Что такое теплообменник в системе отопления


Наличие теплой воды — нормальное требование для комфортного существования. Вот только далеко не везде есть возможность подключиться к централизованному источнику горячей воды. В большинстве частных домов и в некоторых многоэтажках приходится заботиться об этом самостоятельно. Один из вариантов — использовать теплообменник для горячей воды от отопления. Во всяком случае, в отопительный сезон будете с горячей водой. 

Принцип работы

Теплообменники для приготовления воды ГВС работают по бесконтактному принципу. Устройство их может быть разным, но принцип действия не отличается — работают они по принципу теплопередачи. Есть нагретый теплоноситель (в данном случае из системы отопления), который подается в  трубы/каналы теплообменника. Горячий теплоноситель отдает часть тепла трубкам, по которым течет. По другим, параллельно расположенным каналам, течет вода, которую необходимо нагреть. Контактируя с нагретыми теплоносителем стенками, она нагревается. Именно так и работает теплообменник для горячей воды от отопления.

Чтобы нагрев был эффективным, теплообменник должен быть сделан из материала с высокой теплопроводностью. Обычно это металлы — медь, нержавеющая сталь. Медь — дорогой металл, но имеет отличную теплопроводность. Нержавеющая сталь хуже проводит тепло, но за счет прочности стенки могут быть очень тонкими, что делает такие теплообменники тоже эффективными.


Как использовать теплообменники для получения ГВС от отопления

Есть несколько возможностей нагревать воду для бытовых нужд при помощи теплообменника и отопления:

  • Нагрев проточной воды. Недостаток — ограниченные возможности по расходу горячей воды, отсутствие запаса, сложность реализации поддержания стабильной температуры (надо организовывать узел подмеса или ставить контроллер). Достоинства — требуется мало места, малое количество компонентов.
  • Нагрев воды в какой-то емкости. Теплообменник для горячей воды от отопления опускается в какую-то емкость, заполненную водой. По сути, это уже бойлер косвенного нагрева. Но в нем установлен теплообменник и подключается он к ГВС. Но речь сейчас не о них, так что не в этой статье.

Виды теплообменников для горячей воды

Вообще, существует много конструкций теплообменников, так как  они используются часто, в различных устройствах. Поговорим подробнее о наиболее доступных, надежных и эффективных. Для бытовых целей используются два вида:

  • Пластинчатые (паянные или разборные).
  • Кожухотрубные.

В них тепловые среды — теплоноситель от системы отопления и вода из ХВС (холодного водоснабжения) не смешиваются. Каналы, по которым они протекают, между собой никак не связаны. Поэтому при закачке на подогрев воды питьевого качества, такую же и получаем на выходе.

Пластинчатые

Пластинчатый теплообменник для горячей воды от отопления состоит из нескольких металлических пластин с выдавленными ходами. Собираются они в зеркальном отражении, так что получаются изолированные друг от друга каналы для циркуляции жидкостей. Пластины изготавливают методом штамповки из листового металла. Толщина — до 1 мм. Металл, как правило, нержавеющая антикоррозионная сталь, но есть и из титана, специальных сплавов.

Каналы на пластинах чаще всего делают в виде равносторонних треугольников с разными углами. Чем острее угол, тем быстрее движется жидкость, чем тупее, тем больше сопротивление и медленнее движение. По схеме движения сред по каналам, пластины бывают одноходовыми и многоходовыми. В первых направление движения сред не меняется от начала и до конца. Еще их отличительная особенность — среды движутся в противоток (для большей эффективности).

В многоходовых пластинчатых теплообменниках каналы расположены так, что среды меняют направление движения по нескольку раз. Строение у них более сложное, стоимость выше, но они способны отбирать максимум тепла (высокий КПД). В многоходовых теплообменниках можно добиться небольшой разницы в температурах обоих жидкостей.


По способу соединения бывают двух типов — разборными и паянными. Пластины разборных пластинчатых теплообменников соединяются при помощи специальных эластичных прокладок (из резины, фторопласта). Для обеспечения герметичности каналов, они стягиваются металлическими стержнями-стяжками. Для стабилизации в конструкции присутствуют две массивные плиты — неподвижная и подвижная. На неподвижной закреплены стержни, на них нанизываются пластины с ходами. Чем их больше, тем больше мощность, больше передаваемая теплота. Последней устанавливается подвижная пластина, на стяжки накручиваются гайки, зажимаются до герметичности каналов. Благодаря такой конструкции, эти теплообменники можно разобрать, прочистить, добавить или убрать пластины. И в этом достоинство этой конструкции. Недостаток — пластинчатый теплообменник для горячей воды от отопления имеет больший вес и размер (если сравнивать с паянными).

Паянные пластинчатые теплообменники собираются на заводе. Нержавеющие пластины свариваются в аргонной среде, что позволяет избежать коррозии в местах сварки. Паянные пластинчатые теплообменники неразборные, в связи с чем могут возникнуть сложности с промывкой. Их преимущество — более компактные размеры и меньший вес, так как нет необходимости в стабилизирующих плитах.

У каждого теплообменника есть входы и выходы для подключения теплоносителя (от отопления) и воды. Эти выходы могут быть в виде фланца, трубы под сварку, резьбового соединения. Они позволяют подключить теплообменник для горячей воды от отопления к трубам любого типа.


Кожухотрубные

Кожухотрубные теплообменник для горячей воды от отопления проще по конструкции, но менее эффективны, из-за чего, для обеспечения необходимой температуры, должны иметь солидные размеры. Низкая эффективность, большие размеры и материалоемкость — это причины, по которым в быту они используются реже. Но их конструкция надежней — они выдерживают суровые условия эксплуатации. Так что в промышленности чаще применяется именно этот вид теплообменных агрегатов.

Кожухотрубные теплообменники представляют собой трубу-кожух, внутри которой уложены более мелкие трубки. Обычно это медные трубки, но могут быть и из другого материала, причем не только из металла.

По тонким трубкам движется нагреваемая вода, которая подается затем в краны. Теплоноситель из системы отопления движется по пространству внутри кожуха, которое не занято трубками с подогреваемой водой. Направление движения — в противоток. Этим обеспечивается большая теплоотдача. Но стоит сказать, что общее КПД таких установок ниже, чем пластинчатых.

