Теплообменник водяной для систем отопления: применение, конструкция, преимущества и недостатки

Теплообменник можно установить в любой системе, главное чтобы была польза, стоимость системы отопления при этом возрастает прямо пропорционально нагрузке…

Теплообменники для систем отопления

В системах отопления эти устройства не так популярны в нашей стране, как в других, там, где каждый пользователь может забирать столько тепла от общего источника, сколько ему требуется. ТО играют ключевую роль в отоплении дома или дачи, а также везде, где есть необходимость регулировать температуру. Установка такого устройства в котельной позволяет автоматизировать работу всей системы и сэкономить.

В качестве носителя тепла чаще всего выступает вода, но может быть и антифриз, масло и т.д.

По сути, ТО — это разделитель между основным источником тепла (поставщиком) и системой конечного пользователя. Система отопления, в которой присутствует ТО, называется независимой. В котельных обменники устанавливаются для погодного регулирования, а также он снижает износ современных труб. Дело в том, что их сейчас делают из пластика, и максимальная температура, которую они могут выдерживать – 90 градусов. 

Если теплообменника в системе нет, то от центра (котла) горячая вода передается непосредственно потребителю – в батареи. Но котельная не регулирует подачу тепла, и она не меняется в зависимости от выбора потребителей или погодных условий.

Если в ИТП жилого дома установить теплообменники, то это позволяет существенно экономить. Каждый жилец регулирует температуру по потребностям с помощью кранов на радиаторах в квартирах. Тепло можно увеличивать при сильных морозах и уменьшать при потеплении.

Иногда такие устройства устанавливают и в самой котельной. Такая двойная система, что тоже помогает сэкономить: во внутреннем контуре меньше теплоносителя, а значит, в котлах почти не образуется накипь, они могут служить гораздо дольше. 

Теплообменники для систем отопления

Особенности подключения к системе горячего водоснабжения

Если для сушилки полотенец используется отдельный отвод (последовательное подключение к системе горячего водоснабжения), а вода из него выводится через источники внутри квартиры, то установка полотенцесушителя на горячую воду проводится без дополнительных работ. Но при таком подключении сушки для полотенец снижается температура горячей воды. Его обычно используют в небольших домах.

В каких случаях нужен теплообменник для систем отопления

Цены на сушилки разного типа в магазине

Чаще устройство подключается к водопроводу, заменяя часть стояка, такое можно увидеть в ванной в панельном доме. При установке полотенцесушителя на стояк горячего водоснабжения необходима дополнительная страховка в виде байпаса.

Что такое теплообменник?

Теплообменник — устройство, внутри которого происходит теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими разные температуры. Устройство и принцип работы теплообменника разделим на несколько подпунктов.

История появления и внедрения

Изобрели кожухотрубные (или кожухотрубчатые) теплообменники в начале прошлого века, дабы активно использовать при работе ТЭС, где большое количество нагретой воды перегонялось при повышенном давлении. В дальнейшем изобретение стали использовать при создании испарителей и нагревающих конструкций. С годами устройство кожухотрубного теплообменника совершенствовалось, конструкция стала менее громоздкой, ее теперь разрабатывают так, чтобы было доступно чистить отдельные элементы. Чаще стали применять подобные системы в нефтеперегонной промышленности и производстве бытовой химии, поскольку продукты этих отраслей несут в себе массу примесей. Их осадок как раз и требует периодической чистки внутренних стенок теплообменника.

Основные технические характеристики

fudob-fe521a1.jpg

Если вы решили обустраивать ГВС, пластинчатый теплообменник вам будет совершенно необходим. Прокладки и пластины могут быть выполнены из самых разных материалов, их выбор будет зависеть от назначения устройства, так как сфера использования таких теплообменников очень широка. В данной статье рассматриваются системы и отопления, где они выступают в роли теплосилового оборудования. Если пластины используются для этой сферы, то они изготавливаются из нержавеющей стали, тогда как в основу прокладок ложится резина NBR или EPDM. Первый случай касается теплообменника из нержавеющей стали, который способен функционировать с теплоносителем, нагретым до 110 градусов. Если речь идет о втором случае, то вода может оказаться нагретой до 170 градусов.

Из каких материалов изготавливают теплообменники

При изготовлении теплообменников для систем отопления используют различные материалы: нержавеющая сталь, силумин (сплав алюминия и кремния), латунь (используются для систем высокого давления), медь (используются в пивной промышленности, где нужно резко охладить пиво за счет эффекта большой теплопроводности) и другие.

Для справки

33d-1088526.jpg

Эти теплообменники применяются для разных технологических процессов, в этом случае сквозь них протекают щелочи, кислоты, масла и иные среды. При этом пластины изготавливаются из никеля, титана и всевозможных сплавов, что касается прокладок, то в основе лежит асбест, фторкаучук и другие материалы.

Виды теплообменников

Все устройства делятся на две большие группы. В первых среды смешиваются друг с другом, во втором случае – они разделены стенкой. Их используют чаще и называют поверхностными. В свою очередь, такие теплообменники делятся тоже на два типа.

