего регулирующий клапан прямого действия, стремясь сохранить давление на входе, откроется и пропустит излишний расход теплоносителя по обводной линии.

Схема В несколько ухудшает степень использования теплоносителя в абонентском вводе тепловой сети, но позволяет выполнить его более экономично за счет использования не слишком громоздкого водоподогревателя первой ступени. Вместе с тем, эта схема дает возможность успешно применить двухступенчатый подогрев воды при относительно небольших нагрузках ГВС. Даже там, где нагрузка ГВС составляет менее 20% от отопительной нагрузки, двухступенчатая схема с байпасом способна работать эффективно, в то время как без байпаса приходится применять в таких случаях одноступенчатую схему.


Поделиться:  

Бланки

Мы предлагаем Вам заполнить бланки исходных данных для расчета теплообменника или теплового пункта. Фирма производит бесплатный расчет по представленным Вами исходным данным.



Заказать звонок

Оставьте Ваш номер телефона и мы Вам перезвоним.


Заказать звонок

Ваше имя*

Телефон*

Введите защитный код *
captcha

On-line заявка

Поля, помеченные (*), обязательны для заполнения.

Ваше имя*

Контактный телефон*

E-mail

Компания/Организация*

Ваша заявка*

Введите защитный код *
captcha