Виды теплообменников и способы их монтажа

Как установить теплообменник «труба в трубе» на дымоход

Эта витая конструкция считается самой простой. Она является прямоточной, поэтому многое будет зависеть от диаметра навиваемой трубки и скорости движения воды внутри нее. Здесь соотношения такие:

  • Чем больше диаметр змеевика, тем больше в нем объема воды, который придется дольше нагревать.
  • Чем быстрее движется по виткам вода, тем меньше она забирает тепловой энергии, просто не успевая.

Решить эти две проблемы можно двумя способами:

  1. Увеличить длину трубы, скручиваемую в змеевик. То есть вода как можно дольше должна находиться внутри теплообменника.
  2. Установить перед змеевиком отсекающий вентиль, с помощью которого можно было бы контролировать подачу жидкости. Таким способом можно увеличивать или уменьшать скорость движения воды.

Монтаж водяного теплообменника этого типа проводится на стадии установки дымохода. Потому что надо в змеевик вставить дымоходные трубы.

Для этого потребуется:

  • труба из меди, алюминия или стали длиною 3 м;
  • два гибких шланга для подключения к системе горячего водоснабжения, требуемой длины;
  • вентиль.


Как правильно согнут трубу в змеевик

Самое сложное – согнуть трубу в змеевик. Если это стальное изделие диаметром меньше 25 мм, то ее можно согнуть на ручном трубогибе. Если диаметр больше данного значения, или используется алюминиевая, медная труба, то без нагрева их не обойтись. Для этого используется стандартная газовая горелка, работающая на пропане.

Следующий этап – нарезка резьбы на конце змеевика. Для этого используют лерку. Если теплообменник изготовлен из стальной трубы, то к концам можно приварить электросваркой сгоны с соответствующим диаметром под гибкие переходные шланги.

Все готово, можно монтировать теплообменник. Чтобы он не спадал с дымохода, можно его прикрепить к нему с помощью пайки. При этом увеличиться и теплообмен между двумя элементами. Далее в нижней части вкручивается вентиль, к нему гибкая вставка, которая противоположным концом присоединяется к водопроводу.


Змеевик из медной трубы на дымоходе печки

У теплообменников этого типа есть один серьезный недостаток. Если его не использовать при эксплуатируемой печке, то вода внутри трубок закипит. А это недалеко и до гидроудара, который может разорвать стыки соединений.

Чисто конструктивно теплообменник этого типа представляет собой бак, в котором установлена труба диаметром чуть больше диаметра дымохода. К примеру, если размер последнего 115 мм, то трубный участок должен быть в сечении 120 мм. То есть дымоход должен свободной пройти сквозь теплообменный аппарат.

Можно подойти к решению монтажа теплообменника с другой стороны. То есть диаметры двух трубных элементов выбираются одного сечения. Но соединяться они должны раструбным способом, как все элементы дымоходной системы. Это когда у участка трубного элемента один конец имеет стандартный диаметр, а второй немного расширен.


Трубы из нержавейки с раструбами на концах

То есть получается, что труба, формирующая сквозной проход через водяной бак, становится после сборки частью дымохода. Этот вариант более эффективный в плане передачи тепловой энергии от угарных газов воде, потому что в конструкции теплообменника нет воздушной прослойки, как в первом случае.


Необычная форма водяного бака теплообменника

Отметим, что баки для воды, устанавливаемые на дымоходы, сегодня продаются в готовом виде, но их несложно сделать своими руками. Для этого надо иметь навыки работы со сварочным аппаратом и некоторыми видами слесарных инструментов. Проще – приобрести готовое изделие определенного объема, в котором уже вмонтирована труба под дымоход требуемого сечения. Здесь же установлены патрубки (штуцера) под подачу и выход воды.

Сборка всей конструкции основывается на создании герметичных соединений. Поэтому стыки обязательно промазываются жаропрочными герметиками.


Теплообменник «труба в трубе» в полной сборке

Пошаговое руководство

Изготовление бесканального теплообменника

  1. Подготовьте емкость, лучше металлическую, пластиковая будет дольше нагреваться.
  2. Установите бак к началу системы отопления.
  3. Проделайте в емкости 2 отверстия для выходов. Одно – вверху, через которое горячая вода будет выводиться. Второе – внизу, холодная жидкость будет поступать из труб системы.
  4. Разместите выходы правильно, от этого будет зависеть скорость отдачи тепла.
  5. Запаяйте герметично отверстия, чтобы температура воздуха не тратилась на батарею, а помещение равномерно прогревалось.
  6. Для трубки используйте медь, она должна хорошо гнуться и отдавать максимально тепло в помещение.
  7. Согните трубку в форме спирали, получился змеевик.
  8. Поместите спираль в бак, концы трубки нужно вывести наружу, хорошо закрепить их.
  9. Подсоедините к концам деталей фитинг с резьбой.
  10. Подсоедините к трубе регулятор мощности, его можно купить в магазине, стоит недорого, поэтому на самостоятельном изготовлении не стоит зацикливаться.
  11. Система вполне будет работать исправно и без регулятора, но он нужен для регулирования мощности, экономии электроэнергии. Мощность можно выставить по своему усмотрению.
  12. Подсоедините к термостату клеммы, после чего – провода питания.
  13. Чтобы бак не изнашивался от перепадов температуры, установите анод.
  14. Закройте герметично все элементы.
  15. Наполните бак водой, теплообменник готов.

Принцип работы

Без медного теплообменника не обходится ни одна отопительная система котлов. Принцип работы прост. Вода начинает циркулировать по змеевикам в трубах, нагревается, течет в трубопровод системы, в радиаторы, из которых возвращается назад, в уже остывшем виде.

В частных домах теплообменник устанавливают в целях превращения печки в водонагревательный котел

При самодельном устройстве важно учитывать размер и форму, чтобы обменник сочетался с габаритами камеры печки

К обменнику подключаются радиаторы, трубопровод, трубы нагреваются равномерно, тепло распределяется по всему дому.

Расчет площади

При расчете площади теплообменника строгих рамок не существует. Исходить следует из полезной площади банного помещения или того места, которое он будет отапливать. При установке в парилке и использовании только для получения горячей воды можно установить и маломощную конструкцию.

Если теплообменник будет выноситься наружу и необходимо, чтобы он еще и обогревал помещение, то он должен обеспечивать 5 кВт на 1 квадрат полезной площади помещения. Если он рассчитан не на отопление, а на расход воды, то объем может варьироваться. Средний расход воды может быть до 50 кубических метров на человека. Однако с увеличением объема увеличивается и время нагрева.

При установке бака в печь необходимо помнить, что он не должен остужать камни. Поэтому он должен быть такого размера, чтобы не забирать все тепло от камней, а греться вместе с ними.

Устройство и принцип работы

Что такое теплообменник? Теплообменник – это некое устройство, которое передает тепло тем или иным способом от источника или среды к другой среде. В нашем случае тепло передается воде посредством радиационного нагрева поверхности труб или  нагрева поверхности трубы уходящими дымовыми газами. Рассмотрим каждый из вариантов теплообменников подробнее.

Наиболее распространенный теплообменник – это змеевик, по которому циркулирует вода. Такое устройство можно установить и в топке, и в дымоходе. Разница будет только в материале, из которого выполняется труба. Змеевик хорош большой площадью поверхности нагрева. Это означает, что при прочих равных условиях теплообменник в виде змеевика быстрее прогреет воду. Но при этом в змеевиках выше вероятность закипания воды, что грозит возможностью пережогу труб. Помимо порчи печи и всей системы с теплообменником, кипящая вода в трубах способна нанести вред здоровью человека.

Поэтому при установке змеевиков требуется применение ряда мер, направленных на борьбу с закипанием жидкости в трубах. По той же причине в покупных конструкциях практически никогда не используется такой вид теплообменников. Производитель больше заинтересован в длительном сроке службы при любых условиях эксплуатации, нежели в личном удобстве пользователя, которое выражается в скорости нагрева воды в баке душевой или в радиаторе отопления. Всего несколько случаев закипания жидкости в трубах способно испортить репутацию производителя и вытеснить его с рынка, поскольку большая часть «игроков» рынка теплового оборудования находится на виду у инженеров-теплотехников.

В покупных печах устанавливают плоские теплообменники или теплообменники типа «труба в трубе». Принцип плоского теплообменника достаточно прост: это пластина со свободным пространством внутри, куда поступает вода. Тепло поступает за счет радиационного нагрева от пламени. В принципе, эту конструкцию можно использовать и для установки в дымоходе, а значит и для нагрева воды теплотой уходящих газов. Но для того, чтобы плоский теплообменник в дымоходе имел возможность нагревать воду до приемлемых значений, придется увеличивать теплообменник, а значит и сам дымоход до невообразимых размеров. Поэтому применение плоских теплообменников оправдано только в пределах топки.

А вот теплообменник типа «труба в трубе» предназначении именно для расположения в дымоходе. Принцип работы такого теплообменника заключается в том, что труба дымохода, окружается трубой большего диаметра, куда поступает вода. Вода через стенку нагревается от дымовых газов. Само собой, такой теплообменник выполняется на коротком участке трубы, а не вдоль всего трубопровода. Теоретически теплообменник «труба в трубе» более эффективен, нежели плоский. Но при этом он не удобен, так как увеличивает габариты дымохода, поэтому чаще применяют плоский теплообменник, который просто встроить в топку печи.

Отдельно стоит отметить, что эффективность работы теплообменника зависит в первую очередь от площади греющей поверхности. Много изогнутых труб имеют большую общую площадь, чем плоская плита или труба тех же габаритов. Это нужно учитывать при самостоятельном изготовлении теплообменника.

Какие бывают теплообменники

Когда я первый раз установил чугунную буржуйку в своем гараже и начал регулярно ее топить, очень быстро пришел к выводу, что эта удобная, относительно недорогая и довольно простая печь много «кушает». Особенно мне жалко было смотреть на раскаленную докрасна дымоходную трубу. И на то, как на крыше из нее вылетают искры.

Я реально понимал, что чуть ли не половина энергии сгораемого угля или дров просто вылетает в трубу и обогревает улицу. Если поверхность небольшой жарочной плиты еще можно было как-то использовать, то, что делать с трубой я не знал. Покопавшись в сети и побеседовав с людьми, я выяснил, что эта проблема общая и решить ее можно, установив на трубу теплообменник.

Подходящих для этого конструкций существует 3:

  1. Кожухотрубный теплообменник или, проще говоря, труба в трубе

    Первый вариант встречается не так часто, хотя сделать его своими руками довольно просто. Смысл здесь заключается в том, что на всю верхнюю часть печи, то есть жарочная плита плюс дымоход устанавливается металлическая емкость для воды, через которую и проходит дымоход. Мне этот вариант не нравится отсутствием жарочной поверхности. Как ни крути, а на даче или в гараже она нужна. Что же касается бани, то там эта жарочная поверхность занята камнями;

    . Такая конструкция предназначена для нагрева воды и может быть двух видов:

Сплошной нагреватель.

Второй навесной вид кожухотрубного теплообменника более практичный. Относительно небольшая емкость для воды располагается непосредственно на трубе дымохода, ее объем в подавляющем большинстве случаев не превышает 10л. Но хитрость в том, что она соединяется двумя трубами с большим материнским баком, который устанавливается отдельно от печи. Принцип действия прост, холодная вода поступает в нижнюю часть кожухотрубного теплообменника и нагреваясь возвращается в материнский бак через верхний вывод. Такой навесной теплообменник для бани на трубу подходит в самый раз.

Навесной нагреватель.

  1. Не менее популярным является регистр теплообменник на дымоходную трубу в виде змеевика. По большому счету, он мало чем отличается от навесного кожухотрубного варианта. Здесь вместо навесной емкости используется труба, намотанная на дымоход. Как и в первом случае, эта труба соединяется с материнской емкостью. Работают обе системы по аналогичному принципу;
  2. Но помимо воды, дымоходными газами можно с таким же успехом обогревать и воздух. Конструкция воздушного теплосъемника диаметрально отличается от жидкостных моделей. Трубы здесь заводятся непосредственно вовнутрь дымохода и располагаются перпендикулярно движению раскаленных газов. В теплотехнике это называется трубная доска, а визуально такое чудо напоминает врезанную в дымоход емкость в виде револьверного барабана.

Конвектор на дымоходе с вентилятором.

Особенности проектировки

Чтобы рассчитать габариты основных секций теплообменника труба в трубе, потребуется информация о следующих параметрах:

  • Средний показатель разницы температур теплоносителей.
  • Тепловая нагруженность прибора.
  • Коэффициент теплоотдачи, происходящей между стенками аппарата и теплоносителем.
  • Показатель теплового сопротивления стенок теплообменника.
  • Площадь расчетной поверхности, вдоль которой осуществляется теплообмен.

Теплотехнические характеристики потребуется дополнить еще некоторыми расчетами. В первую очередь это касается гидравлических параметров, которыми обладает аппарат. Принцип работы теплообменника труба в трубе во многом зависит и от того, какая механическая нагрузка оказывается на металлические трубы системы отопления. Что касается коэффициентов теплообмена труб, то они напрямую зависят от рабочих сред, с которыми взаимодействуют: их знание позволит самостоятельно рассчитать теплообменную систему.

https://youtube.com/watch?v=qssG5gAD5V8

Достоинства теплообменника

Простая схема теплообменника труба в трубе не является помехой для его значительной популярности. Что касается обслуживания, то простота устройства дает возможность проводить его самостоятельно, без привлечения сантехников.

К основным преимуществам аппаратов данного типа можно отнести следующее:

  1. Оптимальная скорость транспортировки теплоносителя. Это достигается благодаря тщательному подбору водопроводных труб необходимого диаметра: это дает возможность раствору двигаться внутри системы беспрепятственно.
  2. Простота изготовления и ухода. Это позволяет без проблем проводить регулярную чистку устройства, позитивно влияющую на продолжительность его службы.
  3. Универсальность. Данное свойство теплообменника позволяет использовать не только жидкий, но также парообразный теплоноситель. Как результат, аппарат с успехом может применяться в самых разных системах.

К недостаткам оборудования обычно относят такие моменты:

  • Большие размеры. Это накладывает свой отпечаток как на транспортировку, так и эксплуатацию прибора. Особенно это касается приватного использования, т.к. дополнительное пространство на установку аппарата найти не всегда просто.
  • Дороговизна. Стоимость наружных труб, не занятых в теплообмене, а также труб, которыми оснащается грунтовый теплообменник (если они имеются в общей конструкции) довольно значительна.
  • Сложность проектирования. Данная процедура по силам разве что профессионалам, так как требует проведения сложных вычислений и знания точных параметров системы. Как результат, общая стоимость монтажных работ увеличивается.

Несмотря на имеющиеся недостатки теплообменников труба в трубе, положительные стороны это успешно компенсируют: это объясняет большую популярность данных аппаратов не только в промышленных сферах, но и частных домовладениях.

Поговорим о правилах монтажа и эксплуатации

Расчет системы

Если вы решили смонтировать систему своими руками, вам придется произвести определенные расчеты. Абсолютно точно рассчитать габариты и объем системы будет затруднительно, да в этом и нет острой необходимости.

К примеру, для обогрева помещения средних размеров достаточно 5 кВт. Такую мощность может обеспечить теплообменник площадью 1 м². Но температура в топке постоянно колеблется, при полном нагреве 1м² обеспечивает до 9 кВт, а уже когда печь затухает, мощность начинает стремительно падать и может опуститься в 5 – 10 раз. Поэтому площадь агрегата берется со значительным запасом, что позволяет выровнять нагрев жидкости.

Конфигурация самого теплообменника может быть различной, среди специалистов здесь нет единого мнения. Одни утверждают, что трубы из нержавеющей стали являются самым оптимальным вариантом, другие отдают предпочтение пластинам или коллекторам состоящих из 2 сопряженных швеллеров.

Подключение системы к душевой кабине.

Советы мо монтажу

Если вы решили собрать систему своими руками, то следует учесть несколько обязательных требований.

  • Баки следует сваривать из металла толщиной минимум 2,5 мм. Требования к верхнему, большому баку предъявляются минимальные, основное это чтобы он не ржавел и не протекал.
  • Требования к трубной разводке и самому теплообменнику несколько выше, в прошлом самым популярным материалом для теплообменника был чугун. Действительно материал очень долговечный, не поддается коррозии и долго держит температуру. Но у чугуна есть и серьезные недостатки, он имеет большой вес, что требует обеспечения серьезных креплений. И чугун достаточно долго нагревается.
  • В данное время большинство специалистов предпочитают собирать систему из нержавеющей стали, цена у нее конечно выше, нежели у чугуна или обычных марок стали поддающихся коррозии, но экономия здесь дороже обойдется в дальнейшем. Для теплообменника самыми оптимальными будут нержавеющие стали марок 08Х17 (430); или 8-12Х18Н10 (304) они обладают оптимальными параметрами теплоотдачи и проходят по всем гигиеническим нормам.
  • Что касается соединительных труб, то естественно они также должны быть из нержавеющей стали. Приводная труба, с холодной водой, должна изначально выходя из большого бака опускаться несколько ниже уровня теплообменника, в нижней точке монтируется сливной кран и далее под углом от 2˚, до 5˚ поднимается до входа в теплообменник.
  • Выводная труба, по которой будет горячая вода поступать в большой бак для бани с подогревом, должна выходить из теплообменника, под углом не менее 30˚ проходить через стену и стыковаться с баком.

Простейший теплообменник самоварного типа.

Система рассчитанная исключительно на обогрев помещения.

Не забывайте, что как трубная разводка бани, так и сам теплообменник во всех местах сопряжения должны быть оборудованы специальными термостойкими прокладками, обеспечивающими достаточный демпферный зазор при тепловом расширении металла.

Рекомендации по безопасной эксплуатации системы

  • Трубную разводку категорически нельзя жестко крепить, все крепления должны быть плавающего типа, иначе она деформируется или сорвется с креплений.
  • Не стоит увлекаться излишне мощными теплообменниками, данная система должна отбирать не более 10% мощности топки, ведь основная цель попарится, а не нагреть воду.
  • Основной бак для подогрева воды в бане следует подбирать внимательно, оптимальный вариант, когда вода в нем становится горячей спустя 2 часа после розжига печи. Если меньше вода будет закипать и вы получите избыток пара. Если больше, у вас будет уходить много топлива и печь будет долго греется.
  • Везде где есть резьбовое соединение, уплотнители должны быть исключительно термостойкие, как правило, это асбестовый шнур.

Подвесной бак.

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.

Принцип функционирования пластинчатого теплообменника

     На неподвижной плите, использующейся для опоры устройства, расположен патрубок, через который в аппарат поступает среда. Она впоследствии будет нагрета до нужной температуры. После этого среда перемещается в продольный коллектор. Для этого в теплообменнике имеется угловое отверстие. Благодаря наличию коллектора среда движется до последней пластины. При этом она еще равномерно распределяется абсолютно по всем каналам, расположенным между гофрированными пластинами. Кроме того, уплотнения, которые размещены по специальной схеме, способствуют соединению межпластинных каналов и углового коллектора.

     Когда нагреваемая среда двигается по межпластинным каналам она проходит по гофрированным поверхностям плоских элементов теплообменника. Они же в свою очередь нагреваются с обратной стороны другим теплоносителем, имеющим определенную температуру в каждой конкретной ситуации. После этого среда, которая подвергается нагреванию, попадает в нижний коллектор. Затем она выходит из теплообменника через соответствующий патрубок.

     Теплоноситель, являющийся греющей средой, попадает в аппарат через патрубок, предназначенный для подачи нагретой жидкости. Его движение выполняется навстречу среде, подлежащей нагреву. Благодаря наличию нижнего коллектора происходит распределение греющего теплоносителя, который потом перемещается по каналам. Данная среда выходит из аппарата через верхний коллектор, соединенный со специальным выходным патрубком.

     Каналы, предназначенные для нагреваемой и греющей среды, чередуются. По этой причине устройство, имеющее самую простую конструкцию, обязано состоять минимум из 3 пластин. Именно такое количество плоских элементов теплообменника образовывает два канала. Один из них предназначен для нагревающего теплоносителя, а второй — для нагреваемой среды.

     Перемещающаяся по каналам жидкость выполняет извилистые движения в трех направлениях. Благодаря этому образуется ее турбулизация. При этом гидравлическое сопротивление не только на выходе, но и на входе в канал уменьшается, когда теплоноситель проходит через угловые отверстия. За счет этого абсолютно вся площадь пластинчатых элементов устройства используется эффективно. Поэтому нужно по возможности устанавливать на объектах именно пластинчатые теплообменники. Главное правильно выполнить подбор таких аппаратов.

Как самостоятельно изготовить устройство

Несложный змеевик несложно изготовить самостоятельно из медной трубки. Для дымохода диаметром 100 мм подойдет медная трубка с диаметром ¼ дюйма и длиной 3-4 м. К концам трубы следует припаять фитинги с резьбой. Затем трубку заполняют мелким песком, закручивают их и обматывают дымоход.

Между витками желательно оставлять небольшое расстояние – тогда труба от дымохода будет нагреваться и теплопередачей, и инфракрасным излучением. Эту работу удобно выполнять с помощником. Затем песок из трубы вымывают водой под давлением. Присоединяют трубы, ведущие к радиаторам и расширительному баку.

Теплообменник Кузнецова выполняют при помощи сварки. Самый простой вариант – изготовить корпус из газового баллона или трубы большого диаметра.

Для изготовления понадобятся следующие материалы:

  1. Газовый баллон, труба большого диаметра (300 мм) для корпуса.
  2. Труба диаметром 32 мм (одну заготовку лучше взять большего диаметра – до 57 мм). Длина заготовок – 300-400 мм, общее количество должно быть достаточно для вырезания заготовок.
  3. Два небольших патрубка одного диаметра с диаметром дымохода; желательно использовать трубу дымохода – если дымоход сборный, то с одной стороны конструкции патрубок будет с раструбом, который необходим для монтажа теплообменника.
  4. Два фрагмента стального листа, достаточных, чтобы вырезать заглушки торцов корпуса.

Технология изготовления воздушного теплообменника:

  1. Большая труба или баллон обрезается в нужный размер.
  2. Нарезаются 9 заготовок такой же длины из тонких труб.
  3. Вырезаются круги для заглушек.
  4. В кругах вырезаются 9 отверстий для труб маленького диаметра; если берется одна трубка большего диаметра, то отверстие для нее вырезается в центре.
  5. Тонкие трубы вставляются в отверстия заглушек, наживляются при помощи сварки, затем привариваются.

В корпусе по бокам вырезаются отверстия с диаметром, равным диаметру дымохода.

Конструкция из тонких трубок и заглушек вставляется в корпус и проваривается по стыку заглушек и корпуса из большой трубы.

В отверстия по бокам корпуса вставляются патрубки и также провариваются.

Какие материалы можно использовать

Идеальный вариант – нержавеющая сталь (например, пищевая аустенитная нержавейка 08Х18Н10 или AISI 304) или медь. Изделия промышленного производства иногда изготавливают из титана. Но цена на эти материалы достаточно велика. Зато они долговечны, не ржавеют, надежны и прочны. Если у вас буржуйка в гараже или самодельная каменка из подручных материалов в бане, вполне возможно применить и черный металл (углеродистую сталь).

Можно применить качественную гофрированную трубу из нержавейки. Оцинкованная гофра – нежелательный и недолговечный вариант. Для змеевика можно применять и алюминиевые трубы (только не для дымоходов твердотопливных печей).

Иногда применяют и оцинкованную сталь, но следует иметь в виду, что при сварочных работах слой цинка испаряется, и все преимущества оцинковки (стойкость к коррозии) сходят на нет. При температуре выше 400 °С цинк начинает испаряться (пары цинка токсичны), поэтому не стоит применять оцинковку для теплообменников на дымоходах твердотопливных котлов.

Теплообменник в печи

Устанавливать теплообменник в печи – наиболее выгодное решение. Вода будет греться непосредственно от жара из топки. Монтируется такой теплообменник в банную печь рядом с каменкой или сверху на топку.

Недостатком встраиваемого варианта является закипание, когда печь еще не прогрета, а вода в баке уже начинает кипеть. Существуют также проблемы с обслуживанием и заменой частей теплообменника. При замене придется разбирать печь. Надо заметить, что на стенках встроенного устройства накипь собирается быстрее, а чем толще ее слой, тем меньше теплопроводность материала. Теплообменник в результате хуже и хуже выполняет свою главную функцию – передачу тепла – и нуждается в чистке.

Конструктивные особенности пластинчатого теплообменника

    Отличительной чертой устройства переноса теплоты является наличие пакета, состоящего из пластин. Они представляют собой гофрированные элементы, изготовленные из металла. Если точнее, то пластины производятся в большинстве случаев из нержавеющей стали, так как она прекрасно выдерживает воздействия теплоносителя, обладающего низким качеством.

Эти элементы соединяются между собой. При этом их крепление осуществляется с поворотом на 180 градусов относительно друг друга. Помимо пакета пластин, в состав теплообменника этого типа еще входит:

• подвижная плита;

• неподвижная плита, на которой расположены патрубки для присоединения трубопроводов;

• элементы крепления, благодаря которым происходит стягивание 2-х плит и создается рама;

• две направляющие (верхняя и нижняя), имеющие вид круглого прута.

     Такая продуманная компоновка устройства позволяет создавать аппараты, отличающиеся компактными габаритами.

     Рама пластинчатого теплообменника служит для закрепления пластин, которые изготавливаются не только из нержавейки, но и из меди или графита. Благодаря тому, что поверхность устройства является своеобразной, она создает довольно сильную турбулентность средам, использующимся для переноса тепла и движущимся по трубам. За счет этого возрастает теплопередача у аппарата.

      После установки гофрированных пластин на свои места образуется две герметичные системы, полностью изолированные друг от друга. Именно по ним движется холодная и горячая среда. Благодаря такой конструкции происходит теплообмен.

      Из гофрированных пластин собирается пакет. При этом они располагаются крест-накрест. Такое их размещение позволяет создать жесткую конструкцию. Все гофрированные пластины оснащаются прокладками для уплотнения соединений. Это очень важные элементы, обеспечивающие хорошую герметичность устройства особенно в рабочем состоянии. Прокладки позволяют теплоносителям бесперебойно протекать в противоположных направлениях по трубам. Они имеют особую конфигурацию. Благодаря такой конструктивной особенности уплотнительных элементов не допускается смешивание холодной и горячей среды.

     Высокий требуемый коэффициент передачи тепла будет обеспечен, если правильно подобрать размер теплообменника в соответствии с заданным объемом проходящей среды. Тем более в таком устройстве наблюдается повышенная турбулентность носителя тепла.

     Теплообменник, состоящий из гофрированных пластин — это устройство поверхностного типа. По нему движется нагреваемая и нагревающая среда. Между ними происходит передача тепла через стенку из металла. Именно она получила название — поверхность теплообмена. Основными элементами такого теплообменника являются гофрированные пластины. Эти элементы достаточно тонкие и изготавливаются методом штампования.

     Применяются пластинчатые теплообменники, как нагревательные или охладительные устройства. Их используют в разных технологических процессах, а также в нефтяной, газовой промышленности и во многих других отраслях. На фото ниже представлен пластинчатый теплообменник в индивидуальном тепловом пункте многоквартирного дома.

Здесь он используется для подогрева холодной воды в систему ГВС дома, система горячего водоснабжения при этом закрытая.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий