Вы здесь

Подключение теплообменника


Подключение теплообменника, обвязка

Подключение теплообменника может осуществляться по трем различным схемам: параллельной, двухступенчатой смешанной и последовательной. Конкретный способ подсоединения должен выбираться с учетом максимальных потоков теплоты на ГВС (Qh max) и отопление (Qo max).

Если - выбирается параллельная схема.

При - двухступенчатая схема.

На настоящий момент схема подключения пластинчатого теплообменного аппарата регламентируется правилами СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»

Теперь рассмотрим все 3 способа инсталляции более детально.

1 - Пластинчатый теплообменник 8 - Фильтры
2 - Клапан регулирующий с эл/приводом 9 - Краны
3 - Погружной датчик температуры 10 - Обратный клапан
4 - Контроллер 11 - Реле перепада давления
5 - Расходомер 12 - Дренажный насос
6 - Насос ХВС (холодного водоснабжения) 13 - Манометр
7 - Насос циркуляции ГВС (горячего водоснабжения) 14 - Термометр

Преимущества параллельного подключения теплообменника: позволяет экономить полезное пространство помещения и очень проста в исполнении.

Недостатки: отсутствует подогрев холодной воды.

Очень проста в реализации и относительно недорогая. Позволяет сэкономить полезное пространство посещения, но при этом невыгодна в плане расхода теплоносителя. Кроме того, при таком подсоединении трубопровод  должен быть увеличенного диаметра.

Как и в случае с параллельной, требует обязательной установки температурного регулятора, и чаще всего применяется при подключении общественных зданий.

1 - Пластинчатый теплообменник (1 ступень) 9 - Краны
2 - Пластинчатый теплообменник (2 ступень) 10 - Обратный клапан
3 - Клапан регулирующий с эл/приводом 11 - Реле перепада давления
4 - Погружной датчик температуры 12 - Дренажный насос
5 - Контроллер 13 - Манометр
6 - Насос ХВС (холодного водоснабжения) 14 - Термометр
7 - Насос циркуляции ГВС (горячего водоснабжения) 15 - Расходомер
8 - Фильтры

Условные обозначения на чертеже полностью совпадают с условными обозначениями на параллельной схеме.

Преимущества: тепло обратной воды расходуется на подогрев входного потока, что позволяет экономить до 40% теплоносителя.

Недостаток: дороговизна, обусловленная подключением двух теплообменников для приготовления горячей воды.

В сравнении с вышерассмотренной схемой, способствует снижению расхода теплоносителя (примерно на 20-40%), но имеет и ряд недостатков:

  • нуждается в профессиональном и очень точном подборе оборудования;
  • для реализации потребуются сразу 2 теплообменных аппарата, что увеличит бюджет;
  • при таком подключении ГВС и отопительная система сильно влияют друг на друга.

Принцип действия такой системы: разветвление входящего потока на два, один из которых проходит через регулятор расхода, а второй – через подогреватель. Затем оба потока смешиваются и поступают в отопительную систему.

1 - Пластинчатый теплообменник (1 ступень) 9 - Краны
2 - Пластинчатый теплообменник (2 ступень) 10 - Обратный клапан
3 - Клапан регулирующий с эл/приводом 11 - Реле перепада давления
4 - Погружной датчик температуры 12 - Дренажный насос
5 - Контроллер 13 - Манометр
6 - Насос ХВС (холодного водоснабжения) 14 - Термометр
7 - Насос циркуляции ГВС (горячего водоснабжения) 15 - Расходомер
8 - Фильтры

Преимущество: в сравнении со смешанной схемой, такое подключение теплообменника дает возможность более эффективно расходовать теплоноситель и выровнять суточную тепловую нагрузку на сеть (идеально для установки в сетях с множественными абонентскими вводами). Экономия на теплоносителе достигает 60%, в сравнении с параллельной схемой, и 25% - со смешанной.

Недостаток: нельзя полностью автоматизировать тепловой пункт.

Позволяет снизить расход теплоносителя на 60% в сравнении с параллельным подсоединением и на 25% - со смешанным. Несмотря на это, ее применяют крайне редко. А причина этому:

  • сильное взаимное влияние ГВС и отопления;
  • возможность перегревов воды в отопительной сети, что снижает ее эксплуатационный срок службы;
  • для реализации потребуются еще более высокоточные и сложные расчеты, чем при подключении по смешанной схеме;
  • сложность, а иногда и невозможность автоматизации процессов.

Заполните опросный лист в электронном виде на сайте и наш специалист свяжется с вами в течение 1 минуты!

Скачайте печатную форму опросного листа, заполните и направьте его в по электронной почте [email protected]

www.teploprofi.com

Подключение теплообменника к системе отопления

Теплообменник для горячей воды от отопления — самый экономичный вариант организации горячего водоснабжения частного дома.

Теплообменник увеличивает эффективность отопления, обеспечивает бесперебойное снабжение дома горячей водой — и все это делается одновременно.

  • Что это такое
  • Для чего нужен
  • От каких факторов зависит эффективность
  • Классификация
  • Чугунный
  • Стальной
  • Типы моделей
  • Внутренние
  • Внешние
  • Какой вид лучше выбрать
  • Как произвести расчет
  • Монтаж
  • Как установить внутренний
  • Как установить внешний
  • Готовим механизм самостоятельно
  • Водяная рубашка
  • Трубная доска
  • Полезное видео по теме

Что это такое

Что такое теплообменник для горячего водоснабжения — это устройство, в котором производится обмен тепловой энергией между двумя раздельными средами. Говоря проще, горячая вода, находящаяся в одной емкости, нагревает холодную воду, находящуюся в другой, причем, между собой эти емкости не сообщаются. Простым примером прибора можно назвать трубу с холодной водой, которая помещена в трубу большего диаметра с горячей водой.

Вода в меньшей трубе начнет нагреваться, стремясь уравнять температуру с внешней средой. Теплообменник для ГВС принцип работы его не меняется при любом типе устройства.

Для поддержания процесса в стабильном режиме обе жидкости движутся (циркулируют) с определенной скоростью, что позволяет получить устойчивый постоянный процесс.

При правильной конструкции и точной настройке скорости циркуляции обеих жидкостей потери тепла сводятся к минимуму.

Применение аппарата позволяет использовать один источник нагрева для систем отопления и ГВС одновременно, снижая тем самым количество оборудования и расходы на теплоноситель. Прибор для горячего водоснабжения частного дома выгоден тем, что позволяет добиться большей автономности жилища и уменьшить зависимость от сетевых ресурсов.

Для чего нужен

Теплообменник в системе отопления и ГВС может выполнять несколько функций:

  • Нагрев воды для бытовых нужд (системы отопления и ГВС).
  • Стабилизация работы (подогрев теплоносителя от горячей воды в собственном котле).

Отопление дома непосредственно через теплообменник требует наличия теплоносителя со стабильной и регулируемой температурой. Если использовать прямой подогрев теплоносителя в котле, температура будет постоянно меняться, добиться нужной степени нагрева будет очень сложно.

Решает эти проблемы аппарат, в котором регулировка параметров теплоносителя осуществляется плавно и эффективно.

Наличие горячего теплоносителя дает возможность нагрева воды для бытовых нужд.

Учитывая, что вода движется независимо друг от друга, можно использовать тепло одной системы для нагрева другой без всяких ограничений. Эта функция выполняется аппаратом, который осуществляет передачу тепловой энергии от теплоносителя к воде из системы отопления и ГВС, делая ее независимой от окружающих сетей и снимая зависимость от компаний-поставщиков.

От каких факторов зависит эффективность

На работоспособность влияют несколько факторов:

  • Конструкция устройства.
  • Режим работы, температура отдающего теплоносителя.
  • Величина потерь тепла или, проще, состояние внутренней поверхности трубок (отсутствие накипи или наслоений, работающих как теплоизолятор и снижающих способность к принятию или отдаче тепловой энергии).

Поскольку устройство выбирается на стадии проектирования и монтажа, а режим работы устанавливается при настройке системы отопления в целом, то наиболее важным фактором становится борьба с потерями. Для этого теплообменник бытовой периодически промывают и очищают с помощью различных средств, которых достаточно в продаже.

Для удаления накипи применяют кислотные составы, а жировые отложения очищаются с помощью каустической соды. После очистки устройство тщательно промывают и вновь подключают к оборудованию. Другим средством, осуществляющим профилактику и снижающим степень загрязнения, являются фильтры. С их помощью отсеиваются посторонние частицы, взвесь, жировые соединения. При этом, фильтры также подлежат периодической промывке или замене.

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

(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.

Типы моделей

Установлены приборы могут быть в разных точках, что влияет на их эффективность, а также требует различного конструктивного решения. В зависимости от вида и модели источника нагрева могут быть использованы разные типы:

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.

Какой вид лучше выбрать

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.

Как произвести расчет

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.

Монтаж

Работы по монтажу представляют собой установку и подключение устройства к соответствующим магистралям. Теплообменник водяной необходимо подключить к системе ГВС. Порядок действий определяется типом конструкции устройства и точкой установки в помещении.

Как установить внутренний

Внутренний теплообменник обычно уже установлен и нуждается только в подключении к системе ГВС. Все необходимые действия — присоединение соответствующих патрубков в разрыв отвода от трубопровода ХВС и к вновь образованной линии ГВС.

Как установить внешний

Монтаж внешних устройств производится в непосредственной близости от сети питания. Производится подключение теплоносителя в разрыв питающей магистрали. Система ГВС подключается на выходной патрубок, на входной подключается отвод от ХВС. Выполняется настройка или запуск устройства.

Готовим механизм самостоятельно

Для самостоятельного изготовления следует, прежде всего, определиться с моделью устройства. Изготовить теплообменник для системы отопления своими руками проще всего бойлерного типа, поскольку такой вариант наиболее доступен и эффективен.

Упрощая, такое устройство представляет собой бочку с нагретым теплоносителем, внутри которой находится змеевик или трубная доска с множеством трубок для нагрева ГВС.

Вариантов может быть очень много, каждый мастер привносит в конструкцию какие-то свои идеи.

Водяная рубашка

Самодельный теплообменник водоводяной «водяная рубашка» — это тот самый вариант, о котором уже упоминалось. Труба (емкость), расположенная внутри другой трубы (емкости) с теплоносителем. Изготовление такой модели несложно, но потребует обеспечения герметичности большей емкости, что в домашних условиях непросто сделать. Температурные расширения, неминуемые при эксплуатации, оказывают отрицательное влияние на прочность сварного шва.

Эффективность системы прямо пропорциональна длине внутреннего трубопровода, для чего обычно используют змеевики или подобные устройства, увеличивающие длину и площадь соприкосновения поверхности трубы.

Распространенным вариантом является медная трубка, свернутая кольцами или зигзагами, омываемая горячим теплоносителем из большей емкости.

Трубная доска

Такой прибор представляет собой пучок трубок, присоединенных к двум плоским пластинам с отверстиями (отсюда и название). Пластины отсекают емкости, одна из которых имеет входной и выходной патрубки для поступления холодной воды и вывода нагретой. Вторая емкость служит для обеспечения циркуляции воды, увеличивает длину трубок и, соответственно, площади соприкосновения.

Вся конструкция помещается в корпус с горячим теплоносителем, который нагревает воду в трубках. Такая система требует участия умелого сварщика, так как количество трубок велико, требует качественного присоединения. Нарушение герметичности любого шва приведет к перемешиванию воды с теплоносителем, что недопустимо.

Полезное видео по теме

Теплообменник — несложное, эффективное устройство, необходимое в частном доме позволяет значительно сэкономить на поставках ресурсов. Самостоятельное изготовление прибора вполне возможно, но потребует определенных познаний и качественной сборки.

stroim.guru

Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника

Конструктивно агрегат в корне отличается от своего кожухотрубного предшественника. Площадь поверхности обмена тепловой энергией у последнего наращивалась за счет увеличения длины змеевика, отсюда и большие габариты аппарата. В новом теплообменнике это достигается путем увеличения количества пластин одинаковой площади.

Имея такую же мощность, он по размерам втрое меньше кожухотрубного, при этом способен обеспечить большой расход нагреваемой среды, например, воды для нужд ГВС. Отсюда и возникло второе название агрегата – скоростной. Ниже на схеме показано устройство пластинчатого теплообменника:

1, 11 – подающий и обратный патрубки для подключения греющей среды (теплоносителя); 2, 12 – входной и выходной патрубки нагреваемой среды; 3 — передняя неподвижная плита; 4, 14 – отверстия для протока теплоносителя; 5 – малая уплотнительная прокладка в виде кольца; 6 – рабочая теплообменная пластина; 7 – верхняя направляющая; 8 – задняя подвижная плита; 9 – задняя опора; 10 – шпилька; 13 – большая прокладка по контуру пластины; 15 – нижняя направляющая.

На схеме представлен пластинчатый теплообменник для отопления самой простой конструкции с патрубками, расположенными по разные стороны агрегата. Между двумя плитами, установленными на двух направляющих, зажато определенное число пластин с резиновым уплотнением между ними. На каждой пластине с целью увеличения поверхности обмена выполнено рельефное гофрирование, как изображено на фото:

Присоединительные патрубки также могут находиться и с одной стороны аппарата, на передней плите, что не оказывает влияния на принцип работы пластинчатого теплообменника. Он заключается в том, что пространство между каждыми последующими пластинами поочередно заполняется то теплоносителем, то нагреваемой средой. Очередность заполнения обеспечивается формой прокладок, в одной секции они открывают путь потоку теплоносителя, в другой – поглотителя тепла.

