Проточный теплообменник что это
Проточный теплообменник: примеры моделей и виды устройств
Благодаря такому приспособлению в отопительной системе, как теплообменник проточный, теплоотдача может повышаться в разы, чем от обогревателя, в котором нет подобного элемента. Агентами, несущими тепло, могут быть – вода, пар, антифриз, пропиленгликоль и даже смеси из этих составляющих. Если изучить подробнее конструкцию, тогда легче будет вести расчеты проекта отопительной системы, проще будет выбирать и делать закупку всех её элементов.
Для чего нужен в отоплении
Теплообменииками (далее – ТО) называют приспособления, которые генерируют тепло благодаря тому, что внутри их конструкции обмениваются между собой разнотемпературные среды. Проточным такое оборудованием называют по той причине, что носитель тепловой энергии протекает мимо нагретой поверхности, либо точки нагрева. Передающая часть – это всё, что присоединено к котлу по направлению к системе обогрева помещений, а принимающая – то, что подсоединяется со стороны центральной водопроводной системы, запитывающей котёл теплоносителем.
Очень часто такие варианты теплообменников используются для паровой системы отопления потому, что жидкость, проходящая через камеру-испаритель, не циркулирует, а проходит только один раз. Но есть и водяные системы, в которые возвращается остывшая вода из системы и вторично передаётся на камеру сгорания для нагрева, а затем – вновь в систему отопления. Но тогда эта структура должна иметь систему дополнительного впрыска холодной воды из водоснабжения для компенсации испарившейся части теплоносителя.
Принцип работы и устройство приточного теплообменника
Процессы, происходящие внутри агрегата, позволяют не только обмениваться агентам с камерой сгорания (энергоносителем), но также и передавать тепло на непосредственные точки потребления – к трубам, радиаторам, узлам. Поэтапно это выглядит так:
Получается, что трубы, по которым течёт холодная вода, проходят прямо через камеру топливного сгорания. Такой принцип работы заложен в кожухотрубных или трубчато-прямоугольных конструкциях, служащими главным элементом в котлах.
Если речь идет о пластинчатых конструкциях, тогда нагрев осуществляется не от газовой горелки, к примеру, а от пластин, электрических ТЭНов. В этом случае Вода может напрямую перетекать в камеру, где установлены такие нагревательные элементы, а потом уже подогретой вытекать в трубы, подающие готовый теплоноситель в отопительную систему.
Устройство проточных теплообменников:
Известные производители
Среди многочисленных названий торговых марок, особенно высоким качеством выделяются следующие производители проточных теплообменников:
ТОП-3 лучших моделей проточных теплообменников
Чтобы сделать грамотный выбор проточного теплообменника, необходимо обращать внимание не только на качество материалов изготовления, но также и на его эксплуатационные возможности – что он генерирует пар или жидкость и другое. Для примера представляем несколько моделей для изучения.
Tranter – GL-205 P, пластинчатый электронагреватель
Берета – Idrabagno, от газовой колонки
Мавитек – RWT-F тип IGW 151/161, кожухотрубный
Проточный теплообменник часто на рынке представлен в форме кожухотрубного агрегата. В его задачу входит не только повышать коэффициент теплопередачи, но также и максимально экономно расходовать первичное и вторичное тепло, взаимодействуя с теплоносителем. Они должны быть надежно защищены от накипи, поэтому их материалами изготовления может быть сталь, но обязательно с антикоррозийным покрытием. Также еще могут в воду добавлять специальные нейтрализаторы накипей, коррозий, наростов солей – ингибиторы коррозии. Эти вещества делают теплоноситель максимально пригодным к использованию в проточных конструкциях.
Разновидности теплообменников для отопления: как разобраться в них и выбрать нужный?
Теплообменник — неотъемлемый элемент системы отопления, в котором происходит процесс обмена теплом между несколькими средами.
Существует несколько разновидностей теплообменников.
Для чего нужен теплообменник ГВС в системе отопления
Устройство представляет собой 2 плиты: одна из них статическая, а другая — подвижная. Обе они с отверстиями, между которыми зафиксированы загерметизированные прокладками пластины.
