Теплообменники для горячего водоснабжения

Классификация

Вне зависимости от модели, они делятся на стальные и чугунные. Такое деление возникло в процессе развития и формирования систем отопления и водоснабжения.

Традиционно использовались чугунные устройства, поскольку их было легче производить — отливка производилась быстрее и обходилась дешевле, чем изготовление стальных деталей, их сборка, герметизация и т.д.

Кроме того, отсутствие или дороговизна нержавеющих сталей не оставляла никаких вариантов.

Со временем возможности материалов уравнялись, а производственный процесс позволил изготавливать изделия любой сложности из нержавейки. При этом, от чугуна как материала не отказались, так как простота и скорость литьевого производства сохранили свою привлекательность. И по сей день приборы из обоих материалов производятся, активно используются.

Чугунный

Теплообменники из чугуна отличаются большим весом и массивностью. Отливка корпусов с тонкими стенками сложна и ненадежна, поэтому чугунный аппарат всегда значительно тяжелее, чем стальной. Кроме того, отрицательным свойством материала является его хрупкость.

При резких механических или термических воздействиях — ударах, резком заполнении холодного корпуса горячей водой — механизм может треснуть, что не поддается ремонту.

При этом, обычно чугунные корпуса имеют секционное строение, что позволяет изменять размеры и мощность устройства и удалять вышедшие из строя секции. Чугун подвержен коррозии, появлению на внутренней поверхности накипи. Эффективность теплоотдачи у таких механизмов довольно высока, хотя снижена возможность оперативного изменения режима работы.

Стальной

Стальные (нержавеющие) приборы полностью лишены недостатков своих чугунных собратьев. Они прочны, не разрушаются от ударов и резких перепадов температуры, в гораздо меньшей степени подвержены коррозии

Теплообменники для горячего водоснабжения

(на нержавейку воздействует только электрохимическая коррозия). Сборка их производится прямо на заводе, что осложняет их ремонтопригодность.

Теплоотдача стали высока, она быстро набирает или отдает тепло, что при активных режимах использования может привести к усталостным напряжениям металла, появлению трещин или выходу прибора из строя.

Наиболее распространен пластинчатый теплообменник для отопления, представляющий собой набор плоских пластин с каналами для прохода греющей и нагреваемой среды. Большая площадь пластин способствует эффективной передаче тепла.

Особенности выбора теплообменника

Данный прибор дает возможность в значительной степени расширить функциональные возможности оборудования, основным назначением которого является обогрев помещений. Поскольку подача холодной и горячей воды является фактором, свидетельствующим о благоустроенности жилого дома, наличие эффективного оборудования для этой цели является обязательным.

С водоснабжением холодной водой в частных домах ситуация обстоит несколько проще, чем с ГВС. Горячее водоснабжение представляет собой более сложную систему, где продуктивность работы напрямую зависит от нагревательного механизма. В роли такого элемента довольно часто выступает отопительный бытовой котел.

В продаже существует огромное количество подобных агрегатов, которые различаются по своим конструктивным особенностям. Исходя из этого, нагрев жидкости будет осуществляться по-разному. К одному из вариантов, который в последнее время получил широкое распространение, стоит отнести теплообменник для горячего водоснабжения.

Устройство имеет такое название благодаря своей главной функции – в теплообменниках происходят процессы обмена температурами. А поскольку дело касается ГВС, становится понятно, что тепловая энергия от горячей воды из отопления передается холодной, чтобы та достигла нужной температуры. На некоторых предприятиях используются воздушные теплообменники с вентиляторами, кроме того, существуют теплообменники для дымохода, которые позволяют экономить тепловую энергию.

Особенность процесса заключается в том, что горячая вода из отопительной системы циркулирует через теплообменник, при этом отдавая определенную часть тепла холодной жидкости, находящейся в какой-либо емкости. Обычно в роли резервуара выступает бойлер. А весь процесс именуется косвенной технологией нагрева, поскольку в ходе обеспечения нужной температуры воде не происходит непосредственного контакта энергоносителя с конструкцией подогрева системы подачи воды.

На работу теплообменника оказывают влияние следующие факторы:

  • площадь контакта двух сред и самого агрегата;
  • показатели теплопроводности материалов, которые использовались при изготовлении конструкции;
  • разница в температуре между холодной водой и водой из системы отопления. Чем больше это значение, тем меньше будет эффективность работы прибора.

Некоторые мастера для домашнего применения в качестве такого устройства используют самодельные изделия, которые будут выполнять передачу тепла между жидкими средами.

Теплообменник для котлов отопления представляет собой «сердце» данного оборудования. Именно от этого узла зависит работоспособность агрегата. Если такое надежное «сердце» не подведет в трудную минуту, это устройство можно считать незаменимым при обустройстве системы отопления

Однако важно учитывать еще и срок службы котла, на который влияет материал теплообменника. В качестве него может использоваться чугун или сталь

Теплообменники для горячего водоснабжения

В первом случае вес окажется внушительным, в 2 раза больше стального соперника. Эту особенность необходимо учитывать, проектируя котельную. Ведь такое оборудование на стену повесить не удастся. А вот если выбрать мощный котел с теплообменником из чугуна, то и вовсе придется усиливать фундамент. Если же приобрести маломощное котельное оборудование, то у него будет снижено количество секций, ребер и дымовых каналов, по которым передвигаются продукты сгорания.