Во время работы в каждой секции, кроме первой и последней, происходит интенсивный обмен теплом через пластины сразу с двух сторон. Обе среды протекают через свои секции навстречу друг другу, нагревающая подается сверху и выходит через нижний патрубок, а нагреваемая – наоборот. Как это работает, отображает функциональная схема пластинчатого теплообменника:

Технические характеристики

Пластины и прокладки могут изготавливаться из различных материалов, их выбор зависит от назначения агрегата, ведь сфера применения подобных теплообменников весьма широка. Мы же рассматриваем системы отопления и ГВС, где они выступают в качестве теплосилового оборудования. Для этой сферы пластины делаются из нержавеющей стали, а прокладки – из резины NBR или EPDM. В первом случае теплообменник из нержавеющей стали может работать с водой, нагретой до максимальной температуры 110 ºС, во втором – до 170 ºС.

Для справки. Данные теплообменники используются и для разных технологических процессов, когда сквозь них протекают кислоты, щелочи, масла и другие среды. Тогда пластины производятся из титана, никеля и различных сплавов, а прокладки – из фторкаучука, асбеста и других материалов.

Расчет и подбор теплообменника осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения по таким параметрам:

  • требуемая температура нагрева жидкости;
  • исходная температура теплоносителя;
  • необходимый расход нагреваемой среды;
  • расход теплоносителя.

Примечание. В качестве греющей среды, протекающей сквозь пластинчатый теплообменник для ГВС, может выступать вода температурой 95 или 115 ºС, либо пар, нагретый до 180 ºС. Это зависит от типа котельного оборудования. Количество и размер пластин подбирается таким образом, чтобы на выходе получить воду с максимальной температурой не более 70 ºС.

Надо сказать, что преимущества пластинчатых теплообменников заключаются не только в скромных размерах и способности обеспечить большой расход. Дело в том, что диапазон подбираемых площадей обмена и расходов у рассматриваемых агрегатов чрезвычайно широк. Самые малые из них имеют площадь поверхности менее 1 м2 и рассчитаны на протекание 0.2 м3 жидкости за 1 час, а наибольшие – 2000 м2 при расходе свыше 3600 м3/ч. Ниже в таблице представлены технические характеристики, которые показывает эксплуатация пластинчатых теплообменников известного бренда ALFA LAVAL:

По исполнению теплообменные агрегаты бывают следующих видов:

  • разборные: наиболее распространенный вариант, позволяющий быстро и качественно осуществлять ремонт и обслуживание скоростного теплообменника;
  • паяные или сварные: такие аппараты не имеют резиновых прокладок, там пластины жестко соединены между собой и помещены в цельный корпус.

Примечание. Именно паяные теплообменники многие мастера-умельцы используют для частного дома, приспосабливая их под нагрев или охлаждение воды.

Обвязка теплообменника

Как правило, установка подобного теплосилового оборудования предусматривается в индивидуальных котельных многоквартирных жилых домов или промышленных предприятий, а также в тепловых пунктах централизованных систем теплоснабжения. Цель – получить воду для нужд ГВС температурой до 70 ºС либо теплоноситель до 95 ºС при использовании паровых и высокотемпературных водогрейных котлов.

Ввиду небольших габаритов и веса монтаж теплообменника производится достаточно просто, хотя мощные агрегаты и требуют устройства фундамента. В любом случае выполняется заливка фундаментных болтов, с помощью которых аппарат надежно фиксируется на своем месте. Теплоноситель всегда подводится к верхнему патрубку, а обратный трубопровод присоединяется к штуцеру, расположенному под ним. Подача нагреваемой воды подключается, наоборот, к нижнему патрубку, а ее выход – к верхнему. Простейшая схема обвязки пластинчатого теплообменника показана ниже:

В контуре подачи теплоносителя обязательно присутствует свой циркуляционный насос, установленный на подающем трубопроводе. В соответствии с правилами помимо рабочего насоса параллельно ставится резервный такой же мощности. Если же в системе ГВС имеется магистраль обратной циркуляции, то схема подключения приобретает такой вид:

Здесь используется тепло воды, идущей по замкнутому контуру ГВС, к ней подмешивается холодная из водопровода и только потом смесь поступает в теплообменник. Регулирование температуры на выходе осуществляет электронный блок, управляющий клапаном на линии подачи теплоносителя. Ну и последняя схема – двухступенчатая, позволяющая использовать тепловую энергию обратной линии системы отопления:

Схема позволяет существенно экономить, снимая лишнюю нагрузку с котлов и используя имеющееся тепло по максимуму. Следует обратить внимание, что во всех схемах на входе в скоростной теплообменник устанавливаются фильтры. От этого зависит надежная и долговечная работа агрегата.

Заключение

Как показывает практика, современный пластинчатый теплообменник все же немного уступает старому кожухотрубному по одному критерию. Выдавая большой расход, скоростные агрегаты немного недогревают выходящую жидкость, этот недостаток обнаружен специалистами во время эксплуатации. Поэтому при подборе количества и площади пластин принято делать небольшой запас.

cotlix.com

Устанавливаем котел правильно

В отличие от монтажа твердотопливных и электрических агрегатов отопления, к установке газовых теплогенераторов в частных домах предъявляются строгие требования. Процедура такая:

  1. Обращаетесь в организацию, поставляющую природный газ, за разрешением на подключение к наружной сети. Компания выдает технические условия (ТУ) на присоединение к магистрали.
  2. По выданным ТУ лицензированная фирма разрабатывает проектную документацию, утверждаемую инженерами организации – поставщика газа.
  3. После утверждения проекта обученный персонал компании подключает газоиспользующую установку к наружной сети.

    Пример чертежа из проекта газовой котельной на 2 водогрейных установки разной мощности

Подсказка. Обращаясь в управляющую организацию, возьмите техническую документацию частного дома и паспорт приобретенного отопителя. Момент второй: подходящую проектную фирму вам наверняка подскажут сотрудники «газовой» конторы.

Отсюда вывод: приступать к монтажу и подключению двухконтурного котла своими руками следует на этапе проектирования, когда отопительному агрегату четко выделено место в доме. Если его поставить с нарушением правил, то специалисты «Горгаза» откажутся подсоединять магистральную трубу.

Хотя все требования к размещению и подсоединению газового котла обязан знать инженер-проектировщик, вам тоже не помешает ознакомиться с правилами:

  • комната под расположение теплогенератора: кухня (если мощность не превышает 60 кВт), отдельное помещение на любом этаже (до 150 кВт), пристроенная или отдельная топочная;

    Пристроенная котельная из газобетонных блоков

  • минимальная высота потолков кухни либо топочной – 2.5 м, объем – не менее 15 м³;
  • вентиляция: естественная вытяжка воздуха в размере 3 объема помещения за 1 час, для притока к этому количеству добавьте воздух на горение (объем указан в паспорте отопителя);
  • стены топочной должны быть негорючими либо защищены от возгорания и распространения пламени;
  • минимально допустимая площадь прозрачной части окон – 0.03 м² на каждый кубометр объема топочной (называется – легкосбрасываемая конструкция, вылетающая при взрыве газа);
  • проход впереди теплового агрегата – не меньше 125 см, по бокам – 70 см для обслуживания;
  • расстояние от котла до вертикального дымоходного канала – не больше 3 м.

Примечание. Вентиляция кухни предусматривается через форточку плюс просвет под входной дверью площадью 0.025 м². Проходы по бокам и сзади теплогенератора делаются при необходимости обслуживания, спереди – выдерживается обязательно.

При монтаже настенного газового котла на деревянную перегородку под корпус укладывается лист негорючего материала:

  • кровельная сталь 0.8—1 мм толщиной;
  • асбест 3 мм (непригоден в кухне из-за выделяемой пыли);
  • базальтовый картон;
  • плиты минерита.

Защита должна превышать размеры корпуса на 10 см, сверху – на 700 мм, что и сделано на фото.

Расстояния от навесного отопителя до ближайших конструкций или шкафов указывает производитель в инструкции по эксплуатации, как показано на схеме. Напольный теплогенератор устанавливается на негорючее основание, деревянное перекрытие нужно защитить листом металла.

Обвязка настенных моделей

Из нижней части газового двухконтурного котла выходит 5 штуцеров с наружной резьбой, предназначенных для присоединения следующих магистралей (слева направо):

  1. Подача нагретого теплоносителя в систему отопления.
  2. Выход горячей воды, направляемой потребителям (ванная комната, кухня и так далее).
  3. Посередине расположена подводка газовой трубы.
  4. Вход холодной воды.
  5. Обратный трубопровод из отопительной сети.

Расположение патрубков на всех подвесных агрегатах одинаково. Если вам интересно знать причину установки штуцеров именно в таком порядке, предлагаем просмотреть видео о принципе действия двухконтурного настенного теплогенератора:

Важное замечание. Пять выходов – далеко не признак котла с двумя контурами. Производители водогрейной техники нередко снабжают одноконтурные теплогенераторы дополнительными патрубками для подсоединения бойлера косвенного нагрева, размещенными в том же порядке.

Чтобы своими руками подключить газовый агрегат к магистралям теплоснабжения и электросети частного дома, приготовьте следующий комплект изделий и материалов:

  • краны шаровые с американками размером ½ дюйма – 3 шт.;
  • то же, диаметром ¾” – 4 шт.;
  • сетчатый фильтр для воды и теплоносителя (он же – грязевик) – 2 шт.;
  • фильтр газа;
  • бак расширительный;
  • трубопроводные фитинги – тройники и колена;
  • кабель электрический трехжильный марки ВВГ сечением 2.5 мм²;
  • выключатель автоматический двухполюсный номиналом 20 ампер.

Данный перечень рекомендован для настенных котлов беднейшей комплектации, оборудованных открытой камерой сгорания. Изделия средней и высшей ценовой категории, представляющие собой мини-котельные, оснащены собственным газовым фильтром и расширительным бачком.

Рекомендуется сопоставить размеры штатной емкости теплогенератора с количеством теплоносителя в системе отопления, руководствуясь нашей инструкцией. В ситуации, когда трубопроводная сеть слишком велика и объем бака недостаточен, нужно ставить дополнительный мембранный резервуар.

Схема подключения к системе отопления

В действительности обвязка двухконтурного отопителя не представляет проблемы, есть лишь парочка нюансов, которые мы рассмотрим далее. Нужно понимать одну вещь: газовый котел – надежное в работе изделие, за весь период эксплуатации его вряд ли потребуется снимать и отключать для ремонта. Подобные ситуации случаются 1—2 раза в течение срока службы.

Вентиль перед фильтром на обратке отопления нужен для его прочистки без слива теплоносителя

Отсюда вывод: перекрывающие краны ставятся в первую очередь для обслуживания системы отопления. Отсекать и демонтировать теплогенератор вряд ли придется.

Выше представлена стандартная схема подключения двухконтурного котла настенного типа, встречающаяся в каждом техническом паспорте на изделие. Мы ее расширили, изобразив разводку и возможных потребителей. Ориентируясь по схеме, выполняйте обвязку с учетом рекомендаций:

  1. Краны диаметром ½ дюйма (DN15) ставьте на штуцеры для газа, холодной и горячей воды.
  2. Вентили размером ¾” (DN20) монтируйте на патрубки с теплоносителем. Третий кран предназначен для опорожнения / подпитки системы.
  3. Арматура прикручивается американками вниз.
  4. Грязевики на входе из водопровода и тепловой сети устанавливайте в горизонтальном положении «носиком» вниз, так их удобнее прочищать.
  5. Внешний расширительный бак присоединяйте к обратному трубопроводу с использованием дополнительной арматуры для отсечения и опорожнения емкости, как проиллюстрировано на схеме.
  6. Патрубок слива / подпитки с краном ставьте в самой нижней точке системы.

Совет. Паковать и прикручивать вентили к штуцерам гораздо удобнее перед подвешиванием котла на стену. Если вращению мешают «бабочки» или рукоятки, снимите их, открутив гайку на штоке. Газовый вентиль устанавливается через диэлектрическую прокладку.

Две пары вентилей на трубах теплоснабжения позволяют снять теплогенератор и не сливать антифриз

Домовладельцам, заливающим в систему незамерзающий теплоноситель и желающим перестраховаться, рекомендуется альтернативная схема обвязки двухконтурного отопителя. Благодаря паре кранов, установленных на подаче и обратке, можно демонтировать котел и обслуживать систему без слива антифриза.

Схема актуальна для двух- либо трехэтажных с водяными теплыми полами и радиаторной сетью, где не обойтись без дополнительного расширительного бака. Подробнее суть вопроса раскроет наш эксперт Владимир Сухоруков в обучающем видео:

Присоединение к домовой электросети

Требования к подключению электричества довольно просты – нужна защита линии в виде автоматического выключателя и заземление. Если в помещении топочной нет мощного оборудования, например, электрокотла, то вести отдельный кабель до распределительного щита не обязательно. Вкратце требования звучат так:

  1. Выключатель расположите в безопасном месте, куда не попадет вода либо теплоноситель в случае прорыва.
  2. Наличие провода, подсоединенного к контуру заземления, обязательно. Если шнур в комплекте котла не имеет третьей жилы, подключайте проводник к стальному корпусу теплогенератора.
  3. Не допускается использовать металлические трубы отопления и водопровода в качестве заземлителей.
  4. Кабель прокладывайте в защитном гофрированном рукаве.
Упрощенная схема подсоединения к электрической сети

Для справки. Турбированные котлы европейского производства чувствительны к правильному подключению фазы. Если перепутать нулевой и фазный провод, то электронный блок управления не запустит котел.

В районах с нестабильным сетевым напряжением запитку агрегата лучше организовать через стабилизатор, защищающий электронику от выгорания. Частые перерывы в электроснабжении – повод приобрести и поставить блок бесперебойного питания, иначе при отключении вы рискуете остаться без тепла.