Суть принципа работы такого прибора в том, что пластины гофрированного типа образуют каналы, по которым циркулирует жидкость. Повышение коэффициента переданного тепла от её прогретой части к холодной возникает за счёт увеличения площади контакта.
В пристенном слое гофрированного типа со временем образуется процесс турбулентности. По разным сторонам одной пластины происходит перемещение отдельной среды. Такой способ движения предотвращает их перемешивание.
Прогрев обеих сред возникает вследствие присоединения устройства к трубопроводу. После того как среда закончит своё прохождение по всем каналам, она покинет теплообменник.
Такое оборудование делает возможным:
Существуют следующие виды теплообменников.
Смесительные водяные
Представляют собой приборы, в которых тепло передаётся через непосредственный контакт двух сред: горячей и холодной.
Суть действия такого теплообменника в том, что в специальной камере соединяются жидкость и пар, скорость которого при этом превышает сверхзвуковое значение.
Разгоняет его до такого показателя расчётное сопло. За счёт такого смешивания и происходит прогрев жидкости и паровая конденсация, а теплоноситель требуемой температуры циркулирует по системе отопления.
Камера прибора предусматривает наличие конденсационного вакуума. Работа теплообменника этой разновидности возможна даже при условии малого парового давления.
Поверхностные
Конструкция таких приборов представлена в виде биметаллических труб с алюминиевым оребрением накатного типа.
В этих устройствах происходит процесс обтекания твёрдого покрытия воздухом. Температуры поверхности и воздушного потока отличаются.
Тепловой обмен между средами осуществляется через стенку с нанесённым на неё специальным теплопроводящим материалом. Контура полностью изолированы друг от друга.
Поверхностные теплообменники делятся на 2 типа:
Рекуперативный и его разновидности
Они подразделяются в соответствие с особенностями конструкции и областью применения.
Кожухотрубчатые
Это самые простые устройства. Они состоят из большого числа маленьких трубопроводов, которые спаяны в единый пучок и помещены в кожух. Такие теплообменники довольно громоздкие и занимают много места.
Применяются в испарителях, холодильниках, нагревателях, конденсаторах.
Погруженные
Представляют собой змеевики плоской либо цилиндрической форм, погруженные в ёмкость с жидкостью.
Эти теплообменники считаются неэффективными вследствие того, что с внешней стороны змеевика наблюдается низкий уровень теплоотдачи, а процесс омывания жидкостью проходит в крайне малом количестве.
Справка! Использование погруженного теплообменника будет продуктивным, если жидкость в ёмкости будет закипать или содержать механические дополнения.
Погруженные аппараты применяются в качестве холодильников и конденсаторов, а также для прогрева воды и растворов технологического типа.
Для чего нужен и как изготовить теплообменник для горячей воды от отопления самостоятельно?
Теплообменник – полезное в быту устройство, позволяющее передавать тепло от одного независимого источника к другому. Существует множество разновидностей и областей применения данного прибора.
Наиболее часто встречаемый вариант применения теплообменника – это нагрев воды от отопительной системы. Подробнее о теплообменниках для горячей воды от отопления поговорим в статье.
Что это такое?
Теплообменник представляет собой устройство, предназначенное для обмена теплом между двумя или более не связанными друг с другом напрямую носителями тепла. Чаще всего используется для нагрева воды напрямую от системы отопления.
Теоретически, можно рассмотреть вариант использования воды напрямую из отопительной системы, так как её качество не сильно отличается от воды, продающейся в супермаркетах. Однако, на практике, использовать её в бытовых целях нельзя.
Обусловлено это следующими причинами:
По вышеназванным причинам, использование воды напрямую из отопительных труб в бытовых и пищевых целях не представляется возможным, и для нагрева воды от тепловой системы обязательно использование теплообменника.
Какие плюсы даёт использование устройства?
Основными преимуществами, ради которых стоит установить данный прибор, являются:
Как устроен прибор?
Работа устройства состоит в том, что оно позволяет двум независимым друг от друга системам обмениваться теплом друг с другом.
В зависимости от конкретного типа прибора, трубы соединяются между собой пластинами, либо расположены особым образом, например, труба с носителем тепла находится внутри трубы с приёмником.
Вода быстро нагревается, не соприкасаясь при этом напрямую с источником тепла.
Устройство подключается к отоплению и к водопроводным трубам. Вода проходит через систему и нагревается от источника тепла, а после поступает к крану в нагретом состоянии.
По своей конструкции устройства данного класса подразделяются на две основных категории:
Для бытовых нужд используются устройства пластинчатого типа, благодаря большему удобству использования и эффективности, а также лёгкой транспортировке и установке. Среди трубчатых устройств в быту, как правило, используют кожухообразный вариант.
Пластинчатые
Пластинчатый тип теплообменников представляет собой конструкцию из пластин, установленных параллельно друг другу и соединённых в едином корпусе. Носитель и приёмник тепла протекают в отдельных трубах, подсоединяемых к коммуникациям на передней и задней панелях устройства.
Пластинчатые теплообменники подразделяются в свою очередь на три группы:
Плюсами разборных теплообменников являются удобство монтажа и использования.
Трубчатые
Данный тип устройств применяется в основном промышленности, а также в качестве элементов конструкции кондиционеров и холодильников.
Плюсом данного типа является высокая устойчивость к любым условиям и средам. Распространённой конструкцией является вариант, когда внутри одной широкой трубы располагается другая поуже. По внутренней трубе протекает носитель тепла, а по внешней – приёмник.
В свою очередь трубчатые обменники подразделяются на несколько типов:
Существует возможность соединения нескольких устройств данного типа для достижения большей эффективности.
Как рассчитать модель под конкретное здание?
При подборе конкретной модели прибора, необходимо учитывать следующие параметры:
Технические критерии выбора
При выборе теплообменника необходимо, прежде всего, обращать внимание на такие параметры, как конструкция и мощность прибора, а также его стоимость. При использовании прибора с ёмкостью для воды, немаловажную роль играет выбор бака подходящего объёма.
Конструкция
Для нагрева воды от отопительной системы используются приборы различных конструкций, отличающихся друг от друга скоростью и эффективностью нагрева:
Объём бака
Немаловажный фактор, который необходимо учитывать при выборе – это размер бака:
Бытовые модели и цены на них
В данный момент на рынке представлено большое количество приборов для теплообмена, отличающихся друг от друга типом конструкции, скоростью нагрева, объёмом бака и стоимостью.
Пластинчатых
Вот несколько популярных моделей:
Между пластинами располагаются термопрокладки, эффективно передающие тепло от носителя к приёмнику.
Кожухотрубных
Ниже представлены популярные модели теплообменников кожухообразного типа:
Пошаговая инструкция, как сделать своими руками
Устройство для обмена теплом от теплосети к воде можно сконструировать своими руками.
Инструменты и материалы
Чтобы сконструировать пластинчатый теплообменник собственноручно, потребуются:
Процесс изготовления
Весь процесс изготовления устройство делится на несколько этапов:
Схемы подключения
Теплообменник может подключаться к системам отопления и водоснабжения по трём разным схемам: параллельной, двухступенчатой смешанной и двухступенчатой последовательной.
Параллельная
Наиболее простая в реализации и экономная схема. Обязательным условием является установка температурного регулятора. Недостатками являются не самое экономичное расходование тепла носителя, а также необходимость увеличенного трубопровода.
Двухступенчатая смешанная
Также требует регулятора температур. Значительно экономичнее параллельной схемы в плане потребления тепла. Однако сама по себе конструкция стоит дороже, так как требует сразу двух теплообменников. Оборудование необходимо подбирать очень точно в соответствии с конкретными условиями.
Двухступенчатая последовательная
При таком подключении входящий поток делится на два, один проходит через регулятор, а второй через нагреватель. Носитель тепла расходуется более эффективно по сравнению со смешанной. Также более эффективно распределяется нагрузка на сеть.
Минусом схемы является невозможность полной автоматизации. Несмотря на все преимущества, на практике схема используется редко из-за сильного влияния отопительной и водопроводной систем друг на друга и возможности перегрева отопительной сети.
Как использовать?
