Обвязка теплообменникаНа сегодняшний день организация процессов по обеспечению водой — это одно из главных условий для создания уютной жизни граждан. Есть несколько различных способов того, как обеспечить водоснабжение, включая создание систем ГВС-сети, но одним из результативных способов сегодня является нагрев воды через отопительную сеть.

Теплообменники необходимо подбирать, исходя из условий монтажа и размещения, а также согласно запросам пользователей и общих возможностей, для монтажа и работы оборудования для отопления. В большинстве случаев только правильный монтаж и грамотный расчет позволяют гражданам забыть о том, что такое перебои или полное отсутствие горячего водоснабжения.

Использование теплообменников пластинчатого типа для обеспечения ГВС

Нагрев воды через теплосети полезен в экономическом плане, так как теплообменники, при сравнении их с классическими котлами на электрической или газовой энергии, работают лишь на систему отопления, и ни на что больше. В итоге себестоимость горячей воды за литр будет намного ниже.


Теплообменники пластинчатого типа применяют энергию тепла в теплосетях для того, чтобы нагревать обыкновенную воду из водопровода. Нагреваясь за счет пластин теплообмена, горячая вода проникает во все точки для разбора воды, включая смесители, краны, душ.

При этом важно учесть и то, что нагреваема вода и вода, которая является носителем тепла, никак не взаимодействуют друг с другом в рамках обменника тепла. Среды для течения вод разделены между собой пластинками, размещенными в теплообменном аппарате, поэтому через них и проходит теплообмен.

Использовать воду, находящуюся в отопительных системах, нельзя для обеспечения бытовых нужд, это вредно и нерационально. Объясняется следующими причинами:

  • 1. Процессы подготовки воды для оборудования и котлов — это дорогая и, чаще всего, сложная процедура, которая требует специальных знаний, опыта и навыков.
  • 2. Для того чтобы смягчить воду и сделать ее менее жесткой для отопительной системы, применяются реагенты и химикаты, которые отрицательно сказываются на человеческом здоровье.
  • 3. В отопительных трубах за много лет скапливается большое количество отложений, также представляющих вред для человека и его здоровья.

Тем не менее, никто не запрещает использовать такую воду не по прямому назначению, а косвенно, ведь теплообменник для горячей воды отличается высокими показателями КПД.

Разновидности теплообменников для ГВС-систем

Сегодня их множество, однако среди всех самыми популярными для использования в быту являются два: это системы кожухотрубного и пластинчатого типа. Следует отметить, что кожухотрубные системы почти исчезли с рынков из-за низких показателей КПД и больших размеров.

Обвязка теплообменника
Теплообменник пластинчатого типа для ГВС — это несколько гофрированных пластинок, расположенных на жесткой станине. Они идентичны друг другу по конструкциям и габаритам, однако следуют друг за другом, но по принципу зеркального отражения, и делятся между собой специализированными прокладками. Прокладки могут быть как стальными, так и резиновыми.

Из-за чередования пластин по парам появляются такие полости, которые при работе заполняются или жидкостью для нагрева, или носителем тепла. Именно за счет такой конструкции и принципа действия смещение сред между собой исключается полностью.

Посредством направляющих каналов жидкости в теплообменнике двигаются друг к другу, заполняя четные полости, после чего выходят из конструкции, получив или отдав некоторую часть энергии тепла.


Обвязка теплообменника
Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника ГВС

Чем больше пластин по количеству и размеру будет в одном теплообменнике, тем большую площадь он сможет охватить, и тем больше будет его производительность и полезное действие при работе.

Для ряда моделей на балке направления между запорной плитой и станиной есть пространство. Его достаточно для того, чтобы установить пару-тройку плит такого же типа и размера. В таком случае плитки, устанавливаемые дополнительно, будут монтироваться парами.

Все теплообменники пластинчатого типа можно поделить на несколько категорий:

  • 1. Паяные, то есть неразборные и имеющие герметичный основной корпус.
  • 2. Разборные, то есть состоящие из нескольких отдельных плиток.

Обвязка теплообменника

Главное преимущество и плюс работы с разборными конструкциями заключается в том, что их можно дорабатывать, модернизировать и улучшать, от есть удалять лишние или же добавлять новые пластинки. Что же касается конструкций паяных, то у них такой функции нет.

Однако более популярными сегодня являются пластинчатые паяные системы обеспечения теплом, и популярность их основана на отсутствии зажимных элементов. Благодаря этому они отличаются компактными размерами, которые никак не влияют на полезность и работоспособность.