Монтаж напольного агрегата

Стационарные двухконтурные теплогенераторы, сжигающие природный газ, делятся на 2 разновидности – энергонезависимые и требующие электропитания. Вторые подключаются к отоплению и электричеству по той же схеме, что и настенные «собратья».

Энергонезависимый напольный котел греет воду на ГВС с помощью змеевика из меди или нержавейки, встроенного в основной теплообменник. Комплектация отопителя минимальна – горелка, автоматика безопасности и теплообменник, больше ничего нет. Помимо перечисленных в предыдущем разделе кранов, для монтажа потребуется купить:

  • группу безопасности с предохранительным клапаном, рассчитанным на рабочее давление теплогенератора (указано в паспорте);
  • циркуляционный насос;
  • расширительный бак расчетного объема (10% общего количества теплоносителя).

Схема включения отопительного агрегата в тепловую сеть закрытого типа показана выше на картинке.

Несколько слов о том, как подключить двухконтурный напольный котел к самотечной системе отопления. Здесь потребуется открытый расширительный бачок с переливом, а насос и группа безопасности не нужна. Диаметры труб – не менее 40 мм, прокладка выполняется с уклоном 5 мм на 1 м пог. магистрали. Отопитель является низшей точкой системы, а открытый бак ставится в наивысшей. При наличии электричества можно организовать принудительную циркуляцию с помощью насоса, установленного на байпасе.

Интеграция двухконтурного отопителя в гравитационную систему с возможностью принудительной циркуляции от насоса

Двухконтурный котел и бойлер косвенного нагрева

Эта комбинация стала появляться у домовладельцев, не удовлетворенных работой контура ГВС газового теплогенератора. И неудивительно, ведь агрегат средней мощности способен выдавать 10—13 л горячей воды в минуту, чего недостаточно для одновременного обеспечения двух потребителей – мойки в кухне и душевой кабины.

Другое дело, что купленный бойлер косвенного нагрева подключается к двухконтурному котлу извращенным способом, изображенным на схеме. Имитацию протока создает дополнительный циркуляционный насос, включаемый и останавливаемый по сигналу термостата.

Подобная схема работает некорректно и вот почему:

  1. Отопительный агрегат выдает из контура ГВС воду с максимальной температурой 60 °С. Проходя через змеевик бойлера, она никогда не сможет нагреть его содержимое (а это 150—200 литров) до такой же температуры.
  2. Из теплообменника бойлера во второй контур котла поступает горячая вода 50—55 °С вместо холодной. Она моментально нагревается горелкой, отключающейся по сигналу температурного датчика. Но из-за протока включение происходит снова спустя несколько секунд – возникает «тактование» (режим пуск – стоп), снижающее ресурс теплогенератора.
  3. Бойлер нагревается значительно дольше положенного времени – от 40 мин до 2 ч в зависимости от мощности. В течение данного периода отопление отключено – агрегат занят контуром ГВС (выше об этом сказано в видеоролике). Дом остывает.
  4. В накопительном баке размножается вредная бактерия, живущая в теплой воде, — легионелла. Удаляется еженедельным прогревом бойлера до максимальной температуры, чего добиться нереально.
Правильная схема обвязки косвенного бойлера с источником тепла

Чтобы бойлер косвенного нагрева загружался за 20—25 минут, подключите его по правильной схеме к главному контуру отопления газового котла. Патрубки ГВС попросту заглушите – на ресурс теплогенератора это никак не повлияет. Больше информации по теме даст эксперт в своем видеосюжете:

Заключение

После присоединения котла к отоплению и электроснабжению остается подключить его к дымоходу согласно схеме в инструкции по эксплуатации. Подробнее о монтаже дымоходной трубы котельной установки рассказывается в нашей статье о газовых колонках. Аппараты, конечно, разные, но требования к отведению продуктов горения абсолютно одинаковы.

otivent.com

otoplenie.site

Подключение теплообменника

/articles/podklyuchenie-teploobmennika/bool(true) int(0) bool(false)

- параллельная;

- двухступенчатая смешанная;

- двухступенчатая последовательная.

Каждый из этих видов подключения выбирается индивидуально.  В учет берутся наивысшие показатели потоков тепла на горячее водоснабжение (Qh max) и отопление (Qo max). Если при расчетах, выйдет следующая формула:, то при подключении необходимо использовать параллельную систему. При получении значений в виде: , тогда удобной схемой для присоединения будет двухступенчатая система. На сегодняшний день каждая система, по которой осуществляется подключение теплообменника, существует в соответствии с регламентом установленного Свода Правил 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов». Параллельная Подключение теплообменника по параллельной системе не требует больших денежных затрат, а также дает возможность сэкономить дополнительное пространство в помещении и является простой с точки зрения исполнения. Все это является неоспоримыми плюсами, однако, есть также и минусы, среди них:

- большое потребление теплоносителя;

- невозможность обогрева холодной воды;

- трубопровод во время подключения должен быть большего диаметра.

Двухступенчатый смешанный метод Данный тип применяется для подключения общественных зданий и ей необходимо монтирование регулятора температуры. Среди плюсов такой схемы можно выделить то, что тепло обратной воды применяется для того, чтобы прогреть входной поток. Это дает возможность сохранить от 20% до 40% носителя тепла. Минусами же данной системы для подключения являются:

- необходимость в мастерском и максимально точном выборе агрегатов;

- при установке необходимо будет монтировать сразу два теплообменных устройства, что увеличит финансовые затраты;

- при использовании этого способа подключения системы горячего водоснабжения и обогрева в большой мере оказывают воздействие друг на друга.

Двухступенчатая последовательная Суть работы данного метода заключается в том, что происходит разделение поступающего потока на два. Один из них направлен в регулятор потребления, а другой – в нагреватель. Спустя некоторое время они оба объединяются и подаются устройство отопления. Основным плюсом при подключении данной системы является более разумное использование носителя тепла и стабилизирование дневной нагрузки. Является лучшим решением для монтирования в местах с большим количеством пользовательских вводов. Эта система подключения позволяет сберечь до 60% носителя тепла по сравнению с параллельной системой и до 25% - со смешанным методом. К минусам данной схемы можно отнести:

- большое влияние друг на друга систем горячего водоснабжения и отопления;

- меньший срок службы использования из-за возможного перегревания в сети отопления;

- чтобы осуществить подключение по этой системе, нужны более сложные расчеты с максимальной точностью, большей, чем при применении смешанного способа;

- автоматизация процесса может стать очень трудным процессом, а, иной раз, и неосуществимым.

Заказать теплообменник сейчасПо дилерской цене, подберем за 15 минут

Смотрите также: 
Промывка теплообменника котла
Инженеры компании «Комплексное снабжение» помогут подобрать оптимальное оборудование именно для Вашего объекта. Для этого необходимо заполнить и выслать нам опросный лист.  Возникли трудности при заполнении опросного листа? - Звоните нам и мы сами заполним опросный лист! Теперь все стало проще! Наши специалисты после телефонного разговора с Вами подготовят всю необходимую информацию для поставки оборудования.

Подключение теплообменника в pdf

sn22.ru

Как правильно подключить теплообменник к баку

Один из самых простых в изготовлении теплообменников – змеевик. Все что нужно – найти трубу из достаточно пластичного металла. Чаще всего используется медь или алюминий, так как оба металла стойки к коррозии и легко гнутся. Затем труба изгибается, причем форма в принципе может быть любая.

Для того чтобы вода активно двигалась самотеком (без насоса) общая протяженность змеевика не должна превышать 3 метров (это с учетом соединения до выносного бака). Создавая свой теплообменник, «примеривайте» его к печи: он не должен соприкасаться с открытым пламенем, а нагреваться должен раскаленным воздухом. На концах нарезается наружная резьба, к которой затем подсоединяются через фитинги выносной бак.

Змеевик может располагаться не только внутри топки, но и снаружи. Обматывать печку вряд ли стоит, а вот металлический дымоход греть воду будет достаточно эффективно. Ведь если печь без камеры дожига, то температура на выходе топки может быть до 500 о С. Пример такого теплообменника на трубе смотрите на фото.

В самом простом варианте теплообменник может иметь вид подковы. Тогда использовать можно и нержавейку – так ее можно согнуть. Например, на видео ясно видна подобная форма, которую использовали в печи для бани «Витра» (видео о том как перенести теплообменник в печи Vitra с левой боковой панели на правую ищите в конце статьи).

Простейший вид теплообменника для банной сети — изогнутая трубка с резьбой на концах

Один из видов змеевика – регистр. Это, как правило, сварная конструкция из труб, которая часто чем-то напоминает отопительные. Регистр для банной печи чаще всего варят из нержавейки, так как только она может длительное время переносить жесткие условия эксплуатации. Сварные конструкции имеют большой размер и вес, и потому их чаще устанавливают кирпичных печах.

Иногда теплообменник выполнен в виде небольшой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также располагается внутри топки без непосредственного контакта с огнем. Принцип его работы ничем не отличается от других. Чтобы служил такой бачок-теплообменник дольше, при изготовлении своими руками, постарайтесь сделать конструкцию так, чтобы было как можно меньше сварных швов.

Теплообменник для банной печи фирмы «Ермак» — уникальная конструкция

Изготавливая любой из теплообменников, расположенных внутри топки, нужно помнить, что отбирать без ущерба для обогрева помещения они могут не более 10% мощности печи. Так что чересчур большие регистры делать нерационально. Их и разместить сложно и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в парной.

Лучше рассчитать систему так, чтобы можно было за все время посещения бани подогреть воду несколько раз: вам ведь не нужны сразу 150 литров кипятка? Сначала надо немного горячей воды чтобы запарить веники, потом чуть больше, чтобы помыться перед парилкой, и затем еще некоторое количество, чтобы ополоснуться.

Огромный выбор металлических конструкций, их качество и цена, а так же эстетичность внешнего облика и компактные размеры ведут к вытеснению традиционных банных модификаций, выполненных из кирпича. Их место занимают новые металлические модели. Проведём сравнительный анализ некоторых образцов.

Печь «Везувий» Скиф

Определив объём парной, вычислив мощность печи и объём бака, покупатель выбирает нужную ему систему. Хорошим вариантом будет печь «Везувий» модель Скиф 16 ВЧТ . Её мощность позволяет удерживать достаточно высокую температуру в парильном помещении, объёмом до 18 м³, а находящийся в одном из боковых карманов, корпус теплообменника рассчитан на быстрый нагрев навесного бака, находящегося в другом помещении. Положение теплообменника конкретно с нужной левой или правой стороны выбирает покупатель. Это зависит от места установки и удобства монтажа.

Важными преимуществами модели считается достижение эффекта кирпичной печи за счёт расположения камней в кожухе , окружающем всю печь. У большинства моделей отсек каменки расположен в верхней части корпуса.

Качественная сталь, толщиной 8 мм использована для изготовления топки, она сохраняет свои пропорции при высоких значениях температур.

Печь «Торнадо»

Печь «Торнадо» модель 20 М ², чугунная дверца LK обеспечивает значительную мощность, она рассчитана на обогрев парилки, объёмом до 20 м³. Данная модель имеет большую массу, она оснащена встроенным теплообменником, а ёмкий боковой кожух определяет возможность закладки солидного объёма камней до 240 кг. Дополнительный плюс — мощная чугунная топка и кожух, предохраняющий воздух от перегрева, но максимально разогревающий камни в боковой каменке.

Вес печи -125 кг, что является солидным показателем. Перед её установкой нужно правильно рассчитать прочность фундамента.

Обе рассмотренные модели отечественного производства. Конкуренцию нашим печам обеспечивают финские марки . Модели банных печей, использующих теплообменники, применяются как для русской бани, так и для саун, финских бань.

Положительные свойства печей с теплообменником позволяют исключить применение дополнительных бойлеров или использование других методов нагрева воды. Новые технологии, на которых основано их производство, продлевают сроки эксплуатации подобных печей. Главным условием является правильная эксплуатация и качественная установка системы. Важно соблюдение мер безопасности во время эксплуатации оборудования.

Самый практичный способ нагревать воду в бане – использовать тепло от печки. Сделать это можно несколькими способами. Один из самых очевидных и простых – установить на печку или внутрь нее бак с водой. Такие баки называют навесными и встроенными. Бывают еще наставные баки – это какие-то емкости, которые ставят сверху на разогретую печь.

Все эти способы хороши, но они не дают возможности подавать горячую воду в душ. А сегодня мало уже кто представляет себе баню без душа. Такую возможность дают выносные баки для воды. В печи устанавливают теплообменник, бак вешают в рядом с печкой или в другом помещении (на чердаке, например), соединяют их между собой трубами, по которым циркулирует вода. Проходя через теплообменник, вода нагревается, попадает в бак, откуда может раздаваться в душ или кран. Несложная система и эффективная.

Первыми появились встроенные баки. Эти емкости устанавливаются или над топкой или сбоку от нее, формы могут быть любой, но чаще встречаются прямоугольные. Толщина стенок (из нержавейки – другие использовать в печи нерационально) в емкостях до 50литров 0,8-1мм, у больших до 1,5мм. Для слива воды предусматриваются краны (обычно шаровые), заливается вода в специальное отверстие.

Но встроенные баки не всегда удобны – пустым не оставишь, а кипящая вода – источник «тяжелого» влажного пара, который для парилки не самый лучший. Потому приходится постоянно сливать горячую воду, доливать на ее место холодную. Хлопотно. С навесными произойти может тоже самое, но тут ситуация несколько иная: навесить или снять такой бак достаточно легко. Во всяком случае, можно поставить печь так, чтобы это можно было делать это без особых неудобств.

