В этой статье мы рассмотрим некоторые особенности работы теплообменных аппаратов в системах горячего водоснабжения (далее ГВС).
Теплообменник является одним из ключевых элементов современного автоматизированного теплового пункта и от того, на сколько точно расчетный технологический режим соответствует реальной работе оборудования, зависит корректность предоставляемых параметров.
Для подбора теплообменного аппарата в сфере ЖКХ, как правило, достаточно следующих исходных данных:
-среды теплоносителей по контурам;
-тепловая нагрузка;
-температурные графики внешнего контура теплоснабжения;
-температурные графики систем теплопотребления;
-перепад давлений по контурам теплообменника;
-запас поверхности.
Но не всегда предоставляемые параметры корректно учитывают технологические особенности работы схемы.
Рассмотрим стандартный подбор теплообменника системы ГВС. Тепловая нагрузка 193 200 ккал/ч. Температурный график наружной сети 70/35, внутренней график сети 5/65. Получаем теплообменник со следующими параметрами:
Количество пластин 54 шт, запас поверхности на загрязнение 20%, расход нагреваемой среды 3,23 м3/ч.
В современных схемах ГВС в многоквартирных жилых домах имеется также циркуляционная линия для обеспечения поддержания требуемой температуры горячей воды (от 60°С до 75ºС) у потребителя. Это учитывается в тепловой нагрузке системы ГВС.
На нашем примере давайте разберем, как повлияет на исходные и результирующие параметры учет не только тепловой нагрузки, но и объемной составляющей циркуляции. Для этого выполним несколько поверочных расчетов.
При циркуляции в 14%, 30%, 60% и 100% получаем следующие параметры:
Проанализируем данные поверочных расчетов:
Чем больше процентное отношение циркуляционного расхода к максимальному часовому расходу, тем больше разница между фактическими параметрами теплоносителя и проектными параметрами. Касаемо нашего примера, если по проекту расход теплоносителя 3,23 м3/ч и температура 5 ºС, то при учете циркуляции в процентном отношении = 100%, фактические параметры составляют: расход теплоносителя 5,52 м3/ч и температура 30 ºС, к потребителю поступает температура 60 ºС, а не 65 ºС, как должно быть по проекту. Отклонение фактического значения температуры в данном случае становится больше 3ºС. В то же время температура обратного теплоносителя наружной сети завышена до 39,8 ºС, то есть на 4,8 ºС.
В случае работы системы ГВС с меньшим водоразбором, температура обратного теплоносителя наружной сети будет еще выше. Так при водоразборе со средним часовым расходом, температура обратного теплоносителя наружной сети будет равна 45,7ºС.
На основании вышеуказанного мы можем сделать следующий вывод:
Для обеспечения требуемых параметров системы ГВС необходимо правильно описать фактический процесс работы всей системы горячего водоснабжения.
В случае если при максимальном часовом расходе в системе присутствует расход циркуляции, доля которого более 60 % от максимального часового, рекомендуем, производить расчет теплообменного аппарата с учетом суммы этих расходов и результирующей температуры.
Для расчета можно воспользоваться следующими формулами:
Gмч * Тхвс + Gц * Тц = Gсм * Тсм, где:
Gмч – максимальный часовой расход системы горячего водоснабжения, м3/ч;
Тхвс – температура холодной воды, ºС;
Gц – циркуляционный расход системы горячего водоснабжения, м3/ч;
Тц – температура циркуляционной воды, ºС;
Gсм – суммарный расход в точке смешения, м3/ч, где Gсм= Gмч+ Gц;
Тсм – температура воды в точке смешения, ºС.
Из данной формулы мы можем определить температуру в точке смешения:
Тсм = (Gмч * Тхвс + Gц * Тц) / Gсм;
Подставляем наши исходные данные при 70% циркуляции и получаем:
Тсм = (2,88*5+2,01*55) / 4,89 = 25,55 ºС.
Подобранный теплообменник имеет следующие параметры:
Из расчета мы видим, что при расчете с учетом объемной составляющей циркуляции эффективная площадь нового теплообменника увеличилась с 4,37 м2 до 9,68 м2.
Стандартно у основных производителей теплообменного оборудования при расчете двухступенчатых теплообменников с учетом циркуляции уже включен алгоритм, учитывающий сложение расхода циркуляции и расхода на водоразбор, что так же влияет на увеличение температуры обратного теплоносителя наружной сети. В данных расчетах необходимо рассматривать вторую ступень аналогично одноступенчатому теплообменнику системы ГВС.
Так как в двухступенчатой системе так же присутствует влияние наличия циркуляционного расхода, рекомендуем, при расходе циркуляции более 60% от максимального часового расхода производить подбор теплообменников с ее учетом.
Недавно мы поднимали этот вопрос на совещании со специалистами АО «Теплосеть СПб», после чего было принято решение при превышение циркуляционного расхода ГВС более 60% от максимального часового расхода учитывать циркуляционный расход при подборе теплообменного оборудования как изложено в данной статье выше. В информационном письме АО «Теплосеть СПб» (инф письмо) вы можете ознакомиться с новыми требованиями согласования рабочей документации.
В нашей компании работают высококвалифицированные специалисты с многолетним опытом в подборе теплообменных аппаратов, вы всегда можете рассчитывать на их помощь! Каждый день наши технические специалисты подбирают большое количество теплообменных аппаратов и к каждому проекту подходят с большой ответственностью. Присылайте нам Ваши проекты, мы подберем для Вас подходящий теплообменный аппарат, проконсультируем по подбору и поможем с вводом в эксплуатацию.
Мы следим не только за качеством нашего оборудования, а также и за правильностью подбора оборудования ENCO!
Каждый проект – наша гордость!
Статью подготовили ведущие инженеры:
Роман Илюхин;
Алексей Зиновьев;
Валерия Кулеша.