Существует два основных варианта использования теплообменника для нагрева воды:
Все, что необходимо знать о горячей воде, представлено в этом разделе сайта.
Заключение
Теплообменник – удобное и экономичное в быту устройство. В отличие от электрического водонагревателя не требует дополнительных затрат на электроэнергию и позволяет нагревать воду напрямую от системы отопления.
Существуют различные варианты конструкции данного прибора, но наибольшей популярностью для бытового применения пользуются пластинчатые и кожухообразные.
Теплообменники: устройство, виды и принцип работы
Работа теплообменников строится на взаимодействии греющей и нагреваемой среды с разными температурами. Существуют устройства, в которых одновременно с теплообменом происходит изменение состояния вещества, например, конденсация, испарение, смешение. Для разделения сложных смесей фазы меняются для обеих сред.
По принципу работы аппараты делятся на:
Контактные теплообменники (КТ) предназначены для нагрева и охлаждения различного рода жидких, газовых, твердых рабочих тел, конденсации паров, испарения (выпаривания) и кристаллизации. Их широко используют в промышленности. Например, их применяют для нагрева (охлаждения) воды газами и растворами; для нагрева (охлаждения) растворов с целью последующей кристаллизации растворенного компонента; для нагрева и охлаждения агрессивных растворов промежуточными теплоносителями, а также твердых частиц и тел газами и жидкостями. Контактные теплообменники используют в энергетических установках различных типов (для нагре-ва воды перед деаэрацией, в системах регенерации энергии в паротурбинных блоках и др.); в установках деминерализации и очистки сточных промышленных вод; в коммунальном хозяйстве для нагрева воды продуктами сгорания.
По функциональному назначению КТ можно разделить – на нагреватели, охладители, испарители (выпарные аппараты), конденсаторы, плавители, кристаллизаторы и др. В контактных теплообменниках процессы протекают как без изменения агрегатного состояния сред, так и с изменением его (испарители, конденсаторы, плавители).По принципу разделения жидкости смесительные аппараты бывают насадочные, каскадные, полые с разбрызгивателями и струйные.
Пример: Градирни (башни-”трубы” на ТЭС), охлаждающие большие объемы жидкости воздухом атмосферы
Преимущества: За счет простого устройства задействуется больше количества теплоты, чем в поверхностных теплообменниках
Недостатки: Технологический процесс должен разрешать смешения сред.
Что такое теплообменник в системе отопления
Немногие знают, как поступает горячая вода в дома и каким образом осуществляется центральное отопление. Одним из элементов этой большой сети являются теплообменники, которые работают как от небольших котельных, так и общегородских ТЭЦ.
Разберем подробнее, что такое теплообменник в системе отопления, как работает и особенности его выбора.
Стандартный разборный теплообменник
Что такое теплообменник и пластинчатый в частности
Теплообменник — это аппарат, задача которого передавать тепло от одной среды к другой без их смешивания. Есть два наиболее распространенных типа этого оборудования:
Кожухотрубные. Внутри находится комплект изолированных трубок, которые вставлены в кожух. Через него происходит циркуляция холодной воды, а нагревательным элементом выступают внутренние трубки, через которые проходит горячая жидкость.
Пластинчатые. Принцип работы тот же, но передатчиком тепла является комплект пластин. Они достаточно компактные, однако в эффективности теплообмена не уступают кожухотрубным теплообменникам.
Материал для изготовления пластинчатого теплообменника
Пластинчатые теплообменники могут быть нескольких типов:
Разборные представляют собой большое количество плоских элементов. Они легко разбираются для промывки и ремонта, поэтому многие ТЭЦ и ИТП используют именно этот вариант.
В основе паяных содержится комплект пластин, которые спаяны между собой. Поэтому собрать и разобрать устройство невозможно.
В полусварных теплообменниках пластины свариваются по парам. С внешней стороны устанавливаются уплотнения, а парные элементы привариваются между собой. Такой вариант часто используют в работе с агрессивными средами.
В сварных аппаратах все пластины свариваются между собой без добавления уплотнителей. Одна из жидкостей проходит по гофрированному каналу, а вторая — по трубчатому.
Главными элементами пластинчатого теплообменника являются комплект пластин и уплотнительные прокладки, которые расположены между пластинами. Выбор материалов зависит от среды, которую необходимо нагревать.
Пластины — главный элемент нагревательной системы
Устройство пластин
Внутренние пластины имеют одинаковый состав и устройство. Для теплообменников, используемых в коммунальной энергетике, в большинстве случаев применяется нержавеющая сталь типа AISI316.
Реже встречаются более дорогие металлы, например, титан или латунь. Такие материалы могут работать с агрессивными средами. К примеру, их можно найти в теплообменниках морских судов, где агрессивным элементом является морская вода.
Требования к прокладкам
Материал уплотнительных прокладок — это полимерные соединения, в составе которых преимущественно каучук. При выборе нужно учитывать агрессивность теплоносителей:
EPDM — пресная вода с гликолем;
Нитрил — жидкости с маслянистой средой, например, технические масла;
Витон — жидкости, которые нужно нагревать до температуры выше 100 градусов по Цельсию.
Принцип работы теплообменника
Пластины теплообменника имеют по 4 отверстия, по одному в каждом углу, которые предназначены для входа и выхода греющей и нагреваемой среды:
Одна пара необходима для прохождения первичного теплоносителя с высокой температурой, который подается с ТЭЦ.
Вторая пара — для вторичного теплоносителя, который подается, например, в систему отоплен
ия. Он изначально холодный, поэтому нагревается за счет первичной жидкости.
Для более интенсивного теплообмена, устройство каналов выполнено таким образом, что при прохождении теплоносителя внутри теплообменника создается турбулентное завихрение потока. Так достигается максимальное сопротивление течению, турбулентность потока уменьшает образование накипи на пластинах.
Преимущества паяного пластинчатого теплообменника
Паянный теплообменник имеет несколько основных достоинств наряду с другими типами устройств:
стоимость, в сравнении с разборным, — на 30% меньше;
конструкция выдерживает температуру до 200 градусов по Цельсию;
небольшой размер и масса, так как зажимов и уплотнительных прокладок нет;
подходит для установки в частном доме и подключению к котлу;
спайка проводится с добавлением никеля или меди, которые устойчивы к любым агрессивным средам.
Системы и особенности теплообмена: задача теплообменника
Пластинчатые теплообменники можно использовать в различных системах на промышленных объектах и жилых зданиях.
В многоэтажных домах преимущество отдается разборным аппаратам
В многоквартирном доме
В подключении систем отопления и горячего водоснабжения чаще участвует стандартный разборный аппарат. Причин его установки в многоквартирном доме несколько:
срок эксплуатации — от 25 лет, однако уплотнения необходимо менять каждые 5-10 лет;
устройство легко разбирается и поддается ремонту;
мощность можно регулировать самостоятельно, изменив количество пластин.
Такой вариант теплообменника для отопления подходит и для промышленных зон.
Самостоятельный ремонт теплового оборудования недопустим
В частном доме
В частном доме рекомендовано использовать паяный теплообменник по нескольким причинам:
подходит для агрессивной среды;
срок службы аппарата — 15 лет;
гарантирует высокий КПД, благодаря минимальной потере тепловой энергии и высокому уровню теплоотдачи;
так как в конструкции нет уплотнений, протечки невозможны.
Сборка устройства достаточно проста и не занимает много времени.
Оборудование требует регулярную проверку уплотнителей и чистку от накипи
От чего зависит эффективность теплообменника
Качество работы оборудования зависит от:
объема энергии, необходимого для передачи;
организации ремонтных работ.
От этих параметров зависит общая стоимость оборудования и обслуживания, которые влияют на работу устройства.
Как правильно выбрать теплообменник
При установке аппарата в жилом доме требуется сделать детальный расчет. В него входят несколько характеристик:
площадь отапливаемых помещений или примерный расход горячей воды;
температура первичного теплоносителя;
температура холодной воды.
Расчеты проводятся компанией-поставщиком оборудования, которая на основе результатов предлагает варианты теплообменников, которые подойдут для использования в указанных целях.