Паровой блок ГВС

[Гость]

Вопрос: стоит ли делать паровой модуль ГВС (пар есть, 5-6 атм). Расход ГВС небольшой, 4 душа. Если делать, то как? Или электричеством греть?

[V.Hnykina]

Исходя из представленных Вами данных, получается, что часовой расход воды будет около 320 л/ч.
Рассмотрим два пути решения задачи:
1) Система с теплообменником
Возможно поставить аппарат TS6-MFG (Alfa-Laval), 12 пластин.
Что касается обвязки:

рассмотрим одну из возможных обвязок парового теплообменника
На линии подачи пара - сепаратор (для получения сухого пара), запорная арматура, фильтр, предохранительный клапан. Затем непосредственно перед теплообменником устанавливаем регулирующее устройство. Это может быть как регулятор прямого действия, так и регулирующий клапан с электроприводом (управление от контроллера по сигналу датчика температуры). Для Вашего случая на линии подачи пара необходимо дополнительно установить редуцирующее устройство для снижения температуры пара до 150 градусов (максимально возможная температура для теплообменника).
На линии конденсата устанавливаем запорную арматуру, фильтр.
Суммарная стоимость оборудования для такого модуля около 180 000 руб.

2) Узел смешения
Можно установить смешивающий пароводяной клапан (например ADAMIX MX 20) в составе: смешивающее устройство, предохранительный клапан, обратные клапаны. Регулирование температуры горячей воды производится при помощи парового и водяного клапанов на вводе.
На обвязке клапана по линии пара устанавливаем запорную арматуру, фильтр, дополнительно можно установить редуцирующее устройство на пар (исходя из условия: давление пара должно быть равно или менее чем в три раза ниже давления воды и лежать в диапазоне от 2,5 до 10 бар).
Стоимость этого модуля в сумме около 70 000 руб.
Плюсы очевидны – дешево и просто. Минус первый – для поддержания постоянной температуры горячей воды необходимо обеспечить ее постоянный расход и неизменные давления на вводе в узел смешения. Минус второй - такой способ приготовления горячей воды не предназначен для применения в бытовых целях, обычно он используется в промышленности и сельском хозяйстве.

[Коваленко]

Дело не особо хитрое:
паропровод - сепаратор - дроссель до 4,5 бар (3) - регулятор температуры (4) - теплообменник (5) - конденсатоотводчик (7). Все.
Не забыть дренаж с паропровода в нижней точке (6) и перед вводной паровой задвижкой, дренаж с сепаратора (6). Не забыть фильтр (2) или другой грязеуловитель (1) перед регуляторами. Неплохо поставить прерыватель вакуума, хотя у нас обычно без них обходятся, иностранцы обычно ставят. Если допустимое давление теплообменника меньше, чем давление пара до дросселирования, то не забыть предохранительный клапан. Подожить ветошь для ежедневной уборки и протирки (8).
Схема простая. Однако есть нюансы.

[Коваленко]

А нюансов 2:
1) Резко переменный расход воды ГВС (это минус), большая теплотворная способность пара, малый объем воды в теплообменнике и большой коэффициент теплообмена (это все плюсы) обязательно будут приводить к перерегулированию заданной температуры, в особенности на неполных нагрузках. Более по-русски - система очень маневренная, регулятор обычно за ней не успевает. Забросы могут быть весьма значительными.
2) Давление в корпусе теплообменника при переменном расходе ГВС будет от расчетного (скажем, 4.5 бара) до вакуума (при совсем малых нагрузках). А это давление выталкивает конденсат из теплообменника. Если его (давления) не будет, то теплообменник заливается. Потом заливается паропровод и начинаются гидроудары.
Это надо учитывать при проектировании. Выходы есть.

[Коваленко]

Это путь решения первой проблемы. Если система слишком "быстрая" и переменная, надо ее сделать медленной и постоянной. Как - работать на промежуточный аккумулирующий бак. Расход через него постоянный, пока он заряжается - пар подается на теплообменник, потом регулятор пар закрывает. Бак заряжается на температуру больше, чем требуется для ГВС. Требуемая получается подмесом после бака. На картинке бак закрытый ("под давлением"), нет никаких проблем применять атмосферный, от него поднимать насосами. Для конкретного случая (500 литров горячей воды) бак будет 200 литров.

Хотя этот случай совсем не подходящий для создания парового модуля, уж больно дорого на 500 литров воды строить такую систему. Тут гораздо проще и надежнее обойтись любым накопительным электронагревателем литров на 300. Его хватит на 40 минут, если заряжать на 55 градусов или почти на час, если градусов до 70 нагревать.