Область использования теплообменных аппаратов обширна: система отопления и охлаждения, обогрев бассейнов, медицинская, химическая и пищевая отрасль, крупные промышленные объекты, частные коттеджи и многоквартирные дома.

Особенности конкретной сферы накладывают требования к свойствам изделия.

При выборе необходимо определить цели: охлаждение или нагревание рабочей среды.

Второй критерий – соответствие техническим условиям эксплуатации.

Это пункт, включающий большое количество показателей:

  • коэффициент теплопередачи;
  • температуры на входе и выходе;
  • рабочий диапазон давления и температуры.

После определения параметров производятся расчеты площади установки. В данном процессе легко ошибиться, поэтому подобные операции лучше доверить профессионалам. 

Теплообменники для горячего водоснабжения

Ответить на вопрос «Какой теплообменник лучше», помогут также дополнительные сведения:

  • материал наружного корпуса и теплопередающих пластин,
  • способ соединения деталей,
  • возможность ремонта и обслуживания.

1. Материал пластин. Для большинства задач подойдет нержавеющая сталь. Если предстоит работа с агрессивными средами или высокотемпературными жидкостями, стоит выбрать устройство материалы пластин которого выполнены из высокопрочных сплавов (Титан, Hastelloy, SMO и других).

2. Толщина пластин определяется рабочим давлением: 0,4 мм – до 10 бар, 0,5 мм и более – свыше 10 бар.

3. Коэффициент теплопередачи – среднее значение 3000-7000 Вт/м2*К.

4. Запас поверхности – 10% или выше.

Принцип работы теплообменника

Теплообменное оборудование на современном рынке представлено в большом многообразии.

Весь имеющийся ассортимент товаров данной линейки можно разделить на такие два вида, как:

  • пластинчатые агрегаты;
  • кожухотрубные устройства.

Последняя разновидность за счет низкого показателя КПД, а также больших размеров почти не реализуется сегодня на рынке. Пластинчатый теплообменник состоит из одинаковых пластин гофрированного типа, которые фиксируются к прочной станине из металла. Элементы расположены в зеркальном отражении относительно друг друга, а между ними имеются стальные и резиновые уплотнители. От размеров и количества пластин напрямую зависит полезная площадь теплообмена.

Пластинчатые приборы можно разделить на два подвида исходя из конфигурации, такие как:

  • паяные агрегаты;
  • разборные теплообменники.

Разборные устройства отличаются перед продукцией паяного типа сборки тем, что при первой же необходимости приспособление можно модернизировать и подстроить под личные нужды, например, добавить либо же удалить определенное количество пластин. Разборные теплообменники востребованы в областях, где для бытовых нужд используется жесткая вода, за счет особенностей которой на элементах агрегата скапливается напить и различные загрязнения. Эти новообразования отрицательно сказываются на эффективности работы устройства, поэтому нуждаются в регулярной очистке, а благодаря своей конфигурации такая возможность есть всегда.

Неразборные устройства выделяются следующими особенностями:

  • высокий уровень устойчивости к высокому давлению и колебаниям температуры;
  • большой эксплуатационный срок;
  • небольшой вес.

Чистка паяных агрегатов происходит без разборки всей конструкции.

Из расчета вида и варианта установки агрегата следует выделить два типы теплообменников для горячей воды от отопления.

  • Теплообменники внутреннего типа расположены в самих нагревательных приборах – печах, котлах и других. Монтаж такого рода позволяет получить максимальную эффективность в ходе эксплуатации изделий, поскольку потери тепла на нагрев корпуса будут минимальными. Как правило, такие устройства уже на стадии изготовления котлов встраиваются в него. Это в значительной степени облегчает монтаж и пусконаладочные работы, поскольку требуется только выполнить настройку необходимого режима работы теплообменника.
  • Внешние теплообменники необходимо подключать отдельно от источника тепловой энергии. Такие устройства актуальны для использования в случаях, когда работа прибора зависит от удаленного источника отопления. В качестве примера выступают дома, в которых предусмотрено централизованное отопление. В таком варианте бытовой агрегат, нагревающий воду, выступает в роли внешнего приспособления.

Принимая во внимание вид материала, из которого выполняются проборы, стоит выделить следующие модели:

  • стальные теплообменники;
  • приборы, выполненные из чугуна.

Кроме того, выделяются системы с медной пайкой. Они используются для централизованного отопления многоквартирных домов.

