Вы здесь

Теплообменник для


Пластинчатый теплообменник для отопления

Кожухотрубная конструкция теплообменника, где среды движутся навстречу друг другу по трубкам, помещенным одна в другую, постепенно уходит в прошлое. Эти громоздкие устройства больших габаритов хотя и функционировали довольно эффективно, но не могли похвастать большим расходом нагреваемой среды. Им на смену пришли новые агрегаты – скоростные пластинчатые теплообменники. Их устройству, принципу действия и применению как раз и посвящена данная статья.

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

Теплообменник для системы отопления своими руками

Теплообменник из медной трубы с припаянными пластинами — важнейший элемент современных отопительных котлов

Главным элементом любой из систем отопления служит особое устройство — теплообменник для отопления дома. в котором происходит передача тепла от генератора тепла к теплоносителю. На современном рынке представлено большое количество различных отопительных котлов, но все их разнообразие не ограничивает фантазию домашних умельцев по части самостоятельного изготовления подобных устройств. В нашей статье читателям будет предложено узнать, для чего нужен теплообменник в системе отопления, как его сделать своими руками и каким способом подключить.

Функция теплообменника в системе отопления

В домашних отопительных системах воздух наиболее часто используются поверхностные теплообменники системы отопления, где тепловая энергия передается через поверхности металлических стенок данного устройства.

Принцип отопления через теплообменник наиболее полно реализован в конструкции газовых, твердотопливных или электрических котлов. Вода циркулирует по изогнутым в виде змеевика трубам, установленным внутри отопительного агрегата, и нагревается от температуры горящего топлива. Нагревшийся теплоноситель уходит в трубопровод отопительной системы, а ему на смену в теплообменник поступает остывшая вода из радиаторов.

До сих пор во многих индивидуальных домах традиционным источником тепла остается печь. Она хороша для обогрева небольшой избы, однако в условиях многокомнатного коттеджа ее тепловая мощность недостаточна. Поэтому в частном доме теплообменник в системе отопления нужен для того, чтобы превратить печку в полноценный водонагревательный котел. Размер и форма самодельного теплообменника для отопления должна вписываться в габариты топливной камеры печи. К этому устройству можно подключить трубопроводы и радиаторы, и тогда отопление дома станет более эффективным.

Виды теплообменников

Если вмонтировать в печь водяной теплообменник для отопления, во всем доме станет гораздо теплее

Более практичны водяные теплообменники для отопления. Это обусловлено тем, что вода намного лучше передает тепловую энергию, чем воздух. Вместе с тем, воздушный теплообменник для отопления также находит применение. Кроме водяного и воздушного, применяется также и теплообменник на дымоход для отопления, который устанавливают не внутрь, а снаружи.

Все выпускаемые промышленностью отопительные устройства оснащены теплообменниками, конструкция которых максимально приспособлена для эффективного нагрева воды.

В заводских условиях теплообменные устройства изготавливают из меди. Труба представляет собой змеевик, поперек изгибов которого расположено множество пластин, обеспечивающих большую площадь теплообмена.

Соорудить у себя дома самодельный теплообменник для отопления, чтобы он был точно как заводской, практически нереально. Поэтому придется выбрать вариант попроще.

Устройство системы

Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома

Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.

Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:

  • построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
  • установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.

Схема кирпичной печи с теплообменником

Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.

Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.

Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок. Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.

Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.

Преимущества отопления с теплообменником

Принцип подключения теплообменника к системе отопления

Если разбираться, для чего нужен теплообменник в системе отопления, можно заметить несколько явных преимуществ:

  1. Простота изготовления. Если в доме уже существует печь, то придется потратиться только на изготовление самодельного теплообменника и монтаж системы отопления.
  2. Комбинированное отопление. Дополнительно к обогреву дома от поверхности печки прибавится водяная система отопления.
  3. Разнообразие видов топлива. Можно топить печь любыми твердыми энергоносителями, в отличие от котлов, ориентированных только на определенный вид топлива.
  4. Красивый внешний вид. Сохранить традиционный вид русской печи бывает полезно при создании интерьера в национальном стиле.

Среди недостатков отопления через теплообменник можно назвать: менее высокий КПД по сравнению с заводскими котлами и отсутствие автоматического контроля за интенсивностью нагрева теплоносителя.

Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб

Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.

Материалы для изготовления

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.

Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.

Расчет мощности теплообменника

Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.

Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:

  • ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
  • толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
  • зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.

Особенности монтажа

Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.

  1. На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
  2. При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
  3. После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.

Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:

До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления. Обратим внимание и на другие сферы их применения.

Воздушное отопление

Если охарактеризовать воздушную систему отопления, можно сказать, что у нее больше минусов, чем плюсов. Воздушные теплообменники для отопления мало распространены в частном жилом секторе, они пока еще не стали привычными.

Преимуществом этой системы называют возможность совмещать обогрев с принудительной вентиляцией. Однако возможные ошибки при ее проектировании и монтаже могут свести преимущества к минимуму. В воздуховодах бывает слышен шум вентилятора, а в помещениях ощущается температурный дисбаланс.

Теплообменники для воздушного отопления существуют прямого нагрева, а также косвенного. В первых из них газовое или дизельное топливо сгорает непосредственно в самом теплообменнике. В других моделях используется промежуточный теплоноситель.

Теплообменник на дымоход

Смонтированный на дымоход теплообменник использует вылетающую в трубу тепловую энергию

На дачах и в банях у «народных умельцев» можно увидеть самодельный водяной или воздушный теплообменник, установленный на дымоход небольшой печи. Получается очень выгодно: тепло не уходит вместе с дымом, а часть его служит для нагрева воды.

Установив теплообменник на дымоход для отопления, можно получать довольно большое количество горячей воды. Конечно, этого не хватит, чтобы обогреть весь дом, но достаточно, чтобы поставить в предбаннике один-два радиатора. Использовать теплообменник на дымоход можно как для отопления, так и для быстрого нагрева воды в бане.

Подобное устройство может быть очень простым в изготовлении. За основу можно взять отрезок большой трубы диаметром 500–700 мм, или сварить бак из нержавейки. В центре конструкции будет проходить вертикальная труба, соответствующая диаметру дымохода, а сверху и снизу должны быть приварены два патрубка.

Отдавая свою температуру теплообменнику, выходящие из печи продукты сгорания быстро остывают. Из-за этого уменьшается тяга в дымоходе и несколько замедляется горение топлива.

Изготовление теплообменника для отопления своими руками может стать способом устроить в доме полноценное водяное отопление без приобретения дорогостоящего оборудования.

Характеристика теплообменников для отопления и их изготовление своими руками

Теплообменники для отопления являются неотъемлемой частью практически любой отопительной системы. Ведь именно через них осуществляется обогрев внешней среды. Основной уют в доме поддерживается за счет комфортной температуры воздуха. Для этого необходимо обеспечить дом хорошим котлом и качественными теплообменниками.

Преимущества водяного теплообменника

Существует огромное количество вариантов отопительной системы. Однако большинство из них имеют водяной теплообменник. Это наиболее качественный, популярный и недорогой вариант, который позволяет поддерживать оптимальную температуру помещения регулярно. Такое устройство наиболее актуально для частного дома или квартиры. Но когда речь заходит о других видах помещения, то стоит задуматься о других разновидностях. Ведь в бане более актуальным станет теплообменник, изготовленный из кирпича. Только он по-настоящему может раскрыть весь потенциал парной. Водяная система в бане будет не столь актуальна.

Современные специализированные магазины полны подобных товаров. Здесь можно найти устройства компаний-производителей разного качества, уровня обмена температурами и ценовых категорий. Цена на устройство может быть самой разной, в зависимости от большого количества факторов. Однако если даже самый дешевый вариант не по карману, то можно изготовить теплообменник своими руками.

Функции и виды теплообменника

Теплообменник для системы отопления частного дома чаще всего предусматривает устройство, которое имеет поверхностный контакт. В таком случае имеется теплообменник, который подогревается изнутри и через поверхность. Чаще всего это металл, который и осуществляет обогрев воздуха вокруг.

Принцип работы наиболее полно раскрывается в отопительной системе, которая имеет газовые, твердотопливные или электрические котлы. От нагревательного устройства по всей системе отопления направляется горячая вода. Она циркулирует по трубам и теплоносителям, которые имеют изогнутую форму. Такая конфигурация задерживает воду, как следует прогревая ее. В конце пути холодная вода снова поступает к котлу, где заново начинает нагреваться.

Еще одним вариантом может стать классическая печь. Она довольно эффективно справляется со своей функцией, однако предназначена только для маленьких помещений. Если есть необходимость отопить коттедж, то такого теплообменника будет недостаточно. Такое устройство будет актуальным в каком-то маленьком домике или же бане. Чтобы превратить печь в полноценный отопительный котел, необходимо предусмотреть для нее водяной теплообменник. В таком случае появляется возможность отапливать даже 2-этажный коттедж при помощи каменной печи. Что касается размеров теплообменников, то они зависят от размеров топливной камеры отопительного устройства.

Теплообменник для отопления лучше всего выбирать водяной. Связано это с тем, что вода значительно лучше проводит тепло, чем воздух. Ее способность повысить температуру помещения значительно выше, чем у воздушных теплообменников.

Все отопительные системы, которые изготавливаются в заводских условиях, имеют в своем оснащении теплообменники. Их устройство достаточно сложно, сделать их своими руками практически невозможно. Именно поэтому придется прибегать к более простым вариантам. Теплообменник изготавливается в виде змеевика и имеет внутри множество поперечных пластин, которые увеличивают обогреваемую площадь. Именно такие конструкции используются для отопления частного дома.

Изготовление самодельного теплообменника

Чтобы изготовить теплообменник своими руками. необходимо учесть множество нюансов. Только тщательно продумав все этапы работы, в конечном результате вы получите устройство, которое сможет обеспечить оптимальную температуру в доме. Основным плюсом устройства, изготовленного своими руками, является то, что цена такого изделия значительно ниже, ведь тратиться придется только на покупку материалов.

Чтобы обеспечить максимальный уровень отопления дома, необходимо правильно выбрать материал для теплообменника. Каждый металл имеет свой уровень теплопроводности. У меди этот показатель в 7 раз выше, чем у стали, поэтому 2 трубы одинакового диаметра способны обеспечивать разный уровень обогрева. Поэтому оптимальным вариантом для такого устройства является именно медь. Цена при этом у данного материала вполне приемлема.

Что касается определения мощности теплообменника, то данные вычисления достаточно трудны. Связано это с тем, что слишком большое количество факторов влияет на этот показатель. Однако в среднем один метр змеевика диаметром в 50-60 мм способен выдавать 1кВт тепловой мощности. От этого показателя можно отталкиваться при проведении расчетов.

Особенности конструкции при изготовлении своими руками могут быть самыми разными. Можно сварить трубу в виде змеевика или же обычного прямоугольника, однако есть перечень правил, на которые стоит обращать внимание в обязательном порядке:

  1. Диаметр внутренней части трубы не должен быть меньше 5 мм. В противном случае вода может просто закипеть.
  2. Чтобы не допустить перегрева металла, толщина стенок должна быть не менее 3 мм.
  3. Между стенками топки и теплообменником должен быть зазор, размер которого 10-15 мм. Ведь металл имеет свойство расширяться.

Такими основными правилами обладает водяной теплообменник. Его изготовление (при должном владении сваркой) не составит особого труда. Правильный подход к системе отопления дома позволит обеспечить комфортные условия проживания.

Обязательно прочтите эти материалы:

    • Труба дымохода в бане
    • Теплообменники для горячего водоснабжения

Как сделать теплообменники своими руками?

Теплообменник — устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одного теплоносителя другому.

Такой процесс может быть осуществлён несколько раз в одной системе, ведь частным случаем теплообменника является и радиатор отопления. и газовый или электрический котёл.

Наиболее распространённая модель теплообменника, используемая в системе отопления, представляет собой 2 металлические ёмкости, которые подобно матрёшке находятся одна в другой, и через металлическую стенку производят передачу тепла.

Достоинства такого механизма заключается в том, что благодаря герметичной конструкции не происходит взаимное перемешивание однородных сред, а при использовании разных по физическим свойствам теплоносителей не происходит перемешивания.

Делаем своими руками

Прежде, чем приступать к изготовлению теплообменника, необходимо определиться с тем какой принцип передачи тепла будет реализован в таком устройстве.

Изготовление пластинчатого теплообменника

Для изготовления такого устройства необходимо приготовить следующие материалы и инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • 2 листа нержавеющей рифлёной стали толщиной 4 мм;
  • плоский лист нержавеющей стали толщиной 4 мм;
  • электроды;
  1. Из нержавеющей, рифлёной стали нарезаются квадраты со стороной 300 мм, в количестве 31 шт.
  2. Затем. из плоской нержавейки нарезается лента шириной 10 мм и общей длиной 18 метров. Данная лента разрезается на отрезки длиной 300 мм.
  3. Рифлёные квадраты свариваются друг с другом. полосой 10 мм с двух противоположных сторон, таким образом, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
  4. В итоге. получается 15 секций, обращённых в одну сторону, и 15 в другую в одном корпусе кубической формы. Рифлёная поверхность таких секции позволяет эффективно передавать теплоту от одного теплоносителя другому, при этом, не происходит взаимное перемещение различных или однородных сред.
  5. В том случае. когда используется для передачи тепла не воздушная масса, а жидкость, к тем секциям, в которых будет циркулировать вода, приваривается коллектор из нержавеющей стали. Коллектор изготавливается из плоской нержавейки. Для этой цели болгаркой вырезаются прямоугольники: 300 *300 мм — 2 шт; 300 *30 мм — 8 шт. Таким образом, получится комплект, из которого сваривается 2 коллектора, которые напоминают по своей форме квадратную крышку от коробки.
  6. В каждом из коллекторовделается отверстие. к которому приваривается патрубок для последующего соединения с трубами отопительной системы или обеспечения горячим водоснабжением.
  7. Отверстия на коллекторах делаются у одного из углов а, а при установке их на теплообменник входной патрубок должен быть расположен в нижней части такой конструкции, а выходной — в верхней.

Рассмотренный выше теплообменник устанавливается открытой стороной в систему циркуляции горячих газов.

Таким образом, раскалённый газообразный теплоноситель будет передавать теплоту рифлённым стенкам нержавеющих пластин, которые, в свою очередь, будут нагревать жидкость.

Теплообменник такой конструкции можно использовать для передачи тепла от одной жидкости, к другой. Для этого на открытые части пластин приваривается с 2 сторон стальная рубашка с патрубком вышеописанной конструкции.

Изготовление водяного теплообменника для печи

Обычная дровяная печь может не только отапливать помещение традиционным способом, но и использоваться для нагрева воды для отопления комнат, в которых данный обогревательный прибор не установлен.

Для изготовления такого устройства понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • труба стальная диаметром 325 мм, длиной 1 метр;
  • труба стальная диаметром 57 мм, длиной 6 метров;
  • стальной лист толщиной 4 мм;
  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • газовый резак;
  • белый маркер;
  1. Цилиндр из трубы диаметром 325 мм устанавливается вертикально на стальной лист и обводится маркером или мелом.
  2. Обведённая окружность вырезается газовым резаком. Затем по получившемуся металлическому блину изготавливается ещё одна окружность такого же диаметра.
  3. В каждом из таких блинов вырезается 5 отверстий диаметром 57 мм. Такие отверстия должны быть равноудалены друг от друга, а также от середины блина и его края. Блины привариваются к цилиндру таким образом, чтобы их отверстия располагались напротив друг друга.
  4. Труба 57 мм нарезается болгаркой на отрезки длиной 101 см. Необходимо подготовить 5 таких отрезков.
  5. Каждый отрезок трубы устанавливается в отверстия таким образом, чтобы края этой трубы на 1 мм выходили из отверстий верхних и нижних «блинов». Электросваркой отрезки труб свариваются. В результате, получается металлический цилиндр, внутри которого находятся трубы меньшего диаметра. По этим трубам будет проходить горячий воздух и дымовые газы, в результате чего, труба будет нагреваться и через свои стенки передавать тепло жидкости, которая будет находиться внутри цилиндра.
  6. Для осуществления циркуляции жидкости внутри металлического цилиндра, в нижней и верхней его части привариваются патрубки. Снизу такой конструкции будет подаваться холодная вода, в верхней — осуществляться забор нагретой таким образом жидкости.

Воздушный теплообменник

Воздушный теплообменник — это пластинчатый прибор, который изготавливается по тому же принципу, как и вышеописанный в данной статье пластинчатый теплообменник, только с той лишь разницей, что коллектор на такое устройство не устанавливается.

Как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, через устройство в качестве теплоносителя используется газ. Только для нагрева используются горячие газы образованные в результате горения топлива, а в качестве нагреваемого газа выступает воздух, который для большей эффективности может подаваться через теплообменник принудительно с помощью вентилятора.

Труба в трубе

Теплообменники такой конструкции очень просты в изготовлении и в эксплуатации.

Для того, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно, понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • электросварка;
  • электроды;
  • болгарка;
  • труба диаметром 102 мм, длиной 2 метра;
  • труба диаметром 57 мм. длиной 2 метра;
  • стальной лист толщиной 4 мм;
  1. Из листовой стали вырезаются заглушки, в середине которых делаются отверстия диаметром 57 мм.
  2. Эти заглушки привариваются к трубе 102 мм, таким образом, чтобы отверстия заглушек оказались посередине диаметра трубы. В эти отверстия заводится труба 57 мм и качественно проваривается по окружности.
  3. В основной трубе 102 мм делается 2 отверстия для установки входящего и выходного патрубков. Эти отверстия должны располагаться как можно дальше друг от друга.

Принцип работы такого теплообменника очень прост: горячий теплоноситель, проходя по трубе меньшего диаметра, через металлические стенки трубы отдаёт тепло, жидкости, которая находится в полости трубы большего диаметра. Таким образом, происходит передача тепловой энергии, в то же время не происходит перемешивания жидкостей, которые могут быть не однородны, например вода и минеральное масло.

При подключении такой системы, как правило, теплообменник располагается в горизонтальной плоскости, а циркуляция жидкостей для повышения КПД осуществляется разнонаправлен

Чертеж собранного водо-водяного теплообменника труба в трубе:

Промывка теплообменника

Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.

Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.

Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.

Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.

Подобным образом происходит очистка системы теплообмена «труба в трубе». Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.

Существует 2 типа теплообменников:

Поверхностный

Наиболее распространённый тип теплообменника, который получил распространение не только в системах отопления зданий, но и во многих производственных процессах. В качестве теплоносителя, который может быть использован для передачи тепла в таких устройствах, используется не только вода, но и водяной пар, различные минеральные масла и химические вещества.

Поверхностные модели разделяются на рекуперативные и регенеративные:

  1. Рекуперативные — передают тепло через стенку теплоносителя.
  2. Регенеративные — такие теплообменники функционируют в периодическом режиме. Сначала горячий теплоноситель нагревает поверхность теплообменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.

Смесительный

При использовании такого вида устройств, происходит проникновение горячего теплоносителя в холодный. В результате такого смешивания, происходит прямая передача тепла. В системе отопления такой вид теплопередачи используется редко.

Обычно, смесительный способ, применяется при солнечном нагреве воды, когда теплоноситель из теплогенератора поступает в накопительную ёмкость, в которой происходит смешивание, горячей и холодной жидкости.

Блиц-советы

  1. Чтобы избежать образования накипи в системе отопления. необходимо использовать только дистиллированную воду. Большое количество дистиллированной воды для этой цели можно изготовить в домашних условиях пропуская через теплообменник «труба в трубе» водяной пар.
  2. Используя самодельное устройстводля теплообмена между газами. образованными в результате сгорания топлива и жидкостью, необходимо все монтажные работы производить с наивысшей тщательностью, чтобы в результате недостаточной герметизации дымохода не поступал угарный газ в помещение.
  3. При использовании котлов или печек. в которых используется естественная тяга воздуха в дымоходе, площадь сечения дымохода внутри теплообменника не должна быть меньше площади патрубка котла или печки.

Источники: http://strojdvor.ru/otoplenie/izgotovlennyj-svoimi-rukami-teploobmennik-budet-sluzhit-serdcem-sistemy-otopleniya-doma/, http://etapech.ru/teploobmenniki/teploobmennik-dlya-otopleniya.html, http://housetronic.ru/otoplenie/element/device/teploobmenniki-svoimi-rukami.html

msklimat.ru

Для чего нужен теплообменник в системе отопления

Главная » Отопление » Для чего нужен теплообменник в системе отопления

Теплообменник из медной трубы с припаянными пластинами — важнейший элемент современных отопительных котлов

Главным элементом любой из систем отопления служит особое устройство — теплообменник для отопления дома, в котором происходит передача тепла от генератора тепла к теплоносителю. На современном рынке представлено большое количество различных отопительных котлов, но все их разнообразие не ограничивает фантазию домашних умельцев по части самостоятельного изготовления подобных устройств. В нашей статье читателям будет предложено узнать, для чего нужен теплообменник в системе отопления, как его сделать своими руками и каким способом подключить.

Функция теплообменника в системе отопления

В домашних отопительных системах воздух наиболее часто используются поверхностные теплообменники системы отопления, где тепловая энергия передается через поверхности металлических стенок данного устройства.

Принцип отопления через теплообменник наиболее полно реализован в конструкции газовых, твердотопливных или электрических котлов. Вода циркулирует по изогнутым в виде змеевика трубам, установленным внутри отопительного агрегата, и нагревается от температуры горящего топлива. Нагревшийся теплоноситель уходит в трубопровод отопительной системы, а ему на смену в теплообменник поступает остывшая вода из радиаторов.

До сих пор во многих индивидуальных домах традиционным источником тепла остается печь. Она хороша для обогрева небольшой избы, однако в условиях многокомнатного коттеджа ее тепловая мощность недостаточна. Поэтому в частном доме теплообменник в системе отопления нужен для того, чтобы превратить печку в полноценный водонагревательный котел. Размер и форма самодельного теплообменника для отопления должна вписываться в габариты топливной камеры печи. К этому устройству можно подключить трубопроводы и радиаторы, и тогда отопление дома станет более эффективным.

Виды теплообменников

Если вмонтировать в печь водяной теплообменник для отопления, во всем доме станет гораздо теплее

Более практичны водяные теплообменники для отопления. Это обусловлено тем, что вода намного лучше передает тепловую энергию, чем воздух. Вместе с тем, воздушный теплообменник для отопления также находит применение. Кроме водяного и воздушного, применяется также и теплообменник на дымоход для отопления, который устанавливают не внутрь, а снаружи.

Все выпускаемые промышленностью отопительные устройства оснащены теплообменниками, конструкция которых максимально приспособлена для эффективного нагрева воды.

В заводских условиях теплообменные устройства изготавливают из меди.  Труба представляет собой змеевик, поперек изгибов которого расположено множество пластин, обеспечивающих большую площадь теплообмена.

Соорудить у себя дома самодельный теплообменник для отопления, чтобы он был точно как заводской, практически нереально. Поэтому придется выбрать вариант попроще.

Устройство системы

Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома

Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.

Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:

  • построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
  • установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.
Схема кирпичной печи с теплообменником

Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.

Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.

Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок. Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.

Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.

Преимущества отопления с теплообменником

Принцип подключения теплообменника к системе отопления

Если разбираться, для чего нужен теплообменник в системе отопления, можно заметить несколько явных преимуществ:

  1. Простота изготовления. Если в доме уже существует печь, то придется потратиться только на изготовление самодельного теплообменника и монтаж системы отопления.
  2. Комбинированное отопление. Дополнительно к обогреву дома от поверхности печки прибавится водяная система отопления.
  3. Разнообразие видов топлива. Можно топить печь любыми твердыми энергоносителями, в отличие от котлов, ориентированных только на определенный вид топлива.
  4. Красивый внешний вид. Сохранить традиционный вид русской печи бывает полезно при создании интерьера в национальном стиле.

Среди недостатков отопления через теплообменник можно назвать: менее высокий КПД по сравнению с заводскими котлами и отсутствие автоматического контроля за интенсивностью нагрева теплоносителя.

Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб

Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.

Материалы для изготовления
Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.

Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.

Расчет мощности теплообменника

Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.

Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:

  • ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
  • толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
  • зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.
Особенности монтажа
Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.

Порядок действий:

  1. На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
  2. При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
  3. После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.

Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:

До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления. Обратим внимание и на другие сферы их применения.

Воздушное отопление

Если охарактеризовать воздушную систему отопления, можно сказать, что у нее больше минусов, чем плюсов. Воздушные теплообменники для отопления мало распространены в частном жилом секторе, они пока еще не стали привычными.

Преимуществом этой системы называют возможность совмещать обогрев с принудительной вентиляцией. Однако возможные ошибки при ее проектировании и монтаже могут свести преимущества к минимуму. В воздуховодах бывает слышен шум вентилятора, а в помещениях ощущается температурный дисбаланс.

Теплообменники для воздушного отопления существуют прямого нагрева, а также косвенного. В первых из них газовое или дизельное топливо сгорает непосредственно в самом теплообменнике. В других моделях используется промежуточный теплоноситель.

Теплообменник на дымоход

Смонтированный на дымоход теплообменник использует вылетающую в трубу тепловую энергию

На дачах и в банях у «народных умельцев» можно увидеть самодельный водяной или воздушный теплообменник, установленный на дымоход небольшой печи. Получается очень выгодно: тепло не уходит вместе с дымом, а часть его служит для нагрева воды.

Установив теплообменник на дымоход для отопления, можно получать довольно большое количество горячей воды. Конечно, этого не хватит, чтобы обогреть весь дом, но достаточно, чтобы поставить в предбаннике один-два радиатора. Использовать теплообменник на дымоход можно как для отопления, так и для быстрого нагрева воды в бане.

Подобное устройство может быть очень простым в изготовлении. За основу можно взять отрезок большой трубы диаметром 500–700 мм, или сварить бак из нержавейки. В центре конструкции будет проходить вертикальная труба, соответствующая диаметру дымохода, а сверху и снизу должны быть приварены два патрубка.

Отдавая свою температуру теплообменнику, выходящие из печи продукты сгорания быстро остывают. Из-за этого уменьшается тяга в дымоходе и несколько замедляется горение топлива.

Изготовление теплообменника для отопления своими руками может стать способом устроить в доме полноценное водяное отопление без приобретения дорогостоящего оборудования.

strojdvor.ru

Теплообменник для горячей воды от отопления позволяет регулировать температуру тепла и экономить

Чтобы в доме обеспечить уютные условия на зимний период, понадобится его оборудовать хорошим котлом и качественными теплообменниками. Что это такое? Теплообменник для горячей воды от отопления – это неотъемлемый элемент почти, что любой отопительной системы. Благодаря им обогревается внешнее пространство. Комфортные условия обеспечиваются за счет определенной температуры воздуха.

Данное устройство не обладает собственным источником тепла, его работа напрямую зависит от поступления тепловой энергии от централизованной обогревательной системы. Исходя из этих данных, можно определить, что печка или котел не относятся к таким устройствам. А вот щит или лежанка, которые отражают тепло дымовых газов, исходящее от печи, являются яркими примерами теплообменника. Благодаря их наличию в помещении нагревается воздух.

В сущности, теплообменник для горячей воды от отопления может быть обычной трубой, использующейся для передачи определенной температуры теплоносителя, которая значительно отличается от температуры воздуха обогреваемого помещения.

Зачем нужен теплообменник?

Есть достаточно много видов отопительных систем. Но в конструкции большинства из них есть водяной теплообменник. Для чего нужен этот агрегат? Он является одним из популярных, недорогих и одновременно качественных решений дающих возможность поддерживать регулярную температуру в помещении. Устройство подобного типа довольно актуально для частного дома или квартиры.

Но в том случае, когда идет речь о других типах помещений, нужно рассмотреть другие виды теплообменников. Допустим в бане, наиболее нужен теплообменник кирпичный. С его помощью можно по настоящему открыть все прелести парной. Водная система не будет настолько же хороша в помещении данного типа.

