Что такое теплообменник, зачем он нужен
Содержание:
Способы обвязки
Теплообменные приборы чаще всего устанавливаются в отдельных помещениях, обслуживающих частные постройки, многоэтажные здания, теплопункты центральных магистралей, промышленные предприятия.
Небольшой вес и габариты оборудования дают возможность производить установку довольно быстро, хотя определенные изделия, которые обладают большой мощностью, нуждаются в сооружении фундамента.
Монтаж и обслуживание теплообменника лучше доверить специалистам
Во время монтирования аппарата нужно соблюдать основное правило: заливка болтов в фундаменте, с помощью которых теплообменник прочно крепится, производится в любом случае. Схема обвязки должна обязательно предусматривать подводку теплоносителя к находящемуся наверху патрубку, а к установленному внизу штуцеру производится подсоединение обратного контура. Подача разогретой жидкости подключается наоборот.
Если в ГВС находится магистраль обратного передвижения воды, то механизм работы и схема несколько меняется. Горячая вода, которая подается по контуру, перемешивается с холодной из водопровода, и только после этого смесь подается в теплообменник. Регулировка температуры на выходе производится с помощью электронного блока, который управляет клапаном входящего теплового носителя.
Чем больше пластин в теплообменнике, тем выше мощность
В двухступенчатой системе можно использовать тепловую энергию обратной магистрали. Это дает возможность рациональней применять имеющееся тепло и снизить чрезмерную нагрузку на котельное оборудование.
В любой из вышеописанных схем обвязки на входе в теплообменник обязан находиться фильтр. С его помощью можно не допустить засорения системы и продлить срок ее эксплуатации.
При всех иных достоинствах пластинчатые теплообменники не опережают старые кожухотрубчатые модели только по одному важному показателю: во время обеспечения значительного расхода пластинчатые устройства недостаточно нагревают теплоноситель. Этот недостаток устраняется расчетом незначительного запаса при выборе количества пластин
Характеристика пластинчатых теплообменников:
Пошаговая инструкция, как сделать своими руками
Устройство для обмена теплом от теплосети к воде можно сконструировать своими руками.
Инструменты и материалы
Чтобы сконструировать пластинчатый теплообменник собственноручно, потребуются:
- аппарат для сварки;
- болгарка;
- листы из нержавеющей стали — два из рифлёной, один из плоской. Толщина 4 мм;
- электроды.
Процесс изготовления
Весь процесс изготовления устройство делится на несколько этапов:
- Необходимо нарезать пластины из рифлёной стали. Потребуется 31 пластина размером 300 на 300 мм.
- Из плоского листа вырезается лента длиной 18 метров и шириной 10 мм. Ленту необходимо нарезать на части длиной по 300 мм каждый.
- Квадраты из рифлёного материала свариваются друг с другом десятимиллиметровой полосой с разных сторон, соседние секции должны быть перпендикулярны. Получится 15 секций, обращённых в одну сторону и 15 в другую в виде куба.
- К частям, где будет течь вода, необходимо приварить коллектор из плоской нержавеющей стали.
- В каждом коллекторе сверлится отверстие, к нему приваривается соединительная часть трубы.
- Конструкция монтируется открытой стороной к газовой системе.
Подбор
Правильно подобранный теплообменник обеспечит непрерывно продолжительную работу системы и избавит эксплуатацию от постоянного ремонта.
Наша задача подобрать для Вас теплообменное оборудование по параметрам и задачам таким образом, чтобы обеспечить его максимально корректную, продолжительную работу, и при этом вписаться в существующие бюджеты.
Заявку на теплообменник вы можете прислать нам по почте dnpvent@mail.ru, желательно в виде существующего технического паспорта, который идет в комплекте с приточной системой. Если же подобный техлист отсутствует, можно воспользоваться нашим опросным листом для запроса.