Особенностями чугунного оборудования стоит считать следующие его характеристики:

  • сырье довольно медленно остывает, что позволяет экономить на работе всей отопительной системы;
  • материал имеет высокие показатели теплопроводности, всем изделиям из чугуна присущи свойства, при которых он очень быстро нагревается и отдает тепло другим элементам;
  • сырье отличается стойкостью к образованию накипи на основании, кроме того, он более устойчив к коррозии;
  • при помощи монтажа дополнительных секций можно увеличить мощность и функциональные возможности агрегата в целом;
  • продукцию из этого материала можно транспортировать по частям, разбив его на секции, что облегчает процесс доставки, а также монтаж и работы по обслуживанию теплообменника.
Предлагаем ознакомиться  Вакуумный насос VE 225N

Как и у любого другого товара, у подобного зависимого прибора имеются следующие недостатки:

  • чугун отличается небольшой устойчивостью к резким температурным колебаниям, подобные явления могут быть чреваты образованием трещин на приборе, что отрицательно скажется на показателях мощности теплообменника;
  • даже имея большие размеры, чугунные агрегаты очень хрупкие, исходя из чего механические повреждения, в особенности в ходе транспортировки продукции, могут серьезно повредить его;
  • материал склонен к сухой коррозии;
  • большая масса и габариты прибора иногда усложняют разработку и монтаж системы.

Стальные теплообменные приборы для подачи горячей воды примечательны следующими достоинствами:

  • высокий показатель теплопроводности;
  • небольшая масса продукции. Сталь не утяжеляет систему, поэтому подобные устройства являются оптимальным вариантом в случае, когда необходим теплообменник, задачей которого является обслуживание большой площади;
  • стальные агрегаты устойчивы к механическим воздействиям;
  • теплообменник из стали не реагирует на колебания температур внутри конструкции;
  • материалу присущи хорошие показатели эластичности, однако, длительный контакт с сильно нагретой либо охлажденной средой может привести к образованию трещин в области сварных швов.

К минусам приборов относятся следующие особенности:

  • предрасположенность к электрохимической коррозии. Поэтому при постоянном контакте с агрессивной средой эксплуатационный срок прибора существенно сократится;
  • в устройствах отсутствует возможность увеличения эффективности работы;
  • стальной агрегат очень быстро теряет тепло, что чревато повышенным расходом топлива для продуктивного функционирования;
  • низкий уровень ремонтопригодности. Своими руками починить устройство практически невозможно;
  • окончательная сборка теплообменника из стали производится в условиях цеха, где он был изготовлен. Агрегаты представляют собой монолитные блоки больших размеров, за счет чего возникают сложности с их доставкой.

Некоторые производители, чтобы увеличить качество стальных теплообменников, покрывают его внутренние стенки чугуном, благодаря этому возрастает надежность конструкции.

Какой теплообменник лучше выбрать для горячего водоснабжения и отопления

Принцип работы такой системы отопления очень прост: быстрая подача больших объемов воды регулируемой температуры к водопроводным кранам обеспечивается теплообменником, первичный контур которого подключен к распределительному трубопроводу теплосети. А вторичный контур непосредственно к трубе холодного водоснабжения (ХВС). При прохождении холодной воды через пластинчатый теплообменный аппарат вода нагревается и к потребителю в кран поступает уже горячая.

Нагрев воды первичного контура может осуществляться с помощью различных источников тепла, например:

  • местной котельной
  • сети централизованного теплоснабжения
  • сети местного теплоснабжения
  • систем, использующих энергию возобновляемых источников, – солнечных коллекторов, тепловых насосов и т. п.

Модели теплообменных устройств для частного дома и квартиры отличны друг от друга. В домах чаще всего используются поверхностные теплообменники. Основная особенность теплообменников этого типажа заключается в их способности передавать тепло прямиком через металлические стенки устройства.

Максимальный уровень КПД такого прибора можно наблюдать, например, в котлах, работающих на электричестве, газу и любом твердом топливе. Внутри котла для циркуляции теплоносителя находятся трубки в форме змеевика. Нагревается теплоноситель непосредственно за счет горящего внутри топлива. Нагретый теплоноситель проходит по всей отопительной системе и возвращается в змеевик.

В некоторых частных домах и в наше время используются печи как основной источник тепла. Для дома с большой площадью нет смысла использовать такое устройство, однако, для небольших строений – это наилучший вариант. Для того чтобы качественно отопить целый коттедж, тепловой мощности печи будет чрезвычайно мало.

Для обогрева огромного дома при помощи печи следует использовать теплообменник. Прибор позволит нагреть теплоноситель до необходимого уровня, а радиаторы разнесут это тепло по всем помещениям коттеджа.

Какой теплообменник лучше выбрать для горячего водоснабжения и отопления

При использовании теплообменника площадь дома не имеет значения. Устройство повышает КПД отопительной системы в несколько раз.

Теплообменник – это неотъемлемая часть системы отопления, наряду с такими приборами как бойлер или водонагреватель.

Бойлер – это большая емкость для воды. Как правило, источник тепла находится под ним или непосредственно в нем. Для нагревания воды могут использоваться водяные или паровые теплообменники.

