Теплообменник в квартире: Пластинчатый теплообменник для тёплого водяного пола

Пластинчатый теплообменник для тёплого водяного пола

В этой статье мы с вами разберемся для чего нужен пластинчатый теплообменник в теплом водяном полу дома, посмотрим на принцип и преимущества его использования.

Обустраивая свое жилище, каждый старается сделать его максимально комфортным, уютным и безопасным. Водяные теплые полы появились относительно недавно, однако их популярность возрастает с каждым годом, и многие отдают предпочтение именно такой системе обогрева.

Водяной теплый пол более надежный, безопасный и экономичный, в отличие от электрического.

При его обустройстве от системы центрального отопления, часто применяется коллекторная система подачи теплоносителя. Однако наряду с насосами, коллекторными системами устанавливается теплообменник.

Система тёплого пола

Система тёплого пола с теплообменником

Содержание

Принцип действия

Теплообменник — это устройство, благодаря которому осуществляется обмен теплом в напольной и центральной системе отопления. Принцип его работы базируется на том, что вода, проходящая по системе центрального водоснабжения, передает тепло жидкости, циркулирующей в теплых полах.

Теплообменник для тёплого пола

Теплообменник для тёплого водяного пола

Таким образом, если у вас в доме отключат центральное отопление или оно вовсе отсутствует, то на температуре пола это никак не отразится. Но стоит учесть, что вам понадобится не только теплообменник, но и расширительный бак, узел с грязевиком и группа безопасности.

Самые элементарные образцы теплообменников выглядят как конструкция «труба в трубе».

Водяной теплый пол в квартире функционирует с носителем, температура которого до 45°. Благодаря работе при такой невысокой температуре создается более благоприятный климат и воздух насыщается положительными ионами.

Устанавливают теплообменник чаще всего по вертикали. Осуществляя монтаж устройства, нужно уделять внимание диаметрам подключения.

Самым распространённым является пластинчатый теплообменник. Он состоит из пластинчатых элементов с оригинальной штампованной конфигурацией. Эти элементы находятся параллельно по отношению друг к другу и внутри устройства создаются два контура: один отдает тепловую энергию, другой — приобретает. Внешние элементы конструкции обособлены от тех частей, которые проводят тепло. Это значит, что энергия практически не теряется и вы можете не беспокоиться, что кто-то из домашних получит ожог, если нечаянно коснется теплообменника. Пластинчатые теплообменники производятся из качественных сталей, которые отличаются химической инертностью и устойчивостью к коррозии.

Как работает пластинчатоый теплообменник

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Преимущества использования теплообменника

Используя теплообменник при обогреве квартиры с помощью тёплого водяного пола, можно получить множество преимуществ:

    1. Водяной пол намного выгоднее электрического, а с теплообменником вы не будете зависеть от центрального отопления и сможете обогревать полы в любое время.

Мощность теплообменника для тёплого пола рекомендуется брать с запасом.

  1. Такая система отопления не требует больших затрат электроэнергии и является более экономной.
  2. Функционирование теплообменника устроено таким образом, что его температура снижаться не будет и давление в системе не понизится.
  3. В трубах будет отсутствовать ржавая вода.
Про выбор труб для тёплого пола можете прочитать тут.

Всё это позволяет сделать вывод, что устанавливать теплообменник необходимо при монтаже тёплого водяного пола.

Теплообменник для тёплого пола: работа аппарата напольного обогрева

Комфорт, экологическая чистота, экономичность и безопасность – главные факторы, которые определяют эффективное обустройство дома современного человека.

Теплообменник для теплого полаТеплообменник для теплого пола

И чтобы создавать в помещении благоприятный микроклимат, люди все чаще устанавливают водяной теплый пол в квартире или загородном доме. Такие системы, если сравнивать их с электрическими аналогами, имеют весомые преимущества:

    • полностью безопасны для жильцов;
    • совмещены со всеми типами напольных покрытий;
  • более надежны, энергоэффективны и экономичны;
  • универсальны и интегрируемые с уже установленными нагревательными деталями и разными автоматическими устройствами.

Основы установки и схемы подсоединения

Водяной пол в квартире взаимодействует с носителем, температура которого не выше 45 градусов.

Низкотемпературный режим работы позволяет создать более благоприятный микроклимат и насыщает воздух положительными ионами, что актуально для аллергиков, детей и тех, у кого астма.

Если комплектация оснащения и схема теплого пола в доме сделаны правильно и с учетом инженерных подсчетов, то можно не только получить качественный обогрев, но и полностью отказаться от применения батарей, расширив тем самым полезное пространства и изменив планировку комнаты.

Теплообменник для теплого пола

Если вам интересно, как обустроить теплый пол в квартире, придется изучить метод расчета гидравлического сопротивления и показателя теплоотдачи, поработать над вопросом комплектации системы эффективным и регулирующим оборудованием, а также над процессом теплоизоляции и внешнего декора полов.

При установке в загородных домах и квартирах системы теплого пола не стоит забывать о риске замерзания самого системы. В такой ситуации в носитель лучше добавить этиленгликоль.

Проживание в многоэтажных домах имеет ряд технических ограничений на снабжение энергосберегающих технологий.

Установленный теплый пол от централизованного отопления в квартире намного повышает общее гидросопротивление, что сказывается на качестве обогрева соседних помещений.

И если в новых зданиях элемент водяного отопления часто уже заложен в конструкцию, то получить официальное разрешение на переоборудование старых домов нереально.

Выход есть. Сегодня многие инженерные специалисты и те, кто решил установить теплый пол своими руками, применяют пластинчатый аппарат для теплого пола. Благодаря монтажу этого небольшого устройства, можно получить:

  1. рост эффективности обогрева;
  2. компактность и повышенную надежность схемы;
  3. гидравлическую автономность устройства.

Пластинчатый теплообменник: компактное и эффективное устройство

Теплообменник для теплого пола в квартире является главным устройством, которое передает тепло от внешнего носителя из общей теплостанции к внутреннему элементу. Он состоит из пластинчатых деталей с оригинальной штампованной конфигурацией.

Они находятся параллельно друг к другу, и внутри устройства формируются два элемента: отдающий и получающий тепловую энергию, которые свободно омывают каждую пластину.

Внешние конструктивные детали скрыты от теплопроводных частей, поэтому потери энергии сведены к нулю, и можно не переживать, что члены семьи, дети и питомцы получат термический ожог от случайного касания к теплообменнику.

Маленькое гидравлическое сопротивление, минимальный внутренний объем при большой площади контакта, хорошая хаотичность потоков – все это обеспечивает высокий показатель теплоотдачи и равномерный обогрев жидкой местности.

Теплообменник для теплого пола
Схема пластинчатого теплообменника для теплого пола

Репродуктивный обмен энергиями, которым снабжает теплообменник теплый пол и центральное отопление, позволяