Сейчас в России существуют три основные схемы горячего водоснабжения, в которых используются теплообменники: параллельная одноступенчатая схема горячего водоснабжения; двухступенчатая смешанная схема горячего водоснабжения; двухступенчатая последовательная схема горячего водоснабжения.

Самая простая и самая недорогая - параллельная схема. Нагрев воды происходит в одном теплообменнике. Пластинчатый теплообменник горячего водоснабжения установлен параллельно системе отопления, последовательно с регулирующим клапаном. Регулирование осуществляется одним клапаном и заключается в поддержании постоянной температуры нагретой воды в зависимости от величины водоразбора. Схема простая и надежная. Однако при обычном подходе к подбору теплообменника (на температурный режим в точке «излома» температурного графика) для горячего водоснабжения эта схема самая неэкономичная в плане расхода греющего теплоносителя. По сравнению с двухступенчатой схемой объект, оборудованный параллельной схемой горячего водоснабжения, будет потреблять больше теплоносителя при тех же самых нагрузках. Использование такой схемы в масштабах города ведет к увеличению насосных станций и диаметров теплосетевых труб.

Для снижения расходов теплоносителя и, таким образом, затрат на его транспортировку российские инженеры разработали двухступенчатые схемы, позволяющие использовать тепло обратной воды системы отопления для предварительного подогрева исходной холодной воды. В основу положен принцип экономайзера и догревателя. В этом случае приготовление воды горячего водоснабжения ведется на двух теплообменниках. Пластинчатый теплообменник первой ступени устанавливается на обратном трубопроводе системы отопления последовательно с ней. Он работает как экономайзер. В нем холодная вода подогревается до 30-40°С, затем она подается во вторую ступень и догревается до требуемой температуры, обычно 60°С, горячим теплоносителем. Вторая ступень включается параллельно или последовательно системе отопления в зависимости от схемы.

Применение двухступенчатых схем позволяет при одинаковой нагрузке горячего водоснабжения экономить до 40% теплоносителя относительно его расхода для параллельной схемы. Это огромный плюс, так как помимо экономии теплоносителя в таких схемах температура «обратки» существенно ниже, чем требуется по температурному графику, что ведет к увеличению КПД источника тепла.

Однако по закону сохранения энергии: «если что-то где-то прибыло, то значит, что-то где-то убыло». Для работоспособности таких схем следует очень грамотно подбирать теплообменники, ведя увязку гидравлического режима системы горячего водоснабжения с системой отопления, поскольку первая ступень всегда включена последовательно системе отопления и является дополнительным «паразитным» сопротивлением для теплоносителя системы отопления. Неправильный подбор теплообменников горячего водоснабжения может привести не только к недостатку горячей воды у жителей, но и к плохой работе самой системы отопления, что в принципе может привести к аварийным ситуациям. Отсюда следует, что подбор оборудования для такой схемы горячего водоснабжения должен вести квалифицированный специалист, способный увязать ступени системы горячего водоснабжения между собой, с системой отопления и с регулирующим клапаном.

И естественно, двухступенчатые схемы горячего водоснабжения более дорогие, т.к. требуют для работы два пластинчатых теплообменника, затраты на монтаж также выше. Стоимость такой системы в 2-4 раза выше параллельной, в зависимости от соотношения нагрузок отопления и горячего водоснабжения. Такое удорожание в основном дает теплообменник первой ступени, особенно это заметно при малой величине соотношения нагрузок. В этом случае расход холодной воды невелик, но для его нагрева через первую ступень должен пройти большой расход теплоносителя из системы отопления и второй ступени. Соотношение расходов в этом случае может достигать пяти. Естественно, габариты/стоимость первой ступени растут при практически неизменной мощности.

Как видно, при всех плюсах двухступенчатых схем нагрева горячей воды существует и масса минусов. Ну, без этого в технике и не бывает. Как говорится, идеальных систем не существует. Но все-таки возникает вопрос: возможно ли создать такую систему горячего водоснабжения, которая сочетала бы в себе простоту и надежность эксплуатации параллельной схемы и экономию теплоносителя двухступенчатых схем? Попытаемся на него ответить.