Принцип работы водонагревателей косвенного нагрева состоит в нагреве воды, который происходит в отопительном котле, и ее циркуляции в замкнутом пространстве.

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.

Современные теплообменные аппараты – это агрегаты, работа которых базируется на разных принципах:

  • оросительные;
  • погружные;
  • паяные;
  • поверхностные;
  • разборные;
  • оребренно-пластинчатые;
  • смесительные;
  • кожухотрубные и прочие.

Но пластинчатые теплообменники ГВС и отопления выгодно отличаются из ряда других. Это нагреватели проточного характера. Установки представляют собой ряд пластин, между которыми формируются два канала: горячий и холодный. Они разделены стальной и резиновой прокладкой, поэтому перемешивание сред исключается.

Пластины собраны в один блок. Этот фактор и обуславливает функционал устройства. Пластины тождественны по размерам, но расположены на развороте в 180 градусов, что является причиной формирования полостей, по которым транспортируются жидкости. Так формируется чередование холодных и горячих каналов и формируется теплообменный процесс.

Кожухотрубный теплообменник

Кожухотрубный теплообменник – устройство, в корпусе которого расположена одна или несколько труб. Установка состоит из секций, нарастив которые, можно увеличить мощность. КПД конструкции составляет 70%.

Какой теплообменник лучше выбрать для горячего водоснабжения и отопления

 Кожухотрубный теплообменный аппарат для отопления и горячего водоснабжения

Производители нашли способы приблизить КПД трубного теплообменника к пластинчатому:

  • спиральное расположение пучка труб;
  • многоходовая циркуляция греющей жидкости;
  • оребрение – лента в виде гармошки или спирали, расположенная на внутренней стороне труб.

Установка менее подвержена появлению накипи, чем другие типы теплообменных аппаратов.

1. Снижение эффективности изделия в 3-4 раза при появлении накипи.

2. Нарушение вальцовки и протечка труб из-за постоянного изменения температуры.

3. Наружная рубашка теплообменника подвержена появлению свищей.

4. Габаритную и тяжелую конструкцию (до 150 кг, длина – 4 метра) неудобно транспортировать и монтировать в помещении.

5. Высокая стоимость изделия.

Для повышения производительности проектировщики внесли изменения во внутреннее устройство, из-за чего изделие лишилось одного из главных преимуществ – легкого демонтажа и ремонта.

Данный тип теплообменников из нержавеющей стали выбирают предприятия, для которых важен показатель устойчивости к гидроударам, и работа которых связана с использованием агрессивных сред или механических примесей. Это могут быть объекты пищевой, фармацевтической и медицинской промышленности.

Типы моделей

Внутренние

Теплообменники, находящиеся непосредственно в нагревательных устройствах — котлах, печах и т.д. Установка в такой точке дает максимальную эффективность, так как практически отсутствуют потери на нагрев корпуса, на охлаждение теплоносителя во время транспортировки от нагревателя до аппарата.

Чаще всего такие устройства встроены в котел уже на стадии производства, что упрощает задачи по монтажным или наладочным работам — требуется лишь настройка оптимального режима функционирования.

Внешние

Внешние теплообменники устанавливаются отдельно от источника тепла. Такой способ применяется при невозможности или значительной удаленности источника от системы отопления. Например, если в доме используется отопление от сети ЦО, теплообменник бытовой для нагрева холодной воды будет являться внешним устройством. Эффективность такого устройства несколько ниже, чем у внутренних типов, что обусловлено меньшей температурой теплоносителя.

9d24a8bb017f9567cc8f1b29086660cf.jpg

Подбор теплообменника для гвс осуществляется в случае, если отопление подается не от котла, или в системе его не предусмотрено. Для местных систем отопления или при наличии подключения дома к системе ЦО выбор внешнего устройства очевиден, поскольку иных вариантов не имеется.

Подбор теплообменника производится по имеющимся параметрам системы и обусловлен строением котла, способом получения теплоносителя, величиной необходимого потребления воды и т.д.

Конструкция пластинчатого теплообменника

Теплообменник для отопления частного дома может быть пластинчатым. В этом случае в его состав входят:

  • подвижная плита;
  • неподвижная плита;
  • крепежные изделия;
  • набор пластин;
  • верхняя и нижняя направляющие.

Крепежи необходимы для стягивания плит, которые формируют раму. Что касается направляющих, то они имеют круглое сечение. Теплообменник для отопления может иметь рамы самых разных размеров. Всё будет зависеть от мощности конструкции. Чем больше пластин, тем больше у устройства производительность, а также вес и размеры.

Число пластин для модели теплообменника имеет определенный показатель. В их конструкции имеются прокладки, которые герметизируют протоки, по которым протекает вода. Для того чтобы добиться необходимой плотности двух резиновых прокладок, пластины стягиваются между собой и фиксируются к неподвижной плите.

