Зниження витрат при використанні нової схеми підключення пластинчатих теплообмінників в системах гарячого

Зниження витрат при використанні нової схеми підключення пластинчатих теплообмінників в системах гарячого

Історичний екскурс.

Давно в критеріях Російського буття використовуються кожухотрубні теплообмінники (типу ОСТ) в системах теплопостачання, в тому числі і для виготовлення спекотної води для населення. Широке застосування обгрунтовано відносною простотою виробництва, вони могли виконуватися в критеріях практи-но будь-якого механічного виробництва. Але коли мова входить про їх технічних і експлуатаційних них властивостях, то з'являється маса питань про необхідність майбутнього їх впровадження для водяних систем теплопостачання.

Головні недоліки кожухотрубних теплообмінників це дуже маленький коефіцієнт теп-лопередачі і як наслідок найвищі масогабаритні характеристики. Іншими словами для забезпечення найвищого тепло-знімання, потрібно встановлювати багатосекційні конструкції, що мають велику вагу і займають величезну площу. Це природним чином позначається на вартості самих теплообмінників ціни їх монтажу та обслуговування.

Виникнення в 80 роках минулого століття, у Росії пластинчастого теплообмінника було подібно до ефекту бомби, що розірвалася. З одного боку вибухова хвиля пробила пролом технічної кон-серватівності і пластинчастий теплообмінник заявив про для себе як про дієвому засобі передачі теп-ла. Але були і постраждалі від вибуху – ті, хто обпеклися на невірному підборі або безграмотної ус-тановки теплообмінника. Але з плином часу аспекти згладилися, і пластинчастий теплообмінник міцно за-понял своє місце в Російських системах теплопостачання.

Основне місце використання пластинчастого теплообмінника в комунальному теплопостачанні на нинішній момент складають системи жаркого водопостачання, де він відмінно тіснить уста-застарілих кожухотрубний теплообмінник.

Принципи побудови наявних схем жаркого водопостачання.

На даний момент в Росії є три основні схеми гарячого водопостачання (ГВП) у яких використо-вуються теплообмінники, це: паралельна одноступенева схема ГВС двоступенева змішана схеми двома ГВП; двоступенева почергова схема ГВС.

Проста і відповідно дешева це паралельна схема. Підігрів води происхо в одному теплообміннику. Теплообмінник ГВП встановлений паралельно системі опалення по черзі з регулюючим клапаном. Регулювання здійснюється одним регулюючим клапаном і за-лягає у підтримці постійної температури нагрітої води залежно від величини водоразбо-ра. Схема проста і надійна як автомат Калашникова. Але при звичайному підході до підбору теплообмін-ником (на температурний режим в точці "зламу" температурного графіка) для ГВП ця схема сама неекономічна в плані витрати гріючого теплоносія. Є в порівнянні з двоступеневої схемою об'єкт, обладнаний паралельною схемою ГВП, буде споживати більше теплоносія при тих же навантаженнях. Що при використанні такої схеми в масштабах містечка веде до підвищення насосних станцій і поперечників тепломережних труб.

Для зниження витрати теплоносія і відповідно витрат на його транспортування Російські інженери розробили двоступеневі схеми дозволяють використовувати тепло оборотної води системи опалення для підготовчого обігріву початковій прохолодної води. У основу покладено принцип еконо-Майзер і догрівачів см.. [2]. Є виготовлення води жаркого водопостачання ведеться на двох теплообмін-ником. Теплообмінник першого ступеня встановлюється на оборотному трубопроводі системи опалення по черзі з нею. Він працює як економайзер. У ньому прохолодна вода підігрівається до 30-40 ° С. По-тим нагріта вода подається в другий щабель і догрівається до потрібної температури, зазвичай 60 ° С, жарким теплоносієм. Другий ступінь включається паралельно або по черзі системі опалення-ня залежно від схеми.

Застосування двоступеневих схем дозволяє при схожій навантаженні ГВП економити до 40% теплоносія за його витрати для паралельної схеми. Це великий плюс, оскільки крім еко-номии теплоносія в таких схемах температура "обратки" значно нижче ніж потрібно за температурі турне графіком, веде до підвищення ККД джерела тепла.

Але за законом збереження енергії: "якщо щось подекуди прибуло, означає, щось подекуди вибуло". Для працездатності таких схем слід дуже добре підбирати теплообмінники, ведучи ув'язку гід-равліческого режиму ГВП з системою опалення. Т.к. завжди 1-ша щабель включена по черзі системі опалення і вона є додатковим "паразитних" опором для теплоносія системи опалення. Неправильна підбір теплообмінників ГВП може призвести не тільки до НЕ-достатку спекотної води у мешканців, та й до погіршення самої системи опалення, що в принципі може вести аварійних ситуацій. Звідси випливає, що підбір обладнання для такої схеми ГВП повинен вагу-ти кваліфікований спец, здатний зв'язати щаблі ГВП між собою, з системою оте-полонених і з регулюючим клапаном.

