Двухступенчатая смешанная схема теплообменников ГВС. Расчет

Схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения в закрытых системах теплоснабжения может осуществляться по трем различным схемам: параллельной, двухступенчатой смешанной и последовательной.

Для систем теплоснабжения с расчетным температурным графиком 130 °C - 70 °C и выше рекомендуется подключение водоподогревателей горячего водоснабжения по двухступенчатой схеме при соотношении тепловой нагрузки горячего водоснабжения и отопления до 1,2. (СП 510.1325800.2022)

Конкретный способ выбирается в зависимости от соотношения максимального потока теплоты Qh max на горячее водоснабжение и максимального потока теплоты оmax на отопление:

- одноступенчатая параллельная схема:

- двухступенчатая схема

I.  Двухступенчатая смешанная схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения с ограничением максимального расхода воды из тепловой сети с независимым присоединением системы отопления и автоматическим регулированием подачи теплоты на отопление приведена на рисунке 5.3 (в отопительный период кран А - открыт, кран Б - закрыт, при работе в теплый период кран А - закрыт, кран Б - открыт).

2-х ступенчатая смешанная схема ГВС

Двухступенчатая циркуляционно-повысительная схема горячего водоснабжения с независимым присоединением систем отопления (вентиляции) приведена на рисунке

2-х ступенчатая смешанная схема ГВС

В зимний и переходный период вторые ступени водоподогревателей горячего водоснабжения работают по перемычке с краном А по предвключенной схеме, перемычка с краном Б предусматривается для работы в летний период.

При подключении системы горячего водоснабжения по двухступенчатой схеме допускается использовать водоподогреватель с двумя последовательными ступенями в одном корпусе (моноблок). Циркуляционный трубопровод горячего водоснабжения подключается к среднему патрубку стороны горячего водоснабжения водоподогревателя-моноблока или к линии между водоподогревателями первой и второй ступени.

Для зданий с двумя и более зонами горячего водоснабжения по высоте может применяться двухступенчатая схема горячего водоснабжения с повысительными насосными станциями после водоподогревателей 2-й ступени (см.рисунок). Количество рабочих насосов определяется проектной документацией. При этом на трубопроводах системы В1, подающих воду на водоподогреватель ГВС следует обеспечивать поддержание стабильного давления.

2-х ступенчатая смешанная схема ГВС


Двухступенчатая смешанная схема ГВС применяется в случаях, когда необходимо обеспечить энергоэффективность, стабильность температуры и надежность подачи горячей воды. Она особенно актуальна для объектов с высоким и неравномерным потреблением горячей воды, а также в системах централизованного теплоснабжения. Её использование регламентируется нормативными документами, такими как СНиП и СП, и направлено на повышение эффективности и надежности систем ГВС.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ РАСЧЕТА ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ГВС,ПРИСОЕДИНЕННЫХ ПО ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ СХЕМЕ

Д.1 Расчет поверхности нагрева F , м2 , водоподогревателей горячего водоснабжения должен выполняться при температуре воды в подающем трубопроводе тепловой сети, соответствующей точке излома графика температур воды или при минимальной температуре воды, если отсутствует излом графика температур, так как при этом режиме минимальный перепад температур и значений коэффициента теплопередачи определяется по формуле

 , (Д.1)

где Q h sp - расчетная тепловая производительность водоподогревателей горячего водоснабжения, определяется по приложению Б ;

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 ·°C), определяется в зависимости от конструкции водоподогревателей;

 - среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой (температурный напор), °C.

Д.2 Распределение расчетной тепловой производительности Q h sp водоподогревателей между I и II ступенями осуществляется исходя из условия, что нагреваемая вода во II ступени нагревается до температуры t h = 65 °C, а в I ступени - до температуры t I h , определяемой технико-экономическим расчетом или принимаемой на 5 °C менее температуры сетевой воды в обратном трубопроводе в точке излома графика.Расчетная тепловая производительность водоподогревателей I и II ступеней Q h sp I,II , Вт, определяется по формулам:

 , (Д.2)

 . (Д.3)

Д.3 Температура нагреваемой воды, °C, после I ступени определяется по формулам:

- при зависимом присоединении системы отопления

 ; (Д.4)

- при независимом присоединении системы отопления

 . (Д.5)

Д.4 Максимальный расход нагреваемой воды, кг/ч, проходящей через I и II ступени водоподогревателя, следует рассчитывать исходя из максимального теплового потока на горячее водоснабжение Q h max , определяемого по формуле (Б.2) , и нагрева воды до 65 °C в I ступени

 . (Д.6)

Д.5 Расход греющей воды G d sp , кг/ч:

а) для тепловых пунктов при отсутствии вентиляционной нагрузки расход греющей воды принимается одинаковым для I и II ступеней водоподогревателей и определяется:- при регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения - по максимальному расходу сетевой воды на горячее водоснабжение (формула (Д.7)) либо по максимальному расходу сетевой воды на отопление (формула (Д.8)) :

 ; (Д.7)

 . (Д.8)

В качестве расчетной используется большая из полученных величин:

- при регулировании отпуска теплоты по нагрузке отопления расчетный расход греющей воды определяется по формуле

 , (Д.9)

где

 . (Д.10)

При этом следует проверять температуру греющей воды на выходе из водоподогревателя I ступени при Q h max по формуле

 . (Д.11)

В случае если температура, определенная по формуле (Д.11) , получилась ниже 15 °C, то  следует принимать равной 15 °C, а расход греющей воды пересчитать по формуле

 ; (Д.12)

б) для тепловых пунктов при наличии вентиляционной нагрузки расход греющей воды принимается:

- для I ступени

 ; (Д.13)

- для II ступени

 . (Д.14)


Д.6 Температура греющей воды, °C, на выходе из водоподогревателя II ступени 

 . (Д.15)

Д.7 Температура греющей воды, °C, на входе в водоподогреватель I ступени 


 . (Д.16)

Д.8 Температура греющей воды, °C, на выходе из водоподогревателя I ступени 

 . (Д.17)

Д.9 Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой, °C

 (Д.18)