Пластинчатые теплообменники – это устройства, состоящие из рамы, на которой закреплены несколько гофрированных пластин. Эффективность достигается за счет большой площади соприкосновения жидкости и теплопередающих элементов.

Предлагаем ознакомиться  Какая должна быть температура теплоносителя в батареях

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.

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.

Что еще можно использовать в качестве теплообменника.

d1d6ec9b3c9cfc3e1681b0d12b6f4b5c.jpg

Если негде достать медную трубу, а во дворе присутствует небольшая свалка металлолома, то можно попробовать найти какую-нибудь альтернативу. Например, полотенцесушители – прекрасно подойдут на роль змеевика в самодельном теплообменнике. Подойдут старые радиаторы системы отопления, лишь бы не текли. Автомобильные радиаторы и радиаторы автомобильных печек – это тоже готовые теплообменники, которые можно использовать как греющий элемент, придумав переходники для них, и ,если нужно, объединив их для увеличения общей площади теплообмена.

Прекрасные теплообменники получатся из старых газовых водогрейных колонок, тем более, что при этом практически ничего переделывать не нужно.

Принцип действия любого теплообменника везде, где бы он не находился, одинаков, поэтому, в зависимости от конкретных условий, он может греть или охлаждать любую среду: жидкость, газ или твердое вещество. Все зависит от задачи, которую наш теплообменник должен будет решать, и от вашей инженерной фантазии.

Разборные конструкции

Огромный ассортимент материалов и доступность информации позволят не испытывать сложностей с изготовлением котла.

Но любой самодельный агрегат, в том числе и твердотопливный котел, требует для сборки знаний тонкостей конструкции и производственного процесса.

Для выполнения работ понадобится:

  • эскиз;
  • навык выполнения сварочных работ;
  • умение пользоваться газовым резаком;
  • навыки конструктора для того, чтобы правильно выполнить разметку и раскрой материала;
  • навыки каменщика;
  • самодельный котел. работающий на твердом топливе, потребует умения пользоваться электрическими инструментами: например, резьба болгаркой или электроножницами по металлу.

Сбор материала

Для того чтобы приступить к работе, необходимо запастись материалом. Обязательно понадобятся:

  • огнеупорный кирпич, строительный песок (глина);
  • трубы прямоугольного и круглого профиля, листовой металл;
  • колосники;
  • дверки для топочного и зольного отверстия;
  • чугунная плита для приготовления пищи;
  • водонагреватель и насос для циркуляции воды;
  • гравий или щебень, вода.

Инструменты

Производственный процесс не обойдётся без болгарки (электрических ножниц по металлу), сварочного аппарата. Также понадобится газовый резак, для работы которого необходим кислородный баллон и баллон с пропаном.

Также стоит запастись маркером по металлу, уровнем, метровой линейкой, шпателем, щипцами, пассатижами, электрической дрелью с набором свёрл. В целях безопасности обязательно нужно подготовить средства индивидуальной защиты — маски и очки. Можно приступать к работе.

c67e9240ed6277d5ad67f8e6e1a48107.jpg

Пластинчатый разборный теплообменник – аппарат для многоквартирных домов, тепловых пунктов, котельных. Конструкция позволяет разобрать устройство для диагностики неисправностей, очистки от накипи и механических примесей.

Пластинчатый разборный теплообменник для горячего водоснабжения и отопления

Своевременное сервисное обслуживание восстанавливает эксплуатационные свойства изделия.

1. Ремонтопригодность. Для восстановления функционирования устройства достаточно заменить неисправную пластину.

2. Резиновые прокладки предотвращают утечку при любом повреждении теплообменника. Они устойчивы к перепадам давления и температуры.

Схема подключения

Теплообменник вода-вода имеет несколько вариантов подключения. Первичный контур всегда подключается к распределительной трубе теплосети (городской или частной), а вторичный – к трубам водоснабжения. В зависимости от проектного решения можно использовать параллельную одноступенчатую схему ГВС (стандартная), двухступенчатую смешанную или двухступенчатую последовательную схему ГВС.

Схема подключения определяется согласно нормам «Проектирования тепловых пунктов» СП41-101-95. В случае, когда соотношение максимального потока тепла на ГВС к максимальному потоку тепла на отопление (QГВСmax/QТЕПЛmax) определяется в границах ≤0,2 и ≥1 за основу принимается одноступенчатая схема подключения, если же соотношение определяется в пределах 0,2≤ QГВСmax/QТЕПЛmax ≤1, то в проекте используется двухступенчатая схема подключения.

Стандартная

Параллельная схема подключения считается наиболее простой и экономичной в реализации. Теплообменник устанавливается последовательно относительно регулирующей арматуры (запорного клапана) и параллельно теплосети. Для достижения высокого теплообмена системе требуется большой расход теплоносителя.

Двухступенчатая

При использовании двухступенчатой схемы подключения теплообменника нагрев воды для ГВС осуществляется либо в двух независимых аппаратах, либо в установке-моноблок. Вне зависимости от конфигурации сети схема монтажа значительно усложняется, но значительно повышается КПД системы и снижается расход теплоносителя (до 40%).