[Не химик]

На форуме АВОК в подобном случае появилось вполне разумное предложение греть ГВС не паром, а конденсатом пара от других потребителей, которые есть. Просто и без проблем. Обсуждение тут

[Коваленко]

Теперь нюанс № 2. Это про нагрузку теплообменника и давление в корпусе. Понятно, что давление в корпусе теплообменника будет номинальным только при номинальной нагрузке (регулирование по пару). При неполных нагрузках даление будет снижаться (поверхность та же, расход меньше, конденсируется "лучше"). А это давление нам нужно, что бы удалить конденсат из теплообменника и передать его куда-то дальше. Не будет его - зальется теплообменник.
Пример по первому попавшемуся подбору парового теплообменника для ГВС. Расчетное избыточное давление 1,8 бара, 130 градусов в номинальном режиме. При нагрузке 65% (расходе ГВС) от номинала давление в корпусе становится равным 0. (Как считать - мы это делаем по методике Spirax Sarco). Но и при таких давлениях конденсат надо уметь "выталкивать" - конденсатный насос, слив без противодавления на коденсатный бак (ниже теплообменника), байпас на нагреваемой стороне. Способы есть.

[Гость]

Как все сложно и дорого, не проще ли использовать электричество.

[Коваленко]

Именно так. При таких нагрузках, как в начальном посте нужно быть сильным энтузиастом паровых модулей. Обойдется все это хозячйство тысяч в 300 (150, если совсем все упростить). А заменить можно одним-двумя водонагревателями на 200-300 литров. Сколько точно - по характеру водопотребления (души работают постоянно, один раз в смену по 10 минут и так далее). Стоить будет 15-40 тысяч рублей и никакого обслуживания (почти).
Но - слова тут говорились не только в контексте расходов конкретного вопроса (300-500 л/ч), а для случая, когда это действительно надо - 5, 10, 30 т/ч. Тут на электричестве далеко не уедешь.

[Ильич]

подскажите пожалуйста, какие меры можно или нужно предпринять, чтобы использовать конденсат после теплообменника на нужды снижения температуры поступающего пара в теплообменник? Т.е. единственный источник нагрева - пар Т = 240 (а TS6 рабочая T менее 180град Ц) давление пара 5-6 кгс/см2.
для снижения температуры устанавливаем охладительную установку (ОУ) с впрыском конденсата расходом 10% от расхода пара (90%), температура - как указано в спецификации на теплообменник - 95град Ц, а давление нужно повысить до 9 кгс/см2 (насосным оборудованием)...
есть ли варианты.
на выходе конденсата из TS6 установлены последовательно: запорка, регулятор (работает от датчика температуры подогреваемой воды), конденсатоотводчик, обратный клапан, запорка.
возможно ли в данном случае исключить из схемы конденсатоотводчик и тогда без всяких изысков и нагромождений использовать на ответвлении конденсата после теплообменника на нужды охлаждения лишь пару повышающих напор (до 9кгс) повышающих насосов?

[Коваленко]

Дело любопытное. В теории такие схемы есть, теплообменники для снижения температуры либо пар/пар (когда есть "холодный" пар), либо пар/вода. Но - надо искать, кто знает практическое применение данной схемы, я не знаю и в практике не встречал. Вопросов затрат на их решение может оказаться больше, чем надо - поддержание расходов для поддержания требуемой температуры пара, не испарение воды, размеры теплообменника при малых нагревах воды...
Если оборудование подбирал Спиракс - надо их и поспрашивать, по-моему такая схема большая редкость. Простое ОУ и сложная теплообменная схема. Еще вариант - обсудить установку теплообменника на данную температуру (паяный, например).
Но любой из вариантов конденсатоотводчик не исключит - его функция исключить проскок пара.

[Гость]

дело в том что Спиракс предлагал емкостное ОУ но его фИзически некуда поставить! =(
ОУ - НПО Флейм - инжекторного типа...
вот и маемся.
В ситуации виноваты заказчики : указали температуру пара 155 вместо 240. Теплообменники уже на складах, проектировщики мучаются с поиском решения вопроса с стесненными условиями.
из источников на охлаждения - без вариантов, есть еочищеная вода которую чистить в разы будет дороже.

[Коваленко]

Тем не менее, боюсь, два выхода:
- охлаждать вспрыском;
- менять теплообменники (и остальное оборудование, которое необходимо) на 250 градусов.

Два дня мы подумали, ничего не придумали для данной ситуации, увы