Теплообменники для газового котла: битермические, первичные, вторичные

Основная функция

Теплообменник для котла необходим для передачи энергии от сгораемого топлива теплоносителю. Учитывая тот факт, что в качестве распространителя тепловой энергии, как правило, выступают различные жидкости, то к этой детали отопительного оборудования предъявляются высокие требования по прочности и устойчивости к высокой температуре.

Для чего нужен теплообменник, несложно понять, если детально рассмотреть принцип работы такого оборудования.

Пластинчатые теплообменники

В независимых системах отопления в основном применяют оборудование пластинчатого типа. Чаще выбирают паяный вариант или разборный, чтобы можно было нарастить мощность.

Конструкция

Основа конструкции — пластины, перфорированные штамповкой для увеличения площади теплообмена и формирования каналов, по которым движется рабочая среда. Пластины плотно прижаты друг к другу, их зажимают между двух металлических плит, которые соединяют с помощью направляющих и винтовых шпилек. На одной стороне каждой пластины есть пазы, куда вставляют резиновые прокладки для герметичности.

Одна из плит стационарна, вторая подвижна — ее можно снимать, чтобы увеличить или уменьшить количество пластин. При сборке сначала закрепляют направляющие на штативе и неподвижной плите. На них нанизывают пластины, и подвижная плита стягивается с неподвижной болтами.

На торцевой неподвижной плите и каждой пластине есть по четыре отверстия для подведения и отведения теплоносителя и теплоприемника. Пространство между соседними пластинами поочередно заполняется холодной и горячей средами, а уплотнители обеспечивают герметичность конструкции.

Каждое устройство оснащают фильтром. Он сдерживает крупные частицы примесей, мелкий мусор. Прибор самоочищается за счет турбулентных потоков, но на пластинах откладывается накипь, осадки примесей воды. Периодически фильтр и пластины нужно промывать чистящими растворами. Можно понять, что такое время пришло по перепадам давления в теплообменнике и снижению его работоспособности.

Пластины изготавливают из нержавеющей стали, меди, латуни (используют при высоком давлении в системе), графита, титана, сплава алюминия и кремния. Толщина пластин составляет от 0,4 до 1 мм. Выбор материала зависит от условий работы и от среды, которой будет заполнено устройство. Чаще всего это вода, но также используют масло, антифриз.

Преимущества

Пластинчатые аппараты обладают высокой производительностью, их можно подбирать по размерам и материалам изготовления в зависимости от задач. Они могут выполнять разные функции, например: нагревательного элемента, охлаждающей части системы, автоматического включателя или выключателя давления.

Каждый подвид обладает своими плюсами:

• Разборные приборы просты в установке и использовании: их можно разобрать, почистить и собрать обратно. Площадь теплообмена такого теплообменника равна сумме площади пластин. Поэтому есть возможность регулировать производительность, изменяя количество пластин, если нужно увеличить или уменьшить площадь отопления.
  Также разборные конструкции имеют длительный срок службы и пригодны для ремонта — отдельные пластины заменяют на новые. Но они не подходят для работы с химически агрессивными средами и требуют регулярной смены прокладок.

• Паяные устройства имеют более прочную конструкцию, редко требуют ремонта и выдерживают работу с щелочами и кислотами. Благодаря этому их часто применяют в химической промышленности.

• Сварные теплообменники предназначены для использования в технических процессах с экстремально высокими температурами и давлением, с агрессивными веществами. Работают с высокотемпературным паром, газами, жидкостями и их смесями. Материал пластин — нержавеющая сталь, титан, никелевые сплавы. Эти аппараты отличает высокая эффективность и небольшие размеры, им нужно минимальное обслуживание.

Благодаря рифленой поверхности контуров этот вид теплообменников имеет максимальное прилегание и циркуляцию рабочих сред. Разделяющие среды пластины тоньше по сравнению с другими материалами. Это увеличивает скорость передачи энергии, снижает тепловые потери и обеспечивает высокий коэффициент теплообмена.

Устройство и принцип работы

Эта деталь представляет собой относительно небольшую ёмкость, которая устанавливается в камеру, где происходит сжигание топлива. Оптимальная форма такого изделия – это зигзагообразная трубка, к которой также могут быть приварены тонкие стальные листы, которые повышают КПД передачи тепла.

В таком изделии циркулирует жидкость, которая после нагрева направляется к радиаторам отопления. Когда теплоноситель остывает, его подают по обратному контуру в котёл.

Варианты установки теплообменной конструкции

Установка теплообменного устройства любого вида предполагает проведение немалого объема работ, особенно если его эффективность имеет серьезное значение. Например, простейшая спираль на дымоходе может слабо прогреваться, а циркуляции без насоса не быть совсем. Тогда приходится принимать меры, вплоть до отказа от такой конструкции. На практике один теплообменник для печи, установленный в разных местах, выдает разный КПД. Условно можно составить такой ТОП, начиная с самой эффективной разновидности:

• чугунный или стальной П-образный регистр в топке;
• водяная рубашка вокруг топки или у какой-либо из ее поверхностей;
• П-образный дипломат в топке;
• дипломат непосредственно над топкой или за ней, с максимальным контактом;
• водяная рубашка вокруг каменки;
• регистр, дипломат или змеевик в каменке;
• дипломат или змеевик за каменкой;
• водяная рубашка на дымоходе.

Змеевик на дымоходе условно является наименее эффективным вариантом. Однако простота устройства нередко нивелирует недостатки. К тому же, КПД повышается различными способами. Среди них – обкладка змеевика термоизолированным кожухом с заполнением пустот песком либо установка конструкции прямо в каменку.

Правильное подключение

Дровяная печь или камин с любым теплообменником – это лишь часть системы. Для ее энергоэффективной работы ключевым фактором остается циркуляция теплоносителя. Даже когда применение насоса явно необходимо (например, в большом двух- или трехэтажном доме), естественная циркуляция – важная вещь. Благодаря ей трубы не полопаются из-за разморозки слишком быстро, и вода так просто не закипит, если отключится электричество. Для улучшения циркуляции желательно придерживаться следующих правил:

• чем выше разбег патрубков теплообменного устройства по высоте, тем лучше;
• расширительный бак ставят как можно выше, рядом с печкой;
• к баку идет труба с верхнего патрубка;
• труба от расширительной емкости идет к нижнему входу радиатору;
• все горизонтальные участки делают под наклоном (не меньше 3 мм на 1 м);
• выход с радиатора только с противоположной стороны или по диагонали.

Еще один важный момент – проходимость трубопровода. Чем она выше, тем лучше. Поэтому не стоит сужать диаметр, встраивать лишние колена, арматуру, а также применять ржавые изнутри или пластиковые трубы.

Классификация теплообменников для котлов

Элементы теплообмена для газового котла могут существенно отличаться по конструкции и использованию. Наиболее часто в тепловом оборудовании используются следующие устройства:

Первичные

Эта категория устройств используется для передачи тепловой энергии непосредственно в камеру сгорания топлива.

Внимание! Первичные теплообменники эксплуатируются в очень жёстких режимах, поэтому должны быть изготовлены из очень качественных материалов.

Вторичные

Вторичный теплообменник нагревается за счёт передачи энергии от теплоносителя другой жидкости.

Такое устройство идеально подходит для обеспечения потребности в горячей воде при наличии отдельного отопительного контура.

Битермические

Битермический теплообменник – это современный и практичный элемент котла отопления.

Такая котрукция состоит из 2 раздельных трубок, установленных одна в другую. Применяются изделия этого типа преимущественно для одновременного нагрева воды для отопления и для бытовых нужд.

Нормы и схемы горячего водоснабжения в многоквартирных домах

Преимущества теплообменников для горячей воды от отопления Использование теплообменных приборов для получения горячей воды имеет несколько весомых преимуществ: Высокая производительность — если нужно подавать воду одновременно в несколько точек, прибор прекрасно справится с этой задачей. Экономия — вам не нужны дополнительные источники энергии. А значит, в отличие от бойлеров и проточных нагревателей, такое устройство не расходует газ и электроэнергию. Компактные размеры — теплообменник не занимает много места. Простота монтажа и обслуживания — устройство легко подключается, а на профилактическую чистку и разборку уйдет всего несколько часов. К недостаткам можно отнести необходимость чистки — прибор придется периодически очищать от накипи. Иногда для этого требуется разборка и механическая чистка, иногда — достаточно промывки специальным составом. Как рассчитывается теплообменник? Чтобы прибор работал эффективно, нужно правильно подобрать его параметры: материал изготовления, число пластин, площадь теплообмена, диаметр соединения и т.

Рекуперативные (поверхностные) теплообменники

В теплообменниках рекуперативного типа холодная и горячая жидкость протекают через агрегат, не смешиваясь друг с другом. Передача тепла происходит через металлическую стенку. Примерами рекуперативных теплообменников являются котлы, нагреватели, охладители, испарители, конденсаторы и т.д.

Приложение а Пример расчета одноступенчатой параллельной схемы присоединения водоподогревателей гвс

Исходные
данные:

1.Температура
теплоносителя (греющей воды) принята
(при расчетной температуре наружного
воздуха для проектирования отопленияt=
— 31ºС):

—
в подающем трубопроводе
=
100ºС;

—
в обратном
=
70ºС.

2.
Температура холодной водопроводной
воды tс=
5ºС.

3.
Температура горячей воды, поступающей
в СГВ th=
60ºС.

4.
Расчетная тепловая производительность
водоподогревателей,

Qsph=Qhm=QhT=12180,9Вт.

5.
Плотность воды принимаем=
1000 кг/м3 .

6.
Максимальный расчетный секундный расход
воды на ГВС qh=

0,65л/с.

Порядок
расчета:

Расчетный
расход греющей воды, кг/ч, вычисляем по
формуле:

(А.1)

гдеQhm
— расчетная тепловая производительность
водоподогревателя, Вт;

с
– теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/кг·гр;

τ1
– температура теплоносителя в подающем
трубопроводе, ºС;

τ2
– температура теплоносителя в обратном
трубопроводе, ºС.

=
349 кг/ч;

Расход
нагреваемой воды на ГВС, кг/ч, вычисляем
по формуле:

(А.2)

гдеth-температура
горячей воды, поступающей в СГВ, ºС;

tс
— температура холодной водопроводной
воды, ºС.

=
190,3 кг/ч;

Температурный
напор водоподогревателя ГВС, ºС, вычисляем
по

Формуле:

(А.3)

ºС;

Необходимое
сечение трубок водоподогревателя, м2,
при скорости

воды
в трубках
=
1 м/ с и
2 МВт при однопоточной компановке,
вычисляем по формуле:

(А.4)

гдеGhm
— расход нагреваемой воды на ГВС, кг/ч;

—
плотность теплоносителя,кг/м3.

=
0,00005 м2;

По
полученной величине сечения трубок
водоподогревателя подбираем тип секции
водоподогревателя с характеристиками:
=
0,00062м2;

=
57 мм;= 0,00116 м 2;
= 0,013 м;= 0,37 м 2;
= 0,014 м.

Скорость
воды в трубках, м/с, вычисляем по формуле:

(А.5)

где
— сечение трубок водоподогревателя, м2.

=
0,09 м/с;

Скорость
сетевой воды в межтрубном пространстве,
м/с, вычисляем

по
формуле:

(А.6)

где
— сечение межтрубного пространства
водоподогревателя, м2;

Gd-расчетный
расход греющей воды, кг/ч.

=
0,08 м/с;

Средняя
температура греющей воды, ºС, вычисляем
по формуле:

(А.7)

=
85 ºС;

Средняя
температура нагреваемой воды, ºС,
вычисляем по формуле:

(А.8)

=
32,5;

Коэффициент
теплоотдачи от греющей воды к стенкам
трубок,

Вт/м2
· ºС, вычисляем по формуле:

(А.9)

где
— средняя температура греющей воды, ºС.