  1. Рекуператоры. В них тепло передается через стенку, от разных носителей, которые независимо друг от друга движется по разным каналам.
  2. Регенераторы. Два потока контактируют с одной и той же поверхностью. Например, горячий поток нагревает ее, а затем холодный забирает тепло. 

Самые распространенные ТО первого типа – рекуперативные. К ним относятся

  • Кожухотрубчатые: внутри кожуха находятся трубы, внутри которых течет одна среда (горячая), а другая (холодная) движется между ними.
  • Погружные: представляют из себя бак, заполненный жидкостью, внутри которого находится змеевик со второй средой. 
  • Спиральные: несколько спиралей привариваются к одной перегородке. Используются для работы с вязкими средами.
  • Пластинчатые разборные: самый распространенный вид. Это особым образом перфорированные (для увеличения поверхности) пластины, собранные вместе, а между ними движутся различные среды.
  • «Труба в трубе»: одна труба вставляется в другую, между ними проходит теплообмен. Может состоять из нескольких звеньев. Выдерживают высокое давление, расход воды в системе небольшой.
  • Оросительный: собраны несколько труб, по их поверхности течет охлаждающая жидкость. Часто используются в качестве конденсаторов.

Подберем теплообменник для отопления со скидкой до 70 %

Преимущества и недостатки

Основные преимущества ТПО:

  • Компактные размеры;
  • Простота монтажа;
  • Возможность регулировать производительность, если нужно увеличить или уменьшить отапливаемую площадь;
  • Высокий коэффициент теплопередачи и минимальные теплопотери;
  • Аппарат можно разобрать, очистить от накипи и снова собрать всего за несколько часов;
  • Длительный срок службы и ремонтопригодность — отдельные пластины легко заменяются на идентичные новые.

К недостаткам можно отнести:

  • Некоторые ограничения по максимальному давлению и температуре рабочих сред;
  • Чувствительность к качеству теплоносителя и наличию примесей;
  • Необходимость рассчитывать каждый прибор индивидуально под заданные параметры.

От чего зависит эффективность теплообменника

Качество работы оборудования зависит от:

  • особенностей применения;

  • объема энергии, необходимого для передачи;

  • качества эксплуатации;

  • организации ремонтных работ.

От этих параметров зависит общая стоимость оборудования и обслуживания, которые влияют на работу устройства.

Популярные производители: фото

Все производители агрегатов дают гарантию на свою продукцию от 6 месяцев до 1 года.

Большим спросом пользуется продукция следующих фирм:

  • Sondex;

    Фото 15

    Фото 1. Пластинчатый теплообменник, резьбовое соединение, толщина пластин 0,5 мм, производитель — «Sondex», Дания.

  • Ридан;
  • Alfa Laval;

    Фото 16

    Фото 2. Пластинчатый теплообменник модели AQ2S, гофрированная поверхность пластин, производитель — «Alfa Laval».

  • Gea Машимпэкс;
  • Danfoss;

    Фото 17

    Фото 3. Паяный пластинчатый теплообменник модели XB 04-1-8, изготовлен из кислотостойкой нержавеющей стали, производитель — «Danfoss».

  • Funke;
  • Этра.

Пластинчатый теплообменник: устройство 

В основном, в независимых системах отопления применяются пластинчатые теплообменники. По сути это набор пластин, которые перфорируют для увеличения полезной площади и собирают между двумя плитами. Одна из этих плит обычно не фиксируется, ее можно снимать и увеличивать или уменьшать количество пластин. Бывают с спаянные варианты, их уже не получится разобрать. 

Между пластинами движутся горячая и холодная жидкости, попеременно. Конструкция герметична благодаря уплотнителям. 

Пластины – это основа конструкции. Их изготавливают из стали, меди, графита, титана и других сплавов, толщиной от 0,4 до 1 мм., в зависимости от давления. Выбор материала обусловлен условиями использования, а также выбором среды, которой будет заполнено устройство. Чаще всего это вода, но бывают случаи, например, на специализированных производствах, где используют агрессивные жидкости.

Пластины плотно прижаты друг к другу и образуют каналы благодаря специальной штамповке. На одной стороне каждой пластины есть пазы, куда вставляются резиновые прокладки для герметичности. Устанавливают их одну за одной, в поворот 180 градусов.

В пластинах по 4 отверстия. Два из них служат для провода и отвода горячей и нагреваемой жидкости. Два другие предотвращают смешение жидкостей за счет дополнительной изоляции. Если произойдет прорыв одного из контуров, то дренажные пазы также препятствуют смешиванию. 

Благодаря тому, что греющая и нагреваемая среды направлены в противоток друг другу, и извилистому течению (по каналам) эффективность обмена теплом увеличивается, а гидравлическое сопротивление относительно небольшое. 

Система самоочищается за счет турбулентных потоков, но на пластинах может откладываться накипь, осадки веществ, находящихся в воде, потому их нужно периодически промывать специальными растворами. Можно понять, что пришло время для очистки по снижения работоспособности прибора, перепадах давления и т.д.

