Пластинчатый теплообменник: схема, устройство и принципы работы

Что собой представляют пластинчатые теплообменники для отопления и ГВС. Устройство и принцип действия агрегатов, их технические характеристики, схемы подключ.

Принципиальная схема независимая одноступенчатая параллельная ГВС

1 – Пластинчатый теплообменник 8 – Фильтры
2 – Клапан регулирующий с эл/приводом 9 – Краны
3 – Погружной датчик температуры 10 – Обратный клапан
4 – Контроллер 11 – Реле перепада давления
5 – Расходомер 12 – Дренажный насос
6 – Насос ХВС (холодного водоснабжения) 13 – Манометр
7 – Насос циркуляции ГВС (горячего водоснабжения) 14 – Термометр

Преимущества параллельного подключения теплообменника: позволяет экономить полезное пространство помещения и очень проста в исполнении.

Недостатки: отсутствует подогрев холодной воды.

Очень проста в реализации и относительно недорогая. Позволяет сэкономить полезное пространство посещения, но при этом невыгодна в плане расхода теплоносителя. Кроме того, при таком подсоединении трубопровод  должен быть увеличенного диаметра.

Подбор и расчет стоимости теплообменника удобным для вас способом

Рассчитаем по параметрам

Делаем расчёт точно и профессионально, без всяких манипуляций

Рассчитать

Есть готовый расчет теплообменника?

Рассчитаем стоимость по номеру расчета, серийному номеру, расчетному листу, спецификации, по шильдику теплообменника

Получить цену

перезвоним в течение 1 минуты

результат от 30 минут

результат от 5 минут

Расчетные данные (нагрузки, давления, температурные графики) выдаются теплоснабжающими организациями (тепловыми сетями, котельными) в виде пояснительных записок, Технических условий (ТУ).

Также эти данные вы можете взять из договора с теплоснабжающей организацией, или из проекта модернизации или переоборудования ИТП, УУТО. Если у вас остались вопросы по данным для расчета, то можно обратиться к менеджеру за консультацией.

Особенности теплообменника

Разберемся, для чего нужен теплообменник. В устройстве две различные среды делятся между собой тепловой энергией. Горячая вода в одной емкости отдает свою температуру холодной жидкости, которая движется в другом резервуаре. А самым простым примером выступает система из двух стальных труб разного диаметра.

По меньшей двигается холодная вода. А небольшой участок этой трубы помещен в другую, большего диаметра. В последней находится горячая вода. И уже через короткое время температуры обеих жидкостей сравниваются.

Чтобы процесс протекал устойчиво и постоянно, воду заставляют двигаться (циркулировать). А придание потокам определенных скоростей позволяет свести к минимуму все потери тепла. Причем для нагрева сразу двух систем используется лишь один источник энергии.

Такое обустройство значительно повышает автономность жилища. А исключение из работы лишнего оборудования позволяет меньше зависеть от сетевых ресурсов. Тем самым снижая расходы в доме на энергоносители.

Теплообменник из нержавейки

Теплообменник из нержавейки Источник s-ip.com.ua

На работоспособность всей системы влияет:

  • Модель устройства (конструкция).
  • Температурный режим.
  • Состояние системы.

Последний пункт относится к величине потерь тепла. За это отвечает поверхность труб, по которым двигается жидкость. Если на стенках образовалась накипь, то теплоотдача системы значительно понижается. На последнюю влияют и другие факторы, вплоть до простых жировых отложений.

В борьбе с потерями на первое место выступает профилактика засоров и загрязнений. Теплообменник для отопления оборудуется фильтрами, которые отсеивают посторонние частицы и взвесь. Также через определенные промежутки времени устройство должно проходить полную очистку от накипи и других отложений. Для этого его разбирают и промывают при помощи специальных средств.

uslugi.png

Устройство и принцип работы теплообменника


Принцип движения теплоносителя в теплообменнике пластинчатого типа

Конструкция теплообменного прибора напрямую зависит от его типа. Современные приборы для обогрева состоят из двух прижимных плит с отверстиями, к которым подключаются дополнительные элементы трубопровода. Носитель и потребитель тепла также поступают внутрь прибора благодаря наличию отверстий. Принцип работы теплообменника достаточно простой, его можно рассмотреть на примере пластинчатого агрегата. Поток тепла в таком приборе влияет на гофрированный слой в нем, постепенно набирающий скорость в процессе работы.

После запуска первого этапа среды начинают перемещаться навстречу друг другу с обеих сторон во избежание смешивания. На пластинах, расположенных параллельно, формируются рабочие каналы, во время перемещения по ним в каждой среде происходит тепловой обмен, в результате чего тепло выходит за пределы агрегата. В домашних или банных пластинчатых агрегатах внутренние потоки могут идти по схеме одноходового или многоходового типа с учетом технических характеристик и конкретных условий.

Перед выбором прибора полезно почитать информацию о том, для чего нужен теплообменник, узнать о типах агрегата, правилах его монтажа и эксплуатации.

Классификация устройств

Теплообменники для горячего водоснабжения делают или из стали, или чугуна. Последний способ более традиционный, поскольку еще не так давно нержавейка считалась дефицитным материалом. А применение обычного металла было нерентабельно. Потому систему очень быстро выводила из строя коррозия.

Теплообменник из чугуна

Теплообменник из чугуна Источник pechiexpert.ru

Но даже изобилие современных материалов не исключило производство чугунных моделей. Ведь их отливка отличается высокой скоростью и предельной простотой. И сегодня одинаковой популярностью пользуются, как обычные чугунные конструкции, так и более сложные модели из современной стали.

Чугун

Теплообменник из этого металла имеет очень хорошую продуктивность. А приобретают ее больше из соображения экономии, поскольку его стоимость гораздо ниже, чем у нержавеющих аналогов. Но приобретая чугунную конструкцию нужно быть готовым, что она имеет серьезные недостатки.

Поверхность отличается сильной хрупкостью. И любой серьезный удар попросту раскалывает ее. Трещины могут появиться и при термическом воздействии. Если в хорошо разогретую конструкцию подать напор холодной воды, то стены, скорее всего, не выдержат.

Такие повреждения уже не поддаются ремонту. Но в остальном материал способен к долгосрочной эксплуатации при бережном к нему отношении. И профилактического вмешательства требует не так часто, как нержавеющие аналоги.

Кассета теплообменника

Кассета теплообменника Источник termotactic.ru

osobennosti-bitermicheskikh-sovmeshchennykh-teploobmennikov-1164917.jpg

Сталь

Материал, который не боится коррозии (кроме электрохимической), так же спокойно относится и к температурным перепадам. Поверхность нержавейки достаточно стойкая к механическим воздействиям. И сильный удар лишь оставит хорошую вмятину.

Обвязка теплообменника состоит из множества пластин, у которых внутри предусмотрены каналы для прохода воды. Такая конструкция обеспечивает очень высокую теплоотдачу, поскольку общая площадь получается достаточно значительной. И она способна пропустить через себя довольно большие потоки, как греющей, так и нагреваемой жидкости.

Накипь и другие отложения та такой поверхности откладываются гораздо быстрее. Поэтому намного чаще необходимы профилактические работы. Но поскольку изделия имеют фабричную сборку, их ремонт несколько усложняется. Потому правильно разобрать и собрать агрегат способен только специалист с опытом подобных работ.

Пластинчатый теплообменник

Пластинчатый теплообменник Источник 1.allegroimg.com

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 теплоносительСамый элементарный теплообменник — труба, по которой бежит теплоноситель

Двухступенчатая смешанная схема

Как и в случае с параллельной, требует обязательной установки температурного регулятора, и чаще всего применяется при подключении общественных зданий.

1 – Пластинчатый теплообменник (1 ступень) 9 – Краны
2 – Пластинчатый теплообменник (2 ступень) 10 – Обратный клапан
3 – Клапан регулирующий с эл/приводом 11 – Реле перепада давления
4 – Погружной датчик температуры 12 – Дренажный насос
5 – Контроллер 13 – Манометр
6 – Насос ХВС (холодного водоснабжения) 14 – Термометр
7 – Насос циркуляции ГВС (горячего водоснабжения) 15 – Расходомер
8 – Фильтры

Условные обозначения на чертеже полностью совпадают с условными обозначениями на параллельной схеме.

Преимущества: тепло обратной воды расходуется на подогрев входного потока, что позволяет экономить до 40% теплоносителя.

Недостаток: дороговизна, обусловленная подключением двух теплообменников для приготовления горячей воды.

В сравнении с вышерассмотренной схемой, способствует снижению расхода теплоносителя (примерно на 20-40%), но имеет и ряд недостатков:

  • нуждается в профессиональном и очень точном подборе оборудования;
  • для реализации потребуются сразу 2 теплообменных аппарата, что увеличит бюджет;
  • при таком подключении ГВС и отопительная система сильно влияют друг на друга.

Предметы мебели

Несколько примеров меблировки кухни, объединенной с гостиной:

  1. 1. Диван. Он становится предметом, который зонирует пространство. Диван ставят спинкой к тому месту, где готовят еду. В небольшие комнаты (менее 20 кв м) ставят уголок, который располагают у стены, установленной перпендикулярно или параллельно от кухни.
  2. 2. Гарнитур. По мнению дизайнеров, минималистичные модели без вычурных деталей смотрятся современно. Сервиз, вазы или бокалы ставят на открытой полке. Для них можно купить модную витрину. Мебель ставят возле стены. Если пространство большое (20 кв м, 25 кв м или 30 кв м), то в центральной части можно установить остров, в котором есть и отделы для кухонных приборов.
  3. 3. Комплект мебели. Стиль должен сочетаться с оформлением обеих комнат. В малогабаритных помещениях хорошо смотрится компактный столик и стулья, сделанные в из прозрачного материала или окрашенные в светлые цвета. В интерьер гостиной можно поставить стол с круглой столешницей. В просторных помещениях комплект устанавливают возле стенки или в центральной части. Здесь будет хорошо смотреться вытянутый обеденный стол прямоугольной формы.

Требования к прокладкам

К аппаратам с пластинами предъявлены довольно жесткие требования касательно герметичности оборудования, именно по этой причине на сегодняшний день прокладки начали изготавливать из полимеров. К примеру, этиленпропилен может с легкостью эксплуатироваться в условиях повышенных температур — и пара, и жидкости. Однако довольно быстро начинает разрушаться в среде, которая содержит большое количество жиров и кислот.

теплообменникТеплообменники различаются количеством пластин

Крепление уплотнителей к пластинам производится чаще всего с помощью клипсовых замков, в редких случаях — с помощью клеящего состава.

Типы моделей

Приборы отличаются по способу установки. И это напрямую влияет на эффективность всей системы. Очень часто используется конструкция котла, в котором уже есть внутри теплообменник отопления. Потери тепла в подобных устройствах, практически, сведены к нулю. А для продуктивной работы требуется лишь грамотная настройка.

Внешние конструкции отличаются гораздо меньшей производительностью. Потому что их положение не позволяет хорошо разогреть теплоноситель. Но они применяются там, где отсутствуют индивидуальные обогревательные котлы. Например, в домах, пользующихся централизованным отоплением.

Видео объяснит принцип работы теплообменника в системе отопления:

promyvka-teploobmennika-3-luchshikh-sposoba-ochistki-996294.jpg

Виды теплообменников для горячей воды

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

  • Пластинчатые (паянные или разборные).
  • Кожухотрубные.

Теплообменник для горячей воды от отопления: в частном секторе используются два типа - пластинчатые (слева) и кожухотрубные (справа)Теплообменник для горячей воды от отопления: в частном секторе используются два типа — пластинчатые (слева) и кожухотрубные (справа)

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

Пластинчатые

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

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

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

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

Два вида пластинчатых теплообменных устройств - паяный (слева) и разборной (справа)Два вида пластинчатых теплообменных устройств — паяный (слева) и разборной (справа)

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

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

Кожухотрубные

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

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

Кожухотрубный теплообменник для ГВС - устройство и принцип работыКожухотрубный теплообменник для ГВС — устройство и принцип работы

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

Обвязка — теплообменники

При значительном расхождении температур ( свыше 10 С) в точках /, 2, 3, 4 определяют и устраняют причины неравномерного расхода теплоносителя через теплообменники. Причинами неразномерного расхода теплоносителя через теплообменники могут быть засо-ры трубок теплообменников, некачественная сварка в обвязке теплообменников.

В качестве хладоносителя используется охлажденная вода с температурой не ниже У С. Обвязка теплообменников осуществляется последовательно или смешанно по противоточной схеме. Методика проведения испытаний воздухоохладителей аналогична методике испытаний секций КТ.

Секции подогрева могут быть с обводным клапаном и без него. С помощью обводного клапана часть воздуха пропускается мимо теплообменников, за счет чего снижается теплопроизводительность секции. В зависимости от располагаемого давления теплоносителя обвязка теплообменников трубопроводами осуществляется по параллельной, смешанной и последовательной схемам.

Шинные заводы ( заводы РТИ в меньшей мере) являются крупными потребителями теплоты в виде пара для технологических нужд: на 1 т резины расходуется несколько тонн пара. В основу схемы положены решения, резко сокращающие количество пролетного пара, и каскадная обвязка теплообменников.

Расчет поверхностных воздухоохладителей, питаемых холодной водой, состоит в определении их поверхности охлаждения, числа рядов труб по ходу воздуха, аэродинамического сопротивления и расхода воды. Выбор типа серийно выпускаемого воздухоохладителя производится на основании заданного количества воздуха. Например, если в воздухоохладителе должно обрабатываться 40 000 м3 / ч воздуха, то устанавливается воздухоохладитель КТ-40. При расчете воздухоохладителей известными являются начальные и конечные параметры воздуха: температуры tcl, tc2, энтальпии / ь / 2; влагосодержания db rf2 — Известна также начальная температура холодной воды / в.н. Конечная температура воды зависит от температуры точки росы обработанного в воздухоохладителе воздуха и от схемы обвязки теплообменников трубопроводами. При этой схеме обвязки теплообменников перепад между температурой точки росы воздуха, выходящего из воздухоохладителя, и конечной температурой воды на выходе из воздухоохладителя находится в пределах 0 7 — 1 5 С.

Расчет поверхностных воздухоохладителей, питаемых холодной водой, состоит в определении их поверхности охлаждения, числа рядов труб по ходу воздуха, аэродинамического сопротивления и расхода воды. Выбор типа серийно выпускаемого воздухоохладителя производится на основании заданного количества воздуха. Например, если в воздухоохладителе должно обрабатываться 40 000 м3 / ч воздуха, то устанавливается воздухоохладитель КТ-40. При расчете воздухоохладителей известными являются начальные и конечные параметры воздуха: температуры tcl, tc2, энтальпии / ь / 2; влагосодержания db rf2 — Известна также начальная температура холодной воды / в.н. Конечная температура воды зависит от температуры точки росы обработанного в воздухоохладителе воздуха и от схемы обвязки теплообменников трубопроводами. При этой схеме обвязки теплообменников перепад между температурой точки росы воздуха, выходящего из воздухоохладителя, и конечной температурой воды на выходе из воздухоохладителя находится в пределах 0 7 — 1 5 С.

loading.gif

Загрузка…

Коротко о главном

Если выбор был остановлен на пластинчатой нержавеющей модели, то необходимо знать, что на ее мощность повлияют два параметра. Производительность напрямую будет зависеть от размера конструкции. А чем значительнее последняя, тем большее количество пластин она может иметь. И последний фактор играет решительную роль в продуктивности устройства.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Заказывайте монтаж и обслуживание инженерных коммуникаций у профессионалов.

Оставить заявку

Правила выбора


Виды теплоносителей, используемых для систем отопления

В список основных критериев, на которые необходимо обращать внимание при выборе, входит:

  • тип и качество применяемого теплового носителя;
  • простота разборки и сборки;
  • тип передачи тепла;
  • возможность наращивать объем мощности в процессе эксплуатации.

Пластинчатые обменники чаще используют для систем охлаждения и подогрева холодильников и бассейнов, спиральные применяют в различных сферах промышленности, горизонтальные лучше подходят в качестве устройств подогрева.

Популярные производители


Теплообменники Астера отечественного производства

На российском рынке хорошо зарекомендовали себя разборные и паяные тепловые обменники от брендов РИДАН и ASTERA, отличающиеся высоким уровнем качества и доступностью необходимых запасных элементов.

Из зарубежных брендов покупатели чаще выбирают дизельные и стандартные устройства от ALFA LAVAL, DANFOSS и SONDEX.

При выборе агрегата нужно учитывать особенности системы в целом, смету, если речь идет о проекте, требования по количеству кВт, а также другие необходимые параметры.

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...