Встроенный баки для воды — не самое лучшее решение

Установка бака-теплообменника на дымоход связана с проведением сварочных работ, что по силам далеко не каждому. Более простая конструкция — змеевик, обернутый в виде спирали вокруг дымовой трубы. Змеевик можно изготовить из медной или алюминиевой трубки — эти металлы легко гнутся, имеют высокую теплопроводность и не подвержены коррозии.

Диаметр трубки выбирают так, чтобы было удобно ее подключать к штуцерам водяного бака-накопителя. Для гибки удобнее трубы с диаметром не более 28 мм. Длина в любом случае не должна превышать 3 метров — это обязательное условие для естественной циркуляции теплоносителя. Для подключения нагревательного змеевика к баку используют гибкую подводку для горячей воды.

Такую конструкцию теплообменника можно использовать для получения горячей воды, реже — для отопления небольших помещений. Максимальная эффективность нагрева достигается, если установить змеевик на дымоход простой печи типа буржуйки с высокой температурой дымовых газов.

Теплообменник из трубы обычно устанавливают на дымоход металлической печи, установленной в гараже или мастерской, для получения теплой воды или отопления. Возможна также установка змеевика на банную печь.

Необходимые материалы:

  • труба из меди, алюминия или стали — около 3 метров;
  • гибкая подводка для ГВС диаметром ¾ дюйма — 2 штуки необходимой длины;
  • накопительный бак, оснащенный поплавковым краном для подачи воды и сливным краном для ее потребления;
  • шаровый вентиль для слива системы.

Последовательность выполнения работ:

  1. Самое сложное при выполнении такого теплообменника — согнуть трубу в виде спирали, не уменьшив ее сечения. Медные трубы диаметром меньше 28 мм можно согнуть с помощью трубогиба без нагрева. Стальные и алюминиевые, а также трубы большего диаметра перед формовкой необходимо разогреть паяльной лампой.
  2. Также можно использовать такой способ: трубу заполняют сухим песком и плотно затыкают ее концы деревянными заглушками. Гнут трубу по шаблону — трубе, имеющей диаметр дымохода, после чего убирают заглушки и высыпают песок, трубу промывают под большим напором воды.
  3. На концах трубы нарезают резьбу и устанавливают переходники для подключения к системе.
  4. Трубу устанавливают на дымоход. Для улучшения теплопередачи можно произвести пайку змеевика на дымовую трубу оловом, предварительно обезжирив места пайки и удалив окислы ортофосфорной кислотой.
  5. Бак вешают на стену или устанавливают на опору выше уровня размещения змеевика. Подключают нагреватель к бачку с помощью гибких шлангов. В нижней точке системы устанавливают сливной кран.
  • Изначально бак для нагрева воды в баню снабженный теплообменником — конструкция достаточно простая. В сердце печи топку, или в район с высокой температурой встраивается специальный нагревательный металлический бачок емкостью не более 5 л. Который в свою очередь трубами соединяется с основной емкостью в соседней комнате, емкость может достигать объема 120 л.
  • Принцип работы заключается в том, что из большого бака в малый, холодная вода поступает по приводной трубе, нагревается в малом баке, его и называют теплообменником и по выводной трубе возвращается снова в основной бак уже разогретой.
  • Если приводную и выводную трубы расположить под правильным углом, то вода будет успешно циркулировать самотеком благодаря естественным физическим законам. Но дабы избежать образования в системе воздушных пробок и обеспечить более быстрое и равномерное нагревание воды бак для теплообменника в баню укомплектовывается электрическим насосом для принудительной циркуляции жидкости в системе.
  • Теплообменник может располагаться непосредственно рядом с самой топкой, в таком случае он монтируется на стадии строительства печи вовнутрь конструкции. Или может иметь так называемый самоварный принцип действия, когда малый бачок монтируется вокруг металлической дымовой трубы для бани непосредственно рядом с топкой.
  • Но при любом расположении бака профессионалы отдают предпочтение системам, в которых жидкость циркулирует свободно, без дополнительного давления.

Принципиальная схема системы самоварного типа.

Принцип работы

Теплообменник, находящийся внутри тела печи, способен удерживать максимальную температуру в водяном баке продолжительное время, пока металл или кирпич сохраняет тепло.

Предлагаем ознакомиться:  Как залить слив в бане своими руками

Короб теплообменника, расположенный на трубе дымохода, даёт такое преимущество, что не используется получаемое для обогрева печи тепло, а расходуется тепло выбрасываемых горячих газов. Существенный объём устройства позволяет быстро нагревать жидкость в баке и удерживать высокую температуру во время топки бани. Недостаток конструкции — громоздкий внешний вид.

Располагая теплообменник на боковой поверхности возле топки, можно получить удачную модель отопительной системы, обеспечивающей эффективный нагрев воды и имеющей не плохие эстетические качества.

Теплообменники применяются совместно с печами различных конструкций:

  • кирпичных или металлических банных печей ;
  • устройств, рассчитанных на малый объём помещения или большой.

Мастера, практикующие установку кирпичных печей с использованием теплообменников, предпочитают монтаж бака непосредственно возле топки, внутри кирпичной «рубашки». Такое расположение способствует длительному сохранению температуры воды .

По принципу действия устройства для подогрева воды делятся на 3 типа:

  • змеевик, встраиваемый внутрь отопителя;
  • наружный теплообменник в бане в виде прямоугольного бака, нагреваемого прямо от стенки печи;
  • наружный водяной контур, отбирающий теплоту дымовых газов.

В первом случае теплообменник представляет собой змеевик из стальной трубы, встроенный прямо в топливник. Его располагают таким образом, чтобы труба не подвергалась прямому воздействию пламени, то есть, находилась вне зоны самой высокой температуры. Желательно, чтобы элемент стоял на пути отходящих продуктов сжигания топлива, тогда он не прогорит и прослужит достаточно долго. Встроенный змеевик для нагрева воды на выходе имеет патрубки для присоединения труб, ведущих к выносной накопительной емкости.

В подобных теплообменниках вода прогревается довольно быстро, но при этом назвать процесс эффективным никак нельзя. Ведь нагреватель отбирает тепло напрямую из топки, тем самым уменьшая мощность отопителя. Парная прогревается дольше, соответственно, дров уходит больше. Раскаленные дымовые газы как вылетали в трубу, так и продолжают беспрепятственно вылетать, КПД агрегата остается очень низким (не более 50%).

Наружный навесной бак из нержавеющей стали – это еще один вариант передачи печного тепла воде. Обычно он подвешивается к одной из боковых стенок топливника и нагревается за счет инфракрасного излучения от нее. Способ привлекает своей доступностью в реализации, но не очень удобен в эксплуатации. Помимо недостатка с прямолинейным отбором теплоты, описанным выше, подвесной бак вдобавок требует постоянного добавления холодной воды.

Дымовая труба металлической печки, установленной в бане, доме или гараже, при топке сильно нагревается. В зависимости от конструкции печи ее температура может быть от 200 до 500 градусов, что делает ее опасной в противопожарном плане, а случайное прикосновение к ней может вызвать сильный ожог.

Тепло от дымовой трубы можно использовать во благо, разместив на ней теплообменник: бак или змеевик. Теплоносителем в этом случае обычно выступает вода, а в некоторых случаях — воздух. При контакте теплоносителя с нагретыми стенками дымовой трубы их температура выравнивается: дымоход охлаждается, а вода или воздух в теплообменнике, напротив, нагреваются.

При нагреве теплая вода поднимается в верхнюю часть теплообменника, а оттуда по выходному штуцеру и трубе в систему или накопительный водяной бак. На место нагретой воды через входной штуцер поступает холодная. По мере нагрева циркуляция продолжается, в результате чего вода в накопителе способна нагреться до высокой температуры.

Воздушные теплообменники действуют по схожему принципу: снизу происходит забор холодного воздуха, после нагревания он поступает по трубопроводу в обогреваемые помещения. Так можно обогреть мансарду в дачном доме или комнату отдыха в бане, которые топятся периодически. Устройство водяного отопления в них невозможно, так как придется регулярно сливать и заливать в систему теплоноситель.

Водяная рубашка

Просто реализуется еще один теплообменник – водяная рубашка (водяной контур) на трубу. На участок дымохода наваривается труба большего диаметра с двумя патрубками для подачи/отведения воды. Принцип работы все тот же: горячая вода подымается вверх, вниз поступает из выносного бака более холодная вода.

Этот способ более привлекателен по нескольким причинам:

  • нагрев происходит за счет тепла, которое раньше просто улетало;
  • сделать такой теплообменник своими руками несложно, хотя есть и фабричные варианты;
  • установить можно на любой металлический дымоход и для этого не нужно разбирать печь и делать в ней отверстия;
  • теплообменник на трубе предупреждает проникновение газов из дымохода в помещение.

Все эти плюсы делают такое устройство достаточно привлекательным. Но есть у такого решения и минусы:

  • требуется полная герметичность швов;
  • при добавлении холодной воды может образовываться конденсат;
  • заливать воду в разогретую систему нельзя – может из-за разницы температур порвать стенки дымохода.

Водяной контур на печь делается аналогично, но в этом случае в емкость с водой строится вокруг корпуса. Практически всегда такой теплообменник делают на круглые печи. Во-первых, можно подобрать трубу большего размера и приварить дно и верх, что вряд ли удастся с прямоугольными печами, и во-вторых, по кругу вода движется легко и система эффективна, чего тяжело добиться при квадратном кожухе.

Устанавливая теплообменник в печь, надо усвоить, что она в первую очередь предназначена для протапливания парной, а подогрев воды – функция второстепенная. Управлять двумя процессами одновременно невозможно, парилка в приоритете, поэтому воде в баке или змеевике ничего не стоит закипеть. Значит, надо обеспечить хороший отбор тепла или достаточную накопительную емкость. По этой же причине не рекомендуется применять в подобных системах циркуляционные насосы, течение горячей среды должно быть естественным.

Для монтажа системы можно применять как металлические, так и полимерные трубы, исключая полиэтиленовые. Диаметры трубопроводов для самотечных сетей следует принять не менее размеров патрубков нагревателя, а лучше – на один типоразмер больше. При этом расстояние от бака до печи не должно превышать 3 м.

Теплообменник в виде бака, расположенного вокруг дымохода, делают из нержавейки или оцинкованной жести. При этом следует учесть конструкцию печи. Если в ней предусмотрен режим дожигания дымовых газов, и температура дыма на выходе из печи не превышает 200 градусов, можно использовать любой материал для изготовления теплообменника.

В простых печах без дымооборота значение температуры дыма на выходе может достигать 500 градусов Цельсия. В этом случае необходимо использовать нержавейку, так как цинковое покрытие при сильном нагреве выделяет вредные вещества.

Предлагаем ознакомиться:  Как правильно заваривать веник для бани

Чаще всего теплообменники такого типа устанавливают на банную печь и используют в качестве нагревателя воды для ГВС. Бачок оснащают штуцерами в верхней и нижней его части, к ним подключают трубы, выведенные в систему. Бак для горячей воды при этом устанавливают в душевой или парилке. Возможно использовать такую систему и для отопления подсобного помещения или гаража.

Теплообменники для промышленных печей продаются в комплекте с некоторыми модификациями, при установке новой печки можно подобрать подходящую модель с уже готовым водяным контуром. Также можно сделать теплообменник на дымоход своими руками. Для его изготовления необходимы следующие материалы:

  • отрезки трубы из нержавеющей стали разного диаметра с толщиной стенок 1,5-2 мм, листовая сталь;
  • 2 штуцера на 1 дюйм или ¾ дюйма для подключения к системе;
  • бак-накопитель из нержавейки или оцинкованной стали объемом от 50 до 100 литров;
  • медные или стальные трубы или гибкая подводка для ГВС;
  • шаровый вентиль для слива теплоносителя.

Последовательность изготовления для банной печи или буржуйки:

    1. Работы начинают с подготовки чертежа. Размеры бака, устанавливаемого на дымоход, зависят от диаметра трубы и типа печи. Печи простой конструкции с прямым дымоходом отличаются высокой температурой дымовых газов на выходе, поэтому размеры теплообменника могут быть достаточно большими: до 0,5 м высотой.
  1. Диаметр внутренних стенок бака должен обеспечивать плотную посадку теплообменника на дымовой патрубок. Диаметр внешних стенок бака может превышать диаметр внутренних в 1,5-2,5 раза. Такие размеры обеспечат быстрый прогрев и хорошую циркуляцию теплоносителя. Печи с низкой температурой дымовых газов лучше комплектовать баком, имеющим небольшие размеры, чтобы ускорит его прогрев и избежать образования конденсата и ухудшения тяги.
  2. С помощью сварочного инвертора соединяют детали заготовки, следя за герметичностью швов. В нижней и верхней части бака приваривают штуцера для подачи и отбора воды.
  3. Бак устанавливают на дымовой штуцер печи внатяг, промазывая соединительный шов жаропрочным силикатным герметиком. Сверху на бак-теплообменник аналогичным образом ставят переходник с неутепленной трубы на утепленную и выводят дымоход из помещения через потолок или стену.
  4. Подключают теплообменник к системе и баку-накопителю. При этом выдерживают необходимый градус наклона: труба подачи холодной воды, подсоединяемая к нижнему штуцеру, должна иметь угол не менее 1-2 градусов относительно горизонтальной плоскости, трубу подачи нагретой воду подсоединяют к верхнему штуцеру и с уклоном не менее 30 градусов выводят к накопительной емкости. Накопитель должен располагаться выше уровня теплообменника.
  5. В нижней точке системы устанавливают сливной кран. В бане его можно совместить с краном забора теплой воды для парилки.
  6. Перед началом эксплуатации систему необходимо заполнить водой, в противном случае металл перегреется, и его поведет, что может привести к нарушению герметичности сварных швов и утечкам.
  7. Подачу воды в бак-накопитель можно сделать как ручную, так и автоматическую с помощью поплавкового крана. При ручном заполнении рекомендуется вывести на его внешнюю стенку прозрачную трубку для контроля уровня воды в баке, чтобы не запустить систему на сухую.

Теплообменник-водонагреватель, сделанный своими руками, показан на видео.

Теплообменник открытого сифонного типа

Очень интересный и эффективный вариант нагревать воду на печи, но, к сожалению, не очень распространенный. В печь вваривается наклонная труба, запаянная на конце. Ее второй конец — открытый срез — приварен в нижней части бака с водой. Когда вода налита в бак, часть ее попадает в трубу, расположенную в печи, где она нагревается вплоть до кипения.

Одно из практических воплощений такого теплообменника представлены на фото. Конструкция несколько изменена, но принцип остался тот же.

В этом варианте бак располагается на подставке в соседней комнате. В стене и в одном боку печи проделано отверстие (печь стоит боком). Длина трубы такая, что она чуть не достает до противоположной стенки топки. Труба на конце запаяна, отверстие в печи немного большего размера, чем диаметр патрубка, не заизолирован и не уплотнен.

Владелец такого водяного теплообменника сифонного типа уже более 6 лет использует данный агрегат. Говорит, что дым не попадает в помещение. Иногда, если в парилку чересчур резко закрыть дверь, может небольшая порция дыма вырваться, но это случается очень редко и не приносит каких-либо неприятностей.

черный металл будет ржаветь, медь и алюминий – возможно, но достаточно проблематично. Далее можно использовать металлопластиковые трубы для горячей воды, возможно использование гофрированных или гибких шлангов в обмотке (которыми подключают бойлеры). Диаметр — дюймовые или ¾ дюйма. Меньший нежелательно – вода будет плохо циркулировать: в теплообменнике будет кипеть, а в баке останется холодной.

Для уплотнения резьбовых соединений применяйте специальные средства, которые выдерживают высокие температуры (например, тангит). При использовании фитингов стандартные прокладки заменяйте самодельными из паронита.

Подсоединяя теплообменник на трубе или в печи с выносным баком, обязательно сделайте в самой нижней точке системы кран для слива. Он пригодится, когда будете консервировать систему на зиму: чтобы все не разорвало от замерзшей воды, ее (воды) не должно остаться ни капли. Если же баня у вас отапливаемая, кран все равно нужен — если вода застаивается, она приобретает неприятный запах.

Еще один нюанс: трубы на горизонтальных участках должны иметь небольшой уклон в сторону печи. Нюанс небольшой, но на работоспособности системы сказывается очень сильно. Потому обеспечьте небольшой наклон (1-5 градусов).

Большинству любителей русской бани нет дела до конструктивного исполнения её печи, однако есть желающие сделать удобную баню своими руками и устроить там хорошую парилку, поместив бак с водой за её стеной. Теплообменник, используемый совместно с кирпичной или металлической банной печью, — это сваренный из устойчивого к явлениям коррозии металла бак, объёмом не более 5 литров.

Навесной бак представляет собой герметичную емкость с крышкой (съемной или откидной) и краном для слива горячей воды. Крепится он на одну из боковых или на заднюю стенку. Креплением обычно служат металлические крючки. Чаще всего сделаны они из нержавейки так как только нержавейка успешно переносит тяжелые условия длительное время.

Можно найти эмалированные баки для воды, но без проблем они служат только до появления сколов и трещин эмали. Эти дефекты на какое-то время можно замазать специальной эмалью, но все равно рано или поздно они проявят себя. Другие способы защиты от коррозии или неприемлемы из-за высоких температур (краска или полимерные покрытия могут сгорать или плавиться) или слишком дороги и в результате их стоимость выше, чем нержавейка, а качественные показатели хуже.

Навесные баки для воды — из нержавейки надежнее и долговечнее

Большая часть производителей предлагает для своих печей навесные баки опционально (за отдельную плату), но никто не мешает сделать такую емкость своими руками. Однако насколько это выгодно, нужно посчитать. Учтите стоимость материала и работы. Если делать будете сами – это одно, а если заказывать у кого-то — нужно считать.

Важно! Качество сварки должно быть очень высоким, а швы герметичными.

Есть очень интересный вариант бака для воды. Его не назовешь навесным. Он, скорее, приставной. На рисунке продемонстрирован принцип нагрева воды в этом варианте. В печь вваривается наклонная запаянная на конце труба. Дугой открытый ее конец помещается в нижней части бака для воды, установленного выше печи.

Как происходит нагрев? Холодная вода со дна попадает в наклонную трубу, где нагревается до кипения. Выделяемые при нагреве пузырьки горячего воздуха поднимаются по трубе и попадая в более холодную среду лопаются, перенося, таким образом, значительную часть тепла. Эти же пузырьки стимулируют конвекцию (перемешивание) слоев воды.

Не все любят навесные или встроенные баки: они отбирают часть тепла на обогрев воды, замедляя тем самым подготовку парилки. И процесс этот практически постоянный, ведь чтобы не кипела вода и не шел сырой пар, нужно регулярно сливать горячую и добавлять холодную.

Такая система нагрева воды в бане возможна только при использовании печей с теплообменниками. Многие производители банных печей разрабатывают свои печи так, чтобы их можно было устанавливать в топке, они же предлагают уже готовые теплообменники. Печи с теплообменниками есть практически у всех ведущих отечественных производителей:

  • Везувий
  • Вулкан
  • Термофор
  • Ермак
  • Теклар
  • Теплодар
  • Варвара
  • Ферингер

Если вы собираетесь покупать готовую печь, рациональнее будет купить теплообменник того же производителя: он рассчитывался на эту систему и работать должен хорошо. Не возникнет проблем с подключением теплообменника к банной печи: предусмотрены выводы из печи, снабженные кранами. К ним подсоединяете трубы и выносной бак.

Имеют печи с теплообменниками особенности использования:

  • Заполнять систему водой нужно в холодном виде. Если в раскаленную печь заливать холодную воду, в теплообменнике возникает большая разница в температурах, что приводит к разной величине температурных расширений и его может разорвать.
  • Соединяя теплообменник с баком для воды и выбирая место для их установки помните, что для нормальной циркуляции воды длина труб не должна превышать 3 метра. Этой длины достаточно для установки бака за стенкой в соседнем помещении. Если вас такой вариант не устраивает, нужно будет встроить насос, который будет обеспечивать требуемую скорость движения воды.

Использовать для соединения теплообменника и бака можно любые трубы, которые могут выдерживать высокие температуры. Например, на полметра от печи можно поставить металлические (желательно нержавейку или медь), а от них через фитинги уже можно ставить или металлопластиковые для горячей воды или, может, оплетку.

Диаметр труб: обычно берут 3/4 дюйма или дюймовые. Меньше не рекомендуется, так как из-за большого сопротивления может слишком медленно двигаться вода, из-за чего будет плохо греться в выносном баке, а в теплообменнике будет кипеть. При подключении не забывайте все горизонтальные участки делать с небольшим уклоном в сторону печи. Это также способствует улучшению циркуляции.

Также для более активного движения воды в системе желательно выносной бак поднимать выше уровня печи. Чем больше перепад высот, тем больше разница в давлении и скорость, с которой жидкость будет циркулировать в системе.

Конечно, можно попытаться сэкономить и изготовить теплообменник своими руками, но при этом нужно будет учесть достаточно большое количество нюансов.

И напоследок, посмотрите видео и хорошо подумайте, нужен ли вам бак для воды, или лучше поставить бойлер.

Решать вопрос нагрева воды для помывки в бане можно различными способами, в том числе и путем установки электрического бойлера. Зато когда в бане планируется поставить хорошую дровяную печку, то никакое дополнительное оборудование для этой цели и не требуется. Достаточно подобрать и приобрести готовый отопитель с теплообменником либо изготовить последний самостоятельно. Разобраться в вопросах, зачем нужен теплообменник для бани и каким образом его правильно смонтировать, призвана помочь данная статья.

Воздушный бак

Усовершенствовать обычную буржуйку или банную печь с прямым дымоходом можно, если установить на воздушный теплообменник на дымоход. Он представляет собой цилиндрический корпус, по которому проходят несколько полых труб. Подсос воздуха происходит снизу, нагреваясь в трубе, он выходит из теплообменника, увеличивая КПД печи на 15-20%. Воздуховоды можно вывести в соседнее помещение, обогрев таким образом от одной печи несколько комнат или секций гаража.

Классификация и назначение теплообменников

Существует несколько видов теплообменников устройств, классифицируемых по месту их нахождения :

  1. В теле печи;
  2. Возле её корпуса;
  3. Около трубы дымохода.

Все банные теплообменники выполняют идентичные функции — путём контакта с огненной поверхностью топки или дымохода, они греют воду в ёмкости большого размера, используя принцип конвекции. Их применение позволяет расположить водяной бак в соседнем с парной помещении.

Недостатки

Несмотря на множество плюсов, устройство нагревательного элемента на трубе дымохода имеет и недостатки. Один из них, наиболее важный — резкое снижение температуры дыма в месте установки теплообменника. Это может грозить ухудшением тяги и образованием конденсата, повышенным отложением сажи внутри трубы.

Кроме того, при подключении системы отопления, например, гаража нужно просчитать объем теплоносителя, чтобы избежать закипания воды и разрыва труб. Сварные швы должны быть полностью герметичными.

Любая конструкция теплообменника существенно увеличивает КПД печи. Для безотказной работы системы необходимо не реже двух раз в год проводить визуальный осмотр всех ее элементов, а при необходимости — своевременный ремонт, чистку от накипи, замену прокладок и другие необходимые работы по обслуживанию. В этом случае системы нагрева воды и отопления будут безотказно работать в течение долгого времени.

Методы установки системы

Правильное размещение всех компонентов системы позволяет достичь её идеального функционирования . Чтобы добиться такого результата, бак размещают на стене выше уровня теплообменника. Большую и меньшую ёмкости соединяют двумя трубами. Монтаж выполняется по определённым правилам

:

moidom38.ru

Принцип работы и схема пластинчатого теплообменника

Теплообменник — это простое по своей конструкции оборудование, которое часто включается в схему различного рода промышленных устройств. В некоторых случаях пластинчатые теплообменники применяются в бытовых системах кондиционирования и охлаждения. Как ясно из названия, предназначены эти аппараты для отбора тепловой энергии от одной среды и передачи другой.Пластинчатый теплообменник используется для нагрева или охлаждения разных процессов

Особенности конструкции

Основное предназначение любого вида пластичного теплообменника состоит в преобразовании нагретой жидкости в охлажденную среду. Конструкция пластинчатого теплообменника имеет разборные части, а состоит устройство из следующих элементов:

  • набора пластин;
  • подвижной и неподвижной плиты;
  • верхней и нижней направляющей округлой формы;
  • элементов крепления, которые объединяют плиты в общую раму.

Размеры рам разных изделий могут значительно различаться. Они будут зависеть от теплоотдачи и мощности нагревателя — с большим количеством пластин повышается продуктивность оборудования и, естественно, увеличивается вес и габариты.На теплообменнике можно управлять мощностью – увеличивать или уменьшать

Преимущества пластинчатых приборов:

  • незначительные производственные и инвестиционные затраты;
  • высокоэффективная теплопередача;
  • малые габариты;
  • эффект самоочистки с помощью высокого турбулентного потока;
  • возможность увеличить КПД благодаря добавлению пластин;
  • высокая степень надежности;
  • легкость промывки;
  • небольшая масса;
  • легкость монтажа;
  • минимальное загрязнение поверхностей;
  • невозможность смешения жидкостей за счет особой конфигурации уплотнения;
  • высокая устойчивость к коррозии;
  • минимальная поверхность теплообмена благодаря высокому КПД;
  • незначительные потери давления благодаря оптимальному выбору пластин с разными видами профилей;
  • эффективная регулировка температуры за счет небольшого объема теплоносителя.

В этом видео вы узнаете, как образуется горячая вода благодаря теплообменнику:

Устройство пластин

Конструкция и принцип работы пластинчатого теплообменника будет зависеть от модификации оборудования, в котором может находиться разное количество пластин с зафиксированными прокладками. Эти прокладки перекрывают каналы с проходящим тепловым носителем. Чтобы достигнуть необходимой герметичности прилегания пар соединенных между собой прокладок, достаточно крепления этих пластин с подвижной плитой.

Нагрузки, которые действуют на это устройство, распределяются, как правило, на пластины и уплотнители. Рама и элементы крепежа, по большому счету, представляют собой корпус оборудования.

Рельефная поверхность пластин во время сжатия гарантирует прочное крепление и позволяет всей системе теплообменника набрать необходимую прочность и жесткость.

Прокладки фиксируются на пластинах с помощью клипсового соединения. Необходимо сказать, что прокладки во время зажатия самостоятельно центрируются относительно своей оси. Утечка теплового носителя предотвращается благодаря окантовке обшлага, который дополнительно создает барьер.

Для устройства пластинчатого теплообменника изготавливаются несколько видов уплотнителей: с жестким и мягким рифлением.

Подробнее о теплообменном оборудовании:

В мягких пластинах каналы находятся под углом 30 градусов. Этот вид устройств характеризуется высокой теплопроводностью, но незначительной стойкостью к давлению теплового носителя.

