Ddom-nn.ru

Домашний Мастер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды и особенности теплообменников для горячей воды системы отопления

Виды и особенности теплообменников для горячей воды системы отопления.

Оглавление:

  • Теплообменник. Что это такое? Устройство системы
  • Основные виды теплообменников
    • Разборные теплообменники
    • Паяные теплообменники (неразборные)
  • Основные материалы для теплообменных агрегатов
    • Теплообменное оборудование из чугуна
    • Стальное теплообменное оборудование
  • Изготовление аппарата своими руками
  • Особенности монтажа теплообменного оборудования
  • Борьба с накипью в системе
  • Особенности расчета теплообменника для ГВС

Использование эффективного теплообменного аппарата для горячей воды позволяет заметно расширить возможности оборудования, которое предназначено для обогрева помещений. От продуктивности его работы во многом зависит качественная и продолжительная работа ядра всей системы — обогревательного котла.

Нужно ли покупать пластинчатый теплообменник? Что он дает?

Эти устройства получили широкое распространение в промышленности. Они используются в системах центрального отопления, кондиционерах, а также в строительстве коммерческих и жилых зданий.

Конструкция пластинчатого теплообменника основана главным образом на двух контурах, между которыми происходит теплообмен. Их работа может быть проиллюстрирована на примере работы котла и радиаторов (батарей). В одном контуре есть тепловая энергия, поступающая из системы высокого давления (котла), которая передается в систему низкого давления, в которой температура ниже (радиатор). Таким образом, тепло передается на конечное устройство.

Нужен пластинчатый теплообменник частному дому? Ответ представляется очевидным — это оборудование позволит улучшить работу всей системы отопления, в которую входят отдельные устройства.

В то же время, следует также подчеркнуть, что пластинчатый теплообменник — не единственное подобное решение, доступное на рынке. Домовладельцы также могут использовать так называемые поверхностные трубы, однако их не везде можно применить. В их случае, прежде всего, мы имеем дело с более низким КПД, что связано с более низким коэффициентом теплопередачи.

Так что если вы хотите повысить эффективность отопления своего дома рассмотрите использование пластинчатых теплообменников. Вы сможете заметно ощутить как будут лучше греться батареи при меньших нагрузках котла и меньших счетах за электричество. Тем более, что современные модели теплообменников не такие громоздкие как раньше, они компактные, имеют приятный глазу дизайн. Более того, они полностью устойчивы к коррозии, поэтому могут служить нам очень долго.

Выбор котла для загородного дома

В этой статье мы будем уделять внимание выбору котлов по автоматике, по мощности, по теплообменнику, от которого зависит не только КПД и эксплуатационный ресурс, но и цена агрегата. Теплообменником называются устройства, которые передают тепло образуемое источником энергии теплоносителю и могут быть трубчатыми либо пластинчатыми. Пластинчатый прибор тоже состоит из трубки, но более тонкой на которую приварены пластины из нержавеющей стали или какого либо сплава.

Какие позиции заслуживают внимания

Пеллетный котёл Faci Faci

  • Чтобы эффективно и при этом экономно обогреть загородный дом и сделать это своими руками, нужен специальный проект для данного здания. Если вы не сможете сделать этого самостоятельно, то в таких случаях есть множество строительных компаний, предлагающих свои услуги, а также кустарей-одиночек, способных справиться с такой задачей. Имея на руках такой проект, учитывающий все особенности строения, вы точно будете знать те требования, которые должны предъявить к выбираемому котлу.
  • Можно также заказать проект с названием марки котла, который бы вы хотели установить в своём доме. В таком случае, вам укажут на нужную модификацию агрегата, ведь особенности здания напрямую повлияют на требования к характеристикам отопительного устройства.
  • Но не забывайте о том, что выбирая котёл самостоятельно, вы не просто находите оптимальное соотношение качества с ценой, но у вас есть возможность рассмотреть и другие модели, с разными особенностями конструкции. У прибора может быть ручное или автоматическое управление, одноступенчатые или двухступенчатые горелки, один или два теплообменника, сделанные из одного или другого металла.

Котёл с чугунным теплообменником

  • При выборе котла есть две сферы, которые рассматриваются при его покупке, это обязательные параметры для определённого здания и ваши пожелания относительно обеспечения работы агрегата. Если говорить об обязательных параметрах, то сюда следует отнести:
  1. Выходную мощность и вид топлива агрегата;
  2. Камеру сгорания (открытого или закрытого типа), от которой зависит наличие сажи в помещении;
  3. Нужен ли полноценный дымоход или можно обойтись выводом в стену;
  4. Если у вас есть перепады напряжения, то зависит ли от этого работа котла.
  • Кроме обязательных параметров можно (и даже нужно) учитывать собственные пожелания по функционированию – это
  1. Наиболее лучшее качество при самой низкой цене;
  2. Нужно ли вам горячее водоснабжение (ГВС). Если да, то как бы вы хотели его видеть – проточным или накопительным (с использованием косвенного бойлера);
  3. Возможно, вы захотите рассмотреть более дорогие, усовершенствованные модели, чтобы сэкономить в будущем на топливе;
  4. Из какого металла сделаны теплообменники отопления и их количество (один или два);
  5. Уровень шума при работе агрегата;
  6. Репутация производителя и возможность гарантийного и сервисного обслуживания.
Читать еще:  Чем утеплить баню снаружи

Котел газовый МИМАКС КСГ-7

  • Если говорить отдельно о стоимости котлов, то наиболее дешёвыми окажутся агрегаты отечественного производства, например, агрегат на фото вверху стоит порядка 7900 рублей. И хотя это одна из последних модификаций и производители гарантируют КПД от 87% до 90%, всё равно импортное оборудование лучше в этом отношении, хотя и стоит дороже.

Газовый котёл ROCA (Испания)

  • Но если вас не снедают патриотические чувства солидарности с отечественным производителем, вы можете обратить внимание на качественные котлы средней стоимости импортного производства:
  1. Самые дорогие качественные агрегаты делаются в Германии, это: Vaillant, Viessmann, Buderus и Wolf;
  2. В Чехии — Dakon, Viadrus, Mora;
  3. В Словакии – Protherm и Eleko;
  4. В Италии — Beretta, Ferroli, Baxy SPA, Ariston, Fondital и Sime;
  5. В Южной Корее – Kiturami и Olympia;
  6. В Японии – Rinnai;
  7. В Испании Roca.

Совет. При покупке котла обязательно обращайте внимание не только на фирменную марку, но и на страну-производителя, чтобы не получилось, что немецкий Viessmann изготовлен в Китае. Также не следует гнаться за многофункциональностью устройства – в главном углу должна быть производительность.

Различия котлов по видам топлива

Принципиальная схема твердотопливного котла

  • Твердотопливные котлы чаще всего используются в местности, где нет газовых магистралей, и присутствуют перебои в подаче электроэнергии. Агрегаты могут работать либо на всех видах твёрдого топлива – угле, коксе, брикетах, пеллетах, дровах и отходах от пиломатериалов, либо только на дровах.

Варочно-отопительная печь с водяной рубашкой

  • На твёрдом топливе бывают не только котлы, но и отопительные печи длительного горения с теплообменником, то есть, это, по сути, тот же котёл, но уже с плитой для разогрева и приготовления пищи. Как у одной, так и другой модификации может быть либо одна, либо две камеры сгорания. Вторые более эффективны, так как во второй камере происходит дожиг топлива или пиролизного газа, по этой же причине такие устройства называют пиролизными или газогенераторными.

Дизельный котёл в разрезе

  • Очень высокий КПД у жидкотопливных или дизельных агрегатов – он достигает 95%, работая на керосине, мазуте или солярке. Но при всей своей эффективности такие устройства достаточно шумны и оставляют много копоти. Котлы бывают одно-, двух- и трёхступенчатыми, и увеличение функциональности в данном случае тождественно увеличению КПД.

Электродные обогревательные устройства (ЭОУ)

  • Электрические подразделяются на ТЭНовые и электродные котлы, и нагрев теплоносителя в них происходит проточным способом. Но если у первых в качестве теплообменника выступает ТЭН, то у ЭОУ таковой отсутствует вовсе, так как жидкость нагревается за счёт колебания (50Гц) во время движения от анода к катоду. Такие устройства работают от переменной сети 220В и 380В.

Газовый котёл Ariston

  • Самыми популярными в нашей стране, а также в СНГ являются газовые котлы, которые имеют множество модификаций. Такие агрегаты могут быть одноконтурными и двухконтурными (с подачей ГВС), конвекционными и конденсационными. Также в таких агрегатах могут стоять теплообменники из разных металлов, совмещённые и раздельные (на это указывает инструкция к каждому агрегату).

Совет. Существуют также битопливные, многотопливные или универсальные котлы, работающие на газ – дизель или газ – дизель – твёрдое топливо – электричество. Но за счёт многофункциональности у них понижается КПД, так что лучше приобретать два котла на разном топливе – дороже, зато эффективнее.

Теплообменники

  • Два теплообменника могут быть только в двухконтурных котлах, где от одного греется вода для отопления, а от другого – для ГВС. Такие агрегаты менее требовательны к составу воды, у них высокий КПД, но и стоят они дороже.

Битермический пластинчатый теплообменник системы отопления

  • В котлах с битермическим или совмещённым теплообменником (труба в трубе) вода нагревается одновременно в двух каналах, но из-за компактности на нём быстрее образуется накипь и он имеет малый эксплуатационный ресурс. Такие устройства стоят дешевле.
  • Медные теплообменники самые дорогие, они быстро прогреваются, зато также быстро выходят из строя. Они требуют, чтобы за котлом осуществлялся постоянный контроль, в противном случае устройство может выйти из строя.
  • Самыми дешёвыми являются стальные теплообменники, но они быстро трескаются и прогорают, а более выносливыми – устройства из чугуна. Например, отопительная печь с теплообменником из чугуна будут весить гораздо больше стальных за счёт массы металла.

Совет. Приобретая печь или котёл на твёрдом топливе, для её длительной эксплуатации выбирайте теплообменник для отопления из чугуна. Так как такой металл более толстый, то и стенки устройства прогорают гораздо медленнее.

Вторичные

Вторичные теплообменники (они также получили название теплообменники горячего водоснабжения – ГВС), отличаются специальными пластинами, которые соединены друг с другом. Данные пластины производятся из нержавеющей стали. Подобные приборы чаще всего устанавливаются в котлах Linea (Bongioanni), Mini kW, Major kW (Immergas), а также Micra 2 (Hermann).

Читать еще:  Заделать трещину в стене

Водоводяной прибор позволяет рассчитывать на необходимый теплообмен благодаря высокому уровню теплопроводности пластин, а также большой площади теплообмена. Таких показателей удается достичь даже несмотря на тот факт, что скорость потока носителя тепла достаточно велика.

Однако благодаря большой скорости практически полностью исключена вероятность появления солей и отложений на стенках. Благодаря некоторым особенностям конструкции, водоводяной теплообменник отличается особыми качествами. К примеру, от количества пластин напрямую зависит мощность и площадь теплообмена. Кроме этого, в остальных разновидностях теплообменников холодная вода и теплоноситель двигаются навстречу, тогда как здесь направление их движения полностью совпадает.

Изготовление теплообменника

Конструктивно теплообменники для горячей воды могут быть двух видов: внешние и внутренние. К первым относятся подкова и змеевик. Подкова очень легка в исполнении, но не отличается высокой мощностью: для ее изготовления нужно просто сварить две чугунные или стальные трубы – в результате вы получите агрегат с маленькой площадью контакта носителей и, следовательно, с низкой мощностью нагрева поступающей холодной воды.

Более удачным вариантом внешнего теплообменника будет змеевик – он изготавливается посредством сварки нескольких труб: чем больше труб вы используете, тем мощнее будет агрегат.

Внутренний теплообменник представляет собой бак, в который помещается трубка, нагревающая поступающую в нее воду. Чтобы смастерить такой прибор своими руками, вам понадобится:

  • стальной бак для воды;
  • стальная или чугунная трубка;
  • анод;
  • регулятор мощности.

Изготовление теплообменника не займет много времени: скрутите трубку в спираль, закрепите ее на стенках бака, а затем сделайте в емкости два выхода: нижний – для холодной воды, верхний – для горячей.

Наружный теплообменник

Как изготовить самодельный теплообменник

Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.

Материалы для изготовления

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.

Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.

Расчет мощности теплообменника

Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.

Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:

  • ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
  • толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
  • зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.

Особенности монтажа

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.

  1. На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
  2. При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
  3. После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.
Читать еще:  Гидрофобизатор что это такое

Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:

До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления. Обратим внимание и на другие сферы их применения.

Схемы подключения

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

Параллельная (стандартная)

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

Теплообменник для горячей воды от отопления: схема параллельного подключения

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

Схема обвязки теплообменника для ГВС от отопления

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

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

Обвязка с контуром рециркуляции ГВС

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

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

Двухступенчатая

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

Один из вариантов двухступенчатого подключения теплообменников

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

Вариант двухступенчатого нагрева

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

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

Первичный нагрев — от рециркуляции горячей воды, окончательный — от системы отопления

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

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

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector