Задачей теплового расчета является определение необходимой площади поверхности нагрева подогревателя при заданной тепловой производительности, конструкции, известных температурах греющей и нагреваемой сред на входе в подогреватель и на выходе из него.
В системах горячего водоснабжения жилых зданий принимаются секционные скоростные подогреватели. В подогревателях горячего водоснабжения греющая сетевая вода пропускается по межтрубному пространству. Эти достигается выравнивание скоростей нагреваемой воды и лучшее удаление накипи.
В настоящее время секционные скоростные подогреватели выпускаются по ГОСТ 27590-2005; пластинчатые - по ГОСТ Р ИСО 15547-1-2009.
Если в системах горячего водоснабжения не устанавливают баки-аккумуляторы, то расчет поверхности нагрева ведется по максимальным часовым нагрузкам, а при установке – по среднечасовым нагрузкам.
Площадь теплообменной поверхности определяется:
, м2 (14)
где 
- тепловая производительность, Вт. (1Вт∙ч=3600 Дж. При расчете Вт Дж необходимо перевести в Вт).
к – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2∙○С);
Δtср – средняя разность температур греющего и нагреваемого теплоносителя, ○С.
Все расчеты производят при температуре воды после системы отопления в точке излома температурного графика.
расчетные температуры сетевой воды: τ1 = 150○С (130○С),
τ2 = 70○С;
температуры сетевой воды в подающей трубе в точке излома графика при
tн” = 4,5○С: τ1” = 70○С,
(15)
где δτ – расчетный перепад температур в тепловой сети,
δτ = 150-70=80○С;
q0 – относительный расход тепла.
, (16)
где tі – внутренняя расчетная температура жилых зданий, ○С;
t0 – расчетная наружная температура для проектирования отопления (согласно городу по заданию).
Принимаем температуру сетевой воды после подогревателя τ3 = 30○С.
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение (греющая среда):
, м3/ч (17)
Расход водопроводной воды на горячее водоснабжение (нагреваемая среда):
, м3/ч. (18)
где τг – температура горячей воды;
τх – температура холодной воды, ○С.
Задаемся скоростью воды в нагревателе порядка 0,5-1 м/с найдем ориентировочную площадь межтрубного пространства:
, м2 (19)
Выбираем тип водонагревателя по площади межтрубного пространства по прил.12
Коэффициент теплоотдачи водонагревателя:
, Вт/ (м2∙○С) (20)
где М – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок (определяется по прил.9);
α1 – коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенкам трубок, Вт/ (м2∙○С);
α2 – коэффициент теплоотдачи от стенки ко вторичному теплоносителю,
Вт/ (м2∙○С).
, Вт/ (м2∙○С) (21)
где 
– скорость движения греющей среды в межтрубном пространстве, м/с;
dэкв – эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м;
τср – средняя температура нагреваемой среды, ○С (150+70)/2=110○С.
м (22)
Скорость движения в межтрубном пространстве равна:
, м/с. (23)
, Вт/ (м2∙○С) (24)
Скорость движения нагреваемой среды:
, м/с (25)
Средняя температура нагреваемой воды:
○С. (26)
, ○С (27)
где Δtб – большая разность температур греющей и нагреваемой среды;
Δtм – меньшая разность температур греющей и нагреваемой среды. Принимается для водоводяных подогревателей – 5-10 ○С, а для пароводяных – не менее 5○С.
Необходимое количество секций водонагревателя:
(28)
где F- площадь поверхности теплообмена, м2;
. – поверхность нагрева (принимается по паспортным данным водонагревателя по прил.12), м2.
Расчет насосной установки
Общие потери напора от ввода водопровода до наиболее удаленной точки водоразбора представляют сумму:
, м.вод. ст., (29)
где Нтр – потери напора в подающих трубопроводах, м.вод. ст; необходимо перевести из Па в м. вод. ст. 1 Па =10-5 бар = 9,87∙10-6 атм.=7,5∙10-3 мм.рт.ст.
или 1 мм.рт.ст. = 1,33∙102 Па
1 мм.вод.ст = 9,8 Па или 1 м. вод. ст. = 10 кПа.
Нв – потери напора в водомере, м.вод. ст (по прил.13);
Нвд – потери напора в водонагревателе, м.вод. ст;
Нг – геодезическая высота подачи воды от оси трубопровода водопроводной воды на вводе до наиболее высоко расположенного прибора, м.вод. ст;
Нсв – свободный напор в водоразборном приборе. Величина свободного напора необходима для обеспечения нормальной скорости истечения воды из водоразборного прибора. Напор свободного слива воды Нсв через открытые водоразборные краны у раковин, моек м умывальников принимается не менее 2 м.вод.ст. Для смесителей у ванн и душевых сеток – не менее 3 м.вод.ст. (величина Нсв принимается по СНиП – 2.01.04.-85).
В правильно запроектированной системе избыточный напор должен быть равен нулю:
, (30)
где Нвод – напор водопроводной воды на вводе, м.вод. ст. (принимается
Нвод = 50 м или Нвод = 35м)
При недостаточном напоре водопроводной воды, когда ΔН < 0, тогда на трубопроводе водопроводной воды между водомером и нагревателем устанавливают насос с напором не менее ΔНр. Производительность насоса выбирают по секундному расходу горячей воды в системе gc. Количество насосов принимают не менее 2, из которых 2-ой – резервный.
При избыточном напоре на вводе, т.е. ΔНр > 5 м вод.ст. и при невозможности увязки давлений путем подбора диаметров, после водомерного узла должна предусматриваться дроссельная диафрагма. Диаметр отверстия дроссельной диафрагмы для погашения избыточного напора определяется по формуле:
, мм, (31)
где ΔНизб – избыточный напор, который необходимо погасить, м.вод.ст.;
d – внутренний диаметр, мм;
gс – максимальный секундный расход воды в системе горячего водоснабжения (принимается по табл.2 из гидравлического расчета), л/с
Потери напора в скоростном водонагревателе ориентировочно определяют по формуле:
, м. вод. ст., (32)
Потери напора в водомере определяются по формуле:
, м.вод.ст., (33)
где S – коэффициент сопротивления водомера, зависящий от типоразмера принятого водомера.
G c – секундный расход воды в системе горячего водоснабжения, л/с.