При сборке сначала закрепляются направляющие на штативе и неподвижной плите. На них нанизываются пластины, и подвижная плита стягивается с неподвижной болтами. 

Существует 2 варианта компоновки пластин.

Одноходовая. Теплоноситель разделяется на потоки, которые текут параллельно друг другу по пластинам, потом сливается и выходит в порт для вывода. 

Многоходовая. Здесь устройство чуть сложнее. Благодаря перегородкам в разделительных пластинах теплоноситель течет по каналам, как бы разворачиваясь в пластине. 

Конструкция теплообменника

Как правильно выбрать теплообменник

При установке аппарата в жилом доме требуется сделать детальный расчет. В него входят несколько характеристик:

площадь отапливаемых помещений или примерный расход горячей воды;

  • задача теплообменника;

  • температурный график;

  • температура первичного теплоносителя;

  • температура холодной воды.

Расчеты проводятся компанией-поставщиком оборудования, которая на основе результатов предлагает варианты теплообменников, которые подойдут для использования в указанных целях.

Специалисты компании Эвомакс бесплатно выполнят теплотехнический расчет теплообменника для Вашего объекта и помогут сделать выбор в пользу конкретной марки с учетом всех требований. Заявку на подбор теплообменника Вы можете отправить на почту zapros@teploobmen.ru или позвонить на бесплатный номер 8 (800) 551 4190

Установка теплообменника

Используя инструкцию по монтажу, необходимо правильно закрепить теплообменник. Он прижимается к стене за счет специальной консоли или крепежной ленты. Также можно установить теплообменник за счет уголка, который крепится к низу теплообменника. Плюс он завяжется трубами.

Дополнительно нужно смонтировать фильтры. Должен быть хотя бы фильтр грубой очистки на контур теплоэлектростанции. Если подключается к старой отопительной системе, то необходимо два фильтра. Один внизу, другой вверху.

Нужны краны и американки. Последние представляют собой быстроразъемные резьбовые соединения. Как правило, обычная простая американка состоит из четырех частей: двух резьбовых фитингов, накидной гайки и прокладки.

Очень важный момент при монтаже — это диаметр подключения, потому что прибор довольно компактный. В нем небольшой объем теплоносителя. Зазор между пластинами минимальный. Желательно брать такого же диаметра, который нам нужен, или больше. Например, 1 дюйм подключения. Лучше брать с запасом уровень мощности теплообменника. На габариты это не влияет. Буквально больше на один или два сантиметра. Но зато скорость теплосъема  значительно увеличивается. Особенно это важно в системах, где теплоэлектростанция дает небольшую температуру. Например, при максимальной подаче температуры воды равной 65-70 °C, надо учесть данный факт, чтобы снять с теплоносителя максимально возможное количество теплоэнергии.

Эксплуатация и уход за пластинчатыми теплообменниками для отопления

Температура и давление системы отопления должны соответствовать параметрам ТО. Резкие перепады этих показателей негативно влияют на его работу, а если они меняются плавно, то устройство прослужит максимально долго.

Благодаря рельефным каналам пластинчатые теплообменники самоочищаются за счет турбулентных завихрений потоков. Но даже такие устройства периодически нужно чистить. Если мощность прибора заметно снизилась, появились значительные перепады давления, посторонние шумы — это свидетельствует о загрязнении пластин.

Чистка ТПО может производиться двумя методами:

  • Безразборным — с использованием специальных жидких очищающих составов.
  • Разборным — с разборкой прибора и механической чисткой щетками.

В любом случае, чистку должны проводить профессионалы.

Низкий напор горячей воды и другие признаки засоренности

Признаки засорённости

  • низкий напор горячей воды;
  • под кожухом скапливается и сыпется сажа;
  • после включения происходит быстрое отключение горелки;
  • плохой прогрев воды;

    Важно! Прежде чем начинать процесс очистки теплообменника необходимо убедиться, что исправны остальные элементы отопительной системы.

  • постоянное срабатывание тепловой защиты.

В каких сферах используется теплообменник

Сфера использования теплообменников очень обширная:

  • системы отопления;
  • системы охлаждения;
  • при работе с химикатами;
  • с солнечными коллекторами;
  • для обогрева бассейнов;
  • системы вентиляции;
  • системы кондиционирования;
  • в сфере машиностроения;
  • металлургическая промышленность;
  • фармацевтическая промышленность;
  • пищевая промышленность (сахарная, пивная, молочная и прочие);
  • автомобильная промышленность;
  • химическая промышленность.

Устройство и принцип работы теплообменников влияет на работу различных сфер, среди которых как промышленное производство, так и объекты общественного и культурного значения. Вместе с этим их использование возможно и в системах отопления частных жилых домов, где вопрос поддержки температуры стоит наиболее остро. Установка и монтаж теплообменников может быть произведён как самостоятельно, так и при помощи специалистов. Смысл же устройства состоит в равномерном распределении тепла на помещение.

Читайте так же:

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки