Теплообменник ГВС: как считать
Теплообменник ГВС греет водопроводную воду проточно: мощность определяется пиковым расходом и нагревом, P = G·c·Δt. Для 15 л/мин (душ и мойка одновременно) с 10 до 55 °C нужно 46,9 кВт, для 25 л/мин — 78,2 кВт: проточное ГВС требует мощности в разы больше отопления дома, поэтому в частных домах ставят бак-аккумулятор или бойлер косвенного нагрева, а проточные пластинчатые аппараты — там, где есть теплосеть или мощный котёл (ИТП многоквартирных домов, СП 41-101).
Первичный контур 70/50 °C против 10 → 55 °C даёт LMTD 25,5 °C; при k 4 500 площадь аппарата 0,41 м² (для 25 л/мин — 0,68 м²), расход греющей воды 2,05 м³/ч (2 015 кг/ч). Обратите внимание на «холодный конец»: греющая вода на выходе 50 °C против холодной воды 10 — напор 40 °C, а на горячем конце всего 15 °C (70 против 55); именно горячий конец ограничивает температуру ГВС — нагреть воду до 60 °C от подачи 65 °C невозможно без большой поверхности.
Расчёт по СП 41-101 ведут на максимальный секундный расход ГВС по СП 30 и температуру холодной воды 5 °C зимой; для двухступенчатых схем часть тепла снимают с обратки отопления. Учитывают и загрязнение: жёсткая вода за сезон снижает k на 30–50 %, поэтому аппараты ГВС берут с запасом 15–25 % и промывают. Калькулятор считает мощность по расходу и температурам, LMTD, площадь при выбранном k, расход первичного контура и таблицу для типовых расходов.
Проточное ГВС: мощность, площадь и первичный контур по расходу
Нагрев 10 → 55 °C от контура 70/50 °C, пластинчатый k 4 500.
Расходы сторон для типовых мощностей
Столбец «ГВС 10/55» — расход горячей воды при нагреве на 45 °C.
Тепловой поток через поверхность аппарата пропорционален коэффициенту теплопередачи, площади поверхности и среднему температурному напору: Q = k·A·Δt_ср, где для противотока и прямотока Δt_ср = (Δt₁ − Δt₂)/ln(Δt₁/Δt₂) — среднелогарифмическая разность температур сред на концах аппарата.— Основное уравнение теплопередачи
Как считать и что проверить
- P = G·c·Δt: 15 л/мин с 10 до 55 °C — 46,9 кВт; 25 л/мин — 78,2 кВт — больше, чем отопление дома, отсюда бак-аккумулятор.
- Горячий конец ограничивает: подача 70 даёт ГВС не выше 55–60 °C при разумной площади (0,41 м² в примере).
- Считайте на пиковый секундный расход по СП 30 и холодную воду 5 °C зимой, запас 15–25 % на накипь.
- Расход первичного контура 2,05 м³/ч — под него насос и Kvs регулирующего клапана ГВС.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе теплообменника; расход и потери контуров — в гидравлике системы отопления, регулирующий клапан теплообменника — в расчёте Kv клапана.
- СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» — расчёт водоподогревателей ГВС и отопления, средняя разность температур, запас поверхности. Минстрой России. 1995.
- СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий» — расчётные расходы и температуры горячей воды (55–60 °C), нагрузка ГВС. Минстрой России. 2020.
- ГОСТ 15518-87 «Аппараты теплообменные пластинчатые. Типы, параметры и основные размеры» — пластины, площади, компоновка. Госстандарт. 1987.
- TEMA Standards (Tubular Exchanger Manufacturers Association) — сопротивления загрязнений R_f для воды, масел и пара. TEMA. 2019.
