Типові схеми ГВС

Рис.1. Типова схема підключення бойлера.

Рис.2. Типова схема проточного теплообмінника з регулюванням по первинній стороні теплообмінника.

Рис.3. Типова схема приготування ГВС з регулюванням температури по вторинній стороні теплообмінника.

Рис.4. Типова схема приготування ГВС з отримання різної температури з одного теплообмінника по вторинній стороні теплообмінника.

Рис.5. Типова схема приготування ГВС комбінованого типу при використанні постійного пікового розбору ГВС.

Рис.6. Типова схема приготування ГВС комбінованого типу при використанні періодичного пікового розбору ГВС.

Схема ГВС накопичувального типу

Як правило, така схема застосовується для ГВП котеджів. Розбір гарячої води в будинку має періодичний піковий характер, тобто він інтенсивніше під час сніданку, обіду і вечері. Як накопичувальної ємності використовується бойлер.

Бойлер - це ємність, призначена для приготування, акумулювання і зберігання ГВС. Зовнішня теплоізоляція бойлера виконана з пінополіуретану, внутрішня поверхня бойлера покрита стеклоемалью, яка запобігає утворенню вапняного накипу, спрощує чистку і забезпечує підвищену гігієнічність виробленого ГВС. Усередині бойлера також встановлено магнієвий анод, він захищає його від блукаючих струмів.

У тіло бойлера уварена гільза для установки терморегулятора. Терморегулятором встановлюють температуру нагрівання води, за нормами температура води не повинна перевищувати 55-60 ° С, при більш високій температурі можливе отримання опіку шкіри. Обсяг бойлера залежить від кількості проживаючих людей і точок розбору гарячої води.

Нагрівальний елемент бойлера може бути електричним, водяним, а також можлива присутність обох типів нагрівачів. Це так звані бойлери з комбінованими нагріванням. Бойлери з електричним нагріванням застосовують там, де немає гарячого теплоносія, нагрівання води здійснюється вбудованим електричним нагрівачем, а бойлери з водяним нагрівом застосовують там, де є гарячий теплоносій і нагрів води здійснюється через вбудований теплообмінник у вигляді змійовика. Комбіновані бойлери мають можливість в зимовий період часу нагрівати воду гарячим теплоносієм від котельні, а в літній - електрикою. Таку комбінацію нагріву бойлера використовують на Заході, оскільки вартість енергоносіїв там однакова. Як гарячий теплоносій використовується котельна вода котельні.

Типова схема підключення бойлера до теплоносія і холодного водопостачання (далі ХВП) показана на рис. 1. Робота схеми для приготування гарячої води, показаної на рис. 1, здійснюється наступним чином.

Як було описано вище, в тіло бойлера уварена гільза, в яку встановлений датчик регульованого термостата. Цей термостат вимірює температуру води в бойлері. Якщо виміряна температура в бойлері нижче встановленої уставки термостата, то його контакти переходять в стан «запиту» на приготування ГВС. За цим сигналом відбувається включення котла і насоса К2 в роботу. При досягненні температури води в бойлері встановленої уставки термостата його контакти переходять в стан «відбій запиту» на приготування гарячої води, при цьому котел і насос К2 переходять у відключене стан.

Введення ХВП в бойлер здійснюється через зворотний клапан, він запобігає «догляд» ГВП під час зникнення ХВП. На вході в бойлер до його запірної арматури встановлений аварійний скидний клапан К4, який захищає бойлер від високого тиску, і встановлена ​​расширительная ємність закритого типу К5, для компенсації температурних розширень води. Рециркуляція ГВП здійснюється від останнього водоразборного крана.

Для нормальної роботи лінії рециркуляції на ній встановлений насос К3. Під час розбору гарячої води проток води V1 йде від ХВП, коли немає розбору гарячої води, проток води V2 йде з лінії рециркуляції. Якщо найдальша точка розбору ГВС знаходиться на відстані не більше 7-8 м, то лінією рециркуляції ГВП можна знехтувати.

При використанні лінії рециркуляції ГВП особливу увагу треба приділити монтажу труб гарячої води і труби рециркуляції. Монтаж цих труб повинен бути виконаний за правилами монтажу систем опалення, тобто повинен дотримуватися технологічний ухил цих труб в сторону останнього водоразборного крана. Якщо труба гарячої води і рециркуляції проходить через «ворота», тобто обходить дверний отвір, то у верхній частині цих «воріт» треба встановити автоматичні воздухоотводчики, тобто слід передбачити видалення повітря з труб у всіх можливих місцях його скупчення. В іншому випадку лінія рециркуляції працювати не буде або буде працювати не належним чином.

Схема ГВС проточного типу

Схему ГВС проточного типу як правило застосовують на виробництвах для технологічних ліній, які використовують постійний розбір ГВС.

Як нагрівальний елемент ГВС використовуються теплообмінники різних типів (пластинчасті, трубчасті і ін.), Проте велику популярність завоювали теплообмінники пластинчастого типу.

Пластинчасті теплообмінники малогабаритні в порівнянні з бойлером і більш ефективні, вони використовуються практично у всіх галузях промисловості, де потрібно провести теплообмінний процес. Конструкція пластинчастого теплообмінника містить набір гофрованих пластин, виготовлених з корозійно-стійкого матеріалу, з каналами для двох рідин, що беруть участь в процесі теплообміну. Пакет пластин розміщений між опорною і притискної плитою і закріплений стяжними болтами. Кожна пластина пластинчастого теплообмінника забезпечена прокладкою з термостійкої гуми, ущільнюючої з'єднання і спрямовуючої різні потоки рідин в відповідні канали.