Схемы подключения

Кроме типа теплообменника, надо выбрать еще и способ его подключения. Есть несколько типовых схем. В любом случае, два выхода подключаются к отоплению, один — к холодному водоснабжению, один — к разводке горячей/подогретой воды.


Параллельная (стандартная)

В самом простом случае теплообменник для горячей воды от отопления подключают параллельно существующей системы. Такая схема проще всего в реализации, но для достаточного нагрева необходимо, чтобы теплоноситель двигался активно. То есть, обязательно в подаче теплоносителя наличие циркуляционного насоса. В системах с естественной циркуляцией такой тип установки малоэффективен.

При монтаже, подача теплоносителя всегда подключается к верхнему патрубку, а обратка — к нижнему. При подключении воды ситуация противоположная — холодная вода подключается в нижний патрубок, гребенка горячей — к верхнему.

Простейшая схема обвязки содержит отсечные краны на всех четырех патрубках — для возможности отключения, чистки, технического обслуживания. Также на входе от отопления устанавливается грязевик — фильтр с мелкой сеткой. Так как зазоры в теплообменнике совсем небольшие, попадание окалины либо других загрязнений может вызвать закупорку каналов. Такой же фильтр желательно установить на вводе холодной воды — дольше будет работать оборудование.

Данную схему можно усовершенствовать, сделав рециркуляцию горячей воды в гребенке ГВС (закольцовывают после последней точки разбора). При таком построении, тепло неиспользуемой горячей воды не пропадает, а используется: вода из гребенки ГВС подмешивается к холодной воде из водопровода. На подогрев поступает уже не совсем холодная, а теплая. Теплообменник для горячей воды от отопления только доводит ее до требуемой температуры.


При разборе нагретой воды, на подогрев идет преимущественно вода из трубы холодного водоснабжения. Когда разбора нет, по кругу насос «гоняет» теплую, нагрузка на котел отопления совсем небольшая.

Управление температурой происходит при помощи датчика и регулирующего клапана, установленного на обратке (можно и на подачу поставить). Показания с датчика (температура воды в выходной ветке на ГВС) поступают на прибор управления. По результатам сравнения с выставленными данными, регулируется интенсивность потока теплоносителя, тем самым регулируется интенсивность нагрева.

Двухступенчатая

Всем хороши описанные выше схемы, кроме того, что для нагрева должен проходить большой поток теплоносителя. Иначе вода не успеет прогреться. Второй недостаток — приходится «заворачивать» поток теплоносителя из системы отопления. При большом расходе и недостаточной мощности отопительного котла, в холода могут быть заметны понижения температуры. Для более рационального использования тепла придумали двухступенчатую систему подключения теплообменников.


В данном случае первичный нагрев идет от обратного трубопровода отопления. Тем самым более рационально используются энергоносители. Доводится температура до нормы при помощи повторного нагрева, но уже от теплоносителя, который идет на подачу. Подключить теплообменник для горячей воды от отопления можно параллельно — как на верхней схеме. Второй вариант представлен на нижней — в разрыв подающей трубы от системы отопления.

При использовании второй схемы, первичный нагрев происходит от обратки. Нагретая в этом теплообменнике вода подается на второй, установленный на подаче. Тут она доводится до нужной температуры и уходит потребителю.

Есть еще схема двуступенчатого нагрева с использованием тепла от рециркуляции горячей воды. В этом случае рационально используется тепло ранее нагретой воды.

При использовании любой из этих схем, нагрузка на котел значительно снижается. Утилизируется то тепло, которое раньше не использовалось. Тем самым эти схемы помогают экономить на энергоносителях.

Для нормальной работы теплообменника, подключенного по любой из схем, при монтаже необходимо соблюдать технологические требования. Обязательно соблюдение уклона труб ГВС в сторону точек разбора. Если трасса проходит над дверью, в высшей точке ставят воздухоотводчик. Кроме того, при длинной трассе, необходимы дополнительные автоматические или ручные устройства для сброса воздуха (воздухоотводчики). В противном случае могут быть проблемы с подачей воды.

Источник: teplowood.ru

Для чего нужен второй теплообменник в ИТП?


ИТП – комплекс оборудования для одного потребителя (одного здания), необходимый для преобразования параметров внутренних систем здания, а также для регулировки, учета и контроля этих параметров.

Что такое теплообменник в системе отопления

Любой теплообменник в ИТП нужен для разделения греющей и нагреваемой среды. Это может быть разделение по температурам, по рабочим (максимально возможным в этой системе) давлениям, по видам сред, или по всему сразу. ИТП служит для подключения внутренних инженерных систем здания (отопления, горячего водоснабжения, вентиляции) к наружным тепловым сетям от источника тепла (котельной или ТЭЦ). Подключение потребителя к тепловым сетям через теплообменник называется независимым.

Например, для системы горячего водоснабжения теплообменник обязателен. Потому что греющая (сетевая) вода всегда подается с большой температурой, для того, чтобы при наименьшем расходе передать наибольшее количество тепла. А температура в системе горячего водоснабжения регулируется санитарными нормами и должна находиться в пределах от 60°C до 70°C. Нагрев ниже 60°C может способствовать развитию в воде кишечной палочки, тогда как при температуре от 60°C она умирает в течение 15 минут. А нагрев воды выше 70°C может привести к ожогам.


А вот подключение системы отопления может осуществляться без теплообменника: в зданиях старой постройки через элеваторный узел, а в более новых – с помощью смесительных насосов. При независимом подключении системы отопления теплообменник разделяет контур тепловой сети и внутренний контур системы отопления здания по всем параметрам: по температурам, давлениям, а иногда (в основном для коттеджей, а также для помещений с возможностью перехода отопления в дежурный режим с минимальным теплопоступлением – производственных цехов или складов) и по теплоносителю (вода или незамерзающая жидкость).

Что такое теплообменник в системе отопления

Температура в системе отопления не должна подниматься выше 95°C для стальных труб, и 80°C – для полиэтиленовых труб. Это необходимо для увеличения срока службы трубопроводов, приборов отопления и арматуры, а также чтобы избежать ожогов при эксплуатации системы. Рабочее давление в системе отопления обычно ниже, чем в тепловой сети. Это давление равно максимальному давлению, которое может выдержать самый уязвимый из элементов системы отопления. Чаще всего самым уязвимым оказываются приборы отопления или соединения пластиковых труб. Например, чугунные радиаторы держат давление до 9 атмосфер, в то время как в тепловых сетях рабочее давление 16 атмосфер. Теплообменник может выдерживать давление до 25 атмосфер и служить надежным разделителем для контура системы отопления и тепловой сети.


Подключение теплоснабжения системы вентиляции к тепловым сетям чаще всего выполняется зависимым образом, без теплообменника. Так как в теплоснабжении вентиляции в основном используются стальные трубы и находятся они в таком месте, где их возможность взаимодействия с человеком сведена к минимуму, ожоги у людей и температурные разрушения труб исключены. А высокая температура теплоносителя наоборот позволяет уменьшить время нагрева наружного воздуха. Теплообменник в такой системе используется в том случае, когда в контуре системы вентиляции должна циркулировать незамерзающая жидкость – этиленгликоль или пропиленгликоль.

Также теплообменники часто используются в различных технологических процессах для разделения двух или более сред: пищевая промышленность (пастеризация молока или пива), металлургическая промышленность (охлаждение масла для закалки деталей), химическая промышленность, а также в процессах, связанных с холодильной техникой.

Так что если в ИТП вы увидели два теплообменника – вариантов может быть масса. Но на 90% один из них на горячее водоснабжение. А может и оба. Потому что подключение системы горячего водоснабжения к тепловой сети всегда осуществляется через теплообменник, и оно может быть по одноступенчатой или по двухступенчатой схеме.

При одноступенчатой схеме подключение происходит через один теплообменник, а при двухступенчатой, соответственно, через два. Выбор схемы подключения системы горячего водоснабжения определяется отношением тепловой нагрузки на систему отопления к тепловой нагрузке на систему горячего водоснабжения (это отношение есть техническое обоснование применения той или иной схемы).

Что такое теплообменник в системе отопления

Двухступенчатая схема, в свою очередь, делится на двухступенчатую последовательную и двухступенчатую смешанную. По сравнению с одноступенчатой схемой, обе двухступенчатые являются наиболее экономически выгодными для потребителя, но применяться без технического обоснования не могут.

Двухступенчатая смешанная схема

Что такое теплообменник в системе отопления

Двухступенчатая последовательная схема

Что такое теплообменник в системе отопления

В системе отопления два теплообменника могут быть в том случае, когда тепловая нагрузка слишком велика (тогда ее делят на два одновременно работающий теплообменника), или, когда необходимо резервирование теплообменника (на объектах не допускающих перерывов в отпуске тепла – больницы, родильные дома, детские дошкольные учреждения).

Для многоквартирных жилых зданий постройки до 2000х годов наибольшее распространение нашли зависимые системы отопления со смесительными узлами и двухступенчатые схемы подключения систем горячего водоснабжения. Для многоквартирных жилых домов с постройкой после 2000х годов подключение системы отопления независимое – через теплообменник, а подключение горячего водоснабжения осуществляется также по двухступенчатой схеме.

Для административных, общественных и промышленных зданий системы отопления может подключаться различно в зависимости от источника тепла. А система горячего водоснабжения для этих зданий практически всегда одноступенчатая.

Мы будем очень рады, если наша статья прояснила вам вопрос наличия второго теплообменника в ИТП. Если у вас остались вопросы, вы можете задать их нашему специалисту, мы с удовольствием на них ответим!

Остались вопросы?

Получить консультацию специалиста можно по телефону в вашем городе. Также вы можете отправить свой вопрос на наш электронный ящик [email protected] (отвечаем в течении 30 минут).

Поделиться записью со знакомыми:

www.teploprofi.com

Теплообменник для горячей воды от отопления – принцип работы, выбор, плюсы и минусы — Ремонт и строительство

Что такое теплообменник в системе отопленияВладельцы частной недвижимости стремятся к тому, чтобы в их домах имелись все те бытовые удобства, что и в зданиях с централизованными коммуникациями. Если с отоплением все более или менее ясно – ставь котел, вовремя загружай его топливом и отопление тебе обеспечено, то с горячей водой все не так однозначно. В продаже есть двухконтурные котлы, способные одновременно снабжать дом отоплением и горячей водой, но стоят они больше одноконтурных и доступны не всем. Более сложная конструкция влечет за собой большие расходы на ремонт и техническое обслуживание котла.

Как часто случается, необходимость решить задачу с меньшими капиталовложениями и большим удобством для потребителя привела к разработке такого устройства, как теплообменник. Он может быть встроен в систему отопления дома – и тогда проблема с обеспечением жилья горячей водой будет решена.

Что такое теплообменник, и какие функции он выполняет

Теплообменник – устройство, предназначенное для нагрева холодной воды путем передачи ей тепла от нагретого теплоносителя системы отопления.

При этом смешивания холодной воды и теплоносителя не происходит, что очень важно – по той причине, что в теплоноситель часто добавляют химические вещества, снижающие вероятность образования накипи в отопительных трубах. Более того, теплоноситель вообще может быть не водой, а, к примеру, паром, маслом или антифризом. Наличие теплообменника полностью защищает горячую воду от проникновения вредных веществ и гарантирует ее безопасность для человеческого здоровья.

Таким образом, его наличие обеспечивает жильцов дома горячей водой все то время, пока функционирует система отопления. А в нашей стране это большая часть года.

Итак, задачей и основной функцией теплообменника является подогрев холодной водопроводной воды за счет тепла, выделяемого горячим теплоносителем системы отопления. При этом собственного источника энергии теплообменник не имеет и, соответственно, не требует дополнительных затрат на свое функционирование.

Эффективность функционирования зависит:

Что такое теплообменник в системе отопления

  • от материала, из которого изготовлено устройство;
  • габаритов теплообменника, от которых зависит площадь контакта холодной воды и горячего теплоносителя;
  • разницы температуры между водой и теплоносителем системы отопления.