подготовка воды выполняется в два этапа: на первом используется тепловая энергия обратного потока, которая нагревает воду примерно до 40°С. На втором этапе вода подогревается до нормированных показателей 60°С.

Последовательную схему подключения можно реализовать в одном теплообменном аппарате ГВС. Этот тип теплообменника более сложное устройство в сравнение со стандартными и стоимость его порядком выше.

Работы по монтажу включают в себя установку и подключение прибора к необходимым коммуникациям. Технология работ зависит от типа теплообменника для горячего водоснабжения, а также от места его установки в помещении. Для монтажа устройства внутреннего типа необходимо лишь подключение его к системе ГВС.

Технология выполнения работ сводится к присоединению соответствующих патрубков в разрыв отвода от трубопровода холодного водоснабжения и новой системы подачи горячей воды. Внешние агрегаты располагаются вблизи от источника питания. Устройство нужно подключить в разрыв магистрали, система ГВС подводится к выходному патрубку, на входной патрубок проводится подключение отвода холодного водоснабжения.

После выполнения всех вышеперечисленных действий выполняется настройка и запуск теплообменника. При подключении приборов необходимо помнить, что все входящие и выходящие линии требуют наличия специальных вентилей, за счет которых при необходимости можно выполнить отсоединение теплообменника от системы отопления для выполнения обслуживания или ремонтных работ.

Паяные теплообменники

Пластинчатые паяные теплообменники – оптимальный вариант для частных коттеджей и домов. Пластины выполнены из нержавеющей стали, а припой – из никеля или меди.

Изделия предназначены для работы в условиях при рабочей температуре -180 200 °С, максимальном давлении – 45 бар. Это метод организации теплого пола, системы горячего водоснабжения и отопления.

Какой теплообменник лучше выбрать для горячего водоснабжения и отопления

 Паяный пластинчатый теплообменник подходит для горячего водоснабжения и отопления

1. Устойчивость к нагрузкам.

2. Компактные размеры.

b5eeac08a919e2837c3cd4b53fe743f4.png

3. Невысокая стоимость.

4. Возможность отключить систему, если нет потребности в отоплении.

1. Не подходят для технологических процессов, где используются агрессивные жидкие среды с механическими примесями.

2. Соединение с помощью пайки не позволяет разобрать конструкцию для полной очистки и обслуживания.

3. Из-за небольшой толщины перегородок, скрепленных припоем, теплообменник быстро изнашивается.

4. Наличие строгих ограничений по скорости выхода в рабочий режим.

Импортным производителям удалось избавиться от ряда минусов. Иностранные паяные теплообменники могут эксплуатироваться в течение 20 лет.

Жесткая система контроля на иностранных предприятиях гарантирует отсутствие протечек в конструкции. Установки выдерживают длительные температурные нагрузки и гидравлические удары.

Теплообменник с припоем из никеля предназначен для работы с агрессивными средами; припой из меди больше востребован для организации системы кондиционирования и теплоснабжения.

Варианты теплообменников

Конструкций теплообменников огромное количество, и каждый мастер старается найти свой вариант, обладающий максимальными качествами. Давайте рассмотрим несколько таких вариантов.

Вариант №1

Это горизонтальная конструкция, изготовленная из двух видов труб — прямоугольного сечения 60×40 мм и круглого 40 или 50 мм

Очень важно теплообменник изготавливать из толстостенных труб, где толщина стенки должна составлять от 3 до 5 мм. Прямоугольные трубы используются для сооружения торцевых конструкций, к которым привариваются трубы круглого сечения

Это делается для удобства стыковки, потому что к плоской поверхности приваривать намного проще, чем к закругленной.

Эффективность забора тепла будет выше, если теплообменник сделать больше. Поэтому, устанавливая твердотопливный котел своими руками, необходимо точно рассчитать его мощность, а, соответственно, и размеры. Есть схемы и конструкции, которые имеют компактные размеры, но по эффективности не уступают котлам больших габаритов.

Внимание! В каждую торцевую конструкцию врезается патрубок. Нижний патрубок — это обратка, а верхний — подача

При сооружении теплообменника возникает много вопросов, связанных со сваркой прямоугольных элементов. Гнуть их нельзя, поэтому придется делать сквозные прямоугольные отверстия болгаркой под размер сечения, а открытые торцы труб заваривать, накладывая металлические пластины. Процесс этот непростой, потому что связан с небольшой длиной сварочного шва, относящегося к категории ответственных. Поэтому после сварки рекомендуется шов зачистить с помощью болгарки и довести до максимального уровня ровности без металлических наплывов.

Теперь необходимо теплообменник проверить на наличие протечек. Ставите его вертикально, закрываете нижний патрубок, а в верхний заливаете воду. Проводите осмотр. Если вода через стыки и швы не просочилась, значит, все нормально.

Вариант №2

Конструкция теплообменников Swep

Здесь вместо труб круглого сечения можно использовать металлические листы толщиной 3–5 мм. Торцевые конструкции также изготавливаются из прямоугольных труб. А вот вместо труб к торцам привариваются листы, вырезанные под необходимый размер.

Предлагаем ознакомиться  Как выбрать и установить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, принцип работы

По сути, конечная конструкция — это своеобразный короб, где роль стенок играют с одной стороны торцевые формы из прямоугольных труб, а с другой — две камеры, ограниченные металлическими листами.

Независимая система теплоснабжения с теплообменником.

Индивидуальный тепловой пункт, спроектированный для работы в независимой системе теплоснабжения с теплообменником

Теплообменник в такой системе отопления главный прибор позволяющий экономить. Конечно, экономит не он, он только отделяет среды друг от друга, экономит автоматика. Как экономит? Вот пример независимой системы отопления – современная централизованная отопительная система, в ней имеется один главный тепловой пункт, распределяющий тепло и дополнительные теплообменники для каждого потребителя установленные уже в ИТП жилых домов.

От котельной к центральному тепловому пункту, где установлен главный теплообменник, тепло подается в жестком, фиксированном тепловом режиме – например 95 градусов на подаче и теоретически 70 градусов на обратке. В котельной не нужна автоматика и операторы, мощность насосов и диаметр труб тепловой сети могут быть гораздо меньше, утечек в контуре котлов нет по своей природе.

Блочный тепловой пункт, спроектированный для работы в независимой системе теплоснабжения и горячего водоснабжения с теплообменниками

Установив теплообменник в системе отопления, потребитель получает возможность влиять на температуру в квартире, сколько нужно каждому столько и возьмет, конечно, если в квартире на батареях тоже установлены регулирующие приборы. Выгода для всех налицо.

Нужен теплообменник и для теплого пола. Если вы, например, захотите сделать теплый пол, врезав его в систему отопления без теплообменника вы оставите весь дом без тепла, тепла на полы пойдет немного, но вот вода – теплоноситель будет циркулировать только через ваш пол и не пойдет к соседям, она «лентяй» и идет по самому короткому пути.

Недостаток установки теплообменника в систему отопления только один, увеличение затрат на первоначальном этапе монтажа, но он с лихвой перекрывается всеми ее достоинствами.

Зависимую систему отопления легко модернизировать в независимую систему, путем установки дополнительного теплообменника с регулирующей аппаратурой. Правда, делать это придется одновременно во всем районе, подключенном к вашей котельной. Зато так вы сможете сэкономить до 40 процентов на оплату тепла, по сравнению с вашими сегодняшними затратами без установки такого нужного теплообменника в системе отопления.

Среди множества типов различных теплообменников в бытовых условиях используются только два – пластинчатые и кожухотрубные. Последние практически исчезли с рынка вследствие больших габаритов и низкого КПД.

Пластинчатый теплообменник ГВС представляет собой ряд гофрированных пластин на жесткой станине. Все пластины идентичны по размерам и конструкции, но следуют в зеркальном отражении друг к другу и разделяются специальными прокладками – резиновыми и стальными. В результате строгого чередования между парными пластинами образуются полости, которые заполняются теплоносителем или нагреваемой жидкостью – смешение сред полностью исключено.

Чем выше количество или размер пластин в теплообменнике – тем больше площадь полезного теплообмена и выше производительность теплообменника. У многих моделей на направляющей балке между станиной и запорной (крайней) плитой остается достаточно пространства, чтобы установить несколько плит аналогичного типоразмера. В этом случае дополнительные плиты всегда устанавливаются парами, иначе потребуется менять направление «вход-выход» на запорной плите.

Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника ГВС

Все пластинчатые теплообменники можно разделить на:

  • Разборные (состоят из отдельных плит)
  • Паяные (герметичный корпус, не разборные)

Преимущество разборных теплообменников заключается в возможности их доработки (добавление или удаление пластин) – в паяных моделях эта функция не предусмотрена. В регионах с низким качеством водопроводной воды такие теплообменники можно разбирать и очищать от мусора и отложений вручную. 

Более высокой популярностью пользуются паяные пластинчатые теплообменники – из-за отсутствия зажимной конструкции они имеют более компактные размеры, чем разборная модель аналогичной производительности. Компания «МСК-Холод» производит подбор и продажу паяных пластинчатых теплообменников ведущих мировых брендов — Alfa Laval, SWEP, Danfoss, ONDA, KAORI, GEA, WTT, Kelvion (Кельвион Машимпэкс), Ридан. У нас вы можете  любой производительности для частного дома и квартиры.

  • Небольшие габариты и вес
  • Более строгий контроль качества
  • Продолжительный срок службы
  • Устойчивость к высоким давлениям и температурам

Очистка паяных теплообменников выполняется безразборным методом. Если по истечении определенного периода эксплуатации начали снижаться теплотехнические характеристики, то в аппарат на несколько часов заливается раствор реагента, удаляющего все отложения. Перерыв в работе оборудования составит не более 2-3 часов.