Если рассматривать вопрос о том какую роль играет теплообменник в системе отопления, можно увидеть некоторые яркие преимущества:

  1. Простота исполнения. Если в доме уже есть в наличии печь, деньги придется тратить только на то, чтобы самостоятельно сделать теплообменник и установку отопительной системы.
  2. Комбинированное отопление. Помимо обогрева дома печью, появится еще и водяная отопительная система.
  3. Разнообразие горючих материалов. В отличие от котлов, которые сделаны непосредственно под определенный вид топлива, печь можно топить любым твердым топливом.
  4. Внешняя эстетика. Во время создания интерьера в национальном стиле, традиционный вид русской печи его прекрасно дополнит.
  5. К недостаткам обогрева с помощью теплообменника можно причислить: более низкий КПД в отличие от котлов заводского исполнения и отсутствие автоматического контроля за уровнем нагрева теплоносителя.

В специализированных магазинах достаточно много такого товара. Здесь вам предложат товар самого разного качества, уровня обмена температур и цены от самых разных производителей. Цена на данный товар бывает самая разная, и зависящая от множества факторов. Но в том случае если приобрести готовое устройство вам не позволяет бюджет, его можно сделать самостоятельно.

Принцип действия и виды теплообменника

Теплообменник для отопления частного дома имеет конструкцию, которая обладает поверхностным контактом. В целом это работает следующим образом, теплообменник, подогреваясь изнутри, выдает тепловую энергию через собственную поверхность. Зачастую он делается из металла, который осуществляет нагрев окружающего воздуха.

В полной мере весь принцип работы показывается в системе отопления при наличии газового, электрического либо твердотопливного котла. От устройства нагрева по всей отопительной системе идет горячая вода. Она циркулирует по трубам и теплоносителями имеющих изогнутую форму. Данная конфигурация позволяет задерживать воду, хорошо ее прогревая. В конечной точке холодная вода заново поступает в котел, где ее нагрев осуществляется заново.

Как вариант можно использовать обычную классическую печь. Она достаточно хорошо выполняет свою задачу, но ее спектр действия ограничен только маленькими помещениями. В том случае если подразумевается отопление коттеджа, такого теплообменника будет маловато. Данная конструкция наиболее подходит для бани либо маленького домика.

Для превращения печи в настоящий отопительный котел, нужно подобрать для нее водяной теплообменник. При таком раскладе с помощью каменной печи можно отапливать даже двух этажный коттедж. Если же коснуться вопроса о размере теплообменников, можно сказать что они напрямую зависят от размеров топливной камеры отопительного устройства.

Водяной является наиболее удачным вариантом среди теплообменников. Это связано с тем, что теплопроводность воды значительно выше, чем у воздуха. Теплообменник данного типа справляется со своей задачей намного эффективней, чем воздушный.

Все заводские системы отопления оснащены теплообменниками. Устройство такой конструкции довольно сложное и самостоятельно их собрать практически нереально. Именно по этой причине приходится использовать более простые варианты. Теплообменник делается в виде змеевика, внутри которого есть большое количество поперечных пластин, что позволяет увеличить обогреваемую площадь. Конструкции такого типа наиболее популярны для отопления частных домов.

Как сделать теплообменник своими руками?

Для того самостоятельно сделать теплообменник нужно учесть множество нюансов. Только после тщательного анализа всех этапов работы, можно создать конструкцию позволяющую обеспечивать комфортную окружающую температуру. Главным преимуществом такого устройства является его цена, ведь она зависит только от цены материалов, которые потребуется купить для ее изготовления.

От того какой выбран материал, из которого будет изготовлен теплообменник зависит уровень обогрева помещения. У каждого металла есть свой уровень теплопроводности. Медь в 7 раз опережает по этому показателю сталь. Исходя из этого, можно сказать, что две трубы одного диаметра, но изготовленные из разных материалов будут иметь разный уровень обогрева. Таким образом, медь является наиболее удачным вариантом для изготовления такого устройства. Тем более что цена у данного материала довольно приемлемая.

Больше трудностей можно испытать в момент определения мощности теплообменника. Это все из-за того что довольно много факторов влияет на данный показатель. Но в среднем можно сказать что, 1 метр змеевика диаметром около 50-60 мм выдает около 1 кВт тепловой энергии. Во время расчета можно использовать эти данные.

Конструкция при самостоятельном изготовлении может быть самой разной. Можно сделать из трубы обычный прямоугольник, либо сварить ее в виде змеевика, но тут есть достаточно список правил, которых нужно строго придерживаться:

  1. Внутренний диаметр трубы не должен быть менее 5 мм, иначе вода внутри может запросто закипеть.
  2. Для предотвращения перегрева металла, стенки должны быть не тоньше 3 мм.
  3. Между теплообменником и стенками топки должен быть зазор, который должен составлять около 10-15 мм. Это связано со свойством металла расширяться во время нагревания.

Самостоятельно сделав теплообменник для отопления, домовладелец может быть уверен, что его печь с водяным контурам ни чем не будет уступать заводскому твердотопливному котлу по параметрам обогрева помещения. Отличие состоит только в том, что входное отверстие теплообменника у печки несколько выше над уровнем пола, чем у заводского котла. Данный нюанс может существенно повлиять на скорость циркуляции теплоносителя.

Теплообменник нужно подключить к системе таким образом, чтобы обратка (труба с холодной водой) располагалась как можно ниже.

Как и в обычной отопительной системе, на верхнюю точку трубопровода необходимо установить расширительный бачок. Он будет служить для компенсации изменения объема нагретой воды и выпускать из системы воздух. Если же система с естественной циркуляцией не будет справляться с обогревом большого коттеджа, тогда в конструкцию устройства необходимо включить циркуляционный насос.

Вот в принципе так выглядят основные правила водяного теплообменника. При наличии навыков ведения сварочных работ, самостоятельное изготовление данной конструкции не составит большого труда. Основательный подход к изготовлению отопительной системы, позволит обеспечить уют и комфорт в холодное время года. Теплообменники для обмена горячего водоснабжения можно изготовить своими руками.

santehnikportal.ru

Теплообменники для отопления: принцип работы и тонкости эксплуатации

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

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

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

Типы теплообменников для отопления

Значение теплообменника для котла неоценимо. Именно от этого устройства зависит прямое назначение и конструкция применяемого котла.

По типу передачи энергии жидкостям различают такие разновидности теплообменников:

  • Первичный. Для этого типа характерна передача тепла от газа.
  • Вторичный. Передача тепла производится от жидкости к теплоносителю.
  • Битермический. Их отличие заключается в двойном обмене тепла от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю.
Первичный

Первичный теплообменник - это медная труба, выполненная в форме змеевика. В ее плоскости устанавливаются медные пластины.

Поверхность устройства покрывается краской, защищающей от ржавчины и повреждений. Мощность такого оборудования зависит от размера трубы и количества ребер.

Первичные теплообменники в своем большинстве не имеют значительных конструктивных отличий. Отличия приборов состоят только в вариантах подключения, габаритах трубы и мощности агрегата.

В ходе эксплуатации прибора могут возникнуть такие затруднения, как отложение солей на стенках устройства, что значительно снижает его эффективность. Для профилактики необходимо своевременно производить очистку, промывку и техническое обслуживание прибора.

Предупредить отложения внутри труб и увеличить срок эксплуатации можно, используя специальные фильтры.

Вторичный

Вторичные теплообменники, которые также называют теплообменниками горячего водоснабжения (ГВС), оснащены специальными, соединенными между собой пластинами из нержавеющей стали.

Вторичные теплообменники отличаются хорошей степенью теплопроводности и достаточно большой площадью теплообмена. Кроме того большая скорость потока исключает возможность отложения солей на внутренних стенках прибора.

Мощность и площадь теплообмена во многом зависит от количества установленных пластин.

Битермический

Главным отличием этого типа является наличие одновременно двух контуров: ГВС и отопления. Конструкция агрегата - это труба внутри другой трубы. Также имеются пластины из меди, установленные на поверхности.

Наружная труба устройства обеспечивает движение жидкости в системе отопления. Внутренняя труба выполняет функцию циркуляции санитарной воды.

В режиме отопления газы, сгорая, отдают тепло, которое доставляется сразу к теплоносителю. В случае, работы от ГВС, тепло направляется сначала к теплоносителю, а уже потом к контуру.

Внимание! При использовании битермического теплообменника для жилого помещения, необходимость установки вторичного теплообменника и трехкодового клапана полностью отпадает. За счет этого значительно снижается стоимость котла и возрастает его надежность.

Из недостатков битермического теплообменника можно выделить следующее:

  • Ограничение передачи тепла в режиме ГВС, за счет чего снижается объем нагретой воды, по сравнению с другими типами теплообменников.
  • Не рекомендуется использовать этот тип оборудования в тех областях, где вода насыщена солями. Главная причина – очень быстрое отложение солей за счет значительного перепада температур.

Заключение

Теплообменник – это один из ключевых элементов системы отопления. Главная функция теплообменника – это передача тепла от нагревателя к холодному теплоносителю.

Теплообменники могут быть водяным или паровыми. Область их применения не ограничивается какой-то определенной сферой. Они активно используются в энергетике, металлургии, пищевой и других промышленностях, в системах отопления, вентилирования и в бытовых условиях.

Принцип работы теплообменника заключается в циркуляции жидкости в закрытом пространстве, которая и является теплоносителем. Выбирать теплообменник необходимо с учетом его предназначения, условий эксплуатации и необходимой площади теплообмена.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу устройства и увеличить срок его эксплуатации необходимо своевременно производить техническое обслуживание, прочистку и промывку агрегата.