Материал, из которого сделан теплообменник, имеет большое значение не только в плане эффективности работы агрегата, но и в таких вопросах как его изготовление и способ монтажа.

Современные теплообменные агрегаты чаще всего изготавливают из таких материалов, как сталь, чугун, пластик. Последний используется редко, поскольку имеет недостаточно высокий показатель теплопроводности для обеспечения эффективного теплообмена между двумя средами. Поэтому выбирать придется между сталью и чугуном. Для того чтобы сделать правильный выбор, нужно изучить характеристики обоих материалов.

Материал изготовления

Даже идентичные приборы, выполненные из разных материалов, будут иметь различные эксплуатационные характеристики. С учетом этого теплообменники из чугуна и стали отличаются и конструкционно. При их проектировании конструкторы стараются нивелировать недостатки материала и извлечь максимальную выгоду из достоинств каждого материала.

Теплообменник из стали имеет следующие достоинства:

  • небольшой вес устройства, практически не утяжеляющий общую систему отопления;
  • высокая теплопроводность, способствующая быстрому нагреву и эффективной передаче тепла от теплоносителя холодной воде;
  • стойкость к перепадам температуры;
  • ударопрочность стали защищает прибор от механических повреждений.

Недостатки стальных агрегатов:

  • быстрое остывание стали может стать причиной дополнительного расхода топлива;
  • низкая коррозионная стойкость стали значительно отражается на сроке эксплуатации прибора, особенно при низком качестве теплоносителя системы отопления;
  • нет возможности увеличить мощность теплообменника путем увеличения количества его секций.

Теплообменник из чугуна обладает следующими достоинствами:

Что такое теплообменник в системе отопления

  • высокая коррозионная стойкость чугуна обеспечивает прибору длительный срок службы;
  • достаточно высокая теплопроводность позволяет быстро нагреть воду;
  • свойство чугуна медленно остывать снижает затраты на топливо для отопительной системы;
  • возможность повышения мощности агрегата путем наращивания количества чугунных секций, которое можно произвести даже после его установки.

Но у чугунных приборов имеются и достаточно серьезные минусы.

Это:

  • большой вес, приводящий к усложнению монтажа и эксплуатации прибора;
  • хрупкость чугуна – даже при несильном ударе металл может лопнуть или отколоться;
  • плохая переносимость резких перепадов температуры – хотя чугун отлично переносит высокий нагрев, он может лопнуть при резком контакте с холодной водой (поэтому при эксплуатации подобного прибора придется за этим постоянно следить).

Таким образом, зная сильные и слабые стороны теплообменников обоего типа, а также особенности установки и эксплуатации в каждом отдельном случае можно выбрать оптимальный прибор для ваших целей.

Виды теплообменных агрегатов

Существует довольно много модификаций теплообменных агрегатов различных конструкций. Самым простым и понятным устройством является теплообменник «труба в трубе». Упрощенно он представляет собой трубу большого диаметра, внутри которой располагается более тонкая труба. В тонкую трубку подается холодная вода, а через толстую проходит поток нагретого теплоносителя. Вследствие этого холодная вода нагревается и подается на водоразборные устройства.

Погружной теплообменник конструктивно является одним из самых простых и доступных по цене.

Принцип его работы заключается в том, что прибор погружается в емкость, наполненную горячим теплоносителем системы отопления. При этом холодная вода в нем нагревается и подается в систему ГВС.

Кожухотрубный агрегат представляет собой набор приваренных к кожуху трубок, закрепленных болтами на трубных решетках. Один теплоноситель движется по трубкам, а второй внутри кожуха – в межтрубном пространстве. За счет теплообмена между ними холодная вода нагревается.

Пластинчатый теплообменник

Что такое теплообменник в системе отопленияВ последние годы их производство активно развивается. Каждый прибор представляет собой набор пластин, поверхность которых имеет специальную штамповку, образующую каналы, по которым во время работы агрегата движется теплоноситель. Между пластинами имеется специальное уплотнение, благодаря которому герметичность приборов очень высока.

Все пластинчатые теплообменники делятся:

Разборные агрегаты завоевали большую популярность в тех регионах, где вода жесткая, из-за чего в каналах пластин образуется большое количество накипи и мусора. Такой прибор можно разобрать, очистить пластины, а затем собрать заново. Также здесь реализована возможность увеличения мощности прибора за счет добавления дополнительных пластин.

Паяные теплообменники являются неразборными.

И вследствие этого имеют следующие преимущества:

  • небольшой вес и габариты;
  • большая чем у разборных длительность эксплуатации;
  • хорошая переносимость высокого давления и перепадов температуры.

Очистка таких приборов от накипи осуществляется при помощи специальных реагентов, которые на несколько часов заливают в прибор. После этого растворившиеся наслоения вместе с реагентом сливают, а прибор промывают чистой водой.

Как выбрать

Для того чтобы правильно выбрать теплообменник, важно определиться не только с его конструкцией, сколько с эксплуатационными требованиями. Какую бы модификацию прибора Вы не выбрали, первым делом нужно определить его требуемую мощность, а после этого уже несложно выбрать и определенную марку и конструкцию.

Для этого нужно учесть следующие параметры:

  • количество людей, проживающих в доме (пользователей горячей воды);
  • расход воды на одного потребителя (для этого имеются нормы расхода при пользовании различными бытовыми приборами и точками водоразбора);
  • желаемая температура горячей воды в указанный период;
  • максимальная температура теплоносителя системы отопления;
  • количество точек водоразбора (смесители, краны, душ);
  • теплопотери (обычно они принимаются равными 5%);
  • период эксплуатации ГВС – периодическая или постоянная.

Обычно производительность прибора рассчитывают, исходя из потребностей зимнего периода, поскольку именно в это время прибор работает на максимальной мощности.

Подсчитать производительность можно, используя специальные программы, имеющиеся в сети. Но лучше доверить это профессионалам, которые в состоянии учесть все нюансы эксплуатации теплообменника в конкретных условиях, а также могут порекомендовать наиболее подходящую в данной ситуации марку.

remontiks.com

Схема системы отопления. Теплообменник. Закрытая схема отопления и открытая схема отопления.

Что такое теплообменник в системе отопления

Схема системы отопления — это графическое изображение подачи тепловой энергии в дом.

Виды и схемы подключения системы отопления.

Системы отопления подразделяются:

на закрытые системы отопления, когда теплоноситель используется только для отопления дома;

на открытые системы отопления, когда теплоноситель используется для отопления и горячего водоснабжения дома.

Как правило, в закрытых системах отоплениях отбор теплоносителя на какие-либо иные нужды запрещен.

Отопительная система может подключаться к тепловым сетям по зависимой или независимой схеме.

Зависимая схема системы отопления.

Зависимая схема системы отопления – система центрального отопления предназначена для работы на перегретой воде. С ТЭЦ или центральной котельной должна выходить вода, особенно в сильные морозы, с температурой до 130-1500С и давлением 6-10 Кгс/см2. Из-за повышенного давления вода не вскипает в трубах с образованием пара.

Если на улице температура наружного воздуха (-30-400С), температура воды на вводе в дом должна быть не менее (t=80-950С). Перегретая вода из магистральной внешней теплосети смешивается с обратной водой (t=70-750С) внутридомовой системы отопления и в результате вода необходимой температуры, подается в отопительные приборы. При таком подключении внутридомовые тепловые пункты, как правило, оснащаются смесительными установками (элеваторами).

Независимая схема системы отопления.

Независимая схема системы отопления (теплообменник)  – перегретая вода из котла подается в теплообменник.

Теплообменник.

Теплообменник (водонагреватель) — это устройство, в котором нагрев холодной воды до нужной температуры и предназначенной для отопления здания, происходит за счет перегретой воды котельной.

По сути, теплообменник использует принцип — «труба в трубе». Корпус теплообменника состоит из трубы большого диаметра, внутри которого находятся другая труба, но меньшего размера. Холодная вода протекает по внутренней трубе и нагревается за счет горячей воды в межтрубном пространстве. По сути, теплообменник представляет собой аппарат, в котором осуществляется передача теплоты от перегретой воды котельной, к холодной (нагреваемой) воде дома. Любая хозяйка использует принцип теплообменника, когда при приготовлении пищи применяет «паровую баню» помещая кастрюльку с застывшим медом в другую кастрюлю, в которой кипит вода. Постепенно нагреваясь от горячей воды, мед станет жидким и горячим.

xn--b1ahhahznja9a.xn--p1ai

Теплообменники: виды, устройство и принцип работы

Теплообменник – оборудование, в рабочем блоке которого налажен теплообмен между элементами с различными температурами.

Что такое теплообменник в системе отопленияКак выглядят теплообменники

Достоинства систем отопления на основе теплообменников:

  • легкость в эксплуатации и простота технического обслуживания;
  • долговечность;
  • равномерность отопления больших площадей;
  • удобная система терморегулирования;
  • отсутствие громоздких радиаторов;
  • тепловой комфорт в помещении.

Материалы изготовлени

Технология получения теплообменивающих устройств предусматривает их изготовление из материалов: латунь, медь, силумин (кремниево-алюминиевый сплав), нержавеющая сталь. Выбор материала зависит от конечной цели использования оборудования. Медные устройства применимы при изготовлении пива, а латунь чаще выбирают для комплектации оборудования, использующего повышенное давление.

Сферы применения

Выделяют следующие сферы использования теплообменивающего оборудования:

  • системы охлаждения;
  • отопительные системы;
  • системы кондиционирования;
  • химическая промышленность;
  • обогрев бассейнов;
  • солнечные коллекторы;
  • машиностроение;
  • вентиляционные системы;
  • металлургия;
  • фармация;
  • автопроизводство;
  • пищевая промышленность.

Помимо этого, возможно применение теплообменивающего оборудования для отопления частных домовладений. Установить устройство можно как самостоятельно, так и с помощью мастера. Использование такой техники помогает равномерно распределить тепло в помещении.

Классификация

Классификация теплообменников предусматривает их деление на такие виды:

Пластинчатые устройства включают набор пластин с волнистыми каналами со штамповкой и поверхностями, предназначенными для циркуляции жидкостей. Пластины соединены при помощи прорезиненных прокладок и стяжек. Преимущества подобных устройств – легкость в применении и компактность.

Пластинчатые теплообменники находят все более широкое применение. Сфера их использования не ограничивается только промышленным оборудованием, возможен также монтаж этих устройств в жилых домах для монтажа отопительных систем.

Пластинчатые теплообменники классифицируются на группы:

  • неразборные (они же сварные и паяные);
  • полусварные;
  • разборные.

Разборные устройства наиболее популярны. В них пластины разделены при помощи резиновых уплотнителей. Установка не занимает много времени, а эксплуатация не вызывает трудностей.

Классический вариант пластинчатых теплообменников имеет входные и выходные патрубки на поверхности передней плиты. Некоторые устройства имеют патрубки и на передней, и на задней панелях. Рабочие среды подсоединяются к патрубкам посредством фланцевых, резьбовых, стальных соединений. Некоторые модели имеют меньшее количество патрубков, тогда теплоносители подсоединяются непосредственно к плите.

Трубчатые теплообменники включают трубы малого диаметра, вваренные в другие трубы. Достоинствами устройства считается применение в условиях повышения давления.

По критерию способа теплообмена техника подразделяется на смесительную и поверхностную. Устройства смесительного типа передают тепло при плотномконтактировании носителей. Поверхностные теплообменники содержат два контура, в которых происходит перемещение сред с отличными температурами. Обмен теплом между ними возможен через поверхностные элементы пластин, стенок, листов или труб, которые выполнены из теплопроводящих материалов (нержавеющей или высокоуглеродистой стали, сплавов цветных металлов). Этот тип оборудования применяется в жилищно-коммунальном хозяйстве, промышленных предприятиях и в организации малого бизнеса.

Поверхностные теплообменники делятся виды: рекуперативные и регенеративные. Рекуперативные теплообменники характеризуются константным обменом тепла посредством стенок контуров при однонаправленном движении носителей. В регенеративных устройствах происходит поочередный контакт носителей с теплообменивающей поверхностью.