Заключение

При выборе модели каждый пользователь преследует свои цели, поэтому следует ориентироваться на особенности технологического процесса, индивидуальные задачи и технологические характеристики, чтобы подобрать оптимальный вариант.

Каждый тип теплообменника имеет свои особенности, достоинства и минусы.

Выбрать ту или иную модель теплообменного устройства по конструктивным особенностям – это, значит, выбрать саму систему горячего водоснабжения. А точнее сказать, подход к реализации принципа нагрева воды для ГВС. Поэтому еще на стадии проектирования и планирования систем отопления и горячего водоснабжения надо учитывать, каким способом будет производиться нагрев воды.

Похожие темы:

  • Разновидности накопительных баков для водоснабжения частного дома
  • Разбор рециркуляции горячей воды в частном доме – схемы и технологические нюансы
  • Обзор нескольких технологий теплоизоляции для труб водоснабжения
  • Требования к зонам санитарной охраны источников водоснабжения
  • Причины и последствия гидроудара в системе водоснабжения
  • Категории и группы классификации систем водоснабжения

Не забудьте оценить статью:

Расчет

Выбор подходящего теплообменника сложно выполнить, оперируя только одной лишь его мощностью или пропускной способностью. Эффективность подготовки ГВС зависит и от состояния теплоносителя в первом контуре и во втором, от материала и конструкции теплообменника, скорости и массовой части теплоносителя, проходящего в единицу времени через пластинчатый теплообменник.

Базовые данные необходимые для расчета:

  • Тип среды в обоих контурах (вода-вода, масло-вода, пар-вода)
  • Температура теплоносителя в системы отопления;
  • Максимально допустимое снижение температуры теплоносителя после прохождения теплообменника;
  • Начальная температура воды, используемой для ГВС;
  • Требуема температура ГВС;
  • Целевой расход горячей воды в режиме максимального потребления.

Кроме этого в формулах для расчета задействована удельная теплоемкость жидкости в обоих контурах. Для ГВС используется табличное значение для начальной температуры воды, чаще 20оС, равное 4,182 кДж/кг*К. Для теплоносителя следует отдельно находить значение удельной теплоемкости, если в его составе имеется антифриз или другие присадки для улучшения его качеств. Аналогично для централизованного отопления берется приблизительное значение или фактическое на основании данных теплокоммунэнерго.

Целевой расход определяется количеством пользователей для горячей воды и количеством устройств (краны, посудомоечная и стиральная машинка, душ), где она будет использована. Согласно требованиям СНиП 2.04.01-85 необходимы следующие значения расхода горячей воды:

  • для раковины – 40 л/ч;
  • ванная – 200 л/ч;
  • душевая – 165 л/ч.

bf28dabb337de71f76fe5454d73ebea4.png

Значение для раковины умножается на количество устройств в доме, которые могут использоваться параллельно, и складывается со значением для ванны или душевой в зависимости от того, что именно используется. Для посудомоечной и стиральной машинки значения берутся из паспорта и инструкции и только при условии, что они поддерживают использование горячей воды.

Второе базовое значение – это мощности теплообменника. Рассчитывается исходя из полученного значения расхода жидкости и разницы температур воды на входе в теплообменник и на выходе.

P = m * С *Δt,

где m – расход воды, С – удельная теплоемкость, Δt – разница температур воды на входе и выходе ПТО.

Для получения массового расхода воды следует расход, выраженный в л/ч умножить на плотность воды 1000 кг/м3.

КПД теплообменников оценивается на уровне 80-85%, и многое зависит от конструкции самого оборудования, так что полученное значение следует разделить на 0,8(5).

С другой стороны ограничением по мощности будет расчет, выполненный со стороны первого контура с теплоносителем, где, используя уже разницу допустимых температур для системы отопления, получаем максимально допустимый забор мощности. Конечный результат будет компромиссом между двумя полученными значениями.

Если забора мощности для нагрева нужного количества горячей воды не хватает, то разумнее использовать две ступени подогрева и, соответственно, два теплообменника. Мощность распределяется между ними поровну от требуемого расчета. Одна ступень выполняет предварительный нагрев, используя в качестве источника тепла обратку отопления с пониженной температурой. Второй ПТО уже нагревает окончательно воду за счет горячей воды с подачи отопления.

Расчет для теплообменника гвс производится путем довольно сложных вычислений, требующих специальной подготовки. Детальный расчет требует составления теплового баланса, учета устройств теплопередачи, расчета средней разности температур и т.д. Все эти операции требуют познаний в области теплотехники, которыми обладает далеко не каждый, а вероятность ошибки очень высока даже у специалиста.

Выход из положения можно найти в сети интернет — онлайн-калькуляторы, в достаточном количестве имеющиеся на сайтах производителей теплового оборудования, позволяют получить нужные данные просто и достаточно надежно. Для проверки расчет следует продублировать несколько раз, сопоставить полученные результаты для выбора наиболее верного.

Супер отопление
Adblock detector