І природно двоступеневі схеми ГВП дорожче тому вимагають для роботи два теплообмін-ником, не рахуючи того видатки установка двоступеневої схеми ГВП також вище. Її ціна що-до паралельної схеми вище в 2-4 рази залежно від співвідношення навантажень опалення та ГВП. Та-де подорожчання в головному дає теплообмінник першого ступеня, особливо це помітно при малої величини-ве співвідношення навантажень. У даному випадку витрата прохолодної води маленький, але для його нагрівання через першу щабель повинен пройти велику витрату теплоносія з системи опалення та другого ступеня. Співвідносячи-шення витрат у даному випадку може досягати 5. Природно габарити / ціна першого ступеня виростають при фактично постійної потужності.

Як видно, що при всіх плюсах двоступеневих схем нагріву гарячої води існує і маса мінусів. Ну, без цього в техніці і не буває. Як кажуть, бездоганних систем не існує. Але все таки з'являється питання: може бути зробити таку систему гарячого водопостачання, яка з'єднувала в се-бе простоту і надійність експлуатації паралельної схеми і економію теплоносія двоступеневих схем? Спробуємо на нього відповісти.

Паралельна схема ГВП із заниженою температурою "обратки".

Повернемося до початку статті, де велася мова про ефективність пластинчастого теплообмінника. Що якщо для паралельної схеми використовувати пластинчастий теплообмінник, розрахований не як належить на точку зламу температурного графіка, а з значущим заниженням температури оборотної води? При цьому таке заниження відразу дозволяє відмінно знижувати витрата гріючої теплоносія

Починаючи з температури "обратки" в 25 ° С різниця у витратах для паралельної і двоступеневої змішаної схем стає малозначної. Зараз спробуємо усвідомити, що дає таке впровадження пластинчастого теплообмінника включеного за такою схемою. По-1-х: це звичайна паралельна схема, по друге: витрата гріючої теплоносія дуже наближений або в деяких випадках нижче витрата для двоступеневої схеми.

Але можливість створення такої схеми з'явилася тільки з виникненням пластинчастого теплообмінника тому спроба зробити її на кожухотрубних апаратах веде підвищенню числа секцій та відпо-відно до ціни та займаної ними площі більш ніж для двоступеневої схеми. Спробуємо зараз зіставити вартісні і технічні характеристики двоступеневої змішаною схемою і новітньої паралельно схеми розрахованих на одні й ті ж умови роботи. Економічний ефект по капіталовкладень-вам від впровадження паралельної схеми ГВП з переохолодженій "обратку" виростає з підвищенням нагруз-ки ГВС і в середньому дорівнює 25-30%. Крім того монтажні та експлуатаційні витрати на один теплообмін-ником нижче на двічі.

Якщо розглядати питання в масштабах Росії то ефект буде колосальним.

І до того ж нашій людині ще приємніше працювати з такою системою ГВП, яку він розумі-ет, відмінно регулюються і фактично не робить впливу на систему опалення.

Резюмуючи: – відмова від двоступеневих схем і застосування новітньої схеми ГВП із заниженою температури "обратки" дозволяє досягти подальшого:

значно зберігати кошти (до 30%) на початковому етапі при закупівлі та монтажу теплообмін-менников жаркого водопостачання

зберегти ті ж витрати теплоносія, що і при використанні двоступеневої схеми;

спростити загальну систему теплопостачання – незалежність системи опалення від системи ГВП.

Загалом як говориться в СП 41-101-95 при грамотному техніко-економічному обгрунтуванні можна підключати систему ГВП за якою схемою, яка дає найбільший виграш з технічної точки зору і за-безпечує потребу людей в жаркій воді.

Творець цієї статті уповає, що вона послужить якраз таким обгрунтуванням для узгоджувальних орга-нізацій. Прогрес не стоїть на місці, і якщо нові енергоефективні технології дозволяють вирішувати ста-риє препядствия, то їх необхідно використовувати.

Література.

1. СП 41-101-95 Проектування термічних пт.

2. Теплопостачання. Козин В.Є., Левіна Т.А., Марков А.П., Проніна І.Б., Слемзін В.А. Москва, "Вища школа", 1980

3. Збільшення ефективності роботи систем гарячого водопостачання. Чистяков М.М., груздинської М.М., Ливчак В.І., Покровська І.Б., Прохоров Є.І. Москва, "Стройиздат", 1988

4. Теплотехніка, теплогазопостачання та вентиляція. Тихомиров К.В., Москва, "Стройиздат", 1981

5. Налагодження та експлуатація водяних термічних мереж. Довідник. Манюк В.І., Каплинська Я.І., колиб Є.Б., Манюк О.І., Ільїн В.К., Москва, "Стройиздат", 1988

6. Теплотехніка. Луканин В.М., Шатров М.Г., Камфер Г.М. та ін Москва, "Вища школа", 1999 р.

Дана стаття є скороченим більш ніж в 3 рази варіантом і наводиться без техніко-економічних викладок і обгрунтувань.

Джерело: gradostroitel.com.ua