Эта идея родилась у меня после знакомства с технологическими решениями в одной крышной котельной. Проектировщик выбрал для неё водотрубные котлы, но почему-то систему отопления присоединил независимо. Сетевые водоподогреватели ГВС и отопления оказались подключены к котлам параллельно (через трёхходовые клапаны):

Горелки котлов – двухступенчатые. Номинальный расход воды через котёл – 12,6 м³/ч.

Расчётный расход греющей воды через водоподогреватель ГВС – 4,7 м³/ч.

Расчётный расход греющей воды через водоподогреватель отопления – 11,5 м³/ч.

В рассматриваемой котельной для её работы только на ГВС достаточно теплопроизводительности одного котла. И здесь в глаза бросается огромная разница между номинальным расходом воды через котёл и расчётным расходом греющей воды через водоподогреватель ГВС. Понятно, что в ходе эксплуатации котельной расход греющей воды у обоих водоподогревателей будет становиться меньше расчётной величины, и притом весьма значительно: у того же водоподогревателя ГВС – вообще вплоть до нуля. Возможно, применение трёхходовых клапанов воспринимается людьми как “прощающее” решение, позволяющее им не беспокоиться о гидравлических режимах. Но вопреки этому распространённому мнению, трёхходовые клапаны сами по себе неспособны даже поддерживать постоянный расход воды в контуре. Напротив, “по умолчанию” они только ухудшают положение дел, уменьшая расход воды через котёл при увеличении тепловой нагрузки.

В то же время по схеме видно, что при работе только на ГВС переток через “закрытый” трёхходовой клапан водоподогревателя отопления (через его “ножку”) может уменьшать дефицит расхода воды через работающий насос-котёл, правда шунтируя ветвь ГВС.

Чтобы конкретизировать это, я решил рассчитать в Excel различные комбинации пропускных способностей (пренебрегая сопротивлением трубопроводов). Мне показалось, что начать расчёт проще с ветви ГВС. Для приближения характеристики “угол поворота трёхходового клапана – Kv ветви ГВС” к виду возрастающей функции следовало подобрать Kv дроссельной диафрагмы для линии перепуска (для “ножки” трёхходового клапана). В данном случае в результате расчёта и подбора пропускная способность ветви ГВС стала “5,6...8,1...9” (клапан “закрыт”, среднее положение, клапан “открыт”):

П р и м е ч а н и е – Записи через дефис показывают одновременное положение обоих трёхходовых клапанов: положение клапана ГВС – положение клапана отопления.

Резюме. При, казалось бы, безнадёжно плохом проектном решении выявилась возможность оптимизировать гидравлические режимы благодаря обычным дроссельным диафрагмам:

Увеличение тепловой нагрузки (“открывание” трёхходового клапана) теперь вызывает монотонный рост расхода воды через работающий котёл. В связи с этим несколько слов о границах диапазона Kv обеих ветвей – отопления и ГВС, вместе взятых. При обоих “закрытых” клапанах Kv двух ветвей составляет 9,4 на котёл. Это значит, что даже при полном отсутствии нагрузок расход воды через котёл будет соответствовать теплогенерации в режиме малого горения (“номинальная” величина этой Kv – 14). При обоих “открытых” клапанах Kv двух ветвей – 14,4 на котёл.

И о балансе. Для обоих водоподогревателей греющая вода теперь доступна в более-менее одинаковой мере. Летом, когда работает один насос-котёл, расход греющей воды через водоподогреватель ГВС может быть увеличен при необходимости трёхходовым клапаном ГВС в 1,3 раза относительно расчётной величины. Во время отопительного сезона, когда работает два насос-котла, расход греющей воды через водоподогреватель отопления может быть аналогично увеличен как минимум в 1,5 раза относительно расчётной величины, а через водоподогреватель ГВС – уже как минимум в 1,7 раза.

В данном случае дросселирование какого-либо водоподогревателя не потребовалось.

❤ Куда более интересный вариант изменения этой котельной –

...Это существенно понижает требуемую температуру воды на общем выходе котлов при расчётной tнв. Соответственно уменьшается и требуемое давление воды на выходе котлов. Поскольку высвобождающийся водоподогреватель отопления имеет сравнительно большую площадь поверхности теплообмена, то целесообразно использовать его в качестве водоподогревателя ГВС.

В итоге вниз сместится вся диаграмма-линия требуемой температуры воды на общем выходе котлов: как её “отопительный” участок, так и излом. А это значит, что появится возможность понизить температуру греющей воды для водоподогревателя ГВС и тем самым значительно замедлить в нём рост накипных отложений.

Тепловая схема котельной с двумя котлами, установленная тепловая мощность которой достаточна для расчётной нагрузки отопления и максимальной минутной нагрузки ГВС (параллельное включение водоподогревателя ГВС и системы отопления):