Бойлер косвенного нагрева – что это такое, принцип работы и схемы подключения узнайте из видео:

Обзор теплообменника отопления для котла Daewoo MSC ICH 100 посмотрите на видео:

Поделиться:

Нет комментариев

holodine.net

Теплообменник отопления: пластинчатые, подключение для системы частного дома

К числу основных элементов системы отопления можно отнести теплообменники. Функции такого отопительного агрегата многочисленны и очень важны, ведь именно от этого прибора напрямую зависит назначение и конструкция используемого котла.

Через теплообменник непосредственно осуществляется передача выработанной энергии от сгораемого к самому теплообменнику.

Теплообменник современного типа состоит из нескольких частей, каждая из которых играет свою важную роль:

  • неподвижной плиты, к которой присоединяются все подводимые патрубки;
  • прижимной плиты;
  • теплообменных пластин со вставленными прокладками уплотнительного типа;
  • верхней и нижней направляющих;
  • задней стойки;
  • шпилек с резьбой.

На данном изображении представлен кожухотрубный теплообменник.

Благодаря такой уникальной конструкции теплообменник способен обеспечивать наиболее эффективную компоновку всей поверхности используемого теплообменника, что дает возможность создавать небольшой по габаритам аппарат отопления. Абсолютно все пластины в собранном пакете одинаковы, только часть из них развернута к другой под углом в 180 градусов. Именно поэтому во время необходимого стягивания всего пакета должны образовываться каналы. Именно через них во время процесса нагрева и протекает рабочая жидкость, принимающая участие в теплообмене. Благодаря такой компоновке элементов системы достигается правильное чередование каналов.

На сегодняшний день можно смело утверждать, что теплообменники пластинчатого типа из-за своих технических характеристик являются более популярными. Ключевой элемент любого современного теплообменника — это теплопередающие пластины, которые изготавливаются из стали, не подверженной коррозии, толщина пластин находится в диапазоне от 0,4 до 1 мм. Для изготовления используется высокотехнологичный метод штамповки.

Во время работы пластины прижимаются друг к другу, образуя тем самым щелевые каналы. Лицевая сторона каждой из таких пластин имеет специальные канавки, куда специально устанавливается резиновая контурная прокладка, которая обеспечивает полную герметичность каналов. Всего имеется четыре отверстия, два из них необходимы для обеспечения подвода и отвода нагреваемой среды к каналу, а два другие отвечают за предотвращение случаев перемешивания греющей и нагреваемой сред. На случай прорыва одного из малых контуров пластинчатые теплообменники защищены дренажными пазами.

Если имеет место большая разница в расходе сред и совсем небольшое отличие в конечных температурах, то есть возможность многократно использовать теплообменный процесс, который будет происходить через петлеобразное направление потоков.

Схема устройства теплового агрегата пластинчатого типа.

Пластинчатые теплообменники обеспечивают такую схему теплообмена, при которой жидкости двигаются навстречу, то есть в постоянном противотоке. В тех местах, где они перетекают, как правило, устанавливают стальную пластину или специальное двойное резиновое уплотнение. Так можно добиться полного исключения смешения жидкостей.

Используемый вид гофрирования пластин, а также их необходимое количество, которое устанавливается в раму, зависит от эксплуатационных требований, предъявляемых к пластинчатому теплообменнику. Материал, который используется для изготовления уплотнительных прокладок, может быть разным. Это зависит от условий применения самих теплообменников. Обычно при изготовлении используют различные полимеры, за основу которых берутся синтетические или натуральные каучуки.

Пластинчатые теплообменники: области применения

Пластинчатые теплообменники применяются в системе отопления дома, горячего водоснабжения, в системах кондиционирования в больших коттеджах, школах, садах, бассейнах, в целых микрорайонах, а также в системе отопления домов сельской местности. Широкое применение пластинчатые теплообменники нашли в пищевой промышленности.

Теплообменники для отопления имеют ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с остальными устройствами, используемыми для создания подходящего микроклимата.

Подобные отопительные приборы обладают рядом преимуществ над другими видами.

Положительные качества

Среди основных положительных качеств устройства, обеспечивающего отопление, можно отметить следующие:

  • высокий уровень компактности;
  • пластинчатые теплообменники имеют высокий коэффициент теплопередачи;
  • коэффициент тепловых потерь максимально низкий;
  • потери давления находятся на минимальном уровне;
  • выполнение монтажно-наладочных, ремонтных и изоляционных работ требует низких финансовых затрат;
  • при возможном засорении это устройство может быть разобрано, очищено и собрано обратно всего двумя рабочими уже через 4-6 часов;
  • имеется возможность добавить мощность пластинам.

Кроме того, благодаря своей простоте подключение теплообменника к системе отопления может быть осуществлено просто на полу в тепловом пункте или на обычной несущей конструкции блочного теплового пункта. Отдельно стоит отметить низкий уровень загрязняемости поверхности теплообменника, что вызвано высокой турбулентностью потока жидкости, а также благодаря качественной полировке используемых теплообменных пластин. На сегодняшний срок эксплуатации уплотнительной прокладки у ведущих европейских производителей составляет не менее 10 лет. Срок же службы пластин составляет 20-25 лет. Стоимость замены уплотнительной прокладки может составлять 15-25% от общей стоимости всего агрегата.

Очень важно, что после проведения детального расчета конструкцию современного пластинчатого теплообменника можно изменить под необходимые и указанные в техническом задании характеристики (вариативность конструкции и изменяемость задачи). Абсолютно все пластинчатые теплообменники устойчивы к высокому уровню вибрации. У современных аппаратов системы отопления последствия возможных гидроударов сведены практически к нулю.

ultra-term.ru

www.teplo-ltd.ru

Пластинчатый теплообменник: устройство и особенности

Тепло в наши дома поступает из котельной либо от центрального теплопункта, в котором холодная вода нагревается от теплообменника, выполняющего важную роль в системах отопления и горячего водоснабжения. В индивидуальных домах теплообменник пластинчатый и вовсе считается центральным элементом системы, потому как нагревание теплоносителя выполняется именно в нем. Такие приборы могут различаться конструкцией и видом, но принцип действия — во многом общий для всех типов.

Пластинчатые теплообменники

Конструкция пластинчатого теплообменника

Назначение теплообменников всех видов — преобразовывать непрогретую жидкостную среду в нагретую (и наоборот).

Пластинчатые теплообменники обладают разборной конструкцией, состоящей из таких частей:

  • недвижимой плиты;
  • подвижной плиты;
  • комплекта пластин;
  • деталей крепежа, объединяющих две плиты в единую раму;
  • нижнего и верхнего направляющего элемента круглой формы.
Конструкция пластинчатого теплообменника

Размеры рам различных моделей могут существенно отличаться. Они зависят от мощности и тепловой отдачи подогревателя — с большим числом пластин увеличивается продуктивность прибора и, соответственно, возрастают его габариты и масса.

Пластины теплообменника

Конструкция пластинчатого теплообменника зависит от модификации устройства и может содержать различное количество пластин с закрепленными на них прокладками, герметизирующими каналы с протекающим по ним теплоносителем. Для достижения требуемой по условию герметичности плотности прилегания пар соседних прокладок одной к другой достаточно скрепления этих двух пластин с неподвижной плитой.

Нагрузки, действующие на аппарат, прилагаются главным образом на прокладки и пластины. Крепежные детали и рама, по сути, представляют собой корпуса прибора.

Рельефная окантовка пластин при сжатии гарантирует надежное крепление и дает конструкции теплообменника требуемую жесткость и прочность.

Конструкция пластин теплообменника

Прокладки закрепляются на пластинах посредством клипсового замка. Следует отметить, что прокладки при их зажатии самоцентрируются по направляющей. Утечка теплоносителя предотвращается окантовкой обшлага, создающей дополнительный барьер.

Для теплообменников производятся два типа пластин:

  • с термически мягким рифлением;
  • с термически жестким рифлением.

В деталях с мягким рифлением каналы устроены под углом 30°. Такой вид пластин отличается повышенной теплопроводимостью, но меньшей устойчивостью к давлению теплоносителя.

В частях с термически жестким рифлением при устройстве канавок соблюден угол в 60°. Этим пластинам не свойственна высокая теплопроводность, их преимущество — способность переносить высокое давление в системе.

Достижение оптимального режима теплоотдачи возможно при комбинировании пластин в теплообменнике. При этом необходимо учесть, что для эффективной работы прибора нужно, чтобы он функционировал в режиме турбулентности — теплоноситель должен перемещаться по каналам без каких-либо помех. К слову, кожухотрубный теплообменник, в котором реализована конструктивная схема «труба в трубе» — с ламинарным режимом течения жидкости.

Какая от этого выгода? При идентичных теплотехнических параметрах пластинчатый прибор обладает меньшими в несколько раз размерами.

Прокладки

К устройствам с пластинами предъявляются очень жесткие требования относительно герметичности, в связи с чем в последнее время прокладки стали выпускать из полимеров. Этиленпропилен, например, способен без проблем работать в условиях высоких температур — и воды, и пара. Но очень быстро разрушается в среде с содержанием масел и жиров.

Прикрепление прокладок к пластинам выполняется преимущественно клипсовым соединением, реже — посредством клея.

Принцип действия

Принцип работы теплообменника нельзя назвать слишком простым. Пластины развернуты одна к другой под 180°. Как правило, в одном пакете устанавливается по две пары пластин, создающих два коллекторных контура: ввода и отведения теплоносителя. При этом следует учесть, что пара расположенных с края элементов в тепловом процессе не задействуются.

