Отопление через теплообменник: Теплообменники для систем отопления: устройство и принцип работы

водонагреватели и бойлер электрический, что такое и как использовать

К числу ключевых элементов отопительной системы можно отнести такие агрегаты, как теплообменники для отопления, а также бойлер или водонагреватель. Бойлер – это емкость достаточно большого объема, под или в которой располагается источник тепла. Для нагревания воды может использоваться либо водяной, либо паровой теплообменник. Этот прибор оборудован специальным отопительным котлом, задача которого заключается в нагреве воды, циркулирующей в замкнутом пространстве. Такие устройства получили название водонагревателей (бойлеров) косвенного нагрева.

Типы теплообменников

Функции теплообменников для котлов достаточно многочисленны и важны, поскольку именно от данного прибора во многом зависит назначение и конструкция самого используемого котла. Кроме этого с помощью теплообменника холодный теплоноситель получает необходимый объем тепла от уже нагретого. Еще одна важная функция: устройство осуществляет передачу энергии тепла от теплоносителя к санитарной воде, а также от сгораемого газа непосредственно к теплоносителю.

В зависимости от способа передачи тепла жидкостям выделяют следующие виды теплообменников:

1. Первичный – передача энергии осуществляется от газа к теплоносителю;
2. Вторичный (водоводяной) – передача энергии осуществляется от жидкости к теплоносителю;
3. Битермический (совмещенный), особенностью которых является двойной обмен тепла от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю.

Первичный

Первичный теплообменник – это достаточно большая медная труба, которая изогнута в одной плоскости в виде змеевика. В этой же плоскости располагаются пластины различного размера, выполненные из меди. Для предотвращения появления ржавчины поверхность данного агрегата покрыта специальной защитной краской. Мощность первичного теплообменника для отопления в первую очередь зависит от количества ребер и длины трубы.

В большинстве случаев такие приборы обладают примерно одинаковым конструктивным решением, различия же заключаются в способе подключения трубы, в размерах самого теплообменника, а также его мощности. Стоит отметить, что процесс обмена теплом между теплоносителями может быть существенно затруднен в случае загрязнения копотью и грязью.

Не меньшее отрицательное влияние оказывают и отложения солей внутри самого агрегата, препятствующие прохождению воды через бойлер. Это является следствием нарушения циркуляции теплоносителя, а также уменьшения теплопроводности стен прибора. По этой причине необходимо в профилактических целях заниматься своевременным обслуживанием теплообменника для отопления дома, а также выполнять его промывку и очистку.

Специалисты рекомендуют вместе с теплообменником покупать также и фильтры, которые помогут справиться с лишними отложениями и увеличить срок их полезного использования.

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).

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.

Битермические

Конструктивной особенностью данной группы приборов является наличие сразу двух контуров: горячего водоснабжения и отопления. Такие агрегаты используются в котлах Linea Isy (Bongioanni), Immergas Star kW (Immergas) и Hermann Habitat 2 (Hermann). Если говорить непосредственно о строении модели, то отметим, что она представлена так называемой «трубой в трубе» (коаксиальной). Кроме этого, присутствуют медные пластины, которые расположены на поверхности прибора.

Отличия

Наружная труба предназначена для циркуляции теплоносителя в системе отопления, тогда как внутренняя – для движения санитарной воды. В отопительном режиме функционирования сгораемые газы выделяют тепло, которое доставляется прямо к теплоносителю. Если же теплообменник функционирует в режиме горячего водоснабжения, то тепло сначала передается теплоносителю, после чего оно достается контуру.

Если используется битермический теплообменник для отопления дома, то отпадает необходимость в установке таких гидравлических отопительных агрегатах, как вторичный теплообменник и трехходовой клапан.

Это самым положительным образом сказывается на цене котла, к тому же существенно увеличивается надежность функционирования устройства.

Недостатки

Однако без некоторых недостатков также не обошлось. К примеру, несколько ограничена передача тепловой энергии в режиме ГСВ, что, соответственно, ведет к уменьшению объемов приготовляемой нагретой воды, если сравнивать с остальными разновидностями теплообменников для отопления. Еще одно ограничение – специалисты не советуют эксплуатировать данное устройство в тех регионах, где вода отличается повышенным содержанием жестких солей в своем составе. Причиной является более интенсивное и ускоренное отложение солей из-за достаточно чувствительного перепада температур в режиме горячего водоснабжения и отопления.

Также стоит отметить, что некоторые теплообменники отличаются увеличенной емкостью. Установка таких котлов ведется в отопительных котлах самого высокого класса — Eura (Hermann). Своим внешним видом они больше всего напоминают 6-8-литровый бойлер для отопления, который оборудован специальным медным змеевиком, расположенным по всему объему агрегата. Такие теплообменники получили название мини-бойлеров. По змеевику проходит контур теплоносителя, а через стенки – контур горячего водоснабжения.

Бойлеры косвенного нагрева

Если же говорить непосредственно о водонагревателях и электрических бойлерах, то стоит отметить, что наибольшей популярностью пользуются бойлеры косвенного нагрева. Может быть несколько основных источников нагрева теплоносителя – нагревательная газовая горелка, которая находится под бойлером, трубчатый электронагреватель внутри него, а также тепло системы отопления. Емкость, в которой осуществляется непосредственно процесс нагревания, с внешней стороны защищена специальным кожухом, а также слоем теплоизоляции, чтобы через водонагреватель не происходило дополнительных теплопотерь.

Нагревательный прибор соединен с пультом управления, который обязательно оснащен специальным датчиком для проверки температуры. В качестве такого датчика зачастую выступает биметаллический термостат. Если датчик сигнализирует о том, что температуры ниже нормы, то автоматически начинается нагрев жидкости.

Бойлеры закрытого типа

Выделяют две разновидности водонагревателей для отопления – открытые и закрытые. Закрытые бойлеры нашли свое применение в централизованной системе водоснабжения. В таких устройствах используются различные металлы (медь, нержавеющая сталь, эмалированная сталь) для изготовления бойлеров для отопления.

Стоит отметить, что подобные водонагреватели отличаются повышенным давлением, причиной которого является расширение жидкости во время нагревания.

Во избежание поломок агрегата и выхода его из строя используется специальный расширительный бак, который предназначен для излишков воды. К тому же такой бак может быть дополнительно оборудован термосмесителем, манометром, а также редуктором давления.

Открытые бойлеры

Открытые водонагреватели для отопления отличаются в первую очередь тем, что они могут снабжать горячей водой лишь одну водоразборную точку, для чего используется специальное оборудование под названием спецсмеситель. При включении спецсмесителя подключение теплообменника к магистральной трубе перекрывается. Давление сетевой воды достаточно велико именно на входе в нагреватель, а не на выходе из него. В результате этого компании-производители имеют возможность использовать не самые прочные и дорогие материалы для создания нагревательной емкости, поскольку давление на стенки емкости не самое высокое.

Кроме этого, данная арматура призвана исполнить роль группы безопасности и расширительного бака, сливая лишнюю воду в раковину при ее расширении. Закрытые бойлеры также могут быть оборудованы подобным спецсмесителем, однако открытые бойлеры для отопления дома без данного агрегата функционировать не смогут.

Нюансы подачи холодной воды

Напоследок отметим, что не нагретая вода должна подаваться под очень высоким давлением в емкость, чтобы уже нагретая жидкость начала выливаться из бойлера – лишь в этом случае можно утверждать, что водоразбор успешно завершился. Ведь если давление воды на входе очень маленькое, то горячая вода не сможет покинуть бак, поскольку трубка для выхода нагретой жидкости находится в самой высшей точке нагревателя. Холодная вода заливается с нижней части, причем благодаря специальному приспособлению – штуцеру – эта жидкость стелется на дне бойлера.

Таким образом, имеется несколько видов водонагревательных элементов, которые предназначены для нагрева воды и ее подачи. Каждая из этих разновидностей отличается собственными достоинствами и недостатками, и лишь потребитель решает, какой из бойлеров является оптимальным именно для его системы.

Самостоятельное изготовление теплообменника

Теплообменник вполне доступен для самостоятельного изготовления, что неоднократно использовалось многими домашними умельцами для создания этого агрегата отопления с минимальными финансовыми затратами. Если рассматривать основные типы теплообменников, изготовленные своими силами, можно выделить следующие их разновидности: выполненные собственными руками бойлеры открытого типа и расположенные вблизи источника тепла змеевики.

Вариант первый

В первом случае используется любая открытая емкость, имеющая достаточную прочность для накопления воды под нормальным давлением. Нагрев в таком изготовленном своими руками агрегате осуществляется с помощью погружения в емкость источника передачи тепла. Такие конструкции популярны для получения горячей воды в небольших загородных домах и других постройках для временного использования.

Вариант второй

Второй тип доступных для изготовления своими руками теплообменников представляет собой изогнутую трубу (змеевик), которую пропускают в непосредственной близости от котла отопления, домовой печи либо другого источника высокой температуры. Вода в трубе нагревается косвенным путем и поступает потребителю.

Теплообменник для отопления и горячей воды

Теплообменник для отопления дачного дома или коттеджа, в которых присутствует котел и автономная система водяного обогрева, стремительно набирает популярность и становится неотъемлимым атрибутом комфорта. Задача теплообменника – передать тепло, выделяющееся при сгорании топлива, теплоносителю, который обогревает стены дома и воздух внутри него.

Способы автономного обогрева дома.

Схема обогрева дома реализуется двумя путями. В первом случае теплообмен происходит непосредственно в зоне сгорания топлива. Через топку проходит водяной контур (или несколько контуров), в нем теплоноситель разогревается до температуры, близкой к точке кипения или превращается в пар. Он устремляется по контуру и сам непосредственно обогревает дом и прилегающие хозяйственные постройки. В зоне топки может быть устроено несколько теплообменников. В зависимости от близости к очагу максимальной температуры они поставляют теплоносители для разных нужд:

• отопления;
• горячего водоснабжения;
• наполнения бассейна;
• автоматического полива и т.д.

Другой способ предполагает наличие дополнительного звена – теплообменника вода вода для отопления и горячего водоснабжения. В этом случае замкнутый контур, проходящий через котел, не выходит за пределы котельной, а передает тепловую энергию контуру «второго порядка». В этом случае в трубах отопления циркулирует уже не раскаленный пар, а просто горячая вода и непредвиденный прорыв контура будет неприятным, но не приведет к фатальным последствиям.

С точки зрения технического устройства существует много видов таких вторичных теплообменников, однако чаще всего в коттеджах устанавливают экономичные и недорогие пластинчатые теплообменники для отопления. Они не только считаются самыми эффективными и простыми в обслуживании, но и имеют самую давнюю историю. По свидетельствам античных авторов, примитивные пластинчатые теплообменники из полых щитов и доспехов использовали еще воины Древнего Рима, когда в зимних походах им нужна была теплая вода для мытья. Позднее это изобретение взяли на вооружение устроители римских терм. Вода в ваннах для омовения подогревалась с помощью полых металлических пластин, по которым пропускался кипяток.

Как устроен пластинчатый теплообменник?

Пластина в теплообменнике имеет форму узкого параллелепипеда. Ее поверхность покрыта бороздками, что дополнительно увеличивает площадь теплообмена. Существуют также оребренные пластины, цель та же – максимально увеличить площадь соприкосновение холодной среды с теплонесущей металлической перемычкой.

Из чего делают теплообменники?

Материал большинства теплообменников – медь, латунь, титан и различные сплавы с высоким показателем теплопроводности. Нержавеющая сталь проводит тепло в несколько раз хуже меди, однако ее плюсом является коррозионная стойкость. Впрочем, чисто стальные устройства встречаются довольно редко.

Самые высокую теплопроводность в мире имеет кристаллический углерод – графит, алмаз, графен. Эти природные и синтетические материалы в 5 – 10 раз лучше проводят тепло, чем серебро и медь. И если алмазные теплообменники для коттеджа представить сложно, то трубы и пластины из искусственных углеродистых материалов – вполне реальное будущее.

Дополнительную эффективность пластинчатых теплообменников для отопления обеспечивает то, что пластины плотно сжаты между собой специальными боковыми плитами. Щель между пластинами составляет лишь несколько миллиметров. В итоге практически вся масса холодной волы проходит в непосредственной близости от пластин и быстро нагревается. Комплекс пластин называется регистром или в просторечии батареей. В одной батарее обычно 7 – 10 элементов, но их может быть гораздо больше. Регистр полностью перекрывает собой контур с холодной жидкостью, образуя частую решетку из параллельных элементов.

Как бороться с накипью?

Внутренние каналы, по которым циркулирует горячая вода, имеют извилистую форму, полученную методом холодной штамповки. Это сделано для того, чтобы в процессе циркуляции в массе рабочего теплоносителя все время возникала турбулентность (разнонаправленные завихрения). Благодаря им в пластинчатых системах на стенках оседает гораздо меньше накипи, нежели, например, в простых полых трубках.

Количество накипи зависит во многом от качества водоподготовки. Если в системе отопления используется вода из скважины (а так бывает в абсолютном большинстве случаев), то при выборе теплообменника надо обязательно учитывать ее pH свойства. Даже если среда щелочная (“мягкая”, мылкая на ощупь), накипь будет образовываться в любом случае и систему нужно будет периодически чистить.