Схемы подключения


У теплообменника, работающего по принципу вода-вода, есть несколько различных схем подключения, однако контуры первичного типа монтируются к трубкам распределения тепловой сети (она может быть частной или реализуемой городскими службами), а контуры вторичного типа — к трубопроводу водоснабжения.

Чаще всего только от решений по проекту зависит то, какой тип подключения разрешено применять. Также схема монтажа и ее выбор основаны на нормах «Проектирования теплопунктов» и в стандарте СП под номером 41-101-95. Если соотношение и разница максимально возможного водного теплопотока на ГВС к теплопотоку на отопление определено в рамках от ≤0,2 до ≥1, то основой является схема подключения в одну ступень, а если от 0,2≤ до ≤1, то из двух степеней.

Стандартная

Обвязка теплообменника
Самая простая для реализации и экономически выгодная схема — это параллельная. При такой схеме теплообменники монтируются последовательно по отношении к регулирующей арматуре, то есть запорному клапану, а также параллельно всей тепловой сети. Для того чтобы достичь максимального обмена тепла внутри системы, необходимы высокие показатели расхода носителей тепла.

Двухступенчатая схема


Обвязка теплообменника
Двухступенчатая смешанная система

Если использовать двухступенчатую схему, то при ней нагрев воды происходит или в паре независимых аппаратов, или в установке моноблока. При этом важно помнить о том, что схема монтажа и ее сложность будут зависеть от общей конфигурации сети. С другой стороны, при схеме из двух ступеней повышается уровень КПД всей системы, а также снижается расход носителей тепла (примерно до 40 процентов).

При такой схеме подготовка воды происходит за два шага. В ходе первого шага применяется тепловая энергия, нагревающая воду до 40 градусов, а в ходе второго шага вода греется до 60 градусов.

Подключение последовательного типа

Обвязка теплообменника
Двухступенчатая последовательная схема

Такая схема реализуется в рамках одного из аппаратов для теплообмена ГВС, причем данный тип обменника тепла намного сложнее по устройству, если сравнивать его со стандартными схемами. Также он будет стоить намного дороже.

Расчет теплообменников

При определении теплообменника необходимо учитывать такие параметры, как:


  • 1. количество пользователей или жильцов;
  • 2. расход и норма расхода теплой воды за сутки на каждого потребителя;
  • 3. максимально возможная температура носителей тепла на определенный временной период;
  • 4. температура и другие показатели водопроводных вод на определенный временной период;
  • 5. допустимые показатели потери тепла (согласно нормативам, этот показатель не должен превышать 5 процентов);
  • 6. суммарное количество мест для забора воды (это могут быть краны, смесители или души);
  • 7. режим и работа оборудования (постоянная или периодическая).

Заказать расчет теплообменника

Производительность и эффективность работы теплообменной системы для квартир в городе (в частности, при подключении к тепловой сети) рассчитывается по показателям работы в зимний период. Зимой температура носителей тепла может достигать 120/80 градусов.

При этом показатели во время весны или осени могут опуститься до уровня 70/40 градусов, а температура будет оставаться очень низкой вплоть до критичной отметки. Именно поэтому расчеты и показатели теплообменника важно проводить одновременно как для весеннего и осеннего, так и для работы во время зимы.

Важно и то, что никто не способен дать гарантии того, что эти расчет будут на 100 процентов верными. Все дело в том, что в сфере ЖКХ очень часто предпочитают игнорировать или пренебрегать стандартами для обслуживания конечного потребителя.

В частных секторах эти показатели намного точнее, ведь пользователь всегда уверен в эффективности и работоспособности котла и всей отопительной системы.

Следующая статья: Теплообменники в системе отопления

teplomagnat.ru

Зачем необходима обвязка


 
Правильно выполненное подключение отопительного котла обеспечивает надежное его функционирование и не допускает перегрева разных элементов системы. В результате безупречной работы оборудования срок эксплуатации теплоснабжающей конструкции увеличивается. Безупречно сделанная обвязка способствует качественному распределению тепловой нагрузки вдоль всего контура отопления, а соответственно быстрый и эффективный обогрев помещений. 