=
1082,4Вт/м2
· ºС;

Коэффициент
теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой
воде,

Вт/м2
· ºС, вычисляем по формуле:

(А.10)

где
— средняя температура нагреваемой воды,
ºС.

=742,6Вт/м2
· ºС;

Коэффициент
теплопередачи,Вт/м2
· ºС, при
= 0,9;= 1,2;

=
105 Вт/м ºС, вычисляем по формуле:

(А.11)

=
489Вт/м2
· ºС;

Требуемая
поверхность нагрева, м2,
вычисляем по формуле:

(А.12)

гдеK
– коэффициент теплопередачи, Вт/м2
· ºС;

∆tср
— температурный напор водоподогревателя
ГВС, ºС.

=
0,5 м2;

Число
секций водоподогревателя ГВС вычисляем
по формуле:

(А.13)

=
1,35шт;

Принимаем
две секции, действительная поверхность
нагрева:

Fтр=
0,37 × 2 = 0,74 м2.

В
результате расчета получилось 2 секции
в подогревателе с поверхностью нагрева
0,74 м2.

Потери
давления в водоподогревателях (2
последовательные

секции
длиной 2 м) для воды, проходящей в трубках
с учетом
= 2:

(А.14)

гдеqh
— максимальный расчетный секундный
расход воды на ГВС, л/с.

=
22 кПа;

Потери
давления в водоподогревателе ГВС для
воды, проходящей

в
межтрубном пространстве с учетом В =
25, вычисляем по формуле:

∆Ргр
= В ··n,
(А.15)

∆Ргр
= 25 ··
2 = 0,32 кПа.

Принимаем
обозначение данного рассчитанного
теплообменника:

57
× 2 — 1,0 — РГ — 2 — У3 ГОСТ 27590-88.

Типы теплообменников по используемым средам

Среды:

• жидкость — жидкость — кожухотрубные и пластинчатые теплообменники систем горячего водоснабжения, охладители масла двигателя;
• пар — жидкость — подогреватели кожухотрубной конструкции (пар в кожухе, а в трубном пучке жидкость). Деаэратор парового котла — смесительный теплообменник, в том числе подогревающий воду;
• пар-пар – в стерилизаторах;
• пар-газ — использование тепла выхлопа газовых турбин;
• газ-газ — конденсирование, испарение;
• газ-жидкость — применяется в теплообменниках-утилизаторах.

По направлению движения поверхностные теплообменники могут быть:

• противоточными, в устройстве противотока горячая и холодная жидкость движутся в противоположных направлениях.
• прямоточными, в параллельном потоке горячая и холодная текучая среда текут в одном направлении. Это также называется параллельным потоком.
• поперечный поток, в устройстве с поперечным потоком горячие и холодные жидкости движутся под прямым углом друг к другу

Использование теплообменных устройств в промышленности

Теплообменники имеют разнообразное технологическое значение. Можно разделить все модели на две большие категории:

• теплообменные устройства, в которых основной процесс – передача тепла;
• теплообменные устройства, в которых охлаждение, конденсация, пастеризация и иные процессы – основные, а передача тепловой энергии выступает в качестве сопутствующего компонента.

По основному применению модели классифицируют на группы:

• конденсаторы;
• подогреватели;
• холодильники;
• испарители.

Их применение широко востребовано в разных отраслях промышленности. Внедрение в технологический процесс прибора позволяет значительно ускорить работу и увеличить эффективность.

Выбор промышленного теплообменного оборудования

Для эффективного выполнения задач в промышленности теплообменник должен соответствовать требованиям технологического процесса:

• возможность регулирования и поддержания температуры рабочей среды;
• соответствие скорости циркуляции продукта необходимой минимальной продолжительности пребывания агента в системе;
• устойчивость материала теплообменника к воздействию рабочей среды;
• соответствие устройства давлению теплоносителя.

Второй важный критерий отбора – экономичность и производительность прибора, сочетание высокой интенсивности теплообмена с сохранением необходимых гидравлических показателей устройства.

Эксплуатация разных видов теплообменных устройств в промышленности

Применение теплообменников может быть построено по следующим направлениям:

• использование остаточного тепла для генерации электрической энергии;
• точная регулировка температуры во время химических процессов;
• вторичное использование энергии для бытовых потребностей;
• поддержание температуры в бытовых системах отопления в стандартизированных параметрах.

Исходя из поставленных задач, можно выбрать оптимальную модель прибора по мощности, конструкции и иным параметрам.

Пластинчатый теплообменный аппарат

Оборудование с пластинами может быть использовано в разных отраслях промышленности, в том числе пищевой. Его использование экономически целесообразно при пастеризации молока и сока, которое происходит в три шага. Подогретый на третьей стадии раствор используется как горячий теплоноситель для подогрева на двух остальных этапах. Это позволяет значительно экономить ресурсы.

Не менее распространены пластинчатые модели при обогреве паром с низким давлением. Данный прибор не пригоден для функционирования в условиях высокого давления из-за большой вероятности разгерметизации уплотнительных прокладок между пластинами.

Принципиальная схема пластинчатого теплообменного аппарата
1,3,5 — нечетные пластины; 2,4 — четные пластины; I — вход и выход первого теплоносителя; II — вход и выход второго теплоносителя

Труба в трубе

Оборудование, которое имеет небольшую площадь теплообмена и применяется только в установках малой мощности для передачи энергии в средах «газ-жидкость».

Схема теплообменного аппарата «труба в трубе»
1 — внутренняя труба; 2 — наружная труба; 3 — изогнутая соединительная труба; 4 — соединительные патрубки

Спиральные конструкции

Приборы применяются для взаимодействия рабочих сред «жидкость-жидкость». В качестве агента нередко выступает пар.

Основное назначение теплообменника: конденсаторы пониженного давления. Если теплоноситель имеет твердые частицы, волокна и иные примеси, прибор устанавливают в горизонтальном положении для предотвращения скапливания веществ в нижней части установки.

Схема спирального теплообменника

Элементные модели

Теплообменник представляет собой нескольких секций, объединенных в одну конструкцию. Его активно эксплуатируют, когда необходимо работать с высоким давлением, или теплоносители циркулируют с одинаковой скоростью без изменения агрегатного состояния.

Кожухотрубный аппарат

Установка, в которой теплоносители движутся по трубам и в межтрубном пространстве. Для увеличения скорости процесса предусмотрены решетки и перегородки. Область применения: промышленность и транспортная сфера для нагрева, охлаждения и конденсации газообразных и жидких сред.

Витые приборы

Установки участвуют в разделении газовых смесей путем глубокого охлаждения в приборах высокого давления. Один из главных недостатков конструкции – трансформация под действием температурного напряжения.

Схема витого теплообменника

Внешний вид устройства

На любом теплообменнике нанесены технические характеристики:

• максимальная рабочая температура, например, 200 °C;
• максимальное рабочее давление, например, 30 бар;
• тестовое давление, например, 43 бара.

Указывается страна-производитель, технический паспорт на языке производителя, схема, обозначаются контуры. В случае необходимости паспорт можно перевести на русский язык. Устройство и принцип работы теплообменника от разных производителей иногда могут немного отличаться. Но суть остается одна.

Контуры теплообменника для отопления могут располагаться как вертикально, так и диагонально. На принцип работы это не влияет. Наиболее простое устройство — это диагональное расположение. В данном случае теплообменник необходимо вмонтировать строго в вертикальном положении.

Горячая вода из центральной системы отопления сверху вниз будет поступать в теплообменник, передавая свое тепло автономной системе через разделительную систему. На входе это будет очень горячая вода, на выходе уже вода с упавшей температурой. В контуре автономной системы теплоноситель будет идти снизу вверх. Внизу вода нагревается незначительно, а чем ближе к верху, тем нагрев будет сильнее. За счет такого устройства системе будет легче работать.

Процесс подачи воды в теплообменник осуществляется на принудительной циркуляции. Теплоэлектростанция работает на своих насосах. А автономная система теплого пола в квартире будет работать на своем циркуляционном насосе.

Теплообменники для систем отопления

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.

Материалы изготовления устройств

Элементы теплообмена могут изготавливаться из различных металлов и сплавов. Наиболее часто такая конструкция состоит из следующих материалов:

• Стали.
• Чугуна.
• Меди.

Стальное изделие является самым недорогим, но обладает относительно невысоким КПД и плохой устойчивостью к агрессивным средам.

Внимание! Частично проблему недолговечности стальной детали можно устранить применением нержавейки.

Чугун значительно долговечнее стали, но может разрушиться при резком изменении температуры теплоносителя. Медные изделия более дорогие, поэтому встречаются реже и используются преимущественно в битермических системах в качестве внутренней ёмкости.

Изготовление своими руками

Самодельный медный теплобменник змеевик

Принятие решения о самостоятельном изготовлении, как правило, говорит о наличии кое-какого инструмента и навыков работы с ним. В идеале необходима полноценная мастерская с тисками, сваркой (двух видов), верстаком, наковальней и т. д. Если оснащение оставляет желать лучшего, возможен вариант сборки простейшей модификации – медного спиралевидного змеевика.

Плюсы этого варианта:

• Медь относительно легко гнется, паяется.
• Змеевик не содержит соединений, подвергающихся сильному нагреву.
• Спиральная форма проста, универсальна, а для ее придания не нужно сложное оборудование.
• Установка такого теплообменного устройства не потребует серьезной модернизации печной конструкции.

Банная печь с таким теплообменником справится со всем, чего от нее можно ожидать: обеспечит работу 2 – 3 радиаторов отопления, нагреет воду в небольшом баке. За микроклимат в парилке, все же, отвечает каменка.

Расходные материалы

Трубогиб ручной

Из специальных инструментов для работы с медью необходима только газовая горелка. Профессионалу потребуется труборез, фаскосниматель, металлический ершик нужного размера. Однако все это заменяется болгаркой, напильником (рашпилем), мягкой абразивной губкой. Расходных материалов также понадобится минимум:

• отожженная медная труба в бухте d32, длиной 3.5 – 4.5 м (в зависимости от d дымохода);
• водорозетки переходные (резьба-пайка) d32 * 1.25” – 2 шт;
• обычный низкотемпературный и жесткий медный припой для среднетемпературной пайки (650 – 750°C);
• паста «флюс»;
• мягкая абразивная губка;
• газ пропан-бутан для среднетемпературной пайки – 1 баллон (0.5 л);
• мытый просеянный мелкий песок – 5 – 6 кг;
• трубопровод, краны, клапаны «Маевского», радиаторы.

Необходим «трубогиб» – ровное круглое бревно. С его помощью теплообменник для банной печи получит форму спиралевидного змеевика. Длина бревна – не меньше 1 м, а диаметр равен габаритам дымохода на выходе из печки. Как правило, параметр зависит от размеров топки и не бывает менее 10 см.

Алгоритм сборки

Водяная рубашка своими руками

Самая сложная часть сборки – придание спиралевидной формы. Для этого трубу придется гнуть, используя жестко установленное бревно. Неотожженную медь согнуть не получится, поэтому покупать надо именно ту, что в бухтах. Самый простой способ установки теплообменника «змеевик» в кирпичную печь (для отопления) – монтаж на дымоход. Алгоритм действий:

1. Надежно заглушите один конец трубы, например, запаянной заводской заглушкой.
2. Заполните трубу песком, проливая водой, простукивая молотком, уплотняя «шомполом». Им может стать металлопластиковая труба или заглушенный резиновый шланг.
3. Когда труба будет заполнена, максимально уплотните наполнитель, затем заглушите второй конец. Старайтесь, чтобы песок при этом не «разуплотнился».
4. Прикрутите к бревну П-образный или круглый хомут, который будет плотно держать трубу. Основание «П» – перпендикулярно трубогибу ближе к концу, а расположение по окружности роли не играет.
5. Вставьте конец бухты в хомут, начните, не торопясь, накручивать трубу на бревно.
6. Если где-то появился залом, значит, в этом месте песок лежит недостаточно плотно. Желательно начать все сначала, но, теоретически, можно попытаться отстучать залом молотком.
7. Если d дымохода равен 150, а длина бухты – 4.5, должно получиться 8 – 9 витков спирали (высотой не более 35 – 40 см), а также два «хвоста» по 30 – 40 см.
8. Отрежьте заглушки, вычистите песок, промойте спираль.
9. Припаяйте к концам спирали переходные водорозетки.
10. Снимите крышку, закрывающую каменку, или демонтируйте шиберную заслонку (выньте часть дымохода).
11. Оденьте «змеевик» на трубу как можно ближе к печке.
12. Соберите обратно дымоход, учитывая необходимые герметики, подмотки (если они были).

Теперь можно установить и подключить остальные элементы отопительной системы, в том числе открытый расширительный бак самоварного типа, трубопровод, краны, радиаторы, воздушные клапаны. Для улучшения естественной циркуляции диаметр трубопровода не должен быть намного меньше размеров змеевика. В идеале – он также будет медным, того же диаметра.

Достоинства и недостатки

Современные агрегаты просты в обслуживании и не доставляют проблем во время разбора и промывания устройства. Пластинчатые теплообменники, которые устанавливают чаще всего, загрязняются медленнее за счет повышенной турбулентности и качественной полировки.

Тепловые агрегаты от ведущих производителей служат дольше по сравнению с водяными бойлерами, котлами ГВС и печами для домов и гаражей. Средний срок службы агрегата составляет около 10-20 лет. У большинства устройств практически нет недостатков за исключением необходимости чистить прибор по мере его загрязнения. Чтобы сократить скопление грязи внутри устройства, нужно всегда использовать качественный теплоноситель.

Разновидности теплообменников по способам передачи тепловой энергии

Аппараты разделяются на два основных вида.

Смесительные. Передача тепла производится за счет смешения двух рабочих сред. Это довольно простые устройства, которые легко монтируются и обслуживаются. Главный минус данной конструкции заключается в том, что использовать ее можно только при условии возможности смешать носители тепла.

Поверхностные. Обмен энергией между теплоносителями происходит посредством стенок разделителя. У таких устройств есть два подвида:

• рекуперативные теплоносители. Поток тепла в таких агрегатах движется в одном направлении в каждой точке стенки. При этом существует несколько разновидностей таких теплообменников: на данный момент они считаются наиболее популярными и пользуются высоким спросом. Их применяют не только в частных домах, но также на крупных предприятиях, в рабочих цехах;
• регенеративные теплообменники. Носитель тепла в таком агрегате периодически изменяет направление потока.

Классификация теплообменников по внутреннему строению:

• Кожухотрубные — про них мы написали отдельную статью с совместимостью оборудования от kvip.su. Есть возможность провода сред с твердыми включениями. Широкий модельный ряд: могут и охлаждать, и нагревать. Долгий срок эксплуатации.
• Пластинчатые (и про них у нас есть отдельная статья), в том числе паяные неразборные для нетривиальных задач. Малые гидравлические сопротивления, гофрированная или ребристая проточная поверхность для захвата площади поверхности теплообмена, герметичные прокладки, до 150 °С температуры среды. Требуют тщательной сборки для сохранения герметичности.
• Из оребренных труб.

• Спиральные.

Были изобретены в первой половине прошлого века и использовались в целлюлозно-бумажной промышленности для включения сред с твердыми частицами. Тонкие железные листы (2 или 4), соединенные с перегородкой (керном), свернуты в спираль и помещены в кожух. Для контроля расстояния в полостях и увеличения турбулентности (следовательно, и теплопередачи) есть бобышки (шипы). На концах каналов — торцевые крышки (в кожухе делаются отверстия с патрубками). С одной стороны канал уплотнен прокладкой, с другой заварен — обеспечена легкая чистка; может случиться протечка только одной среды. Если прокладка теряет свойства, то один канал заваривают с двух сторон, а второй уплотняют ещё. Если смешивать среды безопасно, сквозные каналы уплотняются прокладкой или манжетами.

• Секционные теплообменники. Сочетание участков с несколькими трубами и противотоком полезно при работе с постоянными состояниями сред. Отсутствие перегородок снижает потребность в чистке межтрубного пространства и потерям энергии. Такие теплообменники уступают в компактности спиральным и требуют дополнительных трат на решетки, присоединения и т. д.

Использование разного вида рабочих сред

Грамотно подобранный теплоноситель способен значительно повысить производительность работы.

Водяной пар

Одним из широко распространенных теплоносителей является перегретый (насыщенный) водяной пар. Он обладает рядом достоинств: высокая интенсивность теплоотдачи, легкое транспортирование по трубам, возможность регулировать температуру. Чаще всего данный вид теплоносителя применяют в технологических процессах с многократным испарением, когда выпариваемый продукт направляется в подогреватели или другие выпарные установки.

Горячая жидкость

Не менее распространены в качестве агентов, циркулирующих по теплообменнику – горячие жидкости и вода. Они отличаются менее интенсивным подогревом и стабильно снижающейся температурой носителя.

Для пара и воды характерен один значительный недостаток: с повышением температуры происходит резкий рост давления в системе. На пищевых производствах аппараты не могут работать при температуре выше 160°С.

Масляный раствор

Масляный обогрев целесообразен в консервной промышленности, он позволяет эксплуатировать теплообменник при 200°С.

Горячий воздух и газ

Газ и горячий воздух (максимальная температура 300-1000°С) используются в сушильных устройствах и печах. Газообразные вещества имеют много недостатков: их трудно транспортировать и контролировать по температурному параметру, они обладают низким коэффициентом теплообмена, а топочные газы сильно загрязняют поверхность теплообменника.

Теплообменники в горячем водоснабжении. Горячее водоснабжение частного дома

Некоторые действительно так и предлагают считать. Обычно этот коэффициент рассчитывается что температура воды 60гр. Но по факту она может быть и 65 и 70 гр. Так что на мой взгляд не совсем корректно вычитать из фактических показаний какие-то нормативные. Но независимо от моего мнения, формула должна быть утверждена правительством РФ. Все остальные придуманные формулы спорны. Вы также вычтите из показаний теплосчетчика рассчитанную Qгвс по расходомеру холодной воды и у Вас образуется разница, которую на отопление уже не спишешь.

Да и справедливости ради стоит отметить, что даже зимой, разница между теплом фактически затраченным на подогрев воды и полученной расчетным путем по Vгвс, распределится пропорционально площади квартир, пусть даже в виде отопления. Житель который к примеру был месяц в отпуске и не пользовал горячую воду, заплатит за то, что соседи недоплатили пользуясь водой не 60гр, а 70, но уже в составе платы за отопление.

Таким образом права этого человека будут ущемлены. Не должно быть влияния одного ресурса на другой. Есть и технические решения данной проблемы но они также должны быть прописаны в правилах. К примеру можно установить 2 теплосчетчика, один на отопление и один на водоподогреватель а с ТСО рассчитываться как за сумму этих показателей. Но такой вариант не стыкуется с правилами учета тепловой энергии и ТСО скорее всего не примет такой узел учета. Можно вынести переподключить водоподогреватель до теплосчетчика, тогда теплосчетчик будет считать только отопление, а водоподогрев — расчетным путем по объему нагретой воды.

Опять ТСО такое не примет так-как не предусмотрено правилами учета тепловой энергии. Данный вопрос по начислениям до сих пор открытый и болезненный.

Вызывает напряжения у жителей. Суды время от времени принимают решения занимая то одну то другую сторону. У нас в городе в этом месяце был подобный суд в одной из УК. Суд постановил сделать перерасчет собственнику квартиры за отопление по показаниям ОД ПУ тепла, но как не сказал. Принял расчеты сделанные истцом из его личных догадок.

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.

  
  Самый элементарный теплообменник — труба, по которой бежит теплоноситель