Данные для расчета
| Данные по воде и воздуху | |
| Расход воздуха | воздуха, м3/ч |
| теплоносителя, м3/ч (л/мин) | |
| Температура воздуха, С | на входе |
| на выходе | |
| Температура теплоносителя, С | на входе |
| на выходе | |
| Требуемая мощность, кВт | |
| Данные по размерам | |
| Назначение: | воздухонагреватель, воздухоохладитель |
| Габаритные размеры, мм | длина FTA |
| высота FTB | |
| ширина S | |
|
Диаметр подводящих патрубков (Ду /резьба) теплоносителя |
на входе |
| на выходе |
Обратите внимание! Максимально возможное количество информации по размерам и параметрам требуемого теплообменника, позволяет сделать производство удобным, быстрым и точным. Поэтому, по-возможности, старайтесь заполнять опросный лист максимально информативно
Битермические
Конструктивной особенностью данной группы приборов является наличие сразу двух контуров: горячего водоснабжения и отопления. Такие агрегаты используются в котлах Linea Isy (Bongioanni), Immergas Star kW (Immergas) и Hermann Habitat 2 (Hermann). Если говорить непосредственно о строении модели, то отметим, что она представлена так называемой «трубой в трубе» (коаксиальной). Кроме этого, присутствуют медные пластины, которые расположены на поверхности прибора.
Отличия
Наружная труба предназначена для циркуляции теплоносителя в системе отопления, тогда как внутренняя – для движения санитарной воды. В отопительном режиме функционирования сгораемые газы выделяют тепло, которое доставляется прямо к теплоносителю. Если же теплообменник функционирует в режиме горячего водоснабжения, то тепло сначала передается теплоносителю, после чего оно достается контуру.
Это самым положительным образом сказывается на цене котла, к тому же существенно увеличивается надежность функционирования устройства.
Недостатки
Однако без некоторых недостатков также не обошлось. К примеру, несколько ограничена передача тепловой энергии в режиме ГСВ, что, соответственно, ведет к уменьшению объемов приготовляемой нагретой воды, если сравнивать с остальными разновидностями теплообменников для отопления. Еще одно ограничение – специалисты не советуют эксплуатировать данное устройство в тех регионах, где вода отличается повышенным содержанием жестких солей в своем составе.
Также стоит отметить, что некоторые теплообменники отличаются увеличенной емкостью. Установка таких котлов ведется в отопительных котлах самого высокого класса — Eura (Hermann). Своим внешним видом они больше всего напоминают 6-8-литровый бойлер для отопления, который оборудован специальным медным змеевиком, расположенным по всему объему агрегата. Такие теплообменники получили название мини-бойлеров. По змеевику проходит контур теплоносителя, а через стенки – контур горячего водоснабжения.
Типы теплообменников для отопления
Значение теплообменника для котла неоценимо. Именно от этого устройства зависит прямое назначение и конструкция применяемого котла.
По типу передачи энергии жидкостям различают такие разновидности теплообменников:
- Первичный. Для этого типа характерна передача тепла от газа.
- Вторичный. Передача тепла производится от жидкости к теплоносителю.
- Битермический. Их отличие заключается в двойном обмене тепла от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю.
Первичный
Первичный теплообменник — это медная труба, выполненная в форме змеевика. В ее плоскости устанавливаются медные пластины.
Поверхность устройства покрывается краской, защищающей от ржавчины и повреждений. Мощность такого оборудования зависит от размера трубы и количества ребер.
Первичные теплообменники в своем большинстве не имеют значительных конструктивных отличий. Отличия приборов состоят только в вариантах подключения, габаритах трубы и мощности агрегата.
В ходе эксплуатации прибора могут возникнуть такие затруднения, как отложение солей на стенках устройства, что значительно снижает его эффективность. Для профилактики необходимо своевременно производить очистку, промывку и техническое обслуживание прибора.
Предупредить отложения внутри труб и увеличить срок эксплуатации можно, используя специальные фильтры.
Вторичный
Вторичные теплообменники, которые также называют теплообменниками горячего водоснабжения (ГВС), оснащены специальными, соединенными между собой пластинами из нержавеющей стали.
Вторичные теплообменники отличаются хорошей степенью теплопроводности и достаточно большой площадью теплообмена. Кроме того большая скорость потока исключает возможность отложения солей на внутренних стенках прибора.
Мощность и площадь теплообмена во многом зависит от количества установленных пластин.
Битермический
Главным отличием этого типа является наличие одновременно двух контуров: ГВС и отопления. Конструкция агрегата — это труба внутри другой трубы. Также имеются пластины из меди, установленные на поверхности.
Наружная труба устройства обеспечивает движение жидкости в системе отопления. Внутренняя труба выполняет функцию циркуляции санитарной воды.
В режиме отопления газы, сгорая, отдают тепло, которое доставляется сразу к теплоносителю. В случае, работы от ГВС, тепло направляется сначала к теплоносителю, а уже потом к контуру.
Внимание! При использовании битермического теплообменника для жилого помещения, необходимость установки вторичного теплообменника и трехкодового клапана полностью отпадает. За счет этого значительно снижается стоимость котла и возрастает его надежность.. Из недостатков битермического теплообменника можно выделить следующее:
Из недостатков битермического теплообменника можно выделить следующее:
- Ограничение передачи тепла в режиме ГВС, за счет чего снижается объем нагретой воды, по сравнению с другими типами теплообменников.
- Не рекомендуется использовать этот тип оборудования в тех областях, где вода насыщена солями. Главная причина – очень быстрое отложение солей за счет значительного перепада температур.
Бытовые модели и цены на них
В данный момент на рынке представлено большое количество приборов для теплообмена, отличающихся друг от друга типом конструкции, скоростью нагрева, объёмом бака и стоимостью.
Пластинчатых
Вот несколько популярных моделей:
- Р-012-10-19 ПРОМТЕХСЕРВИС. Пластины данной модели изготавливаются из стали.
Между пластинами располагаются термопрокладки, эффективно передающие тепло от носителя к приёмнику.
Прочность конструкции обеспечивается гофрированной поверхностью. Примерная стоимость устройства: 14000 рублей.
- KAORI Z. Модель паянной разновидности. Потоки направлены по диагонали. Пластины обладают большой площадью теплообмена. Прочная и надёжная модель. Стоимость от 32000 рублей.
- Innovita ГВС. Бюджетное решение, устанавливается на газовый котёл или теплосеть. Модель предназначена для использования с котлами Innovita. Стоимость от 8000 рублей.
Кожухотрубных
Ниже представлены популярные модели теплообменников кожухообразного типа:
- ТНГ-1,6-М8/20Г-2-2-И. Популярная модель, часто используемая в промышленности и в быту. Имеет трубные решётки и вертикальный тепловой компенсатор. Цена – от 9000 рублей.
- Подогреватель кожухотрубный ТТАИ. Конструкция представляет собой две трубки с тонкими стенками разного диаметра, одна вложена в другую. Тонкие стенки способствуют более эффективной отдаче тепла. Устройство компактное и лёгкое в обслуживании. Цена – от 7500 рублей.
- Bowman 190 кВт. Устройство премиум-класса. Титановые трубки с противокоррозийным покрытием пригодны для взаимодействия с хлорированной и морской водой. Может работать как на нагрев, так и на охлаждение. Цена от 120000 рублей.
Основные виды теплообменников
Среди большого ассортимента теплообменного оборудования существует всего два основных типа – пластинчатые и кожухотрубные. Второй тип из-за низкого КПД и внушительных габаритов практически исчез с рынка.
Пластинчатый теплообменник – это ряд одинаковых гофрированных пластин, установленных на жесткой металлической станине. Пластины следуют в зеркальном отражении по отношению друг к другу, разделяются они при помощи специальных металлических (стальных) и резиновых прокладок.
Чем больше пластин, чем больше их размер, тем больше площадь полезного теплообмена.
Основное преимущество данного типа теплообменных аппаратов состоит в том, что в любой момент времени у Вас имеется возможность доработки, которая заключается в добавлении или удалении пластин.
Отсутствие зажимной конструкции позволило выполнить пластинчатые теплообменники более компактными по своим габаритам.
-
Компактные габариты, небольшой вес;
-
Более продолжительный срок эксплуатации оборудования;
-
Высокая устойчивость к высоким давлениям и перепадам температур.
Что касается чистки паяных теплообменников, то она выполняется без разборки основной конструкции.
Если после определенного периода эксплуатации вы стали замечать, что эффективность оборудования стала заметно снижаться, то в него на несколько часов заливается определенный реагент, который справляется со всеми отложениями. Теплообменник не будет функционировать всего несколько часов, после продолжится его нормальный режим работы.
-
Высокие показатели по теплопроводности. Абсолютно любой чугунный элемент быстро нагревается, передавая тепловую энергию другим носителям;
-
Чугун медленно остывает. Это свойство позволяет заметно сэкономить на работе всей отопительной системы, нет необходимости постоянно включать все оборудование, когда она остынет;
-
Чугун является устойчивым к накипи, он менее подвержен появлению коррозии;
-
возможность расширения функциональных возможностей, подразумевающая увеличение чугунных секций после установки самого агрегата. Выполнив такую модернизацию, вы можете добиться заметного увеличения мощности.
-
Хрупкость. Несмотря на внушительные габариты, это оборудование боится механических повреждений;
-
Низкая устойчивость к резким температурным перепадам. Они могут привести к появлению трещин и снижению мощности аппарата;
-
Внушительный вес и большие габариты оборудования.
-
Повышенная теплопроводность;
-
Небольшой вес;
-
Ударопрочность (не боится механических воздействий);
-
Устойчивость к изменениям температур внутри системы.
-
Восприимчивость к коррозии;
-
Нет возможности увеличить мощность аппарата;
-
Достаточно быстрое остывание теплообменника (повышенный расход топлива).
Пластинчатые теплообменники
Пластинчатые теплообменники – это устройства, состоящие из рамы, на которой закреплены несколько гофрированных пластин. Эффективность достигается за счет большой площади соприкосновения жидкости и теплопередающих элементов.
Аппараты подходят для рабочей среды с небольшой разницей давления и температуры, низкой вязкостью, отсутствием механических примесей и частиц.
Прибор предназначен для работы в диапазонах температуры -50 + 200 °С при максимальном давлении – 30 бар.Достоинства пластинчатых теплообменников:
1. Высокий КПД – 95%.
2. При правильной очистке от накипи теплообменник прослужит до 30 лет.
3. Компактные размеры для облегчения транспортировки и монтажа.
4. Возможность закатить или занести конструкцию по трубам.
5. Легкая автоматизация пластинчатого теплообменника.
6. Отсутствие необходимости в обслуживании изделия в течение отопительного сезона.
7. Стоимость зависит от количества теплопередающих элементов, число которых варьируется, исходя из потребностей заказчика.
Основной минус пластинчатого теплообменного аппарата – низкая устойчивость к появлению накипи. Срок службы устройства без регулярной чистки составляет всего 3 года.Особенности установки позволяют увеличить производительность за счет использования пластин особой модификации. Выделяют разборные и паяные теплообменники.
Как подобрать теплообменник ЦТП
При выборе важно обращать внимание на основные технические характеристики оборудования:
Толщина и материал пластин
Чем ниже масса прибора, тем выше коэффициент теплоотдачи
При этом важно ориентироваться на рекомендуемую толщину пластин. В основном она варьируется от 0,4 мм до 0,7 мм, подходящий материал — нержавеющая сталь
Давление
Чем меньше этот показатель, тем ниже стоимость агрегата. Чтобы не наблюдалось сбоев в системе отопления, требуется обязательно знать это значение и указать его продавцу при приобретении.
Коэффициент передачи тепла
Это один из главных критериев выбора. Он показывает, какую единицу тепла способно передать устройство за определённое время от нагретой среды к холодной через площадь 1 кв. м. и разницу температур 1 К.
Для увеличения теплопередачи требуется меньшее количество пластин. Стоимость у такого теплообменника будет ниже. У оборудования с высокой ценой
Справка! При усилении потока возрастает и потребность в большом количестве чисток за счёт образования отложений.
Рекомендуемый и оптимальный коэффициент тепловой передачи — 7000 Вт/кв. м*К.
Масса
Вес теплообменника напрямую зависит от того, из какого материала он изготовлен. Прежде чем приобретать прибор, требуется определить, сколько места под него есть. При малых площадях лучше воздержаться от крупногабаритного оборудования.
Запас поверхности для теплообмена
У качественного агрегата этот показатель составляет 10—15%, в противном случае его работа не будет эффективной, так как малейший недогрев до установленной температуры или загрязнение приведут к прекращению рабочего процесса.
Помимо вышеуказанных параметров, также стоит учитывать количество тепловых потерь, основные свойства теплоносителя, характеристики труб для обмена теплом.
Типы и материалы
Разновидность теплообменника подбирается исходя из его целевого назначения и применяемого теплоносителя.
Самыми надёжными и долговечными считаются приборы из чугуна. Они не боятся коррозии и обладают высокой теплоёмкостью.
Минусы: крупногабаритность и медленная перестройка под заданное колебание температур. Они занимают достаточно много места.
У стальных агрегатов ощутимее ниже цена, но и уровень эффективности тоже занижен.
Самые распространённые — теплообменники из меди. У них высокий коэффициент теплопроводности, технологичности.
Для увеличения продолжения срока эксплуатации такие приборы с наружной стороны покрываются специальным защитным слоем.
Стальные теплообменники самые дешёвые, подвержены коррозии и имеют большой вес.
Неисправности и ремонтные работы
Работа агрегата с двумя теплообменниками зависит от металла: сталь или чугун, способна продолжаться соответственно от 8 до 15 лет, при выполнении пользователем всех регламентных работ, установленных производителем котельного оборудования.
Если с первой проблемой собственник агрегата может справиться сам и выполнить ремонт теплообменника газового котла своими руками, то разрыв аппарата, практически не ремонтируется, а подлежит полной замене, на однотипную конструкцию. Специалисты могут выполнить пайку теплообменника для газовых котлов, но, как правило, после такого ремонта он не долговечен.
Замена дефектного теплообменника
Замена теплообменного аппарата западной сборки, находящегося на гарантийном обслуживании выполняется сервисным центром, а отечественные модели можно заменить самостоятельно.
Для этого предварительно подбирают нужную модификацию, если нет в торговой сети, обращаются на завод-изготовитель. Для того чтобы заменить неисправный элемент котла, потребуется выполнить снятие дефектного устройства.
Алгоритм демонтажа теплообменного аппарата котла для замены или промывки от накипи:
- Отключают котлоагрегат от газовой магистрали и электрической сети.
- Снимают лицевую панель.
- Закрываю арматуру на патрубке подачи и обратки теплоносителя.
- Открывают дренажный вентиль и спускают воду из сети и котла.
- Снимают крепление на газовой трубе и отсоединяют газовый патрубок.
- Снимают крышку системы автоматики от первичных приборов.
- Демонтируют датчики с топочной камеры, снимают крепления на крышке и снимаю ее.
- Отключают и демонтируют вентилятор, для того чтобы снять теплообменник.
- Снимают фиксаторы на трубах, подведенных к первичному теплообменному аппарату.
- Снимают топку котлоагрегата и переносят ее в помещение.
- Убирают верхнюю крышку отсека.
- Снимают первичный аппарат.
- Устанавливают новый теплообменник на газовый котел и собирают котел в обратном порядке.
Как прочистить теплообменник газового котла
Для промывки теплообменника от накипи используются механический, химический и магнитный способы очистки. Первый вариант выполняется с помощью шомпола и скребка.
Инструменты могут быть ручными и электрическими. Химический вариант предполагает применение ракообразных химических средств, способных разрыхлить и растворить загрязнения.
Для промывки теплообменника данным методом используют специальную насосную схему и средство для промывки, указанное производителем, например, для газового котла Baxi.
Алгоритм промывки теплообменника от накипи:
- Отключают котел.
- Готовят жидкость для промывки теплообменников газовых котлов по рецепту завода-изготовителя.
- После полного охлаждения отключают от него инженерные сети и дренируют воду.
- Снимают стяжные шпильки, отодвигают прижимную плиту и потом аккуратно снимают одну за другой каждую пластину. Работу выполняют в перчатках, чтобы не поранить руки.
- При работе с кислотой сменяют перчатки на резиновые.
- Приготавливают емкость для очистки пластины, чтобы они были полностью покрыты рабочим раствором.
- Пластины опускают в состав на 1 час, после чего под водопроводной водой с применением щетки удаляют остатки отложения.
- Сборку очищенной конструкции ведут в обратном порядке.
После промывки теплообменного аппарата проверяют герметичность котла, под рабочим давлением теплоносителя. Подключают все инженерные сети, газ и электричество и выполняют первый после промывочный запуск оборудования.
При выявлении утечки необходимо подтянуть гайки либо поставить новую прокладку на теплообменник.
