Практическое применение новой схемы ГВС

В 2011г. руководитель отдела продаж теплотехнического оборудования ООО «ТехноИнжПромСтрой» Бойко К.Ю. и начальник сантехнического отдела ОАО «Моспроект 2 им. М.В. Посохина» Алешкин Ю.Н. предложили новую схему ГВС, которая включила в себя достоинства параллельной одноступенчатой и двухступенчатой смешанной схем - одноступенчатую схему ГВС с использованием обратной теплосетевой воды.
Работа схемы основывается на использовании обратной воды системы отопления здания в смеси с водой из подающего трубопровода тепловой сети для нагрева холодной воды и компенсации теплопотерь в системе циркуляции ГВС. Для смешения воды и обеспечения заданной температуры теплоносителя на входе в теплообменник применяется трехходовой или двухходовой клапан. Расход воды из системы отопления, который не используется в теплообменнике, через регулятор перепада давления направляется в обратный трубопровод тепловой сети.

Схема 1. Одноступенчатая схема ГВС с использованием обратного теплоносителя системы отопления с трехходовым клапаном.
1 – подающий трубопровод тепловой сети; 2- обратный трубопровод тепловой сети; 3 – подающий трубопровод на систему ГВС; 4 – трубопровод обратной воды системы отопления на систему ГВС; 5 - перемычка; 6 – трубопровод холодной воды; 7 – трубопровод горячей воды ГВС; 8 – циркуляционный трубопровод ГВС; 9 – теплообменник системы ГВС; 10 – трехходовой регулирующий клапан; 12 – датчик температуры; 13 – обратный клапан; 14 – регулятор перепуска; 15 – циркуляционный насос ГВС.

Схема 2. Одноступенчатая схема ГВС с использованием обратного теплоносителя системы отопления с двухходовым клапаном.

1 - 9; 12 - 15 – см. Схему 1, 11 – двухходовой регулирующий клапан.

По сравнению с двухступенчатой смешанной схемой ГВС предлагаемая схема имеет следующие достоинства:

• сокращение требуемых площадей для организации ИТП ввиду отсутствия второго теплообменника и зоны для его обслуживания;

• сокращение затрат на приобретение и монтаж оборудования (теплообменника, запорной арматуры, контрольно-измерительных приборов, труб, изоляции);

• снижение стоимости эксплуатации и обслуживания системы (промывка, замена уплотнителей только для одного теплообменника);

• более сбалансированная работа теплообменника при расчетном температурном графике по греющему контуру 70-25⁰С, по нагреваемому – 5-60⁰С (в отношении потери напора и расхода теплоносителя) в сравнении с теплообменником первой ступени ГВС двухступенчатой схемы, где расход греющего теплоносителя нередко существенно превышает расход нагреваемого теплоносителя, что приводит к увеличению размеров теплообменника первой ступени;

• в зимний сезон при снижении температуры наружного воздуха до –18÷–28⁰С если отсутствует водоразбор компенсация теплопотерь в системе циркуляции ГВС полностью обеспечивается за счет тепловой энергии обратной сетевой воды, за счет чего уменьшается общий расход сетевой воды.

Сравнивая предложенную схему с параллельной одноступенчатой схемой ГВС, ее энергоэффективность очевидна благодаря использованию тепла обратной воды системы отопления и вентиляции.

Рассмотрим эксплуатационные характеристики схемы: расход сетевой воды и температуру обратной сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха и сравним их с параллельной одноступенчатой (ПОС) и двухступенчатой смешанной схемами (ДСС) ГВС?

Сравнение было произведено на примере условного ЦТП с соотношением нагрузок ГВС и отопления Q_hmax/Q_omax=0,33, который подключен к тепловой сети, подающей тепло по приведенному ниже графику.

Как можно увидеть из графиков, предлагаемую схему в широком спектре температуры наружного воздуха (от -4°С до -28°С) можно сопоставить с двухступенчатой схемой.

Ниже приведены данные расчета экономической составляющей по системе ГВС ЦТП:

№ п/п		Двухступенчатая схема ГВС	Схема с подмесом обратной воды	Параллельная схема
1	Стоимость оборудования (теплообменники, запорная и регулирующая арматура, трубы, теплоизоляция)	100%	75%	60%
2	Площадь, занимаемая оборудованием	100%	60%	60%
3	Затраты на обслуживание оборудования	100%	70%	60%

На сегодняшний день предлагаемое решение защищено патентом и уже нашло практическое применение.

Решение о реализации одноступенчатой схемы ГВС с использованием обратной теплосетевой воды на первом объекте было продиктовано следующими условиями: при максимальной тепловой нагрузке 8,5 ГКал/ч площадь для устройства теплового пункта не позволяла разместить несколько теплообменников согласно двухступенчатой схеме ГВС. При этом имелось предписание теплоснабжающей организации использовать тепло обратной воды для нагрева горячей воды. В такой ситуации применение предложенной схемы стало оптимальным решением. Дополнительно, это позволяло снизить затраты, например, только на оборудование на 350 000 рублей. Заказчик и теплоснабжающая организация приняли проект при условии мониторинга показателей расхода теплосетевой воды и температуры обратной теплосетевой воды в течение одного отопительного периода.

Результаты наблюдений можно увидеть на графике ниже.

Как можно видеть, температура обратной воды согласно показаниям теплосчетчика расчетных значений не превышала, даже в условиях несколько завышенной относительно графика отпуска тепла температуры сетевой воды в подаче. Эксплуатирующая служба заказчика также не выявила отклонений в работе оборудования, нештатных ситуаций не возникло.

Сегодня одноступенчатая схема ГВС с использованием обратной теплосетевой воды успехом применяется еще на нескольких объектах и полностью подтверждет свою работоспособность, надежность и энергоэффективность..

Добавим, что применение схемы не противоречит действующим нормативной документации и правилам строительства ТП.