Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Комбинированные тепловые гелиосистемы. Ч. 2. Тепловые аккумуляторы, бойлеры косвенного нагрева для индивидуальных и децентрализованных систем отопления и горячего водоснабжения: учебное пособие.

Торопов А. Л.,

2.3. Подбор параметров бойлера косвенного нагрева для потребителя

Как было показано выше, объем потребления горячей воды на одного пользователя составляет до 130 литров в сутки. Если в помещении проживает 4 человека, то общее потребление горячей воды составляет в сутки 520 литров. Но нужен ли такой бойлер, чтобы обеспечить комфортное пользование горячей водой в доме? Конечно, нет! Если в вас в доме один душ и один кухонный кран, то, сколько бы людей не проживало, одновременно пользоваться можно только двумя этими точками разбора. Режим жизни людей разный и между потреблением горячей воды возникают паузы, в которые вода в бойлере подогревается.

В табл. 5 представлены значения расходов горячей воды основных сантехнических приборов с учетом температуры. А в табл. 6, объем потребления горячей воды в зависимости от количества людей, постоянно проживающих в помещении и состава сантехнических приборов.

Таблица 5

Расходы горячей воды в сутки на человека для основных сантехнических приборов

Таблица 6

Объем потребления горячей воды для различных комбинаций сантехнических приборов и количества пользователей в доме (квартире)

Определим размеры БКН на конкретном примере.

В помещении проживает 4 человека и оно оборудовано тремя точками разбора горячей воды: ванной с душем, кухонной мойкой и краном с горячей водой в туалете. Тогда, по табл. 6, получаем 30 + 8 + 200 = 238 литров. Значит, потребление горячей воды в расчетном случае составит 238 литров горячей (60 °С) воды в сутки, а не 520 литров, как это определяется из нормативов потребления горячей воды для коммунального потребления по СНиП.

Объем водонагревателя определяется по формуле:

(8)

Для рассматриваемого нами случая,

Чтобы чувствовать себя более комфортно, выбирайте бойлер из существующих моделей с объемом, ближайшим к определенному, с округлением в большую сторону (в БКН бытового назначения практикуется завышение технических характеристик до 20 %). В нашем примере, это бойлер с объемом 150 литров.

БКН подогреваются теплоносителем отопительных котлов или тепловых аккумуляторов. Как правило, котлы имеют достаточную мощность для подогрева горячей воды, в табл. 7 показаны минимальные значения мощности котла, для выполнения комфортного пользования БКН подсчитанного по рекомендациям подбора объема БКН. Указанных выше. Если данная мощность не обеспечивается, то в некоторых случаях температура может быть ниже комфортной. К примеру. Если все 4 человека решат принять ванную подряд один за другим.

Обращаем внимание, что пользование индивидуальными системами отопления и ГВС накладывает определенные требования к их эксплуатации. Можно создать систему очень мощную, но она будет дорогая, кроме того, основное время она будет недогружена и работать с низким КПД. Если не выдвигать очень жесткие и завышенные требования к мощности системы, то эксплуатация ее будет значительно дешевле. Объясним это на простом примере. Если поставить жесткое требование, чтобы вода в ГВС была всегда очень горячая и между принятием ванны двумя людьми подряд было не более 1 минуты, то надо ставить и мощный котел и большой водонагреватель. Но, если вы допустите, что интервал между принятием ванны двумя людьми подряд может быть более 10 минут (пауза на нагрев воды БКН), то можно применить и котел меньшей мощности и БКН меньшего объема. А это приведет к значительно меньшей стоимости оборудования.

Таблица 7

Минимальная мощность котла для обеспечения характеристик бойлера косвенного нагрева

При работе БКН вся энергия нагрева котла идет на подогрев горячей воды. В этот момент отопление не получает тепловой энергии и дом остывает. Поскольку дома имеют большую массу и инерционность, то отсутствия отопления в течение нескольких минут никак не скажется на температуре в помещении. Но если 5 человек будут в ванной комнате мыться подряд по полчаса и пользоваться максимально горячей водой, то отопления не будет работать два с половиной часа, и это при низких температурах и недостаточной теплоизоляции дома, будет заметно. Есть два варианта решения этого вопроса. Ставить большой котел за большие деньги или просто между потреблением горячей воды делать паузу несколько десятков минут. Решение принимает Заказчик.

Мощность БКН, как и любого емкостного теплового аккумулятора, определяется по формуле (1).

При этом, нижний порог температуры зададим 35 °С, а верхний – 75 °С – максимальная возможная температура теплоносителя в отопительных приборах традиционных котлов. При объеме 150 литров, полезная мощность БКН равна

Q = m∙C∙(Tmax – Tmin) = 150∙4200∙(75 – 35)/3600 = 7000 Вт (7 кВт).

Ориентировочно, можно определить время набора полной полезной мощности БКН, если использовать полностью мощность отопительного котла на нагрев горячей воды, в примере с БКН 150 литров и мощности котла 20 кВт, время нагрева будет 21 минута.

Площадь теплообменника

Котел производит тепловую энергию в виде нагретого теплоносителя, который движется в трубопроводе с определенной скоростью с помощью циркуляционного насоса. Тепловая энергия передается воде БКН через стенки спирального трубопровода, расположенного в нем. Вопрос в размере площади внутреннего теплообменника и способности передать тепловую энергию теплоносителя за время его движения.

Для предварительного расчёта необходимых параметров теплообменника БКН подойдёт формула расчета площади теплообменника:

(9)

В последнее время широкое распространение получили внутренние спиральные теплообменники из гофрированной нержавеющей трубы. При равном с гладкими трубами диаметре, их полезная площадь теплообмена в два раза больше.

Литература по главе 2

1. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.