обвязка теплообменника схема

Для нагревательных приборов, работающих на твердом топливе, большое значение имеет правильная схема обвязки котла отопления, поскольку тогда можно создать саморегулирующую отопительную систему без применения специальных устройств, работающих в автоматическом режиме (детальнее: «Схема обвязки твердотопливного котла: что и как»). Исходя из вышеизложенного, возможно, разумнее будет привлечь для подключения оборудования специалистов, а не делать эту работу самостоятельно. 

Особенности классической схемы обвязки


 
Для обеспечения качественной работы отопительной конструкции и для не допущения перепадов температур, часто используют вариант, предполагающий регулировку температурного режима на входе в котел и на выходе из него, а этого можно добиться при условии монтажа двух контуров. 

Таким образом, когда выполняется обвязка двухконтурного котла отопления – схема должна содержать малый и большой контуры (прочитайте: «Качественная обвязка двухконтурного газового котла — эффективная экономия»). Вначале в процессе теплоснабжения обогрев осуществляется посредством меньшего из них и только после входа в рабочий режим системы и нагревательного агрегата теплоноситель поступает в большой контур, который обогревает полностью все здание. 

схема обвязки двухконтурного котла отопления

Схема обвязки двухконтурного котла отопления, такого как на фото, содержит следующие необходимые элементы:

  • клапаны (предохранительные и обратные);
  • всевозможные кронштейны;
  • манометры и термометры;
  • расширительный бак, предпочтительнее закрытого типа;
  • циркулярный насос;
  • запорная арматура;
  • сетчатые фильтры для мелкодисперсных частиц. 

Популярные схемы обвязки

 
Схемы обвязки отопительных котлов различают по следующим параметрам:

  • по способу разводки;
  • по методу природной циркуляции;
  • по типу насосной циркуляции теплоносителя в системе. 

 
Также отопительная конструкция может содержать классическую коллекторную разводку. 

обвязка двухконтурного котла отопления схема

Схема обвязки нагревательного настенного котла отопления бывает следующих видов:

  • с подключением к системе отопления, выполненной по классическому варианту;
  • с присоединением у «теплому полу»;
  • совместно с контуром горячего водоснабжения. 

Двухконтурный настенный котел представляет собой небольшую котельную, в состав ее входит два теплообменника. Помимо нагрева теплоносителя для системы отопления имеется схема обвязки теплообменника ГВС, позволяющая организовать подачу горячей воды (прочитайте также: «Обвязка котла отопления полипропиленом: варианты реализации»). 

При обвязке двухконтурного котла используют один из двух видов подключения:

  • прямой;
  • или смесительный. 

принципиальная схема обвязки котла

Выполнить подсоединение двухконтурного агрегата намного сложнее, поскольку принципиальная схема обвязки котла требует правильного подключения не только к отопительной системе, но и к ГВС (детальнее: «Правильная схема подключения двухконтурного газового котла»). Для облегчения работы к каждому нагревательному прибору производители прикладывают инструкцию по эксплуатации и монтажу.
 

Схема обвязки напольного котла отопления с одним контуром оборудована одной горелкой, а у двухконтурных агрегатов имеется две горелки – ими управляют при помощи сервопривода со смесителем. Читайте также: «Схема двухконтурного отопления».

Обвязка ТТ котлов

При использовании котлов на твердом топливе в случае нестабильного теплоснабжения существует угроза, что агрегат перегреется из-за выхода из строя циркуляционного насоса, поэтому в нем имеется встроенный аварийный теплообменник. В его отсутствии используется отдельный модуль — схема обвязки теплообменника помимо самого прибора содержит также запорно-регулирующую арматуру. 

схема обвязки напольного котла отопления фото

Когда выполняется обвязка теплообменника – схема предусматривает, что после достижения предельно допустимой температуры теплоносителя в котле срабатывает термоклапан, открывающий проток холодной воды через теплообменник, которая отбирает лишнее тепло и отправляется в канализацию. 

Вспомогательные схемы обвязки

Вспомогательные схемы являются аварийными и предназначены для решения неожиданных нестандартных ситуаций. Например, это может быть отключение электричества. Вспомогательная схема не позволит остановить циркуляцию теплоносителя в системе. 

Наиболее часто встречаются следующие аварийные схемы:

  1. Подача воды из труб водоснабжения. По причине малой эффективности используется крайне редко. Часто при отключении электроэнергии пропадает не только теплоснабжение, но и подача воды, поэтому нужно обеспечить ее запас.
  2. Наличие аккумуляторов для насоса. За их состоянием нужно следить и при необходимости перезаряжать.
  3. Обустройство гравитационного контура. Он запускается в работу в случае прекращения функционирования насоса. Но такой контур не сможет обогреть весь дом.
  4. Аварийный контур. Считается одним из лучших вариантов, поскольку при его наличии возможна работа одновременно гравитационного и принудительного контуров, расположенных в разных частях системы.  Читайте также: «Как выполняется обвязка котла отопления – простая и понятная схема».