В жестких элементах при изготовлении канавок делается угол в 60 градусов. Для этих устройств не характерна повышенная теплопроводность, их основное достоинство — возможность переносить значительное давление теплоносителя.

Для достижения наилучшего режима тепловой отдачи можно комбинировать пластины. Причем нужно учитывать, что для оптимальной работы устройства необходимо, чтобы оно функционировало в режиме турбулентности — тепловой носитель обязан передвигаться по каналам без каких-либо задержек. Между прочим, кожухотрубный теплообменник, где конструкция имеет схему «труба в трубе», обладает ламинарным течением теплоносителя.

В чем состоит преимущество? Во время одинаковых теплотехнических характеристик пластинчатое оборудование имеет значительно меньшие габариты.

Требования к прокладкам

К аппаратам с пластинами предъявлены довольно жесткие требования касательно герметичности оборудования, именно по этой причине на сегодняшний день прокладки начали изготавливать из полимеров. К примеру, этиленпропилен может с легкостью эксплуатироваться в условиях повышенных температур — и пара, и жидкости. Однако довольно быстро начинает разрушаться в среде, которая содержит большое количество жиров и кислот.

Теплообменники различаются количеством пластин

Крепление уплотнителей к пластинам производится чаще всего с помощью клипсовых замков, в редких случаях — с помощью клеящего состава.

Принцип работы

Если рассматривать, как работает пластинчатый теплообменник, то его принцип действия нельзя назвать очень простым. Пластины развернуты друг к другу под углом 180 градусов. Чаще всего в одном пакете находится по две пары пластин, которые создают 2 коллекторных контура: входа и выхода теплового носителя. Причем необходимо учитывать, что пара, которая находится с края, не задействуется во время теплообмена.

Сегодня изготавливается несколько различных типов теплообменников, которые, в зависимости от механизма работы и конструкции, делятся на:

  • двухходовые;
  • многоконтурные;
  • одноконтурные.

Принцип работы одноконтурного аппарата следующий. Циркуляция теплоносителя в приборе по всему контуру производится перманентно в одном направлении. Помимо этого, производится и противоток тепловых носителей.

Многоконтурные устройства применяются лишь во время незначительного различия между температурой обратки и входящего теплоносителя. Движение воды при этом производится в различных направлениях.

Подробнее о пластинчатом теплообменнике:

Двухходовые устройства имеют два независимых контура. С условием постоянной регулировки тепловой подачи использование этих устройств является наиболее целесообразным.

Область использования

Сегодня есть несколько разновидностей теплообменников.

При этом каждый из приборов имеет уникальную конструкцию и особенность работы:

  • спаянный;
  • разборной;
  • полусварной;
  • сварной.

Устройства с разборной системой зачастую применяются в тепловых сетях, которые подведены к жилым домам и зданиям разного предназначения, в климатических системах и холодильных камерах, бассейнах, теплопунктах и контурах ГВС. Паяные приборы нашли свое предназначение в морозильных установках, вентиляционных сетях, устройствах кондиционирования, промышленном оборудовании разного предназначения, компрессорах.

Подробное устройство пластинчатого теплообменника

Полусварные и сварные теплообменники применяются в:

  • вентиляционных и климатических системах;
  • фармацевтической и химической области;
  • циркуляционных насосах;
  • пищевой сфере;
  • системах рекуперации;
  • аппаратах для охлаждения приборов разного предназначения;
  • в отопительных контурах и ГВС.

Наиболее популярным видом теплообменника, который применяется в быту, является паяный, обеспечивающий обогрев либо охлаждение теплоносителя.

Характеристики и расчет

Пластины и уплотнители в качестве главных деталей теплообменных устройств производятся из разных по своим показателям и характеристикам материалов. Во время выбора в пользу определенного изделия основную роль играет его предназначение и сфера применения.

Если рассматривать отопительные системы и ГВС, то в этой сфере чаще всего используются пластины, которые сделаны из нержавейки, и пластичные уплотнители из специальной резины NBR или EPDM. Наличие пластин из нержавеющей стали дает возможность работать с тепловым носителем, нагретым до 120 градусов, в другом же случае теплообменник может разогревать жидкость до 180°C.

Между пластинами  для герметизации расположены прокладки

При применении теплообменников в промышленной сфере и их подключении к технологическим процессам с действием масел, кислот, жиров, щелочей и других агрессивных сред используются пластины, которые сделаны из титана, бронзы и иных металлов. В этих случаях требуется установка асбестовых или фторкаучуковых прокладок.

Выбор теплообменника выполняется с учетом расчетов, которые производятся с помощью специального программного обеспечения.

Во время расчетов необходимо учитывать:

  • расход нагреваемой жидкости;
  • изначальная температура теплового носителя;
  • затраты теплоносителя на отопление;
  • необходимая температура прогревания.

В качестве нагревающей среды, которая протекает через теплообменник, может применяться нагретая вода до температуры 90-120°C или пар с температурой до 170°C. Тип теплового носителя подбирается с учетом вида используемого котельного оборудования. Размеры и число пластин выбираются так, чтобы получился теплоноситель с температурой, которая соответствует действующим стандартам — не выше 65°C.

Теплообменник может быть изготовлен из разных видов металла

Необходимо сказать, что главными техническими характеристиками, которые при этом также считаются и основными преимуществами, являются компактные габариты оборудования и возможность обеспечить довольно значительный расход.

Диапазон площадей обмена и вероятных расходов у аппаратов довольно высокий. Самые маленькие из них, к примеру, от компании Alfa Laval, имеют размер поверхности до 1 м² и при этом обеспечивают прохождение количества теплоносителя до 0,3 м³/час. Наиболее же габаритные приборы имеют размер около 2500 м² и расход, который превышает 4000 м³/час.

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.

В подающем контуре требуется наличие циркуляционного насоса. Помимо основного, непременно устанавливается и одинаковый с ним по мощности запасной насос.

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:

kaminguru.com

Пластинчатые теплообменники в системах горячего водоснабжения. Снижение затрат при использовании новой схемы подключения теплообменника

Вы можете уменьшить свои затраты почти на 30% при закупке и монтаже теплообменного оборудования систем горячего водоснабжения для водяных тепловых сетей. Такую экономию дает применение пластинчатых теплообменников «Ридан», подключаемых по схеме «с заниженной обраткой». Речь идет об использовании параллельной схемы с заниженной температурой «обратки», потребляющей аналогичное количество греющего теплоносителя, вместо двухступенчатых схем горячего водоснабжения.

Исторический экскурс

В российских условиях до недавнего времени в системах теплоснабжения применялись кожухотрубные теплообменники (типа ОСТ), в том числе и для приготовления горячей воды для населения. Их широкое применение обусловлено относительной простотой изготовления, они могли производиться в условиях практически любого механического производства. Однако когда речь заходит об их технических и эксплуатационных свойствах, то возникает масса вопросов о целесообразности их дальнейшего применения для водяных систем теплоснабжения.

Самые главные недостатки кожухотрубных теплообменников — это крайне низкий коэффициент теплопередачи и, как следствие, высокие массогабаритные показатели, для обеспечения высокого теплосъема требуется устанавливать многосекционные конструкции, имеющие большой вес и занимающие большую площадь. Это естественным образом сказывается на цене самих теплообменников, стоимости их монтажа и обслуживания.

Появление в 80-х годах прошлого столетия в России пластинчатого теплообменника было подобно эффекту разорвавшейся бомбы. С одной стороны, взрывная волна пробила брешь в стене технической консервативности, и пластинчатый теплообменник заявил о себе как об эффективном средстве передачи тепла. Но были и пострадавшие от взрыва — те, кто обожглись на неправильном подборе или неграмотной установке теплообменника. Со временем нюансы сгладились, и пластинчатый теплообменник прочно занял свое место в Российских системах теплоснабжения.

Основной сферой применения пластинчатого теплообменника в коммунальном теплоснабжении на сегодняшний момент являются системы горячего водоснабжения, где он эффективно вытесняет устаревший кожухотрубный теплообменник.

Принципы построения существующих схем горячего водоснабжения

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

Самая простая и самая недорогая — параллельная схема. Нагрев воды происходит в одном теплообменнике. Пластинчатый теплообменник ГВС 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.

Параллельная схема горячего водоснабжения с заниженной температурой «обратки»

Вернемся к началу статьи, где велась речь об эффективности пластинчатого теплообменника. Что если для параллельной схемы использовать теплообменник, рассчитанный, не как положено, на точку излома температурного графика, а с существенным занижением температуры обратной воды?

Такое занижение сразу позволяет эффективно снижать расход греющего теплоносителя. Начиная с температуры «обратки» в 25°С, разница в расходах для параллельной и двухступенчатой смешанной схем становится незначительной. Теперь попытаемся понять, что дает такое использование пластинчатого теплообменника, включенного по такой схеме.Во-первых, это простая параллельная схема,во-вторых, расход греющего теплоносителя максимально приближен или в некоторых случаях ниже, чем расход для двухступенчатой схемы.

Однако создание такой схемы возможно с использованием только пластинчатого теплообменника, так как попытка создать ее на кожухотрубных аппаратах ведет к увеличению числа секций и занимаемой ими площади и, конечно, стоимости, как для двухступенчатой схемы.

При сравнении стоимостных и технических показателей двухступенчатой смешанной схемы и новой параллельной схемы, рассчитанных на одни и те же условия работы, получаем, что экономический эффект Ваших капиталовложений от внедрения параллельной схемы горячего водоснабжения с переохлажденной «обраткой» растет с увеличением нагрузки горячего водоснабжения и в среднем равен 25—30%. Кроме того, монтажные и эксплуатационные затраты на один теплообменник меньше, почти в два раза.

Резюме

Отказ от двухступенчатых схем и применение новой схемы горячего водоснабжения с заниженной температурой «обратки» позволяет Вам достичь следующего:

  • существенно сэкономить средства (до 30%) на начальном этапе при закупке и монтаже пластинчатых теплообменников горячего водоснабжения;
  • сохранить те же расходы теплоносителя, что и при использовании двухступенчатой схемы;
  • упростить общую систему теплоснабжения: независимость системы отопления от системы горячего водоснабжения.

Учитывая рекомендации СП 41—101-95, при грамотном технико-экономическом обосновании можно подключать систему горячего водоснабжения по любой схеме, которая даст максимальный выигрыш в техническом плане и обеспечит потребность людей в горячей воде.

Прогресс не стоит на месте, и если новые энергоэффективные технологии позволяют решать старые проблемы, то их нужно использовать.

Данная статья является сокращенным вариантом и приводится без технико-экономических выкладок и обоснований, которые Вы можете получить, обратившись к специалистам компании «Ридан».

www.ridan.ru

Теплообменники для Горячего Водоснабжения: Виды, Выбор, Установка | Гидро Гуру

Теплообменники горячего водоснабжения

Системы подачи горячей воды включают в себя различные узлы и агрегаты. Одними из наиболее важных являются теплообменники для горячего водоснабжения. Рассмотрим их подробнее, расскажем об их назначении, функциях и разновидностях. Также уделим внимание конструкциям, принципам работы и подключения, техническому обслуживанию и многому другому.

Для чего предназначены теплообменники в системах горячего водоснабжения

Как и понятно из названия, теплообменник — это аппарат для обмена теплом (извините за тавтологию). В системах горячего водоснабжения (сокращенно ГВС) они используются для передачи тепловой энергии от воды, нагретой котлом, воде, которая разбирается из кранов и используется для бытовых нужд. Очень редко — как правило, на самих котельных или ТЭЦ, вода для ГВС нагревается паром.

Почему для горячего водоснабжения не берут воду, нагретую в котле, а используют теплообменники

На первый взгляд — да, кажется глупостью нагревать воду один раз в котле для отопления, а потом передать от нее тепло другой воде для горячего водоснабжения. Но все объясняется.

  1. Вода в системе отопления (называется сетевой), и чаще всего специально подготавливается. Для того чтобы не было накипи на стенках труб, котла и отопительных приборов, из нее удаляют соли кальция и магния. Такая вода получается мягкой и она не удовлетворяет жажду.

Дополнительно стараются убрать и растворенный воздух, чтобы не образовывались воздушные пробки, которые мешают нормальной циркуляции.

Интересный факт. В середине прошлого века в отдельных системах отопления в сетевую воду для удаления воздуха добавляли гидразин. Такая вода была не только мягкой, но и ядовитой.

На заметку: Также невыгодно использовать мощности оборудования и химикаты для подготовки воды для большого ее количества, которое будет разбираться потребителями.

  1. При разборе сетевой воды возможны ее потери — если не будет вовремя включена подпитка (или не сработает автоматика). Это грозит аварийной ситуацией и даже взрывом котла.
  2. Отопительные системы регулируются так, чтобы обеспечить необходимые расходы воды на всех участках. При неравномерном ее отборе из разных точек такую регулировку сделать невозможно.
  3. Чем больше давление в отопительной системе, тем эффективнее она работает. Для водопровода же излишние давления не нужны. Тем более, что многие узлы и арматура на сетях ГВС на них не рассчитаны.
  4. Сетевая вода может быть нагрета выше норматива для горячей системы. Отрегулировать температуру можно на теплообменнике, изменяя расходы.
  5. Для водоснабжения трубы должны соответствовать санитарным нормам. Как правило, они имеют цинковое покрытие по внутренним поверхностям. Цена на них естественно выше, чем на обычные черные. Прокладывать всю отопительную систему из таких труб экономически невыгодно.

Но надо отметить, что есть системы горячего водоснабжения, в которых вода для них готовится прямо в котле. Это небольшие отопительные системы с ГВС (на одну-две квартиры), в которых используют двухконтурные котлы. В них имеется специальный контур именно для подогрева воды.

