Застосування станцій приготування гарячої води

Якість гарячого водопостачання – завжди актуальне питання. Окрім температури, якості та гігієнічних параметрів води також важливими є питання продуктивності, зручності та економічності. Звичайна схема індивідуального водопостачання спирається на використання бойлерів – водонагрівачів об’ємного типу, в яких весь час має підтримуватись певний запас гарячої води з потрібною температурою. Дієвою альтернативою є станція приготування ГВП Oventrop Regumaq

Як вирішити проблему споживання гарячої води при високому споживанні ГВП під час пікових навантажень, наприклад, 1,5 тонни на годину і вище, але при цьому маючи невелику витрату гарячої води при постійному споживанні? З такими завданнями доводиться стикатися у спортивних спорудах, SPA-центрах, готелях, лікарняних закладах, у житловому секторі або на виробництві.

Зазвичай у будівлях із власними котельнями це вирішується двома способами: бойлерами з вбудованими теплообмінниками або модулями приготування гарячої води з великими пластинчастими теплообмінниками та використанням бойлерів накопичувачів, де накопичується певний її запас для покриття пікового навантаження згідно розрахунків. Це дуже витратно на етапі капітального будівництва та має інші зауваження – і щодо загальної експлуатаційної економічності іі щодо досягнення гігієнічності. Альтернатива звичайному рішенню – використання станцій проточного типу для нагріву води.

Критики такого підходу висловлюють сумніви щодо спроможності проточних станцій покрити піковий попит на гарячу воду, що трапляється в певний час на таких об’єктах. Проте це не так. Аби більше дізнатися про конструкцію, досвід застосування, схему підключення і особливості підбору станції проточного нагрівання гарячої води, наприклад, типу Oventrop Regumaq на різних об’єктах редакція звернулася до технічного консультанта компанії Oventrop в Україні Михайла Семироза.

Застосування станцій приготування ГВП у СПА-центрі

Перший об’єкт, на прикладі якого розглянемо реалізацію концепції проточного нагріву – це великий СПА-центр в Одесі, де споживається значна кількість гарячої води, але дуже нерівномірно протягом доби.

Відео. Огляд на об'єкті застосування станцій приготування гарячої води

Даний СПА-центр входить у склад великого житлового комплексу та розрахований на 100+ відвідувачів за добу. Він має басейн, 14 душових та пульт із душем Шарко. Для подібних об’єктів пропонуються два варіанти технічних рішень:

на базі бойлерів-накопичувачів, що готують та зберігають воду в гарячому стані;
за допомогою проточних станцій нагрівання води.

На даному СПА-об’єкті використовуються три станції Oventrop Regumaq XZ-30 (див. рис. 1) із продуктивністю 30 л/хв подачі гарячої води, які встановлені паралельно у каскад, тобто подача гарячої води становить в цілому до 90 літрів, але на практиці максимальна потреба води ніколи не перевищувала 75 л/хв.

Рис. 1. Вигляд станції Regumaq XZ-30

Станція складається із пластинчастого теплообмінника, де вода із системи ХВП нагрівається в проточному режимі до температури необхідного рівня заданого для ГВП, та подається споживачам у кількості за їхньою потребою на даний момент. Станція обладнана контролером Regtronic RQ-B, який контролює витрату гарячої води та за необхідності вмикає додаткові станції Regumaq.

Станція має два насоси: перший – це насос первинного контуру який забирає теплоносій з буферних ємностей, другий – це звичайний циркуляційний насос. Є інша допоміжна та розподільча арматура та запобіжний клапан на 10 бар. Станція має можливість промивки теплообмінника окремо від іншої гідросистеми без потреби у розбиранні самої станції.

Три станції підключено до розподільчої системи за схемою Тіхельмана як по первинному, так і по зворотному контуру, тобто ця схема окрім гідравлічних переваг дозволяє так організувати проток води, аби не було застійних зон води, навіть коли працює лише одна станція.

Окрім системи ГВП на даному об’єкті також встановлено насосні групи Oventrop Regumat M3-180 для «теплої підлоги» 285 м² з потужністю 20 кВт за перепаду температури Δt=10 °C, Regumat S-180 для системи радіаторного опалення та теплопостачання вентиляції та вентилі Aquastrom T plus для балансування циркуляційних ліній ГВП.

З точки зору економічного ефекту варто згадати про капітальні та експлуатаційні витрати. Експлуатаційні витрати на нагрівання дуже залежать від моделі (профілю) споживання гарячої води, джерела тепла для нагрівання води; врешті цей профіль також впливає на вибір обладнання та його вартість.

За різними підрахунками для різних об’єктів з подібною водопотребою економія на приготуванні гарячої води за нинішніх тарифів складає €1000- 2000 на рік. Особливо відчутною є економія на споживанні електроенергії насосами. В даному приладі їх потужність складає 3х45 Вт, тоді як за традиційною схемою система потребуватиме насосів з потужність 1-1,2 кВт. Друге джерело суттєвої економії – санація води. Згідно наших ДБН у системі об’ємного типу потрібно для термічної дезінфекції щонайменше раз на тиждень нагрівати весь об’єм гарячої води у накопичувачі аж до температури 70-75 °C. Для такого об’єкту, як даний СПА-центр, потрібний об’єм накопичувачів води складатиме не менше 4 м³, але є ще об’єм води в трубах тощо. Прогріти весь цей об’єм до потрібної високої температури – дороговартісна процедура за використання будь якого енергоносія, вартість яких невпинно зростає рік від року. Окрім скорочення експлуатаційних витрат, замовник майже завжди має економію на загальних капіталовкладеннях.

Система з 3-х проточних станцій має також перевагу у:

можливості виконання робіт по технічному обслуговуванню та ремонту системи ГВП без втрати роботоздатності системи в цілому;
вирівнюванні відпрацьованого ресурсу кожної станції – можна так запрограмувати контролери, щоби щотижнево «призначати» головною (що працює постійно) кожну із станцій поперемінно, тобто не перевантажувати частину обладнання;
сервісні витрати та потрібний час для сервісного обслуговування невеликого за одиничної потужності і розміру приладу вартуватиме значно дешевше, аніж аналогічні роботи на системі із агрегатами великої потужності.

Система із проточними нагрівачами типу Oventrop Regumaq має можливості віддаленого моніторингу та діагностики через Інтернет, що дозволяє своєчасно та фахово відслідковувати технічний стан окремих складових та системи в цілому. Віддалені сервери кожні 5 хвилин записують головні параметри. Контролер також має внутрішню пам'ять, де можна записувати дані з проміжком аж до секунд та періодично трансформувати записані дані у графіки роботи та вести статистику споживання й відслідковувати теплові режими та витрату води. Рекомендовано проводити «очне» техобслуговування «на місці» один раз на рік.

Розрахунки системи проводяться зазвичай за двома методиками – за європейською, заснованою на статистиці та перевірених часом нормах споживання для споживачів певного типу (кількість душових, ванних, рукомийників тощо та тип самого об’єкту); за проектними розрахунками інженерної системи, отриманої від проектувальників згідно з ДБН. Станції Oventrop Regumaq можна обирати серед типорозмірів з продуктивністю 80, 45, 30 та 25 л/хв, що відрізняються потужністю та розмірами теплообмінника, але мають певну схожість у технічній схемі. Проте чим продуктивніше станція, тим вона є більш насиченою електронікою.

Станції Oventrop Regumaq з продуктивністю 80 та 30 л/хв головним чином призначені для промислових, цивільних та комерційних об’єктів. Одна з особливостей станцій типу Oventrop Regumaq на 25 та 45 л/хв – можливість працювати в системі із тепловими насосами, коли є малий перепад температур для теплообміну в межах лише Δt=5 °C.

Станції приготування ГВП у житловому будинку

Використання проточних на житлових об’єктах має півні особливості. Для прикладу ми відвідаємо «клубний» житловий будинок на 26 квартир з власною котельнею на електричних котлах. Раніше тут було встановлено систему з бойлерами. Виникали проблеми із запахом води та обслуговуванням. Навіть санація системи потребувала певного чималого часу, коли систему ГВП треба було цілковито вимикати.

Відео. Нагрів гарячої води у житловому будинку за допомогою проточної станції

Особливість ГВП для житлових об’єктів – зазвичай у будні тут є два піки споживання на добу – вранішній та значно більший вечірній пік споживання. У вихідні споживання гарячої води більш плавно розтягнуте по часу доби. Тобто, «профіль» споживання у житлових будинках потребує як покриття потреби у піковому режимі, так і у більш плавному постачанні гарячої води, але з доволі значною загальною витратою.

Для цієї будівлі було обрано станції Oventrop Regumaq з продуктивністю 45 л/хв. Це станції приготування гарячої води за принципом «Just in time» – «вчасно і за потребою». Якщо мешканець відкриє кран чи душ – одразу гріється вода. Щоби уникнути подачі в певний початковий час недостатньо нагрітої води (але скажімо прямо – холодної, а в зимовий час – дуже холодної води), система завжди підтримує деяку циркуляцію через теплообмінник, що дозволяє одразу отримати комфортну температуру.

На даному об’єкті встановлені два станції Regumaq X-45 та ще дві буферні ємності по 500 літрів. Їх наявність зумовлена тим, що в цілому в будинку проживають 120+ мешканців, але об’єм буферів досить невеликий як на таку кількість мешканців з урахуванням їх профілю споживання. Розглядається потреба у встановленні третьої станції (така технічна можливість передбачена), але для цього треба дослідити фактичне споживання у даній будівлі та набрати обґрунтовану статистику.

Наразі система працює постійно, але на «малих обертах». Тобто в такому багатоквартирному будинку завжди є споживачі гарячої води. Під ключення здійснено за схемою Тіхельмана по первинному та вторинному контурах.

У моделі Regumaq X-45 встановлюються теплообмінники двох типів – звичайний (регулярний) та корозіонностійкий теплообмінник із захисним покриттям Sealix^®.

Окрім цього дана модель спеціально сконструйована на ефективну роботу із таким джерелом тепла, як тепловий насос. Для цього у конструкцію теплообмінника були внесені певні зміни. Для найкращої тепловіддачі в умовах малого перепаду температур між лінією від низькотемпературного джерела тепла та лінією для споживання (Δt=~5 °C) переріз первинного контуру теплообмінника та його пропускна здатність була збільшена майже у два рази у порівнянні з вторинним
контуром споживачів. Це дозволяє значно зменшити втрати тичку при використанні низькотемпературного теплоносія та нагрівати води до необхідних температур.

Потік води у теплообміннику навмисне сильно турбулізований. Це покращує ефективність тепловіддачі та має додатковий ефект «самоочищення» від накопичення осадів чи забруднень.

На зворотній лінії встановлено триходовий клапан. Залежно від умов експлуатації температура повернення зі станції прісної води у накопичувальний бак може значно відрізнятися. При відборі питної води у зворотної лінії може бути вода із суттєво нижчою температурою, ніж зазвичай. Коли відбору немає, то завдяки циркуляції вода у зворотній лінії поступово нагрівається аж до гарячого стану. Аби запобігти надходженню води з невідповідною температурою всередину буферної ємності, використовується триходовий клапан. Якщо температура у зворотній лінії, наприклад, перевищує температуру в нижній секції накопичувального бака, привід активується через контролер і зворотна вода направляється з нижньої частини в центральну секцію накопичувального бака з пошаровим розподілом.

Станція Regumaq X-45 є станцією нового покоління порівняно із Regumaq XZ-30. Проте технічна схема системи ГВП на базі цих станцій в цілому є дуже подібною.

Технічні особливості проточної станції Regumaq X-45

Станція нагрівання контуру водопостачання Regumaq X-45 є арматурною групою в зборі, керовану електронним контролером, з теплообмінником для гігієнічного нагрівання води проточним методом, див. рис. 2. Вона має запірні крани, зливні крани, витратомір, термодатчики, теплообмінник, групу циркуляції, контролер, сенсорний екран тощо. Є можливість дистанційного (віддаленого) сервісу, діагностики та електронного запису поточної роботи для подальшого аналізу та статистичної обробки.

Рис. 2. Вигляд станції Regumaq X-45

Контур водопостачання і контур накопичення розділені теплообмінником, в якому через гофровані пластини, стягнуті в пакет, у зустрічному напрямі поперемінно проходить теплоносій, що нагрівається чи надалі нагріває.

Конструкція теплообмінника забезпечує високу турбулентність потоку. Це сприяє високому коефіцієнту теплопередачі та ефекту самоочищення, що збільшує термін служби. Модель із захисним покриттям Sealix^® забезпечує додаткову безпеку в місцях встановлення з несприятливою якістю води з огляду на солі жорсткості та агенти, що викликають активну корозію.

Станція має електронний контролер. Контролер складається з блоку управління всередині станції та елемента управління із сенсорною поверхнею.

Контролер вже підключено до обладнання станції для швидкого та легкого введення в експлуатацію. Блок керування підключається до елемента керування без штекера за допомогою магнітних контактів. Контакти замикаються або розмикаються шляхом накладання та зняття верхньої пластини. Контролер оснащений 5-ма програмованими реле. До реле можуть бути підключені споживачі (наприклад, насоси, клапани тощо).

Датчики реєструють поточну об'ємну витрату та температуру в контурі водопостачання та в контурі накопичення. Контролер використовує ці дані для розрахунку частоти обертів насоса, необхідної для досягнення бажаної температури води.

Вода контуру водопостачання нагрівається тоді, коли це необхідно. При використанні даної станції запас гарячої води не потрібний. Оскільки гаряча вода не зберігається, а потік через станцію досить інтенсивний, ризик розмноження легіонел зводиться до мінімуму. Забезпечення гарячою водою при необхідності запобігає втратам тепла в режимі очікування, особливо при невеликому споживанні.

Розміри (габарит по зовнішнім розмірам термоізоляції): ширина: 400 мм; висота: 625 мм; глибина: 240 мм.

Завдяки застосуванню системи проточного типу із станціями Regumaq суттєво знижуються витрати на нагрів води порівняно із системами об’ємного типу, не відмовляючись від звичного комфорту. Підтримувати санітарний стан та гігієнічну якість гарячої води також є значно легше та економніше. Існують також додаткові переваги проточної технології порівняно із об’ємною стосовно інших експлуатаційних витрат та загальної надійності гарячого водопостачання і роботоспроможності системи ГВП в цілому для промислових, комерційних і житлових об’єктів.