Принципы построения существующих схем горячего водоснабжения

Сейчас в России существуют три основные схемы горячего водоснабжения (ГВС) в которых исполь-зуются теплообменники, это: параллельная одноступенчатая схема ГВС; двухступенчатая смешанная схе-ма ГВС; двухступенчатая последовательная схема ГВС.

Самая простая и самая соответственно недорогая это параллельная схема. Нагрев воды происхо-дит в одном теплообменнике. Теплообменник ГВС установлен параллельно системе отопление последова-тельно с регулирующим клапаном. Регулирование осуществляется одним регулирующим клапаном и за-ключается в поддержании постоянной температуры нагретой воды в зависимости от величины водоразбо-ра. Схема простая и надежная как автомат Калашникова. Однако при обычном подходе к подбору теплооб-менника (на температурный режим в точке "излома" температурного графика) для ГВС эта схема самая неэкономичная в плане расхода греющего теплоносителя. Т.е. по сравнению с двухступенчатой схемой объект, оборудованный параллельной схемой ГВС, будет потреблять больше теплоносителя при тех же самых нагрузках. Что при использовании такой схемы в масштабах города ведет к увеличению насосных станций и диаметров теплосетевых труб.

Для снижения расходов теплоносителя и соответственно затрат на его транспортировку Российские инженеры разработали двухступенчатые схемы позволяющие использовать тепло обратной воды системы отопления для предварительного подогрева исходной холодной воды. В основу положен принцип эконо-майзера и догревателя см. [2]. Т.е. приготовление воды горячего водоснабжения ведется на двух теплооб-менниках. Теплообменник первой ступени устанавливается на обратном трубопроводе системы отопления последовательно с ней. Он работает как экономайзер. В нем холодная вода подогревается до 30-40°С. За-тем подогретая вода подается во вторую ступень и догревается до требуемой температуры, обычно 60°С, горячим теплоносителем. Вторая ступень включается параллельно или последовательно системе отопле-ния в зависимости от схемы.

Применение двухступенчатых схем позволяет при одинаковой нагрузке ГВС экономить до 40% теп-лоносителя относительно его расхода для параллельной схемы. Это огромный плюс, так как помимо эко-номии теплоносителя в таких схемах температура "обратки" существенно ниже чем требуется по темпера-турному графику, что ведет к увеличению КПД источника тепла.

Однако по закону сохранения энергии: "если что-то где-то прибыло, то значит, что-то где-то убыло". Для работоспособности таких схем следует очень грамотно подбирать теплообменники, ведя увязку гид-равлического режима системы ГВС с системой отопления. Т.к. всегда первая ступень включена последовательно системе отопления и она является дополнительным "паразитным" сопротивлением для тепло-носителя системы отопления. Неправильный подбор теплообменников ГВС может привести не только к не-достатку горячей воды у жителей, но и к плохой работе самой системы отопления, что в принципе может вести аварийным ситуациям. Отсюда следует, что подбор оборудования для такой схемы ГВС должен вес-ти квалифицированный специалист, способный увязать ступени системы ГВС между собой, с системой оте-пления и с регулирующим клапаном.

И естественно двухступенчатые схемы ГВС более дорогие т.к. требуют для работы два теплооб-менника, кроме того затраты на монтаж двухступенчатой схемы ГВС также выше. Ее стоимость относи-тельно параллельной схемы выше в 2-4 раза в зависимости от соотношения нагрузок отопления и ГВС. Та-кое удорожание в основном дает теплообменник первой ступени, особенно это заметно при малой величи-не соотношения нагрузок. В этом случае расход холодной воды невелик, но для его нагрева через первую ступень должен пройти большой расход теплоносителя из системы отопления и второй ступени. Соотно-шение расходов в этом случае может достигать 5. Естественно габариты/стоимость первой ступени растут при практически неизменной мощности.

Как видно, что при всех плюсах двухступенчатых схем нагрева горячей воды существует и масса минусов. Ну, без этого в технике и не бывает. Как говорится, идеальных систем не существует. Но все-таки возникает вопрос: возможно ли создать такую систему горячего водоснабжения, которая сочетала бы в се-бе простоту и надежность эксплуатации параллельной схемы и экономию теплоносителя двухступенчатых схем? Попытаемся на него ответить.