Конечно, в больших системах центрального отопления и водоснабжения можно было бы поставить отдельные котлы для горячей воды. Но это невыгодно тем, что усложняет систему, и кроме того к каждому дому пришлось бы тянуть три-четыре трубы отдельно для сетевой воды и отдельно для горячей. Поэтому прокладывают только две, для отопления, а теплообменники устанавливают или в каждом доме или на их группу в ЦТП (центральный тепловой пункт).

Кстати, кроме названия «теплообменник» специалистами, монтирующими и эксплуатирующими системы отопления и горячего водоснабжения, очень часто используется слово «бойлер». В нашей статье не будем отходить от традиций, и тоже будем применять его.

В системах горячего водоснабжения используются рекуперативные теплообменники. То есть, в них происходит передача энергии от одной среды другой через препятствующую смешиванию поверхность при постоянном контакте с ней.

99% процентов теплообменников ГВС — это водоводяные. То есть, в них тепло передается от воды к воде. Редко — как правило, для внутренних нужд паровых котельных, вода в системе ГВС нагревается пароводяным теплообменником (мы опишем его тоже).

Кстати, отходя от темы нашей статьи: На этих же котельных и ТЭЦ (теплоэлектроцентралях) пароводяные теплообменники используют для нагрева сетевой воды, которая подается в отопительные системы. Причина в том, что паровое отопление из-за высокой температуры труб и радиаторов, а так же выгорания пыли на них, не разрешено для жилых и общественных зданий.

Теплообменники делят на две группы.

Проточные

Это тоже практически все, за малым исключением, теплообменники, эксплуатирующиеся в сетях горячего водоснабжения. В них поток теплоносителя, двигаясь, нагревает тоже движущийся поток воды для горячего водоснабжения.

Емкостные

В ГВС, как правило, в таких теплообменниках движущийся поток сетевой воды нагревает воду в емкости, из которой она отбирается по мере необходимости. Их можно встретить редко. Серийно такие аппараты не производятся.

Преимуществом емкостных бойлеров является то, что можно обеспечить большой объем горячей воды на некоторое время даже при маломощном отопительном котле. Проточные теплообменники с такой задачей не справятся. В емкостных вода подогревается постоянно, а когда нужно принять ванну или душ — отбирается нужное количество из бака.

Недостатками таких аппаратов являются:

  1. большие габариты;
  2. более низкое, по сравнению с проточными теплообменниками КПД — часть тепла уходит через стенки емкости (причем, они имеют большую площадь), даже если она теплоизолированная.

Если возникает необходимость в том, чтобы более мощные ГВС работали в режиме, подобном режиму емкостного нагревателя, то чаще всего используют комбинацию: обычный проточный теплообменник горячего водоснабжения и аккумуляторная утепленная емкость, в которой накапливается горячая вода.

Конструкция теплообменников

Точную классификацию конструкциям дать сложно, у различных авторов и источников она может отличаться.

Но все же чаще всего их делят на следующие группы:

  1. секционные;
  2. змеевиковые;
  3. кожухотрубчатые;
  4. ребристые;
  5. пластинчатые;
  6. пластинчато-ребристые;
  7. сотовые.

В системах горячего водоснабжения используют в подавляющем большинстве случаев только две разновидности кожухотрубчатые и пластинчатые. Разберем их подробнее.

Кожухотрубчатые

Кожухотрубчатые теплообменники марки ВВП-1

В них пучок труб, по которым циркулирует нагреваемая вода, находится в кожухе, по которому проходит сетевая вода.

Такой выбор связан со следующим:

  1. Расход воды ГВС меньше расхода сетевой воды. Поэтому последнюю выгоднее пустить по межтрубному пространству.
  2. Накипь обычно образуется от неподготовленной воды, которую мы нагреваем. Очищать проще внутренние поверхности пучка, чем внешние (почему — узнаем ниже).

Чертеж кожухотрубчатого теплообменника

Сам корпус чаще всего стальной или чугунный, а вот пучок труб изготавливают из материалов, хорошо проводящих тепло, ведь через их стенки и происходит теплообмен. Поэтому выбирают медь или латунь, в редких случаях алюминий. Но можно встретить теплообменники и со стальными трубами.

Конструкция водоводяного теплообменика

Для еще лучшей теплопередачи прибегают и к другим мерам:

  • Стараются сделать стенки труб по возможности наиболее тонкими. Но рассчитывают толщину так, чтобы они выдерживали рабочее давление.
  • Увеличивают площадь контакта сетевой воды и нагреваемой. Для этого трубам придают сложный профиль, снабжают ребрами. Сложный профиль и ребра дают и еще одно преимущество — вблизи их стенок поток воды завихряется, становится турбулентным (ламинарным называют плавный поток). Это увеличивает время контакта ее объемов — а, следовательно, улучшает теплопередачу.

Виды труб, используемых в кожухотрубчатых теплообменниках, представлен на рисунке ниже:

Виды труб, применяемых в кожухотрубчатых теплообменника

  • Увеличивают количество труб в пучке, и располагают их как можно ближе друг к другу.
  • Для того, чтобы увеличить длину труб пучка в кожухе, их располагают не прямолинейно, а завивают в спираль.

На заметку: Впрочем, все эти ухищрения, кроме повышения эффективности приносят еще и проблему — теплообменник становится труднее чистить. Поэтому половина эксплуатируемых аппаратов имеет гладкие прямые трубы.

На торцах кожухи закрываются шайбами с отверстиями для труб, они называются: трубные доски или решетки. Причем, для компенсации температурных деформаций трубы пучка не вваривают, а вальцуют (также поступают и с трубами в котлах). Варианты вальцовки и расположения труб на доске показаны на рисунке ниже.

Варианты вальцовки и размещения труб пучка на трубных досках (решетках)

Как правило, кожухотрубчатые теплообменники систем горячего водоснабжения  собирают из нескольких секций, так проще модернизировать и ремонтировать систему. При необходимости уменьшить или увеличить мощность просто меняем их количество.

Теплообменник собранный из нескольких секций

Межтрубное пространство секций, по которому циркулирует сетевая вода, соединяется простыми прямыми патрубками. Пространство за трубными решетками — U-образными патрубками, еще называемыми калачами. Секции чаще всего собираются вертикально, одна над одной.

Как мы уже говорили, накипь больше всего образуется на внутренних поверхностях труб пучка. Для ее очистки благодаря такой конструкции, даже нет необходимости полностью разбирать теплообменник и отключать его от отопительной системы. Просто отключаем и сливаем воду из системы ГВС, снимаем калачи и прочищаем трубки.

Пароводяной кожухотрубчатый теплообменник

Пароводяной теплообменник

Как мы уже говорили, такой теплообменник встречается реже, и используется чаще всего для нужд водоснабжения самой паровой котельной или расположенных рядом домов, которые не имеют собственных бойлеров. Рассмотрим и его. Чертеж наиболее распространенной разновидности приведен ниже.

Пароводяной бойлер

Его конструкция очень похожа на ранее рассмотренные нами теплообменники горячего водоснабжения. Отличия в следующем.

  1. Межтрубное пространство гораздо больше, так как нагрев воды для водоснабжения происходит в результате конденсации пара — а для этого нужен объем.
  2. Объем за левой (по чертежу) трубной решеткой разделен надвое. В одну половину подводят воду для нагрева, из второй отбирают горячую. То есть, по половине труб она движется слева направо, а по другой половине — справа налево.
  3. Объем за правой решеткой не разделен, в нем потоки воды разворачиваются.
  4. Есть патрубок для подвода пара сверху.
  5. Образовавшаяся в результате конденсации вода, по мере наполнения бойлера отбирается из нижнего патрубка. Чаще всего она возвращается обратно в котел для повторного использования.
  6. Если обычные бойлеры предохранительными клапанами (которые срабатывают при критическом давлении, сбрасывая его) оснащаются редко, то для пароводяного аппарата — это обязательна деталь.
  7. Тоже обязательно на такой бойлер монтируют и манометр или другой датчик давления.

Пластинчатые теплообменники

Пластинчатый теплообменник

Эта разновидность теплообменников появилась в тридцатые годы прошлого века, они моложе кожухотрубчатых аппаратов. Но, немного задержавшись на старте, на сегодня они стремительно вытесняют своих старших собратьев.

Если еще тридцать-сорок лет назад подавляющее количество бойлеров в ГВС были кожухотрубчатыми, то сегодня почти все новые системы делают с пластинчатыми аппаратами.

Узел подогрева воды с пластинчатыми теплообменниками

Чертеж такого теплообменника и схема потоков воды при различных типах сборки на рисунке ниже. Это наиболее распространенная конструкция с гофрами в «елку».

Пластинчатый теплообменник и схема потоков воды в нем

Представляют собой набор пластин, в которых штамповкой создают профиль ходов (это прекрасно видно на фото ниже) для воды. Причем стараются сделать так, чтобы ее путь был по возможности наиболее длинным. По краям пластин имеются четыре отверстия, два из которых связаны с ходами, а два нет.

Пластина для теплообменника

Пластины собираются в пакет с помощью резиновых или паронитовых прокладок таким образом, что полости между ними связаны через одно отверстие.

Получается своеобразный «бутерброд»:

  1. пластина;
  2. каналы, по которым циркулирует сетевая вода;
  3. пластина;
  4. каналы, по которым циркулирует нагреваемая вода;
  5. пластина;
  6. и. т. д.

Один из вариантов движения потоков воды внутри теплообменника

Пластины, как и трубки в кожухотрубчатых теплообменниках, тоже стараются делать максимально тонкими, и выбирают по возможности хорошо проводящий тепло металл: медь, латунь или дюралюминий. Впрочем, большинство пластинчатых теплообменников все же стальные.

Пакеты пластин и прокладок ограничивают сжимными пластинами из толстой стали, и сжимаются шпильками и гайками.

Внимание. При сборке всегда нужно следить за правильностью зажатия, чтобы не повредить чрезмерным усилием прокладку и не перекосить блок пластин.

Есть еще пластинчато-ребристые бойлеры — в них кроме штампованных ходов присутствуют ребра для улучшения теплообмена и увеличения сечения каналов. Но цена  на них на порядок больше, поэтому в системах горячего водоснабжения они встречаются крайне редко.

К достоинствам таких аппаратов можно отнести:

  • Компактность: пластинчатый теплообменник горячего водоснабжения при равной мощности с кожухотрубчатым занимает в 2-3 раза меньше места.
  • Легко можно нарастить или уменьшить мощность, добавив или убрав пластины с прокладками. У кожухотрубчатых бойлеров есть возможность регулировать мощность только целыми  секциями, которые соединены между собой калачами и патрубками.
  • Дешевый ремонт, замена пластины и прокладки стоит копейки.

Но недостатки по сравнению с кожухотрубчатыми тоже есть:

  • Пластинчатые теплообменники не могут работать при высоких давлениях.
  • Они чувствительны к гидроударам.
  • У пластинчатых теплообменников большее гидравлическое сопротивление. В системах без принудительной циркуляции сетевой воды они могут не очень корректно работать.

Потекший от высокого давления пластинчатый теплообменник

Дальше рассмотрим, как подключаются теплообменники в систему отопления и ГВС. Наиболее распространены три варианта. Причем не важно, какие бойлеры используются — пластинчатые или кожухотрубчатые.

Подключение без рециркуляции горячей воды

Простейшая схема подключения теплообменника показана на рисунке ниже, она обычно используется в системе ГВС небольшого частного дома с автономным отопительным котлом.

Схема подключения теплообменника без рециркуляции горячей воды

Делается она следующим образом:

  1. Теплообменник подключается параллельно отопительным приборам. Причем (мы уже говорили об этом) сетевая вода подается в межтрубное пространство кожухотрубчатого бойлера. У пластинчатых аппаратов контуры полностью идентичные, так что там не играет роли, который из них подключать к сети отопления.
  2. В один из патрубков второго контура теплообменника подают холодную воду из водопровода, из другого отбирают горячую.
  3. Вода в теплообменнике движется за счет давления водопровода.

На этом рисунке показана и схема подключения регулятора температуры горячей воды.

Она тоже максимально проста:

  • На теплообменнике устанавливается датчик температуры. На схеме он обозначен В3 и цифрой «5». Также он может монтироваться и на выходе горячей воды.
  • Сигнал от него поступает на микроконтроллер. В данной схеме он также регулирует и отопление, но нам это не важно.
  • Анализируя данные, полученные от датчика, микроконтроллер дает команды электроприводу задвижки (она обозначена 8) Y Привод обозначен 9.
  • Задвижка смонтирована на обратке сетевой воды (обраткой называется трубопровод, в котором вода возвращается в котел — линия из котла называется подачей). Уменьшая расход воды, снижают температуру, увеличивая — поднимают.

Однако такая схема подключения не очень удобна. Если трубопроводы достаточно длинные, то придется долго ждать, пока сойдет холодная вода и пойдет горячая. Поэтому обычно трубопроводы горячей воды закольцовывают и ставят рециркуляционные насосы. Тогда горячая вода постоянно движется по кругу. Подобная схема рассмотрена  ниже.

Насос для рециркуляции ГВС

Подключение с рециркуляцией горячей воды

Схема включения теплообменника с рециркуляцией горячей воды

Если вы еще не встречались со схемами тепловых сетей, то на данной схеме обозначены:

  1. Т1 —  подача сетевой воды из котла.
  2. Т2 — обратка сетевой воды.
  3. Т3 — подача горячей воды.
  4. Т4 — обратка горячей воды.
  5. В1 — подача холодной воды из водопровода.

Эти буквенно-цифровые обозначения общеприняты, и встречаются на всех схемах тепловых систем.