Рекуперативные теплообменники тоже классифицируются:

  1. Погружные. Принцип работы предусматривает движение одного теплоносителя по змеевику, который погружен в бак, содержащий второй жидкий теплоноситель. Модель отличается удобством в применении, характеризуется оптимальной стоимостью.
  2. Оросительные. Сфера применения – как конденсаторы в системах охлаждения. Теплобменники выглядят как змеевики из горизонтальных труб, которые размещены в вертикальной плоскости. У каждого ряда труб есть желоб, по которому на них стекает вода пониженной температуры. Вода, которая не испарилась, возвращается в систему благодаря насосу.
  3. Витые. Представляют собой систему труб, намотанных на сердечник. Компактны и высокоэффективны.
  4. Спиральные. Для оборудования характерен вид двух спиральных каналов, которыми обвита центральная перегородка. Предназначены для охлаждения и нагрева вязких жидкостей.
  5. Кожухотрубные. Трубные решетки присоединены к кожуху посредством сварки. В них закрепляются трубы. Крепление их происходит плотно при помощи развальцовки. Решетки закрыты крышками на шпильках, болтах и прокладках. Кожух включает штуцера (патрубки). Принцип работы заключен в циркуляции носителя тепла в межтрубном пространстве и по трубам. Увеличение теплоотдачи происходит при помощи оребрения.
  6. Секционные – последовательность секций, которые представляют собой кожухотрубные устройства.
  7. Пластинчатые. Включают набор пластин с волнистыми поверхностями со штамповкой и каналами для движения жидкостей. Возможна работа только при пониженном давлении.

Что такое теплообменник в системе отопленияКожухотрубный теплообменник

Строение и принцип работы

Механизм действия легко рассмотреть на примере пластинчатого теплообменника заводской сборки. Структура предусматривает два контура и четыре выхода. Пластинчатое устройство разделяет потоки по давлению и температуре. Теплоносителями выступают кислоты и другие жидкости.

Теплообменники для отопления предполагают подключение к одному контуру теплых полов, а к другому – теплоцентрали.

Прямое подключение центрального теплоносителя невозможно, поскольку это приводит к выходу из строя теплого напольного покрытия.

Это происходит из-за повышения давления в теплоцентрали, температурных перепадов и присутствия химически агрессивных веществ в теплоносителе.

Строение теплообменника представлено на рисунке ниже.

Что такое теплообменник в системе отопленияСхематичное устройство пластинчатого теплообменника

Структуру теплообменника составляют:

  • станина, которая с одной стороны устройства прикрепляется к неподвижной прижимной плите и служит элементом опоры;
  • пакет пластин, образующий между составляющими элементами каналы для теплоносителя;
  • рама, которая состоит из подвижной прижимной плиты , неподвижной прижимной плиты и задней стойки;
  • кожух, служащий для защиты устройства от внешних воздействий;
  • шпильки, которые размещены по краю отверстий, через которые в устройство поступает теплоноситель;
  • прокладка, необходимая для герметичности каналов;
  • опорные и крепежные элементы (направляющие балки, несущая база, лапы станины и рамы, подшипники, болты, гайки, шайбы).

Синие и красные стрелки на рисунке обозначают направления движения холодного и горячего теплоносителя внутри теплообменника соответственно.

В быту применяют теплообменник, чей принцип функционирования основан на разделении потоков и поддержании автономного функционирования теплых полов при пониженном уровне рабочего давления в 1,5 бара и подключении чистой воды.

Структуру теплообменного оборудования составляют три группы пластин:

  1. Набранные, принадлежащие автономной системе отопления с пониженным уровнем давления.
  2. Набранные, принадлежащие центральной системе отопления с повышенным уровнем температуры и давления.
  3. Разделительные, характеризующиеся малой толщиной и передающие тепло от централизованной системы к автономной.

Число и параметры пластин предопределяют мощность теплообменного оборудования. Каждое устройство предполагает установку очистительного фильтра. Он способен удержать грубые частицы: окалины, стружку и прочие. Фильтр нуждается в периодическом промывании очистительными растворами.

Что такое теплообменник в системе отопленияПринцип работы теплообменника

Принцип работы теплообменника заключается в передаче тепловой энергии от одного теплоносителя к другому. В устройство поступает прямая греющая среда и холодная среда. При прохождении их между пластинами по каналам происходит нагревание холодной среды. На выходе из теплообменника получают нагретую среду и обратную греющую среду. Внутри оборудования теплообменивающие жидкости движутся навстречу друг другу, то есть в противотоке, и не могут смешиваться, поскольку разделены пластинами.

Характеристики оборудования

Теплообменное оборудование маркируется следующими данными:

  • уровень тестового давления;
  • уровень максимального рабочего давления;
  • уровень максимальной рабочей температуры;
  • производитель.

Помимо этого, в комплектацию входят схема и техпаспорт на языке страны-производителя, в нужных случаях переведенный на язык продающей страны.

Возможно диагональное и вертикальное расположение контуров. При диагональном расположении контуров требуется производить установку только в вертикальное положение. Тогда возможно поступление горячей воды в теплообменивающий аппарат в направлении сверху вниз. При этом происходит передача тепла в автономную систему посредством разделительных пластин.

Вода на входе – повышенной температуры, а на выходе она снижена. При этом в контуре, принадлежащем автономной системе, движение теплоносителя происходит снизу вверх. На нижних уровнях происходит слабый нагрев воды, при приближении к верхним – нагрев усиливается. Это облегчает функционирование системы. Подача воды в оборудование возможна благодаря принудительной циркуляции.

Монтаж

Монтаж пластинчатого теплообменника, как наиболее распространенного, осуществляется по трем вариантам:

  • параллельному;
  • смешанному двухступенчатому;
  • последовательному двухступенчатому.

При параллельном монтаже требуется установить терморегулятор. Этот способ экономит пространство, время, а также не требует больших затрат. Двухступенчатая смешанная схема обеспечивает значительную экономию теплоносителя. Это достигается благодаря использованию обратного тока теплой воды для обогрева потока с более низкой температурой.