Необхідна кількість пластин визначається відповідно до температури, витратою води і допустимої втратою напору. Пластинчасті теплообмінники бувають розбірні й паяні, вони виготовляються з нержавіючої сталі, що дозволяє їх використовувати протягом багатьох років.

Типова схема підключення пластинчастого теплообмінника до теплоносія і ХВП показана на рис. 2. Робота схеми для приготування гарячої води здійснюється наступним чином. За первинною стороні теплообмінника встановлено насос зі своїм змішувачем і сервоприводом. Температуру ГВС вимірюють ПІД-регулятором К8, при зниженій температурі ГВС ПІД-регулятор подає сигнал на відкриття змішувача, а при підвищеній - на закриття.

Принцип ПІД-регулювання полягає в наступному. Вимірюється температура ГВП порівнюється з уставкой (наприклад, уставка дорівнює 55-60 ° С), і чим вище різниця між виміряною температурою і заданої уставки, тим більше за часом прилад К8 видає сигнал на закриття змішувача. Після закінчення встановленого часу на вимір прилад К8 знову вимірює температуру ГВП і порівнює її з уставкой, різниця температури зменшилася і прилад видає більш короткий за часом сигнал на закриття змішувача.

Методом динамічного наближення виміряна температура ГВП та уставки співпадуть, ПІД-регулятор перестане видавати керуючі сигнали на змішувач. Те ж саме регулювання відбувається і при зниженій виміряної температурі ГВС щодо уставки, в цьому випадку ПІД-регулятор буде видавати сигнал на сервопривід для відкриття змішувача.

При будь-якому обуренні температури ГВП ПІД-регулятор відновить свою роботу для отримання необхідної температури ГВП. При такому регулюванні відбувається змішування гарячої води, що надходить від котла, і зворотної води, що надходить від теплообмінника, таким чином підтримується постійна температура ГВП. Введення ХВП на теплообмінник здійснюється через зворотний клапан, він запобігає «догляд» ГВП під час зникнення ХВП. На вході в теплообмінник до його запірної арматури встановлений аварійний скидний клапан К4, який захищає теплообмінник від високого тиску, і встановлена ​​расширительная ємність закритого типу К5, для компенсації температурних розширень води.

Рециркуляція ГВП здійснюється від останнього водоразборного крана. Схеми приготування ГВС на теплообмінниках повинні працювати тільки з лінією рециркуляції, в рідкісних випадках лінія рециркуляції не використовується. Для роботи лінії рециркуляції на ній встановлений насос К3. Під час розбору гарячої води проток води V1 йде від ХВП, коли немає розбору гарячої води, проток води V2 йде з лінії рециркуляції. Ми розглянули схему для приготування ГВС на теплообміннику з регулюванням температури по первинній стороні теплообмінника. На базі цієї схеми існують і її різновиди, тобто з регулюванням температури по вторинній стороні теплообмінника. Ця схема показана на рис. 3.

Перевагою цієї схеми є те, що діаметр труб по вторинній стороні теплообмінника як правило менше діаметра труб, які використовуються на первинній стороні теплообмінника. Це знижує вартість сервоприводу і незначно спрощує монтаж. Крім того, схема з регулюванням температури ГВП по вторинній стороні теплообмінника дозволяє отримати кілька різних температур з одного теплообмінника (рис. 4).

Монтаж труб ГВП повинен бути виконаний за правилами монтажу систем опалення, тобто повинен дотримуватися технологічний ухил цих труб в сторону останнього водоразборного крана. Якщо труба гарячої води і рециркуляції проходить через «ворота», тобто обходить дверний отвір, то у верхній частині цих «воріт» треба встановити автоматичні воздухоотводчики, тобто слід передбачити видалення повітря з труб у всіх можливих місцях його скупчення. В іншому випадку лінія рециркуляції працювати не буде або буде працювати не належним чином.

Схема ГВС комбінованого типу

Схему ГВС комбінованого типу (тобто проточний + накопичувальний водонагрівачі) як правило застосовують на виробництвах для технологічних ліній, які використовують постійний і періодичний піковий розбір ГВС (рис. 5 і 6).

Як нагрівальний елемент ГВС використовується проточний теплообмінник. Бойлер використовується як накопичувач теплової енергії для пікового розбору ГВС. Теплообмінник в бойлері не використовується, оскільки він більш інертний, ніж теплообмінник проточного типу. Схема, показана на рис. 5, відповідає роботі проточного теплообмінника з регулюванням по первинній стороні теплообмінника (див. Рис. 2), а схема, показана на рис. 6, відповідає роботі проточного теплообмінника з регулюванням по вторинній стороні теплообмінника (рис. 3).

При регулюванні по вторинній стороні теплообмінника також можливо отримати різні температури ГВП, для цього достатньо вдосконалити схему, як показано на рис. 4. Якщо схеми (рис. 5, 6) забезпечити Байпасний кранами, то з'явиться можливість (з погіршенням якості ГВС) для «гарячої» ревізії проточного та накопичувального теплообмінника. Вимоги до монтажу труб ГВП залишаються колишніми.