Далее цифрами на сносках обозначены:

  1. теплообменник на горячее водоснабжение;
  2. регулятор температуры (2.1 это клапан, 2.2 датчик который управляет клапаном);
  3. насос для рециркуляции;
  4. водомер;
  5. устройство защита насоса от сухого хода.

Двумя направленными друг к другу вершинами треугольниками обозначены вентиля и задвижки. Если один из треугольников закрашен, то это обратный клапан, который пропускает воду только в одном направлении.

В данной схеме их два. Один — после водомера и подключения водопровода монтируют для того, чтобы рециркуляционный насос не передавил горячую воду из обратки в водопровод. Второй обратный клапан стоит после насоса, и дополнительно защищает его от сухого хода.

В этой схеме возвратившаяся горячая вода смешивается с холодной, что не очень выгодно.

Двухступенчатая схема подключения

Если системы горячего водоснабжения с теплообменником рассчитаны на большой разбор воды, то с целью уменьшения габаритов оборудования используют двухступенчатый подогрев. Так почти всегда монтируют ГВС для многоквартирного дома с централизованной системой отопления.

На заметку: Часто бойлеры работают даже не на одно здание, а на их группу — тогда их размещают в центральных тепловых пунктах (ЦТП).

Схема включения теплообменников для него приведена ниже.

Схема подключения теплообменников для двухступенчатого подогрева воды

Обозначения на этой схеме такие же, как и на предыдущей. Верхняя часть ее тоже аналогична ранее рассмотренной — разница только в том, что в обратку горячей воды (Т4) подключен не водопровод, а подача из еще одного теплообменника (1 ступень),  к которому подключен водопровод (В1). Таким образом, в циркулирующую по системе ГВС воду подмешивается не холодная вода, а заранее подогретая.

Клапан для защиты от передавливания водопровода горячей водой монтируется перед первой ступенью. Регулятор температуры ставится на вторую ступень.

Неисправности теплообменников и их разборка, ремонт и техническое обслуживание

Несмотря на простоту теплообменных аппаратов для ГВС, у них все же бывают неисправности, и они нуждаются в периодическом осмотре и обслуживании. Рассмотрим, как выявить неполадки и устранить их.

Неисправности бойлеров

Все неисправности теплообменников можно свести в две группы:

  1. нарушение герметичности;
  2. ухудшение теплопередачи через поверхности.
Нарушение герметичности

Если нарушена герметичность корпуса кожухотрубчатого теплообменника, или внешнего контура прокладок пластинчатого, то порыв можно заметить визуально. Вода будет вытекать наружу. Дополнительным симптомом наличия порыва является падение давления в системе отопления или горячего водоснабжения.

  • Если все же визуально (что бывает очень редко) найти место утечки невозможно, то в систему подают сжатый воздух (опрессовывают систему) и обмыливанием находят порыв по образованиям пузырей на поверхности.
  • Особое внимание нужно обратить на соединения (фланцевые и резьбовые) и сварные стыки.

Работы по испытанию сетей ГВС высоким давлением

  • Причем, проверять нужно оба контура. Если это кожухотрубчатый теплообменник для горячего водоснабжения, то при подаче сжатого воздуха в трубопроводы отопительной системы, особое внимание обращают на кожух, при опрессовке ГВС — на калачи. Стыки проверяем в обоих случаях.
  • При поиске порыва в пластинчатых теплообменниках, без разницы, в какой контур подали давление — обмыливаем все поверхности.
  • Гораздо сложнее найти порыв поверхностей теплообмена — его не видно, а смешивание сетевой и горячей воды незаметно. Такую неисправность можно обнаружить либо визуально при разборке агрегата, либо, подмешав в сетевую воду краситель — флуоресцеин (уранин).

Упаковка флуоресцеина (уранина)

  • При наличии утечек через теплообменные поверхности, горячая вода окрасится в зеленый цвет. Еще более он будет заметен при подсвечивании ультрафиолетом. После разборки по следам красителя на поверхностях, контактирующих с водой контура ГВС, можно найти и место утечки.

Вода, потекшая из крана при нарушении герметичности теплообменника, будет зеленой

Если не получается найти флуоресцеин (это кстати абсолютно безвредное вещество) то можно попробовать воспользоваться и пищевыми красителями.

Совет. Индикатором того, что есть порыв на внутренних теплообменных поверхностях, служит еще наблюдение воздуха, выходящего из кранов горячей воды в то время, когда опрессовывается контур отопления.

Устраняются порывы с помощью замены трубок или пластин, поврежденных прокладок. Также используется сварка или пайки. В некоторых случаях достаточно просто поджать соединение. Иногда в кожухотрубчатом теплообменнике просто отглушивают поврежденную трубу пучка.

Ухудшение теплопередачи
Накипь на трубках кожухотрубчатого теплообменника Трубка с накипью, с близкого расстояния Накипь на пластинчатом теплообменике

Этот дефект вызывается появлением на теплообменных поверхностях накипи, окислов и других отложений. Признаками является долгое время прогрева теплообменника.

То есть, мы подали нагретую сетевую воду в соответствующий контур, и слишком долго ждем, пока пойдет горячая (она все равно пойдет, но только тогда когда прогреется не только материал труб или пластин а и слой отложений на них). При такой неисправности плохо работают и системы регулирования температуры.

Для устранения этой неполадки отложения удаляют. Возможны три способа выполнения этой работы:

  1. Промывка водой, в которую для большей эффективности нагнетают сжатый воздух.
  2. Химическая промывка кислотами, щелочами или другими средствами.
  3. Механическая очистка — для этого необходимо разбирать теплообменник.
Промывка теплообменника Современное средство для химической промывки Механическая очистка внутренних поверхностей бойлера

Разборка теплообменников

Как мы уже говорили, для ремонта и обслуживания теплообменников в некоторых случаях придется их разбирать. Рассмотрим, как это делается.

Кожухотрубчатые теплообменники

В большинстве случаев, теплообменники на горячее водоснабжение данной конструкции имеют вваренные трубные доски. То есть, разборка с помощью ключей сводится только к снятию входных патрубков и калачей.

  • Дальше можно очисть внутреннюю поверхность трубок пучка, или заменить поврежденные. При удалении развальцованных трубок их приходится высверливать.
  • Извлечь весь пучок с досками для очистки внешних поверхностей трубок почти невозможно, очистить их можно только прорезав окна в кожухе.
  • Хотя очень редко (автор статьи встречался с таким теплообменником) старые кожухотрубчатые бойлеры позволяют разъединить кожух и трубные доски, и извлечь весь пучок. Тогда они монтируются через фланцы и прокладки — но это очень редкий случай.
Пластинчатые теплообменники

С этой разновидностью легче, для разборки просто отвинчиваем гайки, сжимающие пакет пластин и прокладок. Затем можно любым способом очистить каждую пластину и  собрать теплообменник снова.

Правда, особенно если прокладки из паронита, их придется менять на новые, так как при повторном сжатии они вряд ли обеспечат нужную герметичность.

Техническое обслуживание

Как и любое другое оборудование теплообменники нуждаются в техническом обслуживании

Техническое обслуживание (ТО) бойлеров для ГВС ничем не отличается от обслуживания других устройств теплосетей. Как правило, следуя НПА (по нормативно-правовым актам), техническим регламентам и другим регулирующим документами график ТО включает в себя следующие операции.

  1. Осмотры раз в неделю или несколько месяцев. При необходимости поджимаются гайки и болты.
  2. Гидравлические испытания раз в год. При гидравлических испытаниях в систему и теплообменники тоже подается повышенное давление (обычно на 25% больше рабочего). Если в срок до 10 минут не происходит его падения, и не появляются течи, то теплообменник считается герметичным и прошедшим испытания.
  3. Так же ежегодно проводится промывка теплообменников водой с подачей сжатого воздуха.
  4. После испытаний и промывки обычно по необходимости обновляют краску и теплоизоляцию.
  5. Химическая промывка проводится обычно раз в три-пять лет при условии обнаружения ухудшения теплопередачи и наличия отложений. Ежегодно ее не делают из-за того, что при обработке кислотой или щелочью истончаются трубы или пластины. Однако новые современные средства более щадящие к материалам, и при необходимости делать химпромывку можно и чаще.
  6. Так как в трубах горячего водоснабжения могут развиваться бактерии, то ежегодно еще проводят и дезинфекции систем ГВС (контур отопления в этой операции не нуждается). Чаще всего используют раствор хлорной извести, который потом промывают большим количеством воды, но возможно использование и других средств для дезинфекции.

Современное средство для дезинфекции — альтернатива хлорной извести

Можно ли сделать теплообменник своими руками

Самостоятельная сборка теплообменников для ГВС конечно возможна. Но учтите: при этом сэкономить средства вряд ли получится. Стоимость материалов для сборки будет почти сопоставима с ценой готового аппарата.

Причем вряд ли имеет смысл собирать своими руками пластинчатый теплообменник. Он ведь и так чаще всего поставляется, как набор деталей.

Выбивать рельеф множества пластин и вырезать такое же количество прокладок сложной формы дело долгое. Конечно, можно попытаться сделать штампы, но это тоже непросто — к тому же понадобится пресс.

Такое количество прокладок вырезать самостоятельно — очень длительный процесс

С кожухотрубчатыми аппаратами проще, хотя все равно без сварочного аппарата (и соответствующих навыков) не обойтись. Рассмотрим, как собрать медный теплообменник отопления горячего водоснабжения такой конструкции.

Кроме сварочного аппарата нам понадобится следующее оборудование:

  1. набор слесарного инструмента;
  2. дрель со сверлами и зенковками, или что лучше — сверлильный станок;
  3. токарный станок или доступ к нему;
  4. угловая шлифмашинка (болгарка) с отрезными кругами, желательно иметь и оборудование для газовой резки;
  5. насадка на дрель для вальцовки труб соответствующего диаметра.
Сварочный аппарат Набор слесарного инструмента Дрель с набором сверл Угловая шлифмашинка «болгарка» с отрезным кругом Набор для вальцовки труб

Инструкция по созданию такого аппарата будет следующей:

  1. Расчеты мы не приводим, для определения размеров деталей лучше найти чертеж аналогичного заводского агрегата (благо их множество в интернете, и они, как правило, не защищены авторскими правами).
  2. Вначале готовим кожух — это одна из наиболее простых деталей. Берем для него трубу подходящего диаметра, и, если продумывается фланцевое соединение, ввариваем патрубки и фланцы на них для подключения. Именно их нужно вварить заранее, иначе когда будем монтировать трубы пучка, можно легко прожечь.
  3. Дальше готовим трубные доски, необязательно подбирать толщину стали согласно выбранному вами чертежу. Достаточно, чтобы лист металла был не тоньше стенки кожуха. Делаем их как фланцы, то есть вырезаем болгаркой или резаком, потом обрабатываем на наждаке, или что лучше — обтачиваем на токарном станке, сделав диаметр на 0,5-1 мм меньше, чем внутренний диаметр трубы-кожуха.
  4. Размечаем точки установки труб пучка и керним их. Сделать это можно только на одной трубной доске. Потом при сверловке обе доски сожмем в пакет струбцинами, и обработаем их вместе.
  5. Сверлим отверстия и зенкуем их.
  6. Закрепляем трубные доски в кожухе сваркой. Но можно продумать и другой вариант, например: на резьбе — но это не общепринято и гораздо сложнее.
  7. Навариваем фланцы на трубы кожуха.
  8. Нарезаем по размеру медные или латунные трубы пучка.
  9. Устанавливаем их в трубные доски и развальцовываем с обеих сторон.
  10. Таким же образом делаем остальные секции, хотя в некоторых случаях достаточно и одной.
  11. Изготавливаем патрубки для соединения межтрубного пространства секций между собой. Это просто нарезанные по размеру обрезки трубы с приваренными фланцами.
  12. Делаем калачи, для чего гнем куски трубы такого же диаметра, как и труба кожуха, и навариваем на них фланцы. Как правило, из-за маленького диаметра изгиба (по сравнению с соответствующим размером трубы), на «холодную» это сделать невозможно, придется нагревать. Чтобы все калачи получились одинаковыми, желательно изготовить шаблон.

Совет. Можно изготовить калачи из двух отводов труб соответствующего диаметра. Соединяем их между собой и привариваем фланцы.

  1. Изготавливаем переходники-сужения с двумя фланцами для подключения сетей к трубам пучка. Они нужны, потому что диаметр трубопроводов меньше диаметра кожуха.
  2. Соединяем калачами и патрубками секции между собой, монтируем также и переходники для подключения к сетям.
  3. Логично, что следующим этапом была бы сборка и испытание на герметичность. Однако специальный стенд для этого делать не стоит. Подключаем бойлер к тепловым сетям и трубам ГВС, делать это можно одновременно со сборкой секций.
  4. Испытываем наш теплообменник вместе с сетями (о методах мы писали выше) и если все нормально, то окрашиваем его внешние поверхности и укладываем теплоизоляцию.
  5. Запускаем бойлер в работу и получаем удовольствие от горячей воды, подготовленной в устройстве, которое собрано своими руками.

Вот и все, что мы хотели вам рассказать. Надеемся, наша статья дала вам не только общее понятие, что такое теплообменник и горячее водоснабжение,  но и помогла более подробно разобраться в конструкции и схемах подключений этих аппаратов. Еще лучше если мы были и практически полезны, и вы смогли понять принципы монтажа, ремонта  и обслуживания.

Дополнительно можете посмотреть видео в этой статье, там тоже рассказывается о принципах работы теплообменников.  Пусть вода в кране всегда будет теплой, а жилье комфортным!

moikolodets.ru


Смотрите также