Варианты обвязки системы отопления, подробное видео:

Аварийные варианты теплообеспечения

В собственном доме необходимо продумать сооружение различных методов теплообеспечения в случае возникновения аварийных проблем. Если принято решение о том, что нужна схема обвязки двух котлов отопления, лучшим решением будет выбор агрегата, работающего на твердом топливе, и электрокотла.

teplospec.com

Устройство и принцип работы

Пластинчатый теплообменник (ПТО) обеспечивает переход тепла от нагретого теплоносителя холодному, при этом не перемешивая их, развязывая два контура между собой. Теплоносителем может быть пар, вода или масло. В случае с горячим водоснабжением чаще источником тепла является теплоноситель системы отопления, а нагреваемой средой – холодная вода.

Конструктивно теплообменник представляет собой группу гофрированных пластин, собранных параллельно друг другу. Между ними образуются каналы, по которым течет теплоноситель и нагреваемая среда, притом послойно они чередуются между собой, не перемешиваясь при этом. За счет чередования слоев, по которым текут жидкости обоих контуров, увеличивается площадь теплообмена.

Схема работы пластинчатого теплообменника ГВС
Схема работы теплообменника

Гофрирование чаше выполняется в виде волн, притом ориентированных так, чтобы каналы одного контура располагались под углом к каналам второго контура.

Подключение входов и выходов делаются так, чтобы жидкости текли навстречу друг другу.

Поверхность и материал пластин подбирается исходя из требуемой мощности теплообмена, вида теплоносителя. В особенно эффективных и продуманных теплообменниках поверхность формуется для возбуждения завихрений возле поверхности пластины, повышая теплообмен, не создавая сильного сопротивления общему току.

Теплообменник включается между двумя контурами:

  1. Последовательно к системе отопления или параллельно с наличием регулирующей арматуры.
  2. К входу от холодного водопровода и выходом к потребителю ГВС.

Холодная вода, протекая через теплообменник нагревается за счет тепла от системы отопления до требуемой температуры и подается на кран потребителя.

Основные характеристики пластинчатого теплообменника:

  • Мощность, Вт;
  • Максимальная температура теплоносителя, оС;
  • Пропускная способность, производительность, литры/час;
  • Коэффициент гидравлического сопротивления.

Мощность зависит от общей площади теплообмена, перепада температур в обоих контурах между входов и выходом и даже от числа пластин.

Максимальная температура задается подбором материалов и способом соединения пластин и корпуса теплообменника.

Пропускная способность повышается с увеличением числа пластин, так как они подключаются фактически параллельно, то каждая новая пара пластин добавляет дополнительный канал для тока жидкости.

Коэффициент гидравлического сопротивления важен при расчете нагрузки на систему отопления, где от этого зависит выбор циркуляционного насоса, немаловажен и для других источников тепла. Зависит от типа гофрирования пластин и размера сечения каналов и их количества.

Для наиболее востребованных случаев, каким является обеспечение горячей водой частного хозяйства, дома или квартиры производятся готовые теплообменники с постоянными характеристиками.

Расчет

Выбор подходящего теплообменника сложно выполнить, оперируя только одной лишь его мощностью или пропускной способностью. Эффективность подготовки ГВС зависит и от состояния теплоносителя в первом контуре и во втором, от материала и конструкции теплообменника, скорости и массовой части теплоносителя, проходящего в единицу времени через пластинчатый теплообменник. Однако, естественно следует предварительно выполнить расчет, позволяющий прийти к определенному сочетанию мощности и производительности для выбора подходящей модели.

Базовые данные необходимые для расчета:

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

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

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

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

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

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

P = m * С *Δt,

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

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

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

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

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

Схема обвязки

Подключают теплообменник к системе отопления несколькими способами. Самый простой вариант с параллельным включением и наличием регулировочного клапана, работающего от термоголовки.

параллельная схема обвязки пластинчатого теплообменника

Обязательными являются запорные шаровые вентили на всех выводах теплообменника, чтобы иметь возможность полностью перекрыть доступ жидкости и обеспечить условия для демонтажа оборудования. Регулировкой мощности и, соответственно, нагревом горячей воды должен заниматься клапан с управлением от термоголовки. Клапан устанавливается на подводящую трубу от отопления, а датчик температуры на выход контура ГВС.

При цикличной организации ГВС с наличием накопительной емкости устанавливается дополнительно тройник на входе нагреваемого контура для включения холодной водопроводной воды и обратки по ГВС. Избежать ненужного тока в обратном направлении в ветке горячей и холодной воды не даст обратный клапан.

Недостатком этой схемы является сильно завышенная нагрузка на систему отопления и неэффективный нагрев воды во втором контуре при большем перепаде температур.

Гораздо продуктивнее и надежнее работает схема с двумя теплообменниками, двухступенчатая.

двухступенчатая схема обвязки с двумя теплобменниками
1 – пластинчатый теплообменник; 2 – регулятор температуры прямого действия: 2.1 – клапан; 2.2 – термостатический элемент; 3 – циркуляционный насос ГВС; 4 – счетчик горячей воды; 5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)

Идея заключается в использовании двух теплообменников. В первой ступени используется с одной стороны обратка системы отопления, а с другой холодная вода из водопровода. Это дает предварительный нагрев примерно на 1/3 или половину от необходимой температуры, при этом не страдает обогрев дома. Включение контура выполняется последовательно с байпасом, на котором уже закреплен игловой вентиль, с помощью которого регулируется объем теплоносителя.

Второй ПТО, вторая ступень, подключаемая параллельно системе отопления – это с одной стороны подача горячего теплоносителя от котла или котельной, а с другой уже подогретая на первой ступени вода ГВС.

Регулировкой первой ступени заниматься нет нужды. Устанавливаются лишь шаровые вентили на все четыре отвода и обратный клапан на подачу холодной воды.

Обвязка второй ступени идентичная параллельному подключению за исключением того, что вместо холодной воды подключается уже подогретая вода с первой ступени.

udobnovdome.ru

Здесь вы сможете узнать, какие бывают схемы подключения пластинчатых теплообменников к сетям коммуникаций. Описаны преимущества и недостатки каждого способа, их основные технические параметры.

Подключение пластинчатых теплообменников может осуществляться в соответствии с тремя основными схемами: параллельной, двухступенчатой смешанной, двухступенчатой последовательной.

СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» (п. 3.14) гласит, что выбирать схему присоединения нужно, исходя из того, как соотносится максимальный поток теплоты на горячее водоснабжение (Qh max) и максимальный поток на отопление (Qo max).

В случае, когда 

одноступенчатая схема

выбирается схема подключения в одну ступень.

Если

двухступенчатая схема

применяют двухступенчатую схему подключения.

Далее схемы подключения рассмотрены более подробно.

1. Параллельное подключение:

Подключение теплообменника ГВС по параллельной схеме

Условные обозначения: 1 – пластинчатый теплообменник; 2 – регулятор температуры прямого действия:  2.1 – клапан;  2.2 – термостатический элемент; 3 – циркуляционный насос ГВС; 4 – счетчик горячей воды; 5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)

При использовании данного способа обязательным является использование регулятора температуры.

Достоинства схемы состоят в том, что она наиболее проста и дёшева по сравнению с иными, компактна. Основной недостаток: снижается экономичность за счёт того, что отсутствует подогрев холодной воды.

2. Двухступенчатая смешанная схема подключения:

Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой смешаной схеме

Условные обозначения: 1 – пластинчатый теплообменник; 2 – регулятор температуры прямого действия:  2.1 – клапан;  2.2 – термостатический элемент; 3 – циркуляционный насос ГВС; 4 – счетчик горячей воды; 5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)

В этом случае также обязательно применение регулятора температуры.

Основное достоинство данного способа – его экономичность: в ней происходит использование тепла обратной воды.

Существенный недостаток: высокая стоимость (в два раза по сравнению с параллельной схемой). Также в данном случае выбор теплообменников будет иметь свою специфику.

Существует способ, благодаря которому можно удешевить схему подключения. Он заключается в том, что используют моноблок, объединяющий в себе обе ступени:

Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой смешаной схеме (моноблок)

 

Условные обозначения: 1 – пластинчатый теплообменник; 2 – регулятор температуры прямого действия:  2.1 – клапан;  2.2 – термостатический элемент; 3 – циркуляционный насос ГВС; 4 – счетчик горячей воды; 5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)

Положительные качества: экономичность и компактность. Отрицательные характеристики: стоимость выше, чем у параллельной.

3. Двухступенчатая последовательная схема подключения.

Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой последовательной схеме

 

Условные обозначения: 1 – пластинчатый теплообменник; 2 – регулятор температуры прямого действия:  2.1 – клапан;  2.2 – термостатический элемент; 3 – циркуляционный насос ГВС; 4 – счетчик горячей воды; 5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)

Обязательно наличие регулятора температуры.

Ведущее преимущество: используется тепловая энергия потока обратной воды. Недостатки: стоимость выше в два раза, чем для параллельного способа. Также ограничен выбор теплообменников.

Понизить стоимость можно, использовав моноблок:

Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой последовательной схеме

 

Условные обозначения: 1 – пластинчатый теплообменник; 2 – регулятор температуры прямого действия: 2.1 – клапан; 2.2 – термостатический элемент; 3 – циркуляционный насос ГВС; 4 – счетчик горячей воды; 5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»).

Такой способ хорош тем, что происходит полезное использование тепла обратной воды, а также тем, что схема компактна.

Недостатки: стоимость несколько выше, чем при параллельном подключении, имеются особые требования к выбору теплообменников.

www.srs-potok.ru

Для правильной обвязки теплообменника желательно иметь разработанный и согласованный проект системы, в которой теплообменник будет использоваться. Трубопроводы должны присоединяться к теплообменнику согласно монтажного чертежа, паспорта на ПТО и настоящих рекомендаций. Ниже приведена рекомендуемая (примерная) схема обвязки теплообменника.

pic15

Для предотвращения попадания в ПТО взвешенных частиц и его загрязнения на подводящих трубопроводах необходимо установить механические фильтры-грязевики. На все трубопроводы рекомендуется установить запорные элементы, чтобы во время профилактических работ ПТО мог быть отключен от внешних систем. Для контроля режимов работы ПТО необходимо использовать термометры и манометры.

Для отведения воздуха при заполнении ПТО в обоих его контурах в самых высоких точках портов присоединений рекомендуется установить
вентили развоздушивания.  Вблизи портов ПТО рекомендуется предусмотреть ниппеля с запорными кранами и наружной резьбой 1/2 или 3/4 дюйма для опорожнения ПТО и проведения безразборной химической промывки теплообменника. Между прижимной плитой и задней опорой ПТО находится зона вскрытия ПТО, которая не должна быть занята трубопроводами.
Перед обвязкой многоходовых ПТО необходимо проверить правильность установки размера PPmax.  Присоединения к портам на прижимной плите должны иметь подвижность параллельно стяжным шпилькам ПТО. Это обеспечивается установкой компенсаторов. Трубопроводы и отводы должны быть съемными и обеспечивать возможность перемещения прижимной плиты по всей длине направляющей штанги для чистки и технического осмотра. Для обеспечения возможности дополнительного подтягивания пакета пластин присоединение трубопроводов должно осуществляться через гибкие вставки.
Никакие посторонние силы  и вибрации не должны влиять на порты присоединений ПТО – все трубы должны поддерживаться опорами, при наличии в системе насосного оборудования, работающего на поршневом принципе, между ним и ПТО должен устанавливаться гаситель вибрации. Допустимое рабочее давление указывается на  шильде на основной плите ПТО и в Паспорте ПТО.

pic16

Отсутствие предохранительного клапана на указанном участке может привести к выходу резиновых уплотнений из строя при нарушении технологии запуска ПТО в эксплуатацию и является НЕГАРАНТИЙНЫМ случаем выхода ПТО из строя.

В случае выполнения сварочных работ в непосредственной близости от ПТО необходимо защитить пластины и прокладки от брызг расплавленного металла и воздействия ультрафиолетового излучения.

pic17

Нужно выверить и установить фланцы как необходимо, провести прихватку сваркой фланцев к трубопроводам, проварку произвести в отдаленном от ПТО месте, не допуская попадания брызг сварки на ПТО и его пластины. Также необходимо избегать перегрева плит корпуса и вместе  с ним пластин (особенно резиновых уплотнений). Невыполнение данного требования означает потерю гарантии на весь ПТО.

aesmteplo.ru

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 теплообменника
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.

пластины
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 теплообменника
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.

сварной тип
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.

фрагмет пластины
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.

обвязка теплообменника
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.

profiteplo.com


Categories: Котельная

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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