Использование последовательной схемы применяет разделение входящего потока на две ветки. Одна из них проходит сквозь регулятор, другая – сквозь подогреватель. Далее оба потока смешиваются, после чего попадают в отопительный блок. Это экономит теплоноситель. Полная автоматизация оборудования невозможна.

Теплообменники закрепляются на стене с помощью крепежной ленты, консоли и уголка, прикрепленного к нижней части устройства. После этого требуется провести установку фильтров. Минимальное условие – присутствие фильтрующей системы в системе теплоцентрали. Перед установкой стоит подготовить краны и американки – резьбовые разъемные соединительные компоненты. Каждый из них включает в состав накидную гайку, прокладку и два фитинга. Важно правильно подбирать запчасти, чтобы они подходили к диаметру системы подключения. Тогда монтаж не вызовет затруднений.

Что такое теплообменник в системе отопленияВнешний вид пластинчатого теплообменника

Буржуйка с теплообменником. Видео

Про особенности изготовления буржуйки из газовых баллонов с теплообменником можно узнать из видео ниже.

Несмотря на широту сфер применения теплообменников, наиболее популярным является их использование в качестве дополнительной системы отопления. Оптимальные технические характеристики обеспечивают качественный прогрев помещений любой площади. Установка полов с теплообменниками не занимает много времени, они просты в эксплуатации и долговечны. Необходимо своевременно проводить профилактические осмотры системы, чтобы своевременно устранять возможные проблемы.

aqueo.ru


Источник: teplo-ltd.ru

Для чего необходим теплообменник?

В домашних системах отопления чаще всего можно встретить поверхностные теплообменники. В
них передача тепла происходит через поверхности металлических стенок этого аппарата.котел твердотопливный Куппер

  • Максимальная реализация отопления через представленный аппарат наблюдается в конструкции котлов, работающих на газе, твердом топливе и электричестве.
  • Циркуляция теплоносителя происходит по трубам, изогнутым в форме змеевика. Они расположены внутри котельного агрегата, а нагрев теплоносителя осуществляется от температуры горящего топлива.
  • Горячая вода направляется в трубопровод системы отопления, а заменяет ее в теплообменнике остывший носитель тепла из радиаторов.

Даже сегодня во многих домах присутствует традиционный источник тепловой энергии – печь. Ее целесообразно использовать для дома небольшой площади. Если речь идет о многокомнатном коттедже, то ее тепловой мощности будет недостаточно.
По этой причине в частных домах отопительная система не может нормально функционировать без этого элемента. Именно благодаря ему удается превратить печь в полноценный водонагревательный котел.

Виды теплообменников

Теплообменные агрегаты могут быть различных типов. Их отличие заключается в способе передачи тепловой энергии. Выделяют следующие виды представленных аппаратов:

  1. Смесительные. В них передача тепловой энергии осуществляется благодаря смешению двух рабочих сред. По конструкции эти устройства намного проще, чем поверхностные. Использовать такие агрегаты получается только при условии возможности смешивания носителей тепла. Это условие и служит главным недостатком смесительных приборов.
  2. Поверхностные. В них осуществляется обмен энергией между рабочими
    носителями тепла посредством стенок разделителя
    .
    Такие устройства подразделяются на рекуперативные и регенеративные.
    В рекуперативных при передаче тепловой энергии через разделительную стенку поток тепла движется в одном направлении в каждой точке стенки.
    Для регенеративного теплообменного аппарата свойственно то, что носитель тепла при попеременном касании одной и той же поверхности, время от времени изменяет направление потока.

Типы рекуперативных теплообменников

 

Большим спросом на сегодня пользуются рекуперативные теплообменные устройства. Соглас
но конструкционному исполнению выделяют следующие виды представленных агрегатов:

Кожухотрубный

Кожухотрубный аппаратЭто устройство, представляющее собой пучки труб, приваренные к кожуху и прикрепленные к трубным решеткам при помощи болтов.
Движение первого носителя тепла в межтрубном пространстве осуществляется через присутствующие на корпусе штуцера. Другой теплоноситель течет по трубам. На корпусе или крышке представленных устройств присутствуют перегородки.
В целях повышения отдачи тепла трубы подвергают процессу оребрения методом накатки или навивки ленты.

Погруженный

Его конструкция предполагает погружение одного теплоносителя в емкость с другим. Такие устройства характеризуются дешевизной и простотой.

Теплообменные устройства типа «труба в трубе»

Состоит из нескольких звеньев, расположенных друг над другом и соединенных между собой. Каждое звено представляет собой конструкцию из вставленных друг в друга труб, между которыми и происходит теплообмен.
Их целесообразно эксплуатировать при высоких показателях давления и небольших расходах воды в системе.

ОросительныйОросительный тип

Состоит из нескольких рядов труб, расположенных одна над другой, по наружной поверхности которых тонкой пленкой стекает охлаждающая их вода

Его активно применяют в холодильных установках, так как они выступают в роли конденсаторов.

Графитовый

Конструкция теплообменного устройства предполагает наличие блоков из графита, уплотненных между собой при помощи прокладок из резины и
зафиксированных крышками
.
Графит считается прекрасным проводником тепловой энергии. Для устранения пористости происходит его обработка специальными составами.

Пластинчатый

Это устройство изготовлено из пластин, поверхность которых отштампована специальным методом. Результатом такой работы становится образование каналов, по которым движется теплоноситель. Между собой пластины уплотнены.
Процесс изготовления такого устройства отличается своей простотой, его легко чистить, он обладает высокой теплоотдачей. Минус – не выдерживает высокое давление.

Пластинчато-ребристый

Пластинчато-ребристый видСостоит из системы разделительных пластин, между которыми находятся ребристые поверхности — насадки, присоединенные к пластинам методом пайки в вакууме.

Предназначены для теплообмена между неагрессивными жидкими и газообразными средами в интервале температур от плюс 200 °C до минус 270 °C.

Обладает малым весом и размерами, высокой прочностью и жесткостью.

Оребренно-пластинчатый

Его конструкция предполагает наличие оребренных панелей маленькой толщины, производство которых происходит при помощи высокочастотной сварки.
Благодаря такой конструкции и применяемым материалам удается достичь высокого температурного режима теплоносителя, малого гидравлического давления, высокого КПД, продолжительного срока эксплуатации, низкой стоимости.