Пластинчатые теплообменники могут быть разборными, паяными и литыми. Первый вариант наиболее удобен с точки зрения обслуживания и чистки каналов от накипи. Для чистки применяются механические средства, абразивные материалы и минеральные кислоты (соляная или серная). При использовании едких жидкостей необходимо убедиться, что они не повредят металлический корпус и внутренние каналы.

Как подобрать теплообменник?

Перед тем, как купить и смонтировать теплообменник для отопления типа вода – вода, нужно произвести профессиональные теплотехнические расчеты и выяснить, достаточно ли будет получаемой энергии для эффективного обогрева здания. Вполне возможно, параллельно установке системы отопления нужно будет повысить энергосберегающие свойства дома – поменять окна, дополнительно утеплить стены, потолки и кровлю. Необходимо также обеспечить минимизацию теплопотерь в самой зоне теплообмена, надежно изолировав контуры с теплоносителями.
Основной недостаток теплообменника для горячей воды от отопления – места соединения пластин между собой. Соединение производится с помощью уплотнений из натуральной или искусственной резины. Абсолютной надежности такая конструкция обеспечить не может и имеет ограничения по предельно допустимой температуре среды (+180°C) и давлению (25кгс/см²). Это значит, что такие системы оптимальны для применения в сравнительно небольших по площади домах, в которых установлены котлы ограниченной мощности.

Что такое теплообменник в системе отопления

Мне очень часто приходиться слышать вопрос от клиентов — что такое теплообменник в системе отопления? Вопрос простой, на первый взгляд нелепый и все же справедливый. Ведь, казалось бы, любая система отопления прекрасно обходиться без теплообменника даже при производстве горячей воды.

Вопрос о непосредственном отборе горячей воды из системы отопления сложен, поэтому давайте разберем его немного позже, в другой статье. А сейчас разберемся с вопросом, зачем в системе отопления стоит теплообменник?

В каждой ли системе отопления есть теплообменник.

Скажу сразу, теплообменник стоит не в каждой системе отопления, и даже более, в нашей стране это редкость. А вот в остальном мире повсеместно. Там все устроено по-другому, котельные работают без персонала, температура на выходе одна, максимально необходимая для обеспечения теплом в самые лютые, по их меркам морозы. Каждый потребитель берет тепла столько, сколько считает нужным, то количество тепла за которое он готов или в состоянии оплатить.

В отопительном контуре в качестве теплоносителя может использоваться не только вода (хотя чаще всего все-таки умягченная с помощью комплексонов и омагниченная вода), это может быть антифриз, масло или другая жидкость, но даже если вода ни кто и не подумает брать воду прямо из системы отопления, эту ему обойдется очень дорого. Вот здесь и приходит на выручку теплообменник, который устанавливается в систему отопления и разделяет ее на две части, систему отопления от поставщика к потребителю и систему отопления самого потребителя.

После теплообменника установленного в системе отопления потребитель ставит множество регуляторов, некоторое подобие нашей системы погодного регулирования, которые следят за температурой в различных комнатах, в системе подачи горячей воды, теплого пола, рекуперации и т.д.

Схема ИТП при независимом присоединении к тепловой сети через теплообменник.

У нас в стране такая система отопления называется независимой, на ней построено большинство блочных тепловых пунктов и основное ее назначение несколько другое, кроме погодного регулирования теплообменник в системе отопления предотвращает выход из строя современных пластиковых труб, которые повсеместно успешно внедряются в современных отопительных системах.

Такие трубы выдерживают максимальную температуру до 90 градусов С, при этом максимальный срок труб из PPRS материалов (а правильно их называют именно так) при такой температуре составляет не более 5 месяцев. Как видите не много, хорошо, что и сильные морозы у нас так долго не держатся.

Надеюсь теперь Вам понятно, что такое теплообменник в системе отопления.

Теперь для любознательных, какой теплообменник чаще всего применяется в независимой системе отопления и как он выглядит.

Чаще всего в блочных тепловых пунктах, построенных по схемам независимого отопления, применяются пластинчатые теплообменники. Устройство теплообменников очень хорошо описано на этом сайте, а вкратце смотрите на рисунке ниже.

Устройство пластинчатого разборного теплообменника.

В основе любого пластинчатого теплообменника лежит набор пластин, перфорированных особым способом штамповкой, для увеличения площади теплообмена и формирования каналов по которым движется вода. Пластины собраны в пакет, на торцевой неподвижной плите имеются патрубки для ввода и вывода теплоносителя греющей и нагреваемой среды, в которые и выведены каналы из пластин.

Где устанавливать такой теплообменник в системе отопления или горячего водоснабжения роли не имеет, отличаются только сами схемы блочных тепловых пунктов и мощность, на которую рассчитаны пластинчатые теплообменники. А подобрать и изготовить пластинчатый теплообменник очень легко, как и потом увеличить или уменьшить его мощность, если конечно ваш теплообменник разборный, а не паяный.

Если кому недостаточно сведений об устройстве пластинчатого теплообменника или блочного теплового пункта, есть необходимость в его подборе или расчете, проектировании рекомендую очень толковый сайт http://ridan-ug.ru/ поставщика теплообменного оборудования Ридан.

А тему сегодняшней статьи — что такое теплообменник в системе отопления можно считать исчерпанной. Есть у Вас есть вопросы по работе теплообменного оборудования задавайте, с удовольствием отвечу, Юрий Олегович Парамонов, ООО Энергостром, 2016 год.

Читать далее — Причины сдерживающее использование блочных тепловых пунктов

Что еще почитать по теме:

Теплообменники для отопления частного дома своими руками

Теплообменник из медной трубы с припаянными пластинами — важнейший элемент современных отопительных котлов

Главным элементом любой из систем отопления служит особое устройство — теплообменник для отопления дома, в котором происходит передача тепла от генератора тепла к теплоносителю. На современном рынке представлено большое количество различных отопительных котлов, но все их разнообразие не ограничивает фантазию домашних умельцев по части самостоятельного изготовления подобных устройств. В нашей статье читателям будет предложено узнать, для чего нужен теплообменник в системе отопления, как его сделать своими руками и каким способом подключить.

Функция теплообменника в системе отопления

В домашних отопительных системах воздух наиболее часто используются поверхностные теплообменники системы отопления, где тепловая энергия передается через поверхности металлических стенок данного устройства.

Принцип отопления через теплообменник наиболее полно реализован в конструкции газовых, твердотопливных или электрических котлов. Вода циркулирует по изогнутым в виде змеевика трубам, установленным внутри отопительного агрегата, и нагревается от температуры горящего топлива. Нагревшийся теплоноситель уходит в трубопровод отопительной системы, а ему на смену в теплообменник поступает остывшая вода из радиаторов.

До сих пор во многих индивидуальных домах традиционным источником тепла остается печь. Она хороша для обогрева небольшой избы, однако в условиях многокомнатного коттеджа ее тепловая мощность недостаточна. Поэтому в частном доме теплообменник в системе отопления нужен для того, чтобы превратить печку в полноценный водонагревательный котел. Размер и форма самодельного теплообменника для отопления должна вписываться в габариты топливной камеры печи. К этому устройству можно подключить трубопроводы и радиаторы, и тогда отопление дома станет более эффективным.

Расчет теплообменника

произведет расчет необходимого количества пластин, подберет устройство по техническим характеристикам и размерам конкретно для Вашего помещения. Вам необходимо предоставить следующие данные:

• тепловую нагрузку;
• рабочее давление;
• температуру в контуре теплосети;
• температуру внутреннего контура.

Эти данные можно получить у теплоснабжающей организации. Кроме того, необходимо учесть и такие параметры, как загрязненность и вязкость рабочей среды.

Виды теплообменников

Если вмонтировать в печь водяной теплообменник для отопления, во всем доме станет гораздо теплее

Более практичны водяные теплообменники для отопления. Это обусловлено тем, что вода намного лучше передает тепловую энергию, чем воздух. Вместе с тем, воздушный теплообменник для отопления также находит применение. Кроме водяного и воздушного, применяется также и теплообменник на дымоход для отопления, который устанавливают не внутрь, а снаружи.

Все выпускаемые промышленностью отопительные устройства оснащены теплообменниками, конструкция которых максимально приспособлена для эффективного нагрева воды.

В заводских условиях теплообменные устройства изготавливают из меди. Труба представляет собой змеевик, поперек изгибов которого расположено множество пластин, обеспечивающих большую площадь теплообмена.

Соорудить у себя дома самодельный теплообменник для отопления, чтобы он был точно как заводской, практически нереально. Поэтому придется выбрать вариант попроще.

Устройство и принцип действия

Конструкция стандартного пластинчатого теплообменника состоит из двух металлических плит, соединенных направляющими. Между плитами располагаются стальные пластины с уплотнителями. Пространство между пластинами заполняется холодным и горячим теплоносителями, в то время как уплотнители отвечают за общую герметичность системы. Благодаря рельефной поверхности агрегата достигается большая площадь теплообмена. При необходимости в конструкцию теплообменника могут быть добавлены дополнительные пластины. Для этого одна из металлических плит выполнена подвижной.

Устройство системы

Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома

Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.

Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:

• построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
• установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.

Схема кирпичной печи с теплообменником

Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.

Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.

Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок. Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.

Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.

Внешний вид устройства

На любом теплообменнике указываются его технические характеристики, включая максимальную рабочую температуру и давление. Кроме того, обязательно отмечается страна-производитель, компания, выпустившая устройство, схема с контурами. Вне зависимости от страны выпуска и фирмы общий принцип работы теплообменника остается одинаковым. Его контуры могут располагаться вертикально или диагонально. Чаще всего можно встретить именно диагональное расположение: в этом случае при монтаже устройство устанавливается строго вертикально. Только при этом условии агрегат будет работать корректно и равномерно распределять теплоноситель.

Преимущества отопления с теплообменником

Принцип подключения теплообменника к системе отопления

Если разбираться, для чего нужен теплообменник в системе отопления, можно заметить несколько явных преимуществ:

1. Простота изготовления. Если в доме уже существует печь, то придется потратиться только на изготовление самодельного теплообменника и монтаж системы отопления.
2. Комбинированное отопление. Дополнительно к обогреву дома от поверхности печки прибавится водяная система отопления.
3. Разнообразие видов топлива. Можно топить печь любыми твердыми энергоносителями, в отличие от котлов, ориентированных только на определенный вид топлива.
4. Красивый внешний вид. Сохранить традиционный вид русской печи бывает полезно при создании интерьера в национальном стиле.

Среди недостатков отопления через теплообменник можно назвать: менее высокий КПД по сравнению с заводскими котлами и отсутствие автоматического контроля за интенсивностью нагрева теплоносителя.

Преимущества теплообменников

• Компактность;
• возможность регулировки количества пластин для увеличения или уменьшения обогреваемой площади;
• относительная легкость монтажа;
• минимальные теплопотери;
• продолжительный срок службы;
• возможность оперативной замены вышедших из строя пластин;
• высокий коэффициент теплопередачи.

К недостаткам устройства можно отнести чувствительность к качеству теплоносителя, наличию в нем примесей, а также необходимость рассчитывать количество пластин для каждого теплообменника в индивидуальном порядке.

Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб

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

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи

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

Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

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

Порядок действий:

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.

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.

Монтаж устройства

Некоторые разновидности теплообменников можно устанавливать самостоятельно: для этого не требуется специальных навыков или инструментов. Однако мы рекомендуем воспользоваться услугами профессионалов: это гарантирует, что монтаж будет произведен правильно, и устройство станет работать корректно. Например, для некоторых разновидностей конструкций обязательно требуется дополнительный монтаж фильтров грубой очистки. Пластинчатые теплообменники очень капризны к качеству теплоносителя, поэтому без его очистки быстро утратят свой высокий КПД: каналы между пластинами просто «забьются». Заказать качественный монтаж, соответствующий всем требованиям безопасности, Вы можете у специалистов . Мы предлагаем широкий спектр услуг по обслуживанию систем теплоснабжения по отличным ценам.

Воздушное отопление

Если охарактеризовать воздушную систему отопления, можно сказать, что у нее больше минусов, чем плюсов. Воздушные теплообменники для отопления мало распространены в частном жилом секторе, они пока еще не стали привычными.

Преимуществом этой системы называют возможность совмещать обогрев с принудительной вентиляцией. Однако возможные ошибки при ее проектировании и монтаже могут свести преимущества к минимуму. В воздуховодах бывает слышен шум вентилятора, а в помещениях ощущается температурный дисбаланс.

Теплообменники для воздушного отопления существуют прямого нагрева, а также косвенного. В первых из них газовое или дизельное топливо сгорает непосредственно в самом теплообменнике. В других моделях используется промежуточный теплоноситель.

Система отопления через теплообменник

Теплообменник – прибор, главная функция которого заключается в передаче тепловой энергии от одной рабочей среды к другой. В качестве теплоносителя может выступать газообразное вещество, кислоты и щелочи, пар, вода и различные растворы.

Самыми популярными на сегодняшний день теплообменными аппаратами признаны пластинчатые установки. Их успешно применяют в следующих сферах:

• химическая;
• нефтеперерабатывающая;
• газовая;
• атомная;
• нефтехимическая;
• энергетическая;
• коммунальная сфера.

Конструкцию устройства, материал комплектующих и иные параметры нужно выбирать исходя из особенностей технологического процесса и необходимой производительности. Подробнее о видах теплообменных аппаратов и их назначении рассказывают коллеги из компании «ПроТепло» https://proteplo.org .

Использование теплообменников в разных системах

Зачем нужен теплообменник? Область эксплуатации данных устройств можно разделить на несколько категорий: промышленность, коммунальное хозяйство и бытовые нужды. В каждом случае установка будет отличаться материалом исполнения, габаритами и мощностью, а также циркулирующими рабочими средами.

В системе отопления

Теплообменное оборудование в системе отопления позволяет значительно снизить расход ресурсов и добиться высокой степени контроля и регулировки процесса.

Система отопления может быть:

• зависимой – система без теплообменника, когда тепло поступает от центрального теплового пункта регулярно в определенном количестве;
• независимой – система с теплообменником, который позволяет регулировать количество поступающей энергии в соответствии с потребностями конечного потребителя.

Зачем нужен теплообменник в системе отопления? Он разделяет единую конструкцию на две части: одна из них относится к поставщику, а другая – к потребителю тепла. Аппарат служит промежуточной станцией, через которую проходит горячая вода с различными примесями: антифриз, масло и иные компоненты.

Теплообменник в ИТП

Использование пластинчатого оборудования для автоматизации индивидуального теплового пункта позволяет снизить потери энергии до 40% за счет высокой эффективности установки.

Независимая система отопления состоит из главного пункта, который распределяет тепло между разными объектами, и дополнительных теплообменников, установленных в индивидуальном тепловом пункте, откуда тепло поступает к конечному потребителю. Наличие теплообменной конструкции в данной схеме – возможность для владельца квартиры регулировать температурный режим в помещении. Он не будет потреблять излишки тепла, что приводит к значительной экономии ресурсов.

В системе горячего водоснабжения

Усиление мощности кожухотрубного теплообменника возможно лишь за счет большей ширины и длины змеевика, что сказывается отрицательно на размерах корпуса. Громоздкая конструкция занимает много места и неудобна в монтаже. Пластинчатый теплообменник, габариты которого в 3 раза меньше, позволяет получить аналогичную производительность.

В котельной

Обыденная практика – использование в котельных двух видов теплообменников. Это средство защиты от гидроударов, химических и механических примесей, перепада высот. Независимые контуры позволяют осуществлять автономный контроль и регулировку каждой конструкции. В таком случае продолжительность эксплуатации котлов значительно увеличивается, накипь на стенках прибора не скапливается.

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.

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.

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

Графитовые теплообменные установки

Это незаменимое оборудование на ряде предприятий. Материал устройства устойчив к коррозии и отличается высокой теплопроводностью.

Схема графитового теплообменника

Заключение

Использование теплообменников в быту и промышленности экономически обосновано из-за ряда преимуществ. Установки увеличивают скорость технологического процесса, повышают его эффективность и снижают расход ресурсов.

Подобрать конкретную модель теплообменного аппарата можно по данной ссылке: https://proteplo.org/raschet-teploobmennika.

Добавлено: 29.11.2018 15:47:38

Еще статьи в рубрике Вентиляция, кондиционирование, отопление:

• Arbonia – производитель отопительных приборов

Говоря о тепле родного дома, люди не в последнюю очередь имеют в виду действительно комфортную температуру, характерную для любого жилья, где .

Что нужно знать о крышных котельных специалисту

После появления регулирующих технических документов крышные котельные уверенно зашагали по стране. Их используют, если есть проблемы с размещением отдельно стоящей или .

Промышленные ИК обогреватели и их ключевые положительные особенности

Промышленный обогрев обладает множеством отличительных особенностей в сопоставлении с бытовым. Прежде всего, важно принимать во внимание нестандартные габариты помещений (отопление складских .

Классификация печей для бани. Какую выбрать?

Хорошая печь для бани – это не только создание определенной температуры для парилки, подогрева воды для мытья, но и . .

ООО «Тепло Сибири» предлагает пластинчатые теплообменники Funke для коммунальной и промышленной сферы

«Тепло Сибири» предлагают обратить внимание на особую технологию с несимметричными каналами Off-set, которая позволяет снизить количество пластин в блоке при сохранении .

Куда пристроить котёл?

Даже подключаемые к коммуникациям стиральная и посудомоечная машины оставляют немало возможностей для выбора места – лишь бы можно было организовать подвод .

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.

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.

Преимущества и недостатки

– лёгкость в установке;

– небольшие габаритные размеры;

– простота сервисного обслуживания;

– возможность изменить отапливаемую площадь;

– высокая эффективность с экономией энергии;

– продолжительный период работы;

– определённые лимиты при использовании по максимальному давлению и температуре;

– необходимость рассчитывать каждое устройство персонально под заданные характеристики;

– восприимчивость к качеству теплоносителя и присутствию примесей;

Расчет теплообменника для отопления

Каждая модель теплообменного аппарата собирается под определённые требования эксплуатации. На основе расчетов определяется материал, число пластин, технические характеристики, габариты. Расчет готовит фирма-производитель оборудования. Клиенту только нужно предоставить необходимые сведения:

– температура в контуре теплосети;

– температура внутреннего контура;

– допустимый убыток напора;

Чтобы узнать эти данные, можно сделать запрос в теплоснабжающую компанию. Тепловую мощность можно легко рассчитать, если известны другие характеристики. При подборе теплообменника следует принимать во внимание и другие характеристики, такие как вязкость и загрязнённость рабочей среды. Неверные расчеты могу основательно оказать влияние на срок службы, эффективность и цену оборудования.

– Ошибочно учтены главные параметры. Ошибки в расчете, неточности указывании характеристик в заявке – это может привести к тому, что прибор чаще загрязняется и быстрей ломается

– В весьма враждебной и загрязнённой среде материалы будут быстрее выходить из строя и засоряться, если они не подходят к теплоносителю.

– При очень невысоком значении запаса площади на загрязнение устройство станет быстро покрываться накипью, при очень высоком – станет малоэффективным

Остались вопросы?

Вы всегда можете получить консультацию по подбору теплообменника на систему ГВС у нашего инженера совершенно бесплатно.

Мы поможем определится какой именно вариант больше подходит для Вашего объекта, учитывая технические характеристики и пожелания.
Обращайтесь по номеру 8-804-333-71-04 (звонок бесплатный), или же напишите на электронную почту [email protected]
С наиболее полной информацией о теплообменном оборудовании Вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте

Пластинчатые теплообменники для систем отопления – одно из направлений использования агрегатов данного типа.

Ранее, при проектировании объектов промышленного и гражданского назначения лидировали кожухотрубные рекуператоры. Подобные устройства имеют высокие показатели мощности. Однако они занимают огромную площадь, не поддаются инспекции и вызывают проблемы с профилактическим обслуживанием.

Пластинчатые теплообменные аппараты стали настоящей находкой в данном направлении. Развитие технологий существенно снизило разницу в мощности по сравнению с кожухотрубными агрегатами, а компактные габариты, возможность осмотра, простота разборки и очистки повысили спрос на пластинчатые рекуператоры.

В соответствующем разделе нашего каталога можно посмотреть модельный ряд подобных агрегатов, а также купить теплообменник для отопления. Далее в статье рассматривается их назначение и принцип работы.

Для чего нужен теплообменник в системе отопления

Система отопления многоквартирного дома или административного здания может быть:

• зависимой – устаревший вариант, в котором теплообменные аппараты не используются;
• независимой – современный тип, для реализации такой системы применяются пластинчатые теплообменники.

Зависимая система отопления

Принцип организации зависимой схемы теплоснабжения

В зависимой системе контур теплоснабжения между источником тепла (котельная или ТЭЦ) и потребителем – единое целое. Теплоноситель с температурой +95 °С поступает в дом, где по внутренним коммуникациям идет к радиаторам конечных потребителей – квартиры жильцов. Отдав тепло, по обратке теплоноситель возвращается в котельную.

Если же температура на входе в многоквартирный дом выше и составляет +105 °С, то для ее понижения до требуемого значения используют элеваторный узел и перемычку. С их помощью происходит подмешивание охладившегося теплоносителя из обратки к поступающему в дом.

Использование элеватора и перемычки

Плюсы подобной схемы реализации:

• простота внедрения;
• низкая стоимость комплектующих;
• проще в обслуживании.

• старые трубопроводы большой протяженности, идущие от котельной к потребителю, ржавеют, поэтому вода, поступающая в теплосистему дома, содержит большое количество осадков и агрессивных включений. Это приводит к быстрому износу современных алюминиевых радиаторов отопления в квартирах, а также пластиковых труб, пришедших на смену устаревшим чугунным, во внутренних коммуникациях жилых домов и административных зданий;
• в случаях аварий на участке подачи теплоносителя, потребитель остается без тепла;
• во время резких колебаний погоды – тяжело регулировать уровень температуры на стороне потребителя, что приводит к излишнему нагреву помещений и переплате за коммунальные услуги.

Для устранения недостатков зависимых систем активно внедряются независимые.

Независимые системы отопления

Основное назначение рекуперативных теплообменников – осуществление теплообмена между двумя различными средами, имеющими разную температуру без их смешивания.

Поэтому использование рекуператоров в отопительных системах позволяет разделить контур подачи тепла от теплоснабжающей организации потребителю на две несообщающиеся части, где через контактную поверхность – пластины, происходит обмен теплом без контакта сред.

Очень упрощенно выглядит такая схема теплоснабжения следующим образом:

Независимая система теплоснабжения

На данной схеме не учтено много дополнительных элементов, например, подпиточный насос, который подключают для сохранения количества жидкости в домовом контуре, но в целом, работа подобной системы выглядит именно так.

Плюсы независимой системы:

• чистота горячей воды в домовом контуре отопления, что позволяет использовать пластиковые трубы и алюминиевые радиаторы;
• в случаях аварий на линии подачи тепла от теплоснабжающей организации до пластинчатого теплообменника с помощью циркуляционного насоса можно управлять скоростью потока теплоносителя. Это позволяет сохранять температуру внутри помещения на требуемом уровне некоторое время;
• высокая энергоэффективность (до 40% по сравнению с зависимой системой) за счет регулировки температуры у потребителей, как следствие – экономия денежных средств на коммунальных платежах.

• дороже в реализации;
• сложнее в обслуживании.

Как работает теплообменник в системе отопления

Схема отопления через теплообменник

Принцип работы пластинчатого теплообменного аппарата в системе отопления выглядит следующим образом:

1. Из котельной нагретый теплоноситель поступает в теплообменный аппарат.
2. Через пластины тепловая энергия с эффективностью до 95% передается теплоносителю в контуре потребителя.
3. Далее нагретая вода по трубам поступает конечным потребителям в радиаторы отопления.
4. Отработанный теплоноситель поступает на обратку теплообменника уже с меньшей температурой, где, вновь проходя через пластины, подогревается и поступает в батареи.
5. Скорость движения теплоносителя во внутреннем контуре регулируется с помощью циркуляционного насоса, который устанавливается на обратке.
6. Для того, чтобы компенсировать потери теплоносителя во внутреннем контуре отопления, применяются подпиточные насосы, которые забирают часть воды с обратки внешнего контура, идущего в ТЭЦ или котельную. Поскольку количество подпиточного материала мало по отношению к основному теплоносителю в домовой системе отопления, то качество воды в трубах жилого дома не ухудшается в течение всего отопительного сезона.
7. В работе независимой системы отопления используется различная автоматика и регулирующая запорная арматура для постоянного поддержания требуемых характеристик: температуры, скорости движения теплоносителя, падения давления.

Заключение

Подробные схемы подключения пластинчатых установок в системах отопления имеет смысл рассматривать только в совокупности с системой ГВС, поскольку в современном отоплении и водоснабжении – это два тесно взаимосвязанных процесса.

Поэтому в последующих статьях будет разобрано использование пластинчатых теплообменных аппаратов для горячего водоснабжения, а далее варианты и схемы подключения теплообменников в общей системе.

Подписывайтесь на новости в соц сетях и e-mail рассылку, чтобы не пропустить их.

Если вам необходим теплообменник для системы отопления прямо сейчас, то перейдите в раздел подбора теплообменных аппаратов по ссылке: Подбор теплообменника для отопления. Инженеры компании «ПроТепло» помогут подобрать оптимальную модель под вашу задачу.

Теплообменник для горячей воды (ГВС) от отопления: виды, обвязка

Наличие теплой воды — нормальное требование для комфортного существования. Вот только далеко не везде есть возможность подключиться к централизованному источнику горячей воды. В большинстве частных домов и в некоторых многоэтажках приходится заботиться об этом самостоятельно. Один из вариантов — использовать теплообменник для горячей воды от отопления. Во всяком случае, в отопительный сезон будете с горячей водой. 

Принцип работы

Теплообменники для приготовления воды ГВС работают по бесконтактному принципу. Устройство их может быть разным, но принцип действия не отличается — работают они по принципу теплопередачи. Есть нагретый теплоноситель (в данном случае из системы отопления), который подается в  трубы/каналы теплообменника. Горячий теплоноситель отдает часть тепла трубкам, по которым течет. По другим, параллельно расположенным каналам, течет вода, которую необходимо нагреть. Контактируя с нагретыми теплоносителем стенками, она нагревается. Именно так и работает теплообменник для горячей воды от отопления.

Принципиальная схема использования теплообменника для подготовки горячей воды от отопления

Чтобы нагрев был эффективным, теплообменник должен быть сделан из материала с высокой теплопроводностью. Обычно это металлы — медь, нержавеющая сталь. Медь — дорогой металл, но имеет отличную теплопроводность. Нержавеющая сталь хуже проводит тепло, но за счет прочности стенки могут быть очень тонкими, что делает такие теплообменники тоже эффективными.

Как использовать теплообменники для получения ГВС от отопления

Есть несколько возможностей нагревать воду для бытовых нужд при помощи теплообменника и отопления:

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)

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)

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 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.

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.

Поставка промышленного и теплообменного оборудования

• Пластинчатые теплообменники для систем отопления и ГВС Alfa Laval, Ридан, Danfoss, Sondex, Funke, GEA, Машимпэкс, SWEP, Tranter

• Компактные паяные теплообменники для частного дома Эффективные решения для отопления и водоснабжения, подогрева воды в бассейнах и системах теплого пола.

• Пластины и уплотнения в наличии Различные типоразмеры от компактных до промышленных, оригинальные запчасти от зарубежных заводов-производителей.

• Оборудование для промывки теплообменников и котлов Бустеры и насосные станции различных мощностей для очистки теплообменного и котельного оборудования.

Разборные
пластинчатые теплообменники

Современные
кожухотрубные теплообменники

Прочные
паяные теплообменники

Установки для
промывки оборудования

Оборудование для систем отопления и водоснабжения

Сервис подбора теплообменников Teploobmennic.ru предлагает удобную систему поиска оборудования по желаемым характеристикам. В нашем каталоге представлен широкий ассортимент установок российского и зарубежного производства, комплектующие к аппаратам различного типа, предложены готовые решения для промышленности. Специалисты компании предоставляют подробные консультации по всем возникающим вопросам.

Как самостоятельно выбрать

Вы можете купить теплообменник онлайн на нашем сайте. Для этого укажите основные характеристики оборудования:

• Область применения аппарата. Теплообменники для производства, вентиляции или бытовых инженерных систем имеют разные характеристики.
• Тип рабочей среды. В каталоге представлено оборудование для работы с водой, паром, маслом, пищевыми продуктами, хладагентами, гликолем, растворами солей и кислот и т. д.
• Мощность аппарата. Мы поставляем оборудование с характеристиками от 4 кВт до 10 МВт и более. Мощность теплообменника рассчитывают в ходе проектирования.
• Производительность аппарата. Цифра показывает, какой объем рабочей среды может нагреть или охладить теплообменник в течение 1 часа.
• Температура рабочей среды. От этого значения во многом зависит коррозионная активность и требования к материалам изготовления.
• Необходимый функционал. Модели имеют разную комплектацию и стоимость.

Наше предложение

Мы осуществляем продажу теплообменников и предлагаем комплекс сопутствующих услуг.

Выполняем проектирование. Инженеры компании произведут расчеты, подготовят чертежи, технико-экономическое обоснование, другие документы в соответствии со стандартами. Учитываем пожелания заказчика, его финансовые возможности, требования к функциональности теплообменного оборудования. Проектируем тепловые пункты, обвязку.

Подбираем оборудование. Мы предложим оптимальное решение для промышленного объекта или для частного дома под конкретные требования. Большой опыт работы с теплообменными аппаратами гарантирует надежность выбранных систем. Компания сотрудничает напрямую с такими производителями, как «Ридан», Funke, Danfoss, Kaori, Onda, Kelvion, и другими.

Доставляем оборудование. Осуществляем поставки теплообменников по России, Беларуси, Казахстану и Украине. Можно забрать оборудование из ближайшего магазина в Москве, в СПб. или в другом городе, заказать прибытие курьера. Мы также работаем с транспортными компаниями, «Почтой России». Условия доставки обсуждаются индивидуально с каждым покупателем.

Наши клиенты

За время работы на рынке мы выполнили множество проектов различного уровня сложности. Мы работали с предприятиями пищевой промышленности: подбирали теплообменники для охлаждения ингредиентов, для поддержания стабильной температуры технологических процессов. На нашем счету ряд проектов по созданию систем обогрева пешеходных дорожек, тротуаров. Наши инженеры подберут оптимальный теплообменник для отопления, горячей воды, для комплектации рекуператора вентиляционной системы, для бассейна и любых других нужд.

Почему выбирают нас

• Гарантии оригинальности и качества, подтвержденные сертификатами заводов-изготовителей.
• Выгодные цены на теплообменники за счет прямых поставок от производителей.
• Профессиональные консультации бесплатно каждому заказчику.
• Собственные склады и отработанная логистика для сокращения сроков поставок.

Чтобы купить теплообменник с гарантией надежности, позвоните нам или заполните форму обратной связи. Инженеры компании помогут создать заказ.

Весь товар сертифицирован

30 дней на обмен и возврат

Удобная и быстрая доставка

теплообменников | IPIECA

Последнее рассмотрение темы: 1 февраля 2014 г.

секторов: нисходящий, средний, восходящий

Теплообменники используются для передачи тепла от одной среды к другой. Эти среды могут быть газом, жидкостью или их комбинацией. Среда может быть разделена сплошной стенкой для предотвращения смешивания или может находиться в прямом контакте. Теплообменники могут повысить энергоэффективность системы за счет передачи тепла от систем, где оно не нужно, другим системам, где оно может быть использовано с пользой.

Например, отработанное тепло в выхлопе газовой турбины, вырабатывающей электричество, можно передать через теплообменник для кипячения воды для приведения в действие паровой турбины для выработки большего количества электроэнергии (это основа для технологии газовых турбин с комбинированным циклом).

Другое распространенное использование теплообменников — предварительный нагрев холодной жидкости, поступающей в нагретую технологическую систему, с использованием тепла от горячей жидкости, покидающей систему. Это снижает энергозатраты, необходимые для нагрева поступающей жидкости до рабочей температуры.

• Особые области применения теплообменников:
• Нагревание более холодной жидкости за счет тепла более горячей жидкости
• Охлаждение горячей жидкости за счет передачи тепла более холодной жидкости
• Кипячение жидкости с использованием тепла более горячей жидкости
• Кипение жидкости при конденсации более горячего газообразного флюида
• Конденсация газообразной жидкости с помощью более холодной жидкости [Ссылка 1]

Жидкости в теплообменниках обычно текут быстро, что способствует передаче тепла за счет принудительной конвекции.Этот быстрый поток приводит к потерям давления в жидкостях. Под эффективностью теплообменников понимается то, насколько хорошо они передают тепло относительно потерь давления, которые они несут. Современная технология теплообменников сводит к минимуму потери давления, одновременно увеличивая теплопередачу и достигая других целей проектирования, таких как выдерживание высокого давления жидкости, сопротивление загрязнению и коррозии, а также возможность очистки и ремонта.

Для эффективного использования теплообменников в многопроцессорном оборудовании тепловые потоки следует учитывать на системном уровне, например, с помощью «пинч-анализа» [вставьте ссылку на страницу пинч-анализа].Существует специальное программное обеспечение для облегчения этого типа анализа, а также для выявления и предотвращения ситуаций, которые могут усугубить засорение теплообменника (см. Пример 1 ).

Применение технологий

Теплообменники

доступны во многих типах конструкций, каждый со своими преимуществами и ограничениями. Основные типы теплообменников:

Кожух и трубка — Наиболее распространенный тип конструкции теплообменника состоит из параллельного расположения трубок в кожухе [Рис. 1]. Одна жидкость течет по трубкам, а другая жидкость течет через кожух по трубкам. Трубки могут быть расположены в оболочке для обеспечения параллельного потока, противотока, поперечного потока или того и другого. Теплообменники также могут быть описаны как имеющие расположение труб в однопроходном, многопроходном или U-образном исполнении. Благодаря своей трубчатой ​​конструкции теплообменник этого типа может выдерживать большие давления. Теплообменник может иметь одну или две головки на кожухе и несколько впускных, выпускных, выпускных и сливных патрубков [Ссылка 2].

Рис. 1 : Поперечное сечение кожухотрубного теплообменника с одинарным проходом с, конфигурацией противотока , большими сегментными перегородками и двумя кожухами [Ref 3].

Элементы отклонения потока часто устанавливаются в кожухотрубных теплообменниках для улучшения теплообмена между жидкостями за счет создания более турбулентного потока жидкости на стороне кожуха и более перпендикулярного потока по трубам. Такие элементы должны быть тщательно спроектированы, чтобы минимизировать потери давления и образование «мертвых зон».Мертвые зоны — это области медленного или остановленного потока жидкости, которые могут привести к засорению (отложению твердых частиц) в теплообменнике.

Общие функции отклонения потока включают:

• Сегментные перегородки (расположенные в шахматном порядке перпендикулярные перегородки, каждая из которых блокирует часть стороны оболочки; см. Рисунок 1),
• Дисковые и кольцевые перегородки — расположенные в шахматном порядке круглые и кольцевые барьеры поочередно отталкивают поток со стороны оболочки поочередно в сторону и в сторону оси оболочки
• Спиральные перегородки, расположенные под углом для обеспечения спиралевидного обтекания стороны кожуха
• Стержневые перегородки — решетки стержней, обычно перпендикулярные оси оболочки.Трубки проходят в осевом направлении через промежутки между стержнями
.
• Вставки для трубок — вставки, такие как катушки из длинной проволоки, помещаются внутри труб для обеспечения турбулентного потока и минимизации загрязнения

Рисунок 2 — Расположение спиральных перегородок — Обратите внимание, что перегородки на самом деле имеют много отверстий, позволяющих проходить трубам по всей длине кожуха. [Ссылка 4]

Другой подход к отклонению потока — это конструкция «витой трубы» от Koch Heat Transfer Company.В этой конструкции трубки сплющиваются в овалы и скручиваются в длинные спирали, а затем складываются вместе. Спиральный поток жидкостей как со стороны кожуха, так и со стороны трубы обеспечивает хорошую теплопередачу при относительно низких перепадах давления.

Рисунок 3 — Трубные вставки, выступающие из трубок кожухотрубного теплообменника ⁵

Рисунок 4 — Трубки теплообменника с витыми трубками и схема потока ⁶

Пластина и рама — тонкие параллельные пластины сложены вместе, образуя широкие параллельные каналы.Горячие и холодные жидкости проходят через чередующиеся каналы. Пластины разделены прокладкой или сваркой и могут иметь рисунок, способствующий турбулентному потоку. Пластины штабелируются вместе, и дополнительные пластины могут быть добавлены к конструкциям прокладок для увеличения теплопроизводительности. Поток может быть как параллельным, так и противотоком. Большая площадь поверхности пластин означает, что пластинчатые и рамные теплообменники могут обеспечивать больший теплообмен между двумя жидкостями для данного объема по сравнению с кожухотрубными теплообменниками.

Рисунок 5: Схема пластинчато-рамного теплообменника

Другие типы — вариации предыдущих типов теплообменников включают пластинчатый и ребристый, пластинчатый и кожух, спиральный, воздухоохладитель с мокрой поверхностью и двухтрубный.

Все теплообменники, которые обсуждались до сих пор, удерживают обе жидкости по отдельности. Однако существуют две другие категории теплообменников:

• Открытый поток — одна жидкость содержится, а другая нет.Примеры включают автомобильный радиатор, погружной нагреватель бака, охладители ребер / вентиляторов или воздуховоды
• Прямой контакт — несмешивающиеся среды вступают в прямой контакт. Градирня используется для охлаждения воды, когда она распыляется в поток охлаждающего воздуха. Воздух и вода не смешиваются, но тепло передается в процессе испарения. Затем охлажденная вода собирается и возвращается на завод8. Другие теплообменники этого типа включают регенеративные колонны с вращающимся колесом и распылительные колонны. Обратите внимание, что если две жидкости не разделяются, устройство называется нагревателем или охладителем.Например, в распределителе резервуара для воды пар поглощается водой, когда она охлаждается и конденсируется.

Рисунок 6: Градирня с поперечным потоком, тип теплообменника с прямым контактом

Краткое описание преимуществ и ограничений этих типов теплообменников показано в таблице ниже:

Таблица 1: Сравнение различных типов теплообменников

• Тип Преимущества Ограничения
• Кожухотрубный высокоэффективный
• Высокое рабочее давление Большой размер
• Двойное пространство, необходимое для очистки
• Трудно очистить кожух
• Пластина и рама Максимальный коэффициент теплопередачи
• Низкий перепад давления
• Легче чистить, чем кожух и трубка
• Малый размер
• Расширяемая емкость
• Более близкие температуры Низкое рабочее давление
• Более подвержен обрастанию более крупными частицами, чем кожухотрубный
• Прямой контакт Большой расход
• Низкий перепад давления
• Высокая эффективность
• Меньше обрастания
• Большой размер
• Требуется подпиточная вода
• Потребности в химической обработке
• Ограниченные заявки

Конфигурации потока теплообменника

Теплообменники имеют три (3) конфигурации первичного потока:

Параллельный поток — две жидкости входят в один конец теплообменника и текут в одном направлении, параллельно друг другу.В этой конструкции разница температур на входе велика, но температура жидкости на выходе будет приближаться к аналогичному значению.

Противоток — две жидкости входят на противоположных концах теплообменника и протекают навстречу друг другу. В этой конструкции разница температур меньше, но более постоянна по длине теплообменника. Возможно, что нагретая текучая среда может покидать теплообменник при более высокой температуре, чем температура на выходе нагревающей текучей среды.Это наиболее эффективная конструкция из-за более высокого перепада температур по длине теплообменника.

Поперечный поток — две жидкости текут перпендикулярно друг другу.

В теплообменнике может быть несколько методов передачи тепла. Передача тепла будет происходить с использованием одного или нескольких режимов передачи, теплопроводности, конвекции или излучения.

Реализация

Правильная реализация теплообменников в многопроцессорных системах, таких как нефтеперерабатывающие заводы, требует учета сети тепловых потоков на системном уровне.Это часто выполняется с помощью «пинч-анализа», который сопоставляет доступные источники тепла в системе с потребностями в тепле с точки зрения как количества, так и температуры тепла. В помощь дизайнеру в этом процессе доступно сложное программное обеспечение. Снижение загрязнения также является соображением проектирования и может включать рассмотрение различных технологий, скоростей, байпасов для очистки отдельных HX во время работы, а также включение запасных теплообменников.

Аналогичным образом доступно программное обеспечение для управления загрязнением теплообменника.На основании условий процесса и выбора компонентов некоторые программные пакеты могут прогнозировать скорость, с которой теплообменники могут подвергаться загрязнению. Также доступны пакеты программного обеспечения для мониторинга загрязнения путем изучения характеристик теплообменника с течением времени. Также рассчитываются оценки затрат на очистку теплообменников по сравнению с экономической выгодой (с точки зрения снижения энергопотребления).

Зрелость технологий

Имеется в продаже ?:	Есть
Жизнеспособность на шельфе:	Есть
Модернизация Браунфилда ?:	Есть
Многолетний опыт работы в отрасли:	21+

Ключевые показатели

.

Область применения:	Добывающие скважины, установки FPSO, рекуперация тепла из воды или нефти, нагрев, охлаждение и конденсация воды, продуктовых сред, углеводородов и газов, нагрев или охлаждение воздуха для горения, производство пара из выхлопных газов.
Эффективность:	2. 80% до почти 100%
Ориентировочные капитальные затраты:	Общие «практические правила» для расчета стоимости недоступны из-за большого количества доступных обменников. Затраты, которые следует учитывать, включают теплообменник, платформу или фундамент, средства управления, соединительные впускные и выпускные трубопроводы, впускные фильтры, приборы, клапаны, вентиляторы, насосы, резервуары, химикаты, резервирование, а также затраты на установку, запуск и ввод в эксплуатацию.
Ориентировочные эксплуатационные расходы:	Включает текущее обслуживание, такое как очистка труб и пластин, устранение утечек, восстановление насосов, замена наполнителя градирни. Дополнительные затраты или упущенная выгода связаны с простоями завода, когда оборудование отключено. Эксплуатационные расходы включают электроэнергию для насосов, вентиляторов и средств управления, а также химикаты для очистки воды.
Потенциал сокращения выбросов парниковых газов:	Теплообменники могут значительно снизить потребность процесса в энергии, уменьшая связанные с этим выбросы парниковых газов.
Время на проектирование и монтаж:	1 неделя — 6 месяцев
Описание типового объема работ:	Теплообменники используются в самых разных отраслях промышленности. Типичный проект будет рассматривать использование теплообменников во время первоначального планирования проекта, определять условия эксплуатации и составлять спецификации оборудования. Теплообменник обычно изготавливается специализированным производителем, тестируется и доставляется на объект готовым к установке.Теплообменники большего размера могут быть отправлены по частям или даже собраны или построены на объекте

Решение драйверов

Технический:	Диапазоны давления рабочих жидкостей и разность давлений между ними Допустимый перепад давления жидкостей в теплообменнике Диапазоны температур рабочих жидкостей и требуемая температура приближения Свойства рабочих жидкостей (физические свойства, таких как плотность, вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность, температура) Тенденция рабочих жидкостей к образованию отложений Наличие воды для охлаждения Доступное пространство Основные коды проектирования Избыточность
Оперативный:	Сложность системы Уровень автоматизации Потребности в обслуживании
Коммерческий:	Срок поставки Стоимость оборудования Паразитная потребность в электроэнергии Выбор материала
Окружающая среда:	Водные ресурсы и доступность Температура сброса Устранение выброса шлейфа Разрешительные требования Требования к шуму

Альтернативные технологии

Существуют технологии, которые можно рассматривать как альтернативу использованию теплообменников.

Пруды-охладители могут использоваться для естественного охлаждения теплой воды за счет испарения в атмосферу. Затем воду из пруда можно рециркулировать в растение в качестве охлаждающей воды. Эти пруды могут использоваться для вторичных рекреационных целей, таких как рыбалка, катание на лодках или плавание. Подпиточная вода необходима для учета потерь на испарение. Для этого варианта требуется большой участок земли.

Прямой отвод пара может снизить потребность в охлаждении технологической воды, но этот вариант игнорирует основные причины охлаждения, которые заключаются в повышении эффективности системы и сохранении воды технологического качества, а также в дополнительных количествах добавочной воды и химикатов для обработки воды.Эта опция обычно не используется, за исключением операций запуска, аварийного сброса воздуха и останова.

Модификации технологического процесса и управления могут избежать или уменьшить потребность в теплообменниках.

Операционные проблемы / риски

Теплообменники

требуют регулярного технического обслуживания для работы с высокой эффективностью и обычно требуют строгого графика капитального ремонта. Большая часть этих усилий направлена ​​на противодействие эффектам загрязнения, когда твердые частицы (например, посторонние частицы или осадки) накапливаются на поверхностях теплообменника, препятствуя передаче тепла и ограничивая поток жидкости.Химические добавки также могут предотвращать осаждение частиц и могут быть экономически эффективным средством предотвращения загрязнения.

Капитальные ремонты могут варьироваться от простых профилактических работ по техническому обслуживанию (например, промывка) до ремонтов, требующих снятия пучка труб с кожуха теплообменника для очистки. Это время простоя также следует учитывать при определении размеров теплообменников и проектировании технологической сети.

Многие теплообменники работают при высоких давлениях и температурах или с опасными жидкостями, поэтому необходимо соблюдать соответствующие рабочие процедуры, чтобы избежать рисков для персонала и сбоев системы.

Теплообменники обычно регулируются отраслевыми нормами, такими как ANSI и TEMA. Конструкции нового оборудования и любой ремонт должны соответствовать применимым нормам.

Возможности / бизнес-пример

Многие конструкции теплообменников доступны из различных материалов и могут быть адаптированы для конкретных применений, а также доступны в стандартных конструкциях, которые доступны с минимальным временем выполнения заказа и меньшими затратами. Несколько преимуществ использования теплообменников перечислены ниже:

• Повышение энергоэффективности систем предприятия
• Снижение расхода топлива, парниковых газов и выбросов
• Заменить существующее оборудование из-за износа
• Модернизация существующего оборудования до более новых, более эффективных конструкций
• Дополнительная мощность обогрева или охлаждения в связи с увеличением производительности установки

Примеры из практики

1.Воздухо-воздушный теплообменник для рекуперации отработанного тепла
В этом исследовании рассматривается, как предприятие пищевой промышленности использовало теплообменник для рекуперации отработанного тепла технологического процесса и использовало его для нагрева рабочего воздуха.

Стремясь контролировать запах от процесса обжарки, предприятие установило новый эффективный регенеративный термический окислитель (RTO). Для экономии топлива в этот агрегат включен дополнительный впрыск топлива (SFI) в периоды низкого содержания летучих органических соединений. Чтобы еще больше снизить эксплуатационные расходы, компания стремилась утилизировать отходящее тепло от RTO для предварительного нагрева входящего воздуха.Для этого они наняли консультанта по проектированию для анализа и разработки решения HX.

Критическими расчетными факторами для этого проекта были расход воздуха, температура воздушного потока, допустимый перепад давления в системе и желаемое тепло, которое должно передаваться в теплообменник. Вторичный пластинчатый теплообменник был выбран из-за его универсальности и прочных, но поддающихся очистке пластин. Он имеет относительно низкий перепад давления, небольшую площадь основания и низкие капитальные затраты, что делает его наиболее экономичным вариантом для этого применения.

Консультационная компания проанализировала данные приложения с помощью программного обеспечения для моделирования производительности теплообменника. С помощью этого программного обеспечения они выполнили анализ пограничного слоя и отрегулировали толщину пластин и расстояние между пластинами теплообменника, чтобы максимизировать производительность.

Тепло выхлопных газов RTO использовалось для предварительного нагрева 3,3 м3 / с воздуха примерно до 88 ° C. Этот горячий воздух смешивается без бокового воздуха, чтобы обеспечить 15,6 м3 / с нагретого воздуха для блока подпиточного воздуха. Вторичный теплообменник передает примерно 1.5 млн БТЕ / ч тепла от выхлопа RTO в воздух, возвращающийся в блок подпиточного воздуха, и расчетная годовая экономия по проекту составила около 45 000 долларов США.

Источник: http://www.anguil.com/case-studies/energy-recovery/air-to-air-heat-exchanger-provides-plant-heat-and-big-savings.aspx?alttemplate=PDFCaseStudy&

2. Прогнозирование загрязнения теплообменника

Скопление отложений или загрязнений на металлических поверхностях теплообменников нефтехимических заводов является серьезной экономической и экологической проблемой во всем мире.Были сделаны оценки затрат на загрязнение, в основном из-за потерь энергии из-за избыточного сжигания топлива, которые достигают 0,25% валового национального продукта (ВНП) промышленно развитых стран. Многие миллионы тонн выбросов углерода являются результатом этой неэффективности. Затраты, связанные, в частности, с загрязнением сырой нефтью в линиях предварительного нагрева нефтеперерабатывающих заводов по всему миру, по оценкам в 1995 г., составили порядка 4,5 млрд долларов.

В данном тематическом исследовании рассматривается использование программного обеспечения для прогнозирования обрастания французской нефтяной компанией Total.Это программное обеспечение, разработанное консалтинговой компанией по промышленному дизайну совместно с крупными нефтяными компаниями, направлено на уменьшение или даже устранение загрязнения сырой нефтью в теплообменниках предварительного нагрева. В 2002 году компания Total столкнулась с сильным обрастанием линии предварительного нагрева вскоре после реконструкции НПЗ для повышения эффективности. Это привело к значительному снижению производительности, так как печь стала узким местом. Компания Total применила программное обеспечение консалтинговой компании, которое успешно идентифицировало засоряющиеся теплообменники и указывало на варианты модернизации.Они были реализованы, что позволило решить проблему и восстановить нормальную работу системы.

Источник: http://www.ihs.com/news/overcoming-effect-oil-fouling.htm

---

Ссылки:

1. Справочник по основам энергетики Департамента энергетики, Механика, Модуль 2, Теплообменники, DOE-HDBK-1018 / 1-93.
2. Институт теплообмена, Основы кожухотрубных теплообменников.
3. -снято-
4. http://ru.hx-hr.com
5. http: //www.stamixco-usa.ru / products / теплообменники / default.html
6. http://www.oxide.co.il/en/twisted-tube.html (больше не доступен)
7. http://www.spiraxsarco.com/resources/steam-engineering-tutorials/steam-engineering-principles-and-heat-transfer/steam-consuming-of-heat-exchangers.asp
8. www.spxcooling.com/brands/cooling-towers/marley-cooling-tower/

Что такое теплообменник?

Что такое теплообменник? Если вы хотите обогреть или охладить свой дом с помощью воздушного теплового насоса, теплообменник является жизненно важным оборудованием.Фактически, вашему тепловому насосу для работы требуются два теплообменника. Чтобы понять, почему, вам нужно изучить, как работает тепловой насос.

Что такое теплообменник?

Отопительные системы, такие как печи и котлы, сжигают топливо для производства тепла. Тепловые насосы с воздушным источником используют совершенно другой подход. Вместо того, чтобы создавать тепло, они перемещают его из одного места в другое. Когда тепловой насос настроен на обогрев внутреннего пространства, он будет отбирать тепловую энергию из воздуха снаружи и передавать эту энергию воздуху внутри вашего дома, повышая температуру внутри.Когда требуется охлаждение, процесс просто меняется на противоположный; Тепловая энергия, скрытая в воздухе внутри, собирается тепловым насосом и выводится наружу. Будь то отопление или охлаждение, тепловой насос работает по единому принципу: теплопередача. Как ни странно, по такому же принципу работают холодильники.

Понимание принципа теплопередачи

Когда вы наклоняете или наклоняете стакан, вода внутри него обычно пытается выровняться. Аналогичным образом ведет себя тепловая энергия.Он естественным образом переместится из помещения с более высокими температурами в область с более прохладными. Когда эта тенденция используется для нагрева или охлаждения помещения, область с большим количеством тепла называется источником тепла . Охлаждающая зона называется радиатором . Для обогрева вашего дома тепловой насос с воздушным источником воздуха использует наружный воздух в качестве источника тепла, а внутренний воздух вашего дома — в качестве радиатора. Как в него вписывается теплообменник? Это технология, которая сначала извлекает, а затем высвобождает тепловую энергию.

Роль теплообменников

Для чего используется теплообменник? Тепловой насос с воздушным источником имеет два теплообменника. Первый находится во внешнем блоке. Змеевик из трубок, заполненный хладагентом, использует принцип теплопередачи для передачи тепловой энергии из воздуха. Поскольку пространство внутри змеевика заполнено жидкостью, более холодной, чем окружающий воздух, тепловая энергия втягивается в змеевик. Это нагревает хладагент так, что он переходит в газ. В этой форме хладагент попадает в дом к внутреннему блоку воздушного теплового насоса.

Внутренний блок теплового насоса содержит второй теплообменник, который обеспечивает точку перехода между более высокими температурами внутри змеевика теплообменника и относительно прохладной окружающей средой в доме. Естественно, тепловая энергия, которая переносится внутри дома, ищет баланс и начинает перемещаться из области с большим количеством энергии (змеевик теплообменника) в область с меньшим количеством энергии (ваш дом). Когда вентилятор направляет это тепло в воздуховоды, чтобы оно могло циркулировать по дому, хладагент охлаждается и снова конденсируется в жидкость.Затем хладагент возвращается во внешний блок, чтобы продолжить цикл по мере необходимости, чтобы поддерживать желаемую температуру внутри жилища.

Поддержание вашего комфорта

Поскольку они перемещают существующую тепловую энергию, а не производят ее, тепловые насосы с воздушным источником невероятно эффективны как для обогрева, так и для охлаждения вашего дома. Как и любая механическая система, они требуют небольшого регулярного обслуживания, чтобы они работали наилучшим образом. Чтобы ваша система всегда соответствовала задаче по поддержанию комфорта в доме, вы должны проверять теплообменники и другие компоненты у специалиста по отоплению и охлаждению не реже одного раза в год.Это регулярное обслуживание может предотвратить потенциальные проблемы до того, как они вызовут проблемы, повысит эффективность вашей системы и продлит срок ее службы.

Long Refrigeration позволяет легко распрощаться с заботами о техническом обслуживании с помощью нашей программы обслуживания Comfort Club. Как член клуба, вы будете получать два профилактических посещения каждый год: один весной / летом, когда начинается сезон охлаждения, а другой — осенью / зимой, поскольку потребность в тепле имеет приоритет. Во время каждого технического обслуживания мы можем проверить теплообменники и другие компоненты системы, очистить стоки и заменить фильтры.Мы также будем следить за признаками предстоящих проблем и предупреждать вас о любом ремонте, который может потребоваться в ближайшем будущем. Что делать, если нужен ремонт? Члены клуба получают круглосуточный доступ к обученным на заводе техническим специалистам, способным обслуживать практически любую марку оборудования HVAC, а также 10-процентную скидку на стоимость запчастей и рабочей силы. Доступный как для частных, так и для коммерческих клиентов, наш клуб Comfort Club обеспечивает долгожданное душевное спокойствие, поскольку помогает поддерживать бесперебойную работу теплового насоса с воздушным источником воздуха.

В Long Refrigeration мы стремимся предоставлять членам нашего сообщества первоклассные услуги по обогреву и охлаждению, которых они заслуживают. Чтобы узнать больше о тепловых насосах с воздушным источником или глубже узнать о многих преимуществах участия в нашей программе обслуживания Comfort Club, свяжитесь с нами сегодня. Мы также можем ответить на любые ваши вопросы, связанные с вопросом «Что такое теплообменник?»

Проектирование теплообменной системы земля – воздух | Геотермальная энергия

Если размеры системы EAHE известны, расчет скорости теплопередачи может быть выполнен либо с помощью метода логарифмической разницы температур (LMTD), либо с помощью метода ε — числа единиц передачи (NTU).В данной работе используется метод ε –NTU. Температура воздуха на выходе определялась с использованием эффективности ЭПГО ( ε ), которая является функцией количества единиц переноса (NTU).

Эффективность теплообменника и NTU

В теплообменнике земля – воздух для передачи тепла используется только воздух. Тепло выделяется или поглощается воздушными потоками через стенки трубы за счет конвекции и от стенок трубы к окружающей почве и наоборот за счет теплопроводности.Если предполагается, что контакт стенки трубы с землей идеальный, а проводимость почвы считается очень высокой по сравнению с поверхностным сопротивлением, то температуру стенки внутри трубы можно считать постоянной. Выражение NTU зависит от различных типов конфигураций потока в системе EAHE. В этой статье использовалось соотношение для испарителя или конденсатора (с постоянной температурой с одной стороны, т. Е. Стенки).

Общее количество тепла, передаваемого воздуху при прохождении через заглубленную трубу, определяется по формуле:

$$ {Q} _ {\ mathrm {h}} = \ dot {m} {C} _ {\ mathrm {p} } \ left ({T} _ {\ mathrm {out}} — {T} _ {\ mathrm {in}} \ right) $$

(3)

, где ṁ — массовый расход воздуха (кг / с), C _p — удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг-К), T _out — температура воздуха на выходе из трубы EAHE (° C), а T _в — температура воздуха на входе в трубку EAHE (° C).

Из-за конвекции между стеной и воздухом передаваемое тепло также может быть выражено следующим образом:

$$ {Q} _ {\ mathrm {h}} = hA \ varDelta {T} _ {\ mathrm {lm} } $$

(4)

, где h, — коэффициент конвективной теплопередачи (Вт / м ² -K), а A — площадь внутренней поверхности трубы (м ² ).

Средняя логарифмическая разница температур (Δ T _лм ) определяется по ( T _EUT = T _стена ):

$$ \ varDelta {T} _ {\ mathrm {lm}} = \ frac {T _ {\ mathrm {in}} — {T} _ {\ mathrm {out}}} {\ ln \ left [\ frac {\ left ({T} _ {\ mathrm {in}} — {T} _ {\ mathrm {wall}} \ right)} {\ left ({T} _ {\ mathrm {out} } — {T} _ {\ mathrm {wall}} \ right)} \ right]} $$

(5)

Температуру воздуха на выходе из трубы EAHE можно получить в экспоненциальной форме как функцию температуры стенки и температуры воздуха на входе, исключив Q _ч из ур. {- \ left (\ raisebox {1ex} {$ hA $} \! \ Left / \ ! \ raisebox {-1ex} {$ \ dot {m} {C} _ {\ mathrm {p}} $} \ right.{- \ mathrm {N} \ mathrm {T} \ mathrm {U}} $$

(9)

Эффективность теплообменника земля-воздух определяется безразмерной группой NTU. Изменение эффективности теплообменника земля-воздух в зависимости от количества передаточных единиц показано на рис. 2. Было замечено, что с увеличением значения NTU эффективность также увеличивается, но кривая быстро сглаживается. Относительный выигрыш в эффективности очень невелик после того, как значение NTU становится больше 3.Есть несколько способов построить теплообменник земля-воздух для получения заданного NTU и, следовательно, желаемой эффективности. Аналогичные результаты наблюдали Де Паэпе и Янссенс (2003).

Рис. 2

Зависимость эффективности теплообменника земля – воздух от количества передаточных единиц

Влияние проектных параметров на NTU можно изучить с точки зрения теплопередачи и падения давления. NTU состоит из трех параметров, а именно, коэффициента конвективной теплопередачи ( х ), площади внутренней поверхности трубы ( A ) и массового расхода воздуха ( ṁ ), которые могут варьироваться.

Площадь внутренней поверхности трубы зависит от диаметра D и длины трубы EAHE L , оба:

Коэффициент конвективной теплопередачи внутри трубы определяется как:

$$ h = \ frac {N _ {\ mathrm {u}} K} {D} $$

(11)

, где K — коэффициент теплопроводности (Вт / м-К).

Чжан (2009) представил в своей докторской диссертации, что в обычных системах теплообменников земля-воздух (ETAHE) типично наличие подземных каналов с 10 см h <40 см и длиной более 20 м. .Такие размеры означают отношение длин к гидравлическому диаметру ( D _h ) имеют порядок величины 100. Гидравлический диаметр определяется как четырехкратное отношение площади поперечного сечения к смоченному периметру поперечного сечения.

$$ {D} _ {\ mathrm {h}} = \ frac {4A} {P} $$

(12)

, где A — площадь поперечного сечения, а P — смоченный периметр поперечного сечения

Гидравлический диаметр круглой трубы — это просто диаметр трубы.Поэтому разумно предположить, что воздушные потоки в основном полностью развиты в ЭПТО таких размеров, и адаптировать соответствующие эмпирические корреляции для расчета коэффициента конвективной теплопередачи (КТТ). Чтобы проверить это предположение, восемь чисел Нуссельта ( N _и ) корреляции, использованные в других исследованиях моделирования ETAHE (Arzano and Goswami 1997; Bojic et al. 1997, охлаждение и нагревание; Singh 1994; De Paepe and Janssens 2003; Hollmuller 2003; Sodha et al.1994; Benkert and Heidt 1997). Поскольку все корреляции были получены для полностью развитого турбулентного потока воздуха, в идеале ожидается, что они дадут аналогичные значения для тех же рабочих условий. Вариация числа Нуссельта относительно числа Рейнольдса для типичной конструкции обычного ETAHE была рассчитана с использованием всех восьми корреляций для расчета CHTC, и между результатами восьми корреляций наблюдались очень большие различия. Это может быть связано с различными экспериментальными условиями, которые были приняты для получения корреляций, например, шероховатость поверхности экспериментальных каналов.Большие расхождения указывают на то, что необходимо выбрать подходящую корреляцию, если какая-либо из существующих моделей используется для моделирования производительности системы EAHE.

Система EAHE, анализируемая в этой статье, состоит из цилиндрических труб с внутренним диаметром 0,1016 м, изготовленных из ПВХ, с общей длиной заглубления 19,228 м. Предполагая, что внутренняя поверхность труб из ПВХ, используемых в системе EAHE, гладкая, N Корреляции _и , данные De and Janssens (2003), могут использоваться для моделирования производительности системы. {- 2} $$

(14)

Если 2300 ≤ R _e <5 × 10 ⁶ и 0.5 <-п _r <10 ⁶

Число Рейнольдса связано со средней скоростью и диаметром воздуха:

$$ {R} _ {\ mathrm {e}} = \ frac {\ rho {v} _ {\ mathrm {a}} D} {\ mu} $$

(15)

, где v _a — скорость воздуха в трубе (м / с), D — диаметр трубы (м), а μ — динамическая вязкость воздуха (кг / м-с).

Число Прандтля определяется по формуле:

$$ {P} _r = \ frac {\ mu {c} _ {\ mathrm {p}}} {K} $$

(16)

где c _p — удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг-К)

Теплообменник — обзор

Пункты (i) — (iii) также могут быть включены в семейства рекуперативных и косвенно-контактных HX (см. Разделы 2.1. .1 и 2.2.2). Обратите внимание, что регенеративные HX (iv) уже были введены в разделе 2.1.2. Мы кратко предоставляем читателю описание и возможные дальнейшие подклассы.

2.4.1 Трубчатые HX

Этот тип HX широко используется в инженерных приложениях. Трубчатые HX производятся во многих типах, размерах и схемах потоков. Преимущество и популярность трубчатых HX заключается в их применимости в широком диапазоне рабочих температур и давлений. Их можно разделить на несколько категорий и по разным точкам зрения [11, 15], например, как:

(a)

Кожухотрубные HX

(b)

HXs трубка в трубе

(c)

HXs трубка в пластине

(d)

HXs спиральный

(e)

fas

)

HX с воздушным охлаждением

(g)

Специальные трубчатые HX

Кожухотрубные HX, вероятно, являются наиболее часто используемыми HX в промышленности.Они состоят из ряда круглых трубок, установленных внутри цилиндрической оболочки, и имеют следующие пять основных частей: передний и задний коллекторы, через которые жидкость входит и выходит со стороны трубки, соответственно; пучок труб; ракушка; и перегородки. Перегородки используются для поддержки трубок, для направления потока жидкости приблизительно поперек труб (что увеличивает интенсивность теплопередачи) и для увеличения турбулентности жидкости оболочки [11]. Одна жидкость течет по внешней стороне трубок, а вторая жидкость течет по трубкам, что приводит к теплообмену.Различия между кожухотрубными вариациями HX заключаются в расположении конфигураций потока (прямоток, противоток) и деталях конструкции [16, 17]. Можно выделить следующие три основных типа кожухотрубных HX [4]: ​​(1) одноступенчатый и однотрубный проход (см. Рис. 6), (2) одноступенчатый проход и двухтрубный проход (см. рис. 7) и (3) двухтрубный проход и четырехканальный проход (см. рис. 8). На рис. 7 также может быть изображена двухтрубная HX (состоящая из одной или нескольких трубок, содержащихся в большей трубе).

Рис. 6. Однопроходный и однотрубный HX (горячий поток красный / толстый , холодный поток синий / тонкий ).

Рис. 7. Однопроходный и двухтрубный HX (горячий поток красный / толстый , холодный поток синий / тонкий ).

Рис. 8. Двухкорпусный и четырехтрубный HX (горячий поток красный / толщина , холодный поток синий / тонкий ).

Это семейство HX может использовать флюиды жидкость-жидкость, жидкость-газ или газ-газ [5], и его можно найти в ряде промышленных приложений, например.г., в нефтехимической или фармацевтической промышленности.

Простейшая трубчатая конфигурация представлена ​​HX типа «труба в трубе». Они состоят из двух концентрических трубок, причем трубка меньшего диаметра помещается внутрь трубки большего диаметра. Внутри каждой трубки текут разные жидкости. Эта конфигурация подходит для использования в системах с низкой тепловой мощностью и, следовательно, не широко используется в промышленности.

Что касается HX типа «труба в пластине», трубы монтируются в виде трубы, тогда как пластины действуют как опоры и обеспечивают дополнительную площадь поверхности в виде ребер.Это семейство HX можно найти в системах кондиционирования воздуха и рекуперации тепла [11, 15].

Спиральная труба HX состоит из трубок или трубок, имеющих форму спирали, что улучшает теплопередачу [18]. Однако эта форма имеет тенденцию к засорению [19]. Загрязнение можно определить как отложение нежелательного материала (так называемого загрязнителя) на теплопередающих поверхностях во время эксплуатации. Загрязнение может быть образовано грязью, песком, ржавчиной, кристаллами соли и т. Д., Что снижает эффективность HX.Более того, спиральные трубы практически не позволяют их очистить.

В печах технологическая жидкость проходит через них в спирально намотанных или прямых трубках, а нагрев обеспечивают либо горелки, либо электрические нагреватели. Печи широко используются в паровых и газотурбинных электростанциях [4].

HX с воздушным охлаждением состоит из пучка труб, вентиляторной системы и несущей конструкции [11]. Дополнительную площадь поверхности для лучшего отвода тепла обеспечивают ребра, прикрепленные к трубам. Вентиляторы размещаются либо под пучком, чтобы пропускать воздух через трубки, либо над трубками, чтобы всасывать через них воздух.Это семейство HX можно найти там, где невозможно использовать охлаждающую воду.

И последнее, но не менее важное, к специальным трубчатым HX относятся, например, тепловые трубы, которые состоят из трубы, рабочей жидкости и капиллярного материала. Жидкость сначала поглощает тепло. Затем он испаряется и передается на другой конец трубы, где конденсируется и выделяет тепло. Наконец, он возвращается капиллярным действием на горячую сторону трубы, что приводит к повторному испарению [20].

Обратите внимание, что в литературе также можно найти другую подклассификацию трубчатых HX [21]:

(a)

HXs с прямыми трубками

(b)

HXs со спиральными трубками

( c)

HX с трубками Филдса

Все эти типы трубчатых HX (за исключением спиральных HX) включены в семейство HX с прямыми трубками.

2.4.2 Пластины HX

Эти типы пластин HX состоят из ряда сварных или скрепленных болтами пластин, которые служат для теплообмена. Они обычно предназначены для умеренных перепадов температуры и давления из-за геометрии пластины. Относительно высокое отношение площади поверхности к объему является их преимуществом, которое позволяет использовать их в различных промышленных приложениях, таких как пищевая, криогенная или химическая промышленность [22].

На практике существует несколько типов пластинчатых HX; Например:

(a)

HXs с пластиной и рамой

(b)

HXs с пластинчатым ребром

(c)

Spiral HXs

3434 (d)

Lamella HXs

Пластинчато-рамочные HX состоят из большого количества относительно тонких тисненых пластин, установленных между двумя прямоугольными концевыми элементами, которые служат каркасом.В пластинах есть отверстия для потоков жидкости, и они разделены прокладкой. Одна сторона каждой из пластин подвергается воздействию потока теплоносителя, а противоположная сторона — потоку холодной жидкости. Преимущество этого типа пластин HX заключается в возможности добавления или удаления некоторых пластин, если необходимо изменить тепловую мощность. Более того, они легко разбираются для очистки [3, 23]. Напротив, они могут иметь утечку, которая может быть устранена путем сварки пластин или их сжигания вместе с последующей сваркой входных и выходных элементов.

Пластинчато-ребристые HX также можно отнести к группе компактных HX [2] (см. Раздел 2.4.3), так как они характеризуются очень высоким коэффициентом компактности (до 6000 м ² / м ³ ). Коэффициент компактности выражается соотношением общей площади теплообменной поверхности и объема HX [5]. Эти HX состоят из ребер, размещенных между параллельными пластинами. Ребра допускают параллельный, противоточный и поперечный потоки или их комбинации. Этот тип HX обычно используется для преобразования газа в газ, сжижения газа или криогенных применений [20] и в условиях низкого давления.

Спиральные HX состоят из двух длинных плоских параллельных пластин, образованных оправкой рулона в форме катушки. Расстояние между двумя поверхностями регулируется с помощью распорного штифта. Концы привариваются или герметизируются прокладками, чтобы жидкости могли течь через туннель. Преимущество этого типа HX заключается в лучшей теплопередаче; кроме того, меньше склонность к засорению. В основном они используются для загрязняющих и вязких жидкостей или жидкостей, содержащих частицы; однако они довольно дороги из-за применяемой технологии изготовления.

Термин пластина обозначает пластинчатую трубку. Ламели HX монтируются либо в виде пучка сварных ламелей, либо в конфигурации пластинчатых ребер (которая близка к HX «труба в пластине»; см. Раздел 2.4.1). Их компактность немного меньше, чем у пластинчатых HX [22]. Обычно они применяются, когда требуется большая поверхность или высокое рабочее давление.

2.4.3 Компактные HX

Независимо от конструкции, HX с коэффициентом компактности более 700 м ² / м ³ (совершенно произвольно) называются компактными HX.Например, легкие человека имеют коэффициент около 20 000 м ² / м ³ и радиаторы в автомобилях около 1000 м ² / м ³ [11]. Напротив, несмотря на их объемы, кожухотрубные или трубчатые HX не считаются компактными из-за их коэффициента компактности от 70 до 500 м ² / м ³ [5].

Ребра или гофра используются для образования большей поверхности теплообмена. Ребра крепятся сваркой, пайкой, склеиванием или механическим соединением [2].Различают два типа компактных HX:

(a)

Компактные HX с пластинчатыми ребрами

(b)

Компактные HX с трубчатыми ребрами

Оба типа были вскоре представлены ранее в разделах 2.4. 1 и 2.4.2. В последнем случае ребра могут быть установлены как на внутренней, так и на внешней поверхности трубы. Их обычно можно найти для газожидкостных применений, когда ребра устанавливаются на газовой стороне.

Расход пара теплообменников

Пластинчатые теплообменники

Пластинчатый теплообменник состоит из ряда тонких гофрированных металлических пластин, между которыми образовано несколько каналов, в которых первичная и вторичная жидкости протекают через чередующиеся каналы.Теплоотдача происходит от первичной текучей среды пара к вторичной технологической текучей среде в соседних каналах по пластине. На рисунке 2.13.3 схематично показан пластинчатый теплообменник.

Гофрированный рисунок гребней увеличивает жесткость пластин и обеспечивает большую защиту от перепада давления. Этот рисунок также создает турбулентный поток в каналах, повышая эффективность теплопередачи, что делает пластинчатый теплообменник более компактным, чем традиционный кожухотрубный теплообменник.Содействие турбулентному потоку также исключает наличие застойных участков и, таким образом, уменьшает засорение. Пластины обычно имеют покрытие на первичной стороне, чтобы способствовать конденсации пара по каплям.

В прошлом на рынке паровых теплообменников доминировали кожухотрубные теплообменники, тогда как пластинчатые теплообменники часто использовались в пищевой промышленности и использовали водяное отопление. Однако последние достижения в области дизайна означают, что пластинчатые теплообменники теперь в равной степени подходят для систем парового отопления.

Пластинчатый теплообменник может обеспечивать как конденсацию, так и переохлаждение конденсата в одном блоке. Если конденсат сливается в атмосферный ресивер, за счет снижения температуры конденсата количество пара мгновенного испарения, теряемого в атмосферу через вентиляционное отверстие ресивера, также уменьшается. Это может устранить необходимость в отдельном переохладителе или системе регенерации пара мгновенного испарения.

Хотя номинальную площадь теплопередачи теоретически можно рассчитать с помощью уравнения 2.5.3, пластинчатые теплообменники являются патентованными и обычно указываются после консультаций с производителями.

Разборные пластинчатые теплообменники (пластинчатые и рамные теплообменники)

В пластинчатом теплообменнике с разборками пластины зажаты вместе в раме, и тонкая прокладка (обычно из синтетического полимера) герметизирует каждую пластину по краю. Стяжные болты, расположенные между пластинами, используются для сжатия пакета пластин между пластиной рамы и прижимной пластиной. Такая конструкция позволяет легко демонтировать устройство для очистки и позволяет изменять производительность устройства путем простого добавления или удаления пластин.

Использование прокладок придает пакету пластин определенную гибкость, обеспечивая некоторую устойчивость к термической усталости и резким перепадам давления. Это делает некоторые типы разборных пластинчатых теплообменников идеальным выбором в качестве парового нагревателя для мгновенного горячего водоснабжения, где пластины будут подвергаться определенному количеству термоциклов.

Ограничение при использовании пластинчатого теплообменника с разборными разводками заключается в диапазоне рабочих температур прокладок, что накладывает ограничение на давление пара, которое может использоваться в этих установках.

Паяные пластинчатые теплообменники

В паяном пластинчатом теплообменнике все пластины спаяны вместе (обычно с использованием меди или никеля) в вакуумной печи. Это усовершенствованный пластинчатый теплообменник с разборными разъемами, разработанный для обеспечения большей устойчивости к более высоким давлениям и температурам при относительно низкой стоимости.

Однако, в отличие от разборного блока, паяный пластинчатый теплообменник нельзя демонтировать. Если требуется очистка, ее следует либо промыть обратной промывкой, либо очистить химическим способом.Это также означает, что эти блоки бывают стандартного размера, следовательно, большие размеры являются обычным явлением.

Хотя паяный теплообменник имеет более прочную конструкцию, чем разборный теплообменник, он также более подвержен термической усталости из-за своей более жесткой конструкции. Поэтому следует избегать любых резких или частых изменений температуры и нагрузки, а также следует уделять больше внимания контролю со стороны пара, чтобы избежать теплового напряжения.

Паяные теплообменники больше подходят (и в основном используются) для приложений, где колебания температуры медленные, например, при обогреве помещений.Их также можно успешно использовать с вторичными жидкостями, которые постепенно расширяются, такими как термальное масло.

Сварные пластинчатые теплообменники

В сварном пластинчатом теплообменнике пакет пластин скрепляется сварными швами между пластинами. Использование методов лазерной сварки позволяет пакету пластин быть более гибким, чем пакет паяных пластин, что позволяет сварному устройству быть более устойчивым к пульсациям давления и термоциклированию. Высокие рабочие пределы температуры и давления сварного агрегата означают, что эти теплообменники обычно имеют более высокие технические характеристики и больше подходят для тяжелых условий эксплуатации в обрабатывающей промышленности.Они часто используются там, где требуется высокое давление или температура, или когда необходимо нагревать вязкие среды, такие как масло и другие углеводороды.

Кожухотрубные теплообменники

Кожухотрубный теплообменник, вероятно, является наиболее распространенным методом косвенного теплообмена в промышленных процессах. Кожухотрубный теплообменник состоит из пучка труб, заключенных в цилиндрическую оболочку. Концы трубок вставлены в трубные решетки, которые разделяют первичную и вторичную жидкости.

Если в качестве теплоносителя используется конденсирующийся пар, теплообменник обычно горизонтальный, а внутри трубок происходит конденсация. Переохлаждение также может использоваться как средство для возврата некоторого дополнительного тепла из конденсата в теплообменнике. Однако, если степень необходимого переохлаждения относительно велика, часто удобнее использовать отдельный охладитель конденсата.

Плюсы и минусы использования воды и пара в качестве теплоносителя в теплообменниках

Хотя вода широко доступна для коммерческого использования, она содержит различные минералы, которые вызывают коррозию и образование накипи в теплообменниках.Процесс образования накипи отрицательно сказывается на теплопередаче и может привести к выходу оборудования из строя. Химическая обработка необходима для предотвращения коррозии и образования отложений. Микробиологическое загрязнение также является важным фактором при выборе воды в качестве теплоносителя в теплообменниках. Свойства воды и функциональность теплообменников рассматриваются на курсах подготовки к экзамену PE.

Пар используется как теплоноситель в теплообменниках. Пар под давлением подразделяется на пар низкого давления и пар высокого давления.Пар низкого давления (НД) несет больше скрытой теплоты, обычно более высокого качества, уменьшает образование накипи и снижает фактор загрязнения. Для пара низкого давления обычно требуются параметры понижения давления, для чего требуется больше места и большие трубы для конденсации. Требуемое пространство и размер труб увеличивают расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию. Для пара высокого давления (ВД) требуются трубы меньшего диаметра и более низкая стоимость монтажа, чем для паропровода НД. Профессиональные инженеры-механики проектируют и создают чертежи трубопроводных систем перед установкой.Наш обзорный курс по механическому экзамену PE предлагает тщательное освежение принципов HVAC и тем, связанных с теплообменниками.

Вода против пара как теплоносителя

1. Вода не меняет своего состояния, пока она используется в качестве теплоносителя. Поскольку он отдает тепловую энергию вторичной среде, ее температура падает. Если температура одного фунта воды упадет на один градус по Фаренгейту, он произведет примерно 1 британскую тепловую единицу (БТЕ) ​​тепла.
2. Пар также не меняет своего состояния при использовании в качестве теплоносителя и отдает тепловую энергию вторичной среде. Во время процесса его температура падает, но жидкий конденсат остается при той же температуре. Один фунт пара под давлением 30 фунтов на квадратный дюйм выделяет примерно 929 БТЕ тепла. Пар отдает больше энергии на единицу массы, чем вода.

Факторы, влияющие на скорость теплопередачи

На скорость теплопередачи влияют следующие факторы:

1. Площадь поверхности
2. Температура
3. Характеристики потока
4. Коэффициент засорения / образования накипи
5. Коэффициент пленки жидкость
6. Теплопроводность металла

Как определить скорость теплопередачи

Для жидкостей, которые изменяют состояние, скорость теплопередачи «Q» определяется по формуле:

Q = W * C * Изменение температуры жидкости (∆T) + W * Скрытая теплота парообразования (∆H)

W = Расход жидкости (кг / час.)

C = удельная теплоемкость жидкости (БТЕ / кг / градус C)

∆T = изменение температуры жидкости (градусы C)

∆H = скрытая теплота испарения (БТЕ / кг)

Для жидкостей, которые не изменять состояние, скорость теплопередачи «Q» определяется как:

Q = W * C * Изменение температуры жидкости (∆T)

Если скорость теплопередачи выше, то теплообменник КПД выше и наоборот.

Приведенные выше уравнения важны для инженеров, которые планируют сдавать экзамен по принципам и практике инженерии (PE) для продвижения по службе.

Изменение направления потока для оптимальной производительности теплообменника

Многие системы с возобновляемыми источниками тепла также имеют большие резервуары для хранения тепла. Примеры включают системы, использующие котлы на биомассе и солнечные тепловые коллекторы.
Я называю эти источники тепла «дикими», так как они могут работать в широком диапазоне условий и часто при температурах, значительно превышающих требования современных низкотемпературных гидравлических систем распределения. Это слово «дикий» может показаться немного сильным, но я использую его, чтобы подчеркнуть, что управление этими источниками тепла в системе сильно отличается от простого включения и выключения газового котла или другого обычного источника тепла.
Значительный накопитель тепла также используется в системах с электрическими котлами, работающими в непиковые нагрузки, или в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии. Эти источники тепла могут также создавать высокие температуры воды, что требует использования одного или нескольких смесительных узлов между резервуаром для хранения тепла и любой низкотемпературной гидравлической распределительной системой.
Когда требования к объему хранения достигают нескольких сотен галлонов, некоторые проектировщики рассматривают негерметичные резервуары для хранения тепла как менее дорогие в соотношении доллар за галлон и более легкие в установке по сравнению со стальными резервуарами, рассчитанными на давление.В некоторых случаях резервуар для хранения тепла без давления, который поставляется в «разобранной» конфигурации, является единственным практическим вариантом, если резервуар должен пройти через узкую дверь в существующий подвал или механическое помещение.
В ограниченных применениях можно направить воду из негерметичных резервуаров для хранения тепла непосредственно в источник тепла или в гидравлическую распределительную систему. Однако для этого требуются специальные компоненты, тщательный дизайн и детали, которые не характерны для гидравлических систем с замкнутым контуром.
Одно из требований состоит в том, что все смачиваемые компоненты должны подходить для систем с разомкнутым контуром. Поскольку негерметичный бак выбрасывается в атмосферу, вода имеет «связь» с практически неограниченным запасом кислорода. Он будет поглощать и выделять молекулы кислорода в зависимости от температуры и давления. Некоторые из этих молекул кислорода будут переноситься через смачиваемые части системы, а кислород в сочетании с железом не дает хороших результатов.
Во избежание неизбежной коррозии все смачиваемые поверхности в открытых гидравлических системах должны быть из цветных металлов.Обычно это подразумевает использование таких материалов, как медь, медные сплавы (латунь и бронза), нержавеющая сталь или полимеры, такие как PEX. Запрещается использовать черные металлы, такие как углеродистая сталь или чугун, в любых гидравлических системах с открытым контуром.
Это последнее предложение исключает прямой поток между любым котлом, работающим на биомассе, с теплообменником из углеродистой стали, который на сегодняшний день является наиболее распространенным типом конструкции котла на биомассе. Это также должно исключать использование каких-либо чугунных циркуляционных насосов. Этот момент четко задокументирован производителями циркуляционных насосов, но, к сожалению, он не всегда соблюдается, поскольку чугунные циркуляционные насосы значительно дешевле, чем циркуляционные насосы из бронзы или нержавеющей стали.Конструкция с открытым контуром также исключает использование стандартных стальных расширительных баков и стальных панельных радиаторов.
Ограничения, связанные с конструкцией с открытым контуром, часто побуждают проектировщиков определять теплообменник между водой в негерметичном резервуаре для хранения тепла и контурами с обратной связью, которые добавляют или отводят тепло из резервуара.
Одним из наиболее распространенных теплообменников, используемых в сочетании с большими негерметичными резервуарами для хранения тепла, является спиральный медный змеевик. В некоторых системах один змеевиковый теплообменник используется для отвода тепла от источника тепла в воду резервуара.Другой змеевик используется для извлечения тепла из бака и передачи его нагрузке. Соединения с змеевиками обычно проходят через стенки резервуара чуть выше максимальной высоты ватерлинии. Это снижает вероятность утечки через отверстия в резервуаре.
ПРОТИВОПОЛОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
Для достижения максимальной теплопередачи от теплообменника важно, чтобы текучие среды обменивались теплом в противоположных направлениях. Это называется «противоточным» теплообменом. Он обеспечивает самую высокую среднюю разницу температур воды между двумя жидкостями.
На рис. 1 показано, как достигается противоточный теплообмен, когда в баке-аккумуляторе без давления используются две змеевики, одна для ввода тепла, а другая для отвода тепла.
Катушка слева отводит тепло в бак.

Рисунок 1

Горячая вода поступает в верхнюю часть змеевика и проходит вниз. Это противоположно естественному конвекционному потоку внутри резервуара, когда нагретая вода поднимается вверх из-за уменьшения плотности. Катушка справа забирает энергию из резервуара.Более холодная вода, возвращающаяся из распределительной системы, направляется в нижнюю часть змеевика и течет вверх. Это противоположно направлению движения воды в резервуаре, который опускается из-за увеличения плотности по мере охлаждения.

ДВА В ОДНОМ
Некоторые разработчики хотят использовать один змеевик для ввода тепла в бак и отвода тепла из бака. Если поток проходит через змеевик только в одном направлении, противоток не может быть достигнут как в режимах отвода тепла, так и в режимах поглощения тепла.Это снизит производительность.
Одно из решений — изменить направление потока в зависимости от режима работы змеевика: поток сверху вниз при добавлении тепла в резервуар и поток снизу вверх при отборе тепла.
Существует несколько возможных способов реверсирования потока через змеевик. Один из подходов показан на рис. 2 .

Рисунок 2

В этой схеме используются два циркуляционных насоса с регулируемой температурой (например, «заданное значение»): (P1) и (P2). Они обращены друг к другу по направлению потока.Одновременно работает только один циркуляционный насос, и ни один из них не имеет обратного клапана. Рабочий циркуляционный насос проталкивает поток через змеевик и назад через улитку неработающего циркуляционного насоса.
Циркулятор (P1) контролирует температуру датчика (T1). Если циркуляционный насос источника дикого тепла (P4) выключен и возникает потребность в тепле, включаются циркуляционный насос (P3) и контроллер смесительного клапана. Поток проходит мимо датчика (T1). Если температура на датчике (T1) ниже минимального заданного значения, скорость циркуляционного насоса (P1) увеличивается, чтобы направить поток вверх в теплообменнике змеевика через спиральную камеру циркуляционного насоса (P2) в гидравлический сепаратор.Последний отделяет динамику потока циркулятора (P1) от динамики потока (P3). Если циркуляционный насос (P1) достигает максимальной скорости, а поток из змеевика не может соответствовать требуемой температуре в (T1), можно включить дополнительный источник тепла.
Должна быть разрешена временная задержка между запросом тепла от системы распределения и активацией дополнительного источника тепла. Это позволяет увеличить время работы насоса с регулируемой скоростью, если это необходимо, и попытаться достичь требуемой температуры подаваемой воды, прежде чем прибегать к вспомогательной энергии.
Убедитесь, что ваши органы управления не позволяют дополнительному источнику тепла непреднамеренно отправлять тепло, произведенное дополнительным источником тепла, обратно в хранилище. Самый простой способ сделать это — отключить питание циркуляционного насоса (P1) и (P2) всякий раз, когда включен дополнительный источник тепла.
Если источник дикого тепла работает одновременно с нагрузкой и температура на датчике (T2) поднимается на несколько градусов выше требуемой температуры подаваемой воды, включается циркуляционный насос (P2). Он наращивает скорость в зависимости от настроек температуры, чтобы протолкнуть поток вниз через змеевик.Тепло, превышающее то, что нужно распределительной системе, направляется в аккумуляторы тепла.
Оба (P1) и (P2) могут быть отключены, если тепла от источника естественного тепла достаточно для поддержания требуемой температуры подаваемой воды. Это позволяет теплу полностью обходить теплоаккумулятор, что может быть полезно при восстановлении нагрузок в условиях пониженного энергопотребления.
Я показал шаровой клапан с электроприводом в цепи змеевика, который закрывался, когда циркуляционный насос (P1) или (P2) не работал. Поскольку в контуре змеевика не может быть никаких обратных клапанов, этот клапан предотвращает небольшой, но нежелательный поток из-за разницы плавучести и очень малых перепадов давления через гидравлический сепаратор и его коллекторы.Лучше всего использовать шаровой кран, поскольку он имеет одинаковые характеристики потока в любом направлении.
Если источник дикого тепла включен и нет запроса на нагрев от нагрузки, циркуляционный насос (P2) включен, циркуляторы (P1), (P3) и (P5) выключены, а дополнительный источник тепла выключен. Все тепло, производимое источником дикого тепла, направляется в теплоаккумулятор.
Выполнение вышеуказанных последовательностей потребует некоторой аппаратной или программируемой логики управления.

БАФЛИНГ
Если система спроектирована вокруг первичного / вторичного трубопровода, можно также изменить направление потока через змеевик теплообменника, используя крестовой фитинг с впаянной перегородкой, как показано на Рисунок 3 .

Рисунок 3

Поперечный фитинг создает одинаковое давление в начале и в конце контура змеевика. Таким образом, практически отсутствует тенденция к развитию потока в контуре змеевика, если не работает один из циркуляторов. Перегородка предотвращает то, что в противном случае было бы значительным перемешиванием из-за импульса потока, входящего в верхнее соединение крестовины и выходящего из нижнего соединения.
Насколько мне известно, в продаже нет фитингов с геометрией, показанной на Рисунке 3.Если вы хотите использовать его, вам придется изготовить его самостоятельно. Это не должно быть слишком сложно, если вы можете обрезать плоскую пластину из меди или латуни до нужного размера и припаять ее по центральной линии фитинга.
Еще одна деталь, которую я бы порекомендовал, — это использование реле задержки времени с функцией задержки включения в цепи, питающей два циркуляционных насоса в цепи катушки. Идея состоит в том, чтобы дать обоим крыльчаткам циркуляционного насоса полностью остановиться перед включением любого из них. Номинальной задержки от пяти до 10 секунд должно быть достаточно.
Наконец, я не рекомендую использовать циркуляционные насосы с двигателями с постоянными магнитами для схем катушек, показанных на рисунках. Обратный поток через циркулятор без питания может вращать крыльчатку в обратном направлении и, таким образом, вызывать вращение ротора с постоянным магнитом внутри катушек статора. Это может вызвать нежелательную электрическую обратную связь.
Эта статья иллюстрирует уникальные детали применения, которые стали возможными благодаря современной гидронике.