На сегодняшний день производится несколько вариантов исполнения теплообменных приборов, устройство и принцип работы которых различны:

  • одноходовые;
  • многоходовые;
  • двухконтурные.
Принцип работы прибора

Как работает одноходовой аппарат? Циркуляция жидкости в нем осуществляется перманентно по всей площади в едином направлении. Кроме того, выполняется и противоток теплоносителей.

Аппараты многоходовые используются только при не слишком большой разнице между температурой подающейся жидкости и температурой обратки. Ток жидкостей при этом будет осуществляться в различных направлениях.

Двухконтурные теплообменники состоят из двух независимых контуров. При условии постоянной корректировки подачи тепла применение такого оборудования наиболее целесообразно.

Сфера применения

Существует несколько видов теплообменников, каждый из которых имеет свой принцип работы и специфику конструкции:

  • разборный;
  • паяный;
  • сварной;
  • полусварной.

Прибор разборной конструкции часто используется в теплосетях, подведенных к жилым домам и сооружениям различного назначения, в бассейнах, климатических установках и холодильниках, системах ГВС, теплопунктах.

Вид сварного пластинчатого агрегата

Теплообменники паяного вида нашли свое применение в:

  • сетях вентиляции и системах кондиционирования;
  • холодильных установках;
  • турбинных приборах и компрессорах;
  • промышленных агрегатах различного назначения.

Приборы сварные и полусварные используются в:

  • химической и фармацевтической отраслях;
  • сетях вентиляции и климат-системах;
  • пищевой промышленности;
  • тепловых насосах;
  • в системах ГВС и отопления;
  • агрегатах для охлаждения оборудования различного назначения;
  • системах рекуперации.
Самым распространенным типом теплообменников, применяющихся в индивидуальных домовладениях, считается паяный, обеспечивающий нагрев или охлаждение воды.

Технические характеристики

Прокладки и пластины, как основные элементы теплообменных устройств, изготавливаются из различных по своим свойствам и характеристикам материалов. При выборе в пользу той или иной модели решающую роль играет назначение теплообменника и область его использования.

Если остановиться сугубо на системах ГВС и теплоснабжения, то в этой области больше распространены пластины, изготовленные из нержавеющей стали, а пластичные прокладки — из особой резины EPDM либо NBR. Установка пластин из нержавейки позволяет работать с теплоносителем, прогретым до 110°С, в другом же случае устройство пластинчатого теплообменника позволяет нагревать жидкость до 170°С.

Фрагмент пластины теплообменника

При использовании теплообменников в промышленном производстве и задействовании их в технологических процессах с воздействием щелочей, кислот, масел и иных агрессивных веществ, применяются пластины из никеля, титана и других сплавов. В таких случаях устанавливаются фторкаучуковые или асбестовые прокладки.

Подбор теплообменника производится согласно расчетам, выполняемым при помощи специализированных программ. При расчетах учитываются:

  • первоначальная температура теплоносителя;
  • относительный расход прогреваемой жидкости;
  • требуемая температура нагревания;
  • расход теплоносителя.

В роли нагревающей среды, протекающей через пластинчатый испаритель, может использоваться подогретая до температуры 95 или 115°С вода, а также пар температурой до 180°С. Вид теплоносителя подбирается в зависимости от вида применяемого котла и оборудования. Размеры и количество пластин подбираются с таким расчетом, чтобы в результате получить воду с температурой, соответствующей установленным стандартам — не более 70°С.

Стоит отметить, что основной технической характеристикой, являющейся также и главным преимуществом, считаются небольшие размеры устройства и способность обеспечить достаточно большой расход.

Вариативность возможных расходов и площадей обмена у пластинчатых приборов достаточно высока. Самые компактные из них, например, от бренда Alfa Laval, обладают площадью поверхности до 1 м2, обеспечивая протекание объема жидкости до 0,2 м3/час. Самые же крупные теплообменники имеют площадь порядка 2000 м2 и расход, превышающий 3600 м3/час.

Обвязка теплообменника

Теплообменные установки преимущественно монтируются в отдельных котельных, обслуживающих многоквартирные дома, индивидуальные постройки, предприятиях промышленности, теплопунктах центральных теплосетей.

Относительно небольшие размеры и масса устройств позволяют выполнить монтаж достаточно быстро, хотя некоторые обладающие большой мощностью модели требуют постановки на фундамент.

При установке прибора необходимо соблюсти основной принцип: заливание фундаментных болтов, посредством которых теплообменник надежно фиксируется, осуществляется во всех случаях. Схема обвязки непременно предусматривает подведение теплоносителя к расположенному сверху патрубку, а к размещенному снизу штуцеру выполняется подключение обратной магистрали. Подача нагретой воды подсоединяется наоборот — к нижнему патрубку, а выход ее — к верхнему.

Пример внедрения теплообменников

В подающем теплоноситель контуре необходима установка циркуляционного насоса. Кроме основного обязательно ставится и равный ему по мощности резервный насос.

Если в ГВС предусмотрена магистраль обратного движения жидкости, то схема и принцип работы пластинчатого теплообменника несколько изменяется. Нагревшаяся вода, подающаяся по замкнутому контуру, смешивается с холодной из водопровода, и лишь затем получившаяся смесь приходит в теплообменник. Корректировка температуры на выходе осуществляется посредством электронного блока, управляющего клапаном подающей теплоноситель магистрали.

При двухступенчатой схеме используется тепловая энергия обратной магистрали, что позволяет наиболее рационально использовать имеющееся тепло и снять с котла лишнюю нагрузку.

В каждой из рассмотренных систем на входе в теплообменник обязательно должны быть установлены фильтры, благодаря которым удается избежать загрязнения системы и продлить срок ее службы.

Итоги по теме

При всех прочих преимуществах современные пластинчатые теплообменники не смогли опередить устаревшие кожухотрубчатые по единственному, но очень важному критерию. При обеспечении значительного расхода, пластинчатые приборы немного не догревают воду. Такой недостаток легко устраняется созданием небольшого запаса при подборе количества пластин и расчете их площади.

Видео по теме:

profiteplo.com

Теплообменники: предназначение, виды, рейтинг производителей, теплообменники Alfa Laval

Теплообменником называют специальное устройство для передачи тепловой энергии от теплого носителя к холодному. Теплоносителем может выступать как жидкая субстанция, так и газообразная. Процесс теплообмена важен в таких отраслях промышленности как химическая, энергетическая, металлургическая, пищевая и другие. Теплообменное устройство способствует передаче энергии от одного носителя к другому через разделительную стенку между ними.

Это очень сложный процесс, разделяющийся по принятым канонам на такие виды теплообмена: конвекцию, тепловое излучение и теплопроводность. В реалиях эти процессы протекают одновременно в определенных пропорциях. Наибольшую важность для теплообменника имеет конвективный теплообмен, то есть совместное действие конвекции с теплопроводностью.

Виды теплообменников

Теплообменные устройства могут производиться разных типов по конструкции. Они различаются способом передачи тепла и делятся на:

Рекуперативные агрегаты основаны на том, что передавая тепло через разделительную стенку, сам поток имеет одно направление в каждой точке стенки.

Регенеративный теплообменник отличается тем, что теплоноситель, попеременно касаясь одной и той же поверхности нагрева, периодически меняет направление потока.

Классификация рекуперативных теплообменников

Наибольшее распространение получили в промышленности рекуперативные теплообменные устройства. По конструктивному исполнению выделим несколько типов:

  • Кожухотрубные теплообменники представляют собой приваренные к кожуху пучки труб, прикреплённых к трубным решеткам, закрывающихся крышками на прокладках или болтах. Через имеющиеся на корпусе штуцера первый теплоноситель течет по межтрубному пространству, а другой по трубам. В таких многоходовых теплообменниках на корпусе или крышке вмонтированы перегородки. Чтобы повысить теплоотдачу, трубы подвергаются оребрению путем накатки или навивки ленты. Элементные теплообменники представляют собой совокупность элементов типа простейшего кожухотрубного устройства без перегородок. Они могут допускать высокое давление, однако, конструкция их более громоздка и тяжела.
  • Погруженные теплообменники сконструированы таким образом, что один теплоноситель погружен в емкость с другим. Такие агрегаты дешевы и просты, но из-за того, что жидкость в межтрубном пространстве не обладает большой скоростью — теплоотдача невысока.
  • Теплообменники типа «труба в трубе» находят применение при высоких давлениях и малых расходах теплоносителя в системе.
  • Оросительные теплообменники находят применение в холодильных установках в качестве конденсаторов.
  • Графитовые теплообменники предназначены для химически агрессивных жидкостей. Графит — очень хороший проводник тепла, его пропитывают специальными смолами, чтобы убрать пористость. Само устройство состоит из графитовых блоков, уплотнённых между собой резиновыми или тефлоновыми прокладками, зафиксированных крышками.
  • Пластинчатые теплообменники состоят из пластин, поверхность их отштампована специальным способом для образования каналов, по которым проходит теплоноситель (например, незамерзающая жидкость системы отопления). Пластины между собой уплотняются. Такое устройство несложно в изготовлении, легко меняется количество пластин, чистится, имеет высокий показатель теплоотдачи, но не выдерживает высокого давления.
  • Пластинчато-ребристый теплообменник имеет маленький вес и небольшие габариты;
  • Оребрённо-пластинчатые теплообменники состоят из тонких оребрённых панелей, изготавливающихся с помощью высокочастотной сварки. Конструкция и используемые материалы позволяют добиваться высоких температур теплоносителей, малого гидравлического сопротивления, высокого КПД, большого срока службы, небольшой стоимости и прочего. Зачастую его применяют для утилизации тепловой энергии газов.
  • Спиральные теплообменники имеют два канала, навитые в виде спирали вокруг главной разделительной перегородки, они предназначены в основном для нагревания и охлаждения жидкостей, имеющих высокий показатель вязкости.

Там, где есть необходимость нагреть или охладить жидкие среды применяют различного рода теплообменники. Широкое использование пластинчатые теплообменные устройства получили в промышленности, производстве и сельском хозяйстве, они востребованы:

  • для проведения различных технологических процессов;
  • в отоплении, горячем водоснабжении, приточной вентиляции жилых и производственных площадей;
  • для нагрева и охлаждения нефтяных продуктов в нефтеперерабатывающей и химической отрасли;
  • для опреснения соленой воды на морских судах;
  • для пастеризации и охлаждения пива, молока, соков и прочих в пищевкусовой промышленности;
  • для охлаждения масел и смазывающее-охлаждающих жидкостей различных технологических процессов.

Основным преимуществом пластинчатых теплообменников перед другими можно назвать компактность, они занимают в 5−10 раз меньшие площади при монтаже. У пластинчатых теплообменников высокий КПД, минимальные потери тепла и давления. Проведение монтажа и ремонта не предполагает больших материальных затрат. В пластинчатом теплообменнике есть возможность разборки, что немаловажно для замены пластин и чистки самого устройства. Также мощность можно увеличивать путем добавления пластин. Устанавливать его можно прямо на пол или любую несущую поверхность.

Alfa Laval — почему о них так много говорят?

В 1883 году в Швеции была основана компания Alfa Laval, ставшая ведущей в мировом производстве технологий, а в 1905 её филиал открылся в Санкт-Петербурге. Компания Alfa Laval является крупнейшим производителем пластинчатых и спиральных теплообменников. Она выпускает теплообменники разных габаритов для практически всех видов промышленности и производства, для бытового применения. Пластинчатый теплообменник Alfa Laval имеет ряд преимуществ по отношению к кожухотрубным агрегатам:

Модельный ряд выпускаемых теплообменников компанией Alfa Laval достаточно обширен — от небольших приборов с теплопередающими поверхностями и расходами примерно 1 кв. м и 0,18 куб. м/час до больших агрегатов параметрами 2 000 кв. м и 3 600 куб. м/час соответственно. Все модели могут решать одновременно ряд технологических задач: охлаждение, нагревание, кондиционирование и прочие.

Однако есть и отрицательный момент — пластинчатые теплообменники имеют ограничение по давлению и температуре, стоимость напрямую зависит от этих параметров.

Рейтинг производителей теплообменников

Департамент топливно-энергетического хозяйства г. Москвы провел подробный анализ отечественных и иностранных производителей разборных пластинчатых теплообменников по следующим параметрам:

  • качеству и надежности;
  • ремонтопригодности;
  • стоимости;
  • наличия и выполнения гарантий;
  • обеспечения запасными элементами и расходными материалами;
  • срокам изготовления и поставкам;
  • расположению производств и складов по отношению к потенциальному заказчику.

В связи с отсутствием в России конкуренции по штамповке пластин, теплообменники собирают из импортных элементов, сажая на отечественную рамку. Поэтому главный критерий для сравнения — пластины. Только Alfa Laval Поток выпускает пластины и резиновые прокладки. Наиболее себя зарекомендовали в качестве производителей пластин шесть компаний:

  • Теплотекс (комплектующие АРV — Дания);
  • Алфа Лаваль Поток;
  • СВЕП ИнтернешенРидан АБ (Швеция);
  • Ридан (комплектующие Sondex — Дания);
  • Машимпекс (комплектующие Geo — Германия);
  • Данфосс (комплектующие — Данфосс Финляндия).

Анализ проводился на основании данных, пришедших от представителей производителей, поставщиков и теплоснабжающих организаций. Он показал, что компания Алфа Лаваль Поток — единственная, которая производит пластины и прокладки в России, импортируя лишь стальные заготовки для них и сырую резину. Все производство и складское помещение находится в Московской области, срок гарантии на продукцию от 12 до 18 месяцев, а время изготовления не более 14 дней. Более 10 лет теплообменники этой фирмы работают без нареканий, компания имеет все сертификационные и лицензионные документы, в отличие от своих конкурентов, их не имеющих. Обслуживающий персонал имеет высокую квалификацию, а предоставлением сервиса занимаются уполномоченные организации. Все это говорит в пользу приобретения теплообменника фирмы Альфа Лаваль, и, хотя, цена его на 20% выше, чем у конкурентов — бесперебойная и надежная работа устройства компенсирует этот недостаток в полной мере.

teplo.guru

Теплообменник для горячей воды – сердце системы отопления

Чтобы в доме обеспечить уютные условия на зимний период, понадобится его оборудовать хорошим котлом и качественными теплообменниками. Что это такое? Теплообменник для горячей воды от отопления – это неотъемлемый элемент почти, что любой отопительной системы. Благодаря им обогревается внешнее пространство. Комфортные условия обеспечиваются за счет определенной температуры воздуха.

Данное устройство не обладает собственным источником тепла, его работа напрямую зависит от поступления тепловой энергии от централизованной обогревательной системы. Исходя из этих данных, можно определить, что печка или котел не относятся к таким устройствам. А вот щит или лежанка, которые отражают тепло дымовых газов, исходящее от печи, являются яркими примерами теплообменника. Благодаря их наличию в помещении нагревается воздух.

В сущности, теплообменник для горячей воды от отопления может быть обычной трубой, использующейся для передачи определенной температуры теплоносителя, которая значительно отличается от температуры воздуха обогреваемого помещения.

Зачем нужен теплообменник?

Есть достаточно много видов отопительных систем. Но в конструкции большинства из них есть водяной теплообменник. Для чего нужен этот агрегат? Он является одним из популярных, недорогих и одновременно качественных решений дающих возможность поддерживать регулярную температуру в помещении. Устройство подобного типа довольно актуально для частного дома или квартиры.

Но в том случае, когда идет речь о других типах помещений, нужно рассмотреть другие виды теплообменников. Допустим в бане, наиболее нужен теплообменник кирпичный. С его помощью можно по настоящему открыть все прелести парной. Водная система не будет настолько же хороша в помещении данного типа.

Если рассматривать вопрос о том какую роль играет теплообменник в системе отопления, можно увидеть некоторые яркие преимущества:

  1. Простота исполнения. Если в доме уже есть в наличии печь, деньги придется тратить только на то, чтобы самостоятельно сделать теплообменник и установку отопительной системы.
  2. Комбинированное отопление. Помимо обогрева дома печью, появится еще и водяная отопительная система.
  3. Разнообразие горючих материалов. В отличие от котлов, которые сделаны непосредственно под определенный вид топлива, печь можно топить любым твердым топливом.
  4. Внешняя эстетика. Во время создания интерьера в национальном стиле, традиционный вид русской печи его прекрасно дополнит.
  5. К недостаткам обогрева с помощью теплообменника можно причислить: более низкий КПД в отличие от котлов заводского исполнения и отсутствие автоматического контроля за уровнем нагрева теплоносителя.

В специализированных магазинах достаточно много такого товара. Здесь вам предложат товар самого разного качества, уровня обмена температур и цены от самых разных производителей. Цена на данный товар бывает самая разная, и зависящая от множества факторов. Но в том случае если приобрести готовое устройство вам не позволяет бюджет, его можно сделать самостоятельно.

Принцип действия и виды теплообменника

Теплообменник для отопления частного дома имеет конструкцию, которая обладает поверхностным контактом. В целом это работает следующим образом, теплообменник, подогреваясь изнутри, выдает тепловую энергию через собственную поверхность. Зачастую он делается из металла, который осуществляет нагрев окружающего воздуха.

В полной мере весь принцип работы показывается в системе отопления при наличии газового, электрического либо твердотопливного котла. От устройства нагрева по всей отопительной системе идет горячая вода. Она циркулирует по трубам и теплоносителями имеющих изогнутую форму. Данная конфигурация позволяет задерживать воду, хорошо ее прогревая. В конечной точке холодная вода заново поступает в котел, где ее нагрев осуществляется заново.

Как вариант можно использовать обычную классическую печь. Она достаточно хорошо выполняет свою задачу, но ее спектр действия ограничен только маленькими помещениями. В том случае если подразумевается отопление коттеджа, такого теплообменника будет маловато. Данная конструкция наиболее подходит для бани либо маленького домика.

Для превращения печи в настоящий отопительный котел, нужно подобрать для нее водяной теплообменник. При таком раскладе с помощью каменной печи можно отапливать даже двух этажный коттедж. Если же коснуться вопроса о размере теплообменников, можно сказать что они напрямую зависят от размеров топливной камеры отопительного устройства.

Водяной является наиболее удачным вариантом среди теплообменников. Это связано с тем, что теплопроводность воды значительно выше, чем у воздуха. Теплообменник данного типа справляется со своей задачей намного эффективней, чем воздушный.

Все заводские системы отопления оснащены теплообменниками. Устройство такой конструкции довольно сложное и самостоятельно их собрать практически нереально. Именно по этой причине приходится использовать более простые варианты. Теплообменник делается в виде змеевика, внутри которого есть большое количество поперечных пластин, что позволяет увеличить обогреваемую площадь. Конструкции такого типа наиболее популярны для отопления частных домов.

Как сделать теплообменник своими руками?

Для того самостоятельно сделать теплообменник нужно учесть множество нюансов. Только после тщательного анализа всех этапов работы, можно создать конструкцию позволяющую обеспечивать комфортную окружающую температуру. Главным преимуществом такого устройства является его цена, ведь она зависит только от цены материалов, которые потребуется купить для ее изготовления.

От того какой выбран материал, из которого будет изготовлен теплообменник зависит уровень обогрева помещения. У каждого металла есть свой уровень теплопроводности. Медь в 7 раз опережает по этому показателю сталь. Исходя из этого, можно сказать, что две трубы одного диаметра, но изготовленные из разных материалов будут иметь разный уровень обогрева. Таким образом, медь является наиболее удачным вариантом для изготовления такого устройства. Тем более что цена у данного материала довольно приемлемая.

Больше трудностей можно испытать в момент определения мощности теплообменника. Это все из-за того что довольно много факторов влияет на данный показатель. Но в среднем можно сказать что, 1 метр змеевика диаметром около 50-60 мм выдает около 1 кВт тепловой энергии. Во время расчета можно использовать эти данные.

Конструкция при самостоятельном изготовлении может быть самой разной. Можно сделать из трубы обычный прямоугольник, либо сварить ее в виде змеевика, но тут есть достаточно список правил, которых нужно строго придерживаться:

  1. Внутренний диаметр трубы не должен быть менее 5 мм, иначе вода внутри может запросто закипеть.
  2. Для предотвращения перегрева металла, стенки должны быть не тоньше 3 мм.
  3. Между теплообменником и стенками топки должен быть зазор, который должен составлять около 10-15 мм. Это связано со свойством металла расширяться во время нагревания.

Самостоятельно сделав теплообменник для отопления, домовладелец может быть уверен, что его печь с водяным контурам ни чем не будет уступать заводскому твердотопливному котлу по параметрам обогрева помещения. Отличие состоит только в том, что входное отверстие теплообменника у печки несколько выше над уровнем пола, чем у заводского котла. Данный нюанс может существенно повлиять на скорость циркуляции теплоносителя.

Теплообменник нужно подключить к системе таким образом, чтобы обратка (труба с холодной водой) располагалась как можно ниже.

Как и в обычной отопительной системе, на верхнюю точку трубопровода необходимо установить расширительный бачок. Он будет служить для компенсации изменения объема нагретой воды и выпускать из системы воздух. Если же система с естественной циркуляцией не будет справляться с обогревом большого коттеджа, тогда в конструкцию устройства необходимо включить циркуляционный насос.

Вот в принципе так выглядят основные правила водяного теплообменника. При наличии навыков ведения сварочных работ, самостоятельное изготовление данной конструкции не составит большого труда. Основательный подход к изготовлению отопительной системы, позволит обеспечить уют и комфорт в холодное время года. Теплообменники для обмена горячего водоснабжения можно изготовить своими руками.

santehnikportal.ru

Какой теплообменник лучше

Пришло время заменить теплообменник, без разницы по какой причине, потек, забился накипью, плохо греет воду или просто устарел, вопрос возникает один — какой теплообменник лучше?

Естественно каждый производитель хвалит свою продукцию, то, что он производит и есть «лучшее», а подогнать ответ под необходимые выводы легко, наверное, каждый занимался этим еще в школе, заглянув в ответы учебника. Но давайте попробуем отбросить коммерческую подоснову и попробуем  самостоятельно принять решение в вопросе, какой теплообменник лучше применительно к подогреву горячей воды в многоквартирных жилых домах или использованию теплообменника для отопления тех же домов.

Современный кожухотрубный теплообменник

В данном случае, учитывая примерно равную цену и доступность, соревнуются в основном два типа теплообменников – кожухотрубные и пластинчатые. Первые потому, что других мы раньше и не знали, именно кожухотрубные теплообменники до сих пор установлены в 80% многоквартирных домов и именно с их помощью мы до сих пор получаем горячую воду от отопления. Вторые — пластинчатые,  в последние 10 лет именно эти теплообменники активно продвигаются западными фирмами, как самые эффективные.

Какой теплообменник лучше пластинчатый или кожухотрубный.

Кожухотрубные или просто трубные хвалят зато, что они меньше зарастают накипью, их легче чистить и ремонтировать, а для разборки ни чего кроме пары ключей не нужно, а то, что КПД ниже, не беда, мощность всегда можно нарастить, увеличив количество секций, длину или диаметр. К тому же современные самые эффективные трубные теплообменники по КПД догоняют пластинчатые.

Достоинства и недостатки трубных теплообменников.

Устройство эффективного трубного теплообменника

Сказанное выше всё правда, но КПД обычного трубного теплообменника всего 70%, а это значит что, потребив горячей воды на 70 рублей, вы заплатите еще просто так за 30, которые улетели в воздух, через его поверхность или просто вернулись назад поставщику тепла. А ведь это ваши кровные, для многих заработанные «кровью и потом» и чем больше секций поставите для увеличения мощности, тем больше денег выбросите на ветер, грея подвал или улицу.

Конечно же, КПД современных трубных теплообменников приближается к эффективности пластинчатых. Добиваются этого особым расположением пучка труб по спирали, многоходовым движением греющей воды и оребрением внутренних греющих труб теплообменника. Оребрение это особая конструкция внутренних труб теплообменника, типа гармошка или спираль, когда особая лента приварена или напрессована на трубки теплообменника.

При этом возрастает площадь теплообмена, но с нею теряется легкость разборки и ремонта. И главное — беда всех теплообменников, накипь, здесь проявляется сильнее, поскольку из-за накипи, осевшей на стенке тонкой трубочки, по которой идет нагреваемая вода, теплообменник теряет в три четыре раза свою мощность. Происходит это именно за счет увеличенной площади теплообмена методом напрессовки или приварки ленты.

Есть у трубных теплообменников еще одна беда, о которой производители умалчивают. При производстве горячей воды, для экономии финансов, циркуляцию теплоносителя в нем, при отсутствии водоразбора, останавливают. Делают это с помощью различного вида автоматических клапанов. При этом теплообменник за счет постоянного нагрева и остывания играет как гармошка, вальцовка внутренних трубок нарушается, и они дают течь (трубки не варят, а именно вальцуют, сварку отрывает еще быстрее).

Страдает и наружная рубашка теплообменника, изготовленная из электросварной трубы, а именно из такой трубы делают трубные теплообменники большинство производителей. Она расходится по шву – покрывается свищами. Вносит свою лепту в появление течи по наружной рубашке теплообменника и кислород, который активно выделяется при нагреве воды и завихрении потоков внутри теплообменника для того же увеличения теплообмена. А кислород, как известно катализатор всех процессов и особенно коррозии металла.

Трубный теплообменник из нержавеющей стали для пищевой промышленности

Добавьте ко всему этому насколько тяжело занести в подвал теплообменник весом в 120-150 кг или длиной в 4 метра, и делайте выводы сами, а нужны ли вам эти проблемы? Кожухотрубные теплообменники хороши из нержавейки, для пищевой промышленности. Там в технологических процессах (и в данном варианте цене) им, пожалуй, равных нет – дорого и для нас не практично.

Достоинства и недостатки пластинчатых теплообменников.

За что же ругают пластинчатые теплообменники, если сейчас они несколько дешевле кожухотрубных. За то, что они быстро забиваются накипью. Верно, три года максимальный срок их функционирования без чистки. Если у кого-то забился раньше вина только тех, кто устанавливал или проектировал, значит, не установили сетчато-магнитный фильтр для очистки, или установили, а слесаря, вместо чистки выбросили внутренности фильтра, чтобы не чистить лишний раз.

Разборные пластинчатые теплообменники различной мощности

Конечно, трубный теплообменник перестанет работать лет через десять, но при этом его КПД будет не 70%, а 30%.  Это сколько же денег уйдет на ветер, здесь уж стоимость куба горячей воды будет не 110 рублей, а все 400р. У пластинчатого теплообменника КПД, кстати – достигает 95%.

Говорят, что после чистки пластинчатый теплообменник забивается очень быстро, порою через полгода, а кому Вы доверили его чистку? Аккредитованной изготовителем организации, со специалистами прошедшими у них обучение или слесарю дяде Ване из ЖЕКА за пол-литра? Скорее всего, дяде Ване, он при чистке поцарапал все полированные изначально пластины, поэтому накипь стала мгновенно оседать на них, сэкономили – получили результат, скупой платит дважды.

И еще одно достоинство пластинчатых теплообменников они более компактные, хотя конечно не легче трубных, но занести или закатить пластинчатый теплообменник по трубам можно в любой подвал без труда. Их конструкция изначально на это рассчитана. А еще такие теплообменник легко автоматизируются и в течение отопительного сезона вообще не требуют обслуживания.

Самый эффективный теплообменник

Выводы, какой теплообменник лучше и эффективнее делайте сами, мое мнение пластинчатый – цена, долговечность, экономичность, высокий КПД, простота транспортировки и установки на существующем объекте.

Далее – история пластинчатого теплообменника с древних времен до наших дней.

Если у Вас еще остались вопросы звоните +7 918-581-18-61 Юрий Олегович, расскажем все о поставляемых нами теплообменниках, рассчитаем мощность, подберем и доставим на объект в течение 7 календарных дней. Выполним монтаж и дадим трехлетнюю гарантию на выполненные нами работы. Монтаж тоже будет не долгим, все зависит от ваших условий.

ridan-ug.ru


Смотрите также