Спиральный

Оснащен двумя каналами, которые навиты в форме спирали около основной разделительной перегородки. Их цель – нагрев и охлаждения жидкостей, обладающих высоким показателем вязкости.

Устройство и принцип работы

Принцип работыСовременные модели теплообменного устройства имеют несколько частей. Для каждой характерна своя важная роль:

  • неподвижная плита – к ней крепят все подводимые патрубки;
  • прижимная плита;
  • пластины, оснащенные вставленными прокладками уплотнительного типа;
  • верхняя и нижняя направляющие;
  • задняя стойка;
  • шпильки с резьбой.

Источник: klimatlab.com

Теплообменники для отопления предусмотрены для обмена теплом между двумя контурами с горячей и холодной водой. Они используются в системах отопления, где передают тепло теплоносителю благодаря более высокой температуре греющей среды.
Незаменимость таких теплообменников проявляется в частных домах, где собственное отопление. После установки этих приборов подача от отопительной системы и теплосети становятся раздельными. По разные стороны к аппарату подключаются контур внутренней системы и труба с горячим теплоносителем. Теплообменный аппарат может подключаться как напрямую, так и параллельно.
При установке теплообменника во всех комнатах воздух прогревается быстрее и равномернее, управление упрощается, температура и давление стабилизируются. Также увеличивается время износа всех узлов, и экономится энергия.
ТО в частном доме может быть источником для получения горячей воды. В один из контуров подаётся горячий носитель, а в другой подключается вода из водопровода.
В таком случае прямо к кранам подаётся горячая вода. Выгода этого способа в том, что не требуется дополнительной энергии как в случае с использованием бойлеров.
В отоплении могут применяться как пластинчатые теплообменники, так и паяные.

Пластинчатые теплообменники для систем отопления

Наиболее популярны в блочных ТП независимого отопления пластинчатые теплообменники. В его основе лежит комплект пластин, перфорированных штамповкой, для расширения площади теплового обмена и создания каналов, по которым происходит движение воды. Пластины собраны в пакет, на последней неподвижной плите есть патрубки входа и выхода теплоносителя греющей и нагреваемой среды, в которые и выведены каналы из пластин.

Конструкция теплообменника для отопления

Теплообменник для отопления состоит из 2-ух стальных плит с патрубками, которые объединяются с помощью направляющих и винтовых шпилек. Гофрированные пластины и уплотнители стягиваются между плитами. Чтобы регулировать количество пластин, одна из пластин сделана подвижной.
Место между прилегающими пластинами поочерёдно наполняется холодным и горячим теплоносителем, а непроницаемость системы обеспечивается уплотнителями. Малогабаритные размеры устройства гарантируют высокую эффективность, так как рельефная поверхность обеспечивает увеличение площади теплообмена.

Преимущества и недостатки

Расчет теплообменника для отопления

Каждая модель теплообменного аппарата собирается под определённые требования эксплуатации. На основе расчетов определяется материал, число пластин, технические характеристики, габариты. Расчет готовит фирма-производитель оборудования. Клиенту только нужно предоставить необходимые сведения:

Чтобы узнать эти данные, можно сделать запрос в теплоснабжающую компанию. Тепловую мощность можно легко рассчитать, если известны другие характеристики. При подборе теплообменника следует принимать во внимание и другие характеристики, такие как вязкость и загрязнённость рабочей среды. Неверные расчеты могу основательно оказать влияние на срок службы, эффективность и цену оборудования.

Важные ошибки при выборе:

— Ошибочно учтены главные параметры. Ошибки в расчете, неточности указывании характеристик в заявке – это может привести к тому, что прибор чаще загрязняется и быстрей ломается

— В весьма враждебной и загрязнённой среде материалы будут быстрее выходить из строя и засоряться, если они не подходят к теплоносителю.

— При очень невысоком значении запаса площади на загрязнение устройство станет быстро покрываться накипью, при очень высоком – станет малоэффективным

Остались вопросы?

Вы всегда можете получить консультацию по подбору теплообменника на систему ГВС у нашего инженера совершенно бесплатно.

Мы поможем определится какой именно вариант больше подходит для Вашего объекта, учитывая технические характеристики и пожелания.
Обращайтесь по номеру 8-804-333-71-04 (звонок бесплатный), или же напишите на электронную почту [email protected]
С наиболее полной информацией о теплообменном оборудовании Вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте

Источник: sn22.ru

Что используется в качестве теплоносителя?

 Что используется в качестве теплоносителя?

Если говорить о России, то централизованные системы все работают на воде. В Европе ситуация неоднозначна – используется вода, тосол, масло и т.д.

Суть в следующем, если пользователь системы отопления заберёт часть теплоносителя, то ему придётся заплатить огромный штраф. По этой причине там и применяется теплообменник.

Благодаря нему создаётся возможность непрямой передачи тепла из централизованной системы отопления в систему отопления дома/квартиры. Конечно, в реалии в России выглядят несколько иначе.

Тем не менее, у теплообменников и в РФ есть большие преимущества применения.

Почему теплообменник имеет смысл ставить?

 Почему теплообменник имеет смысл ставить?

Многие застройщики сегодня при организации коммуникаций ЖК рассматривают возможность установки теплообменников в подвале дома. Благодаря этому каждый жилец сможет оплачивать только то тепло, которое потребил.

Технически это выглядит следующим образом – в доме есть одна отопительная магистраль от которой выборочно, по желанию жильцы могут получать тепло в необходимых объёмах.

Достигается это при помощи установки множества регулирующих систем:

  • контроль погодного регулирования;
  • анализ актуальной температуры в комнате;
  • контроль температуры в отопительной магистрали;
  • контроль систем тёплого пола, рекуперации и т.д.

В подобной системе есть смысл ещё и потому, что центральная отопительная магистраль прокладывается при помощи специальных труб. В квартирах применяются другие коммуникации. Во-первых, это позволяет сэкономить (застройщик продаёт квартиры дешевле). Во-вторых, трубы в квартире служат на порядок дольше.

В видео рассказывается о принципах работы теплообменника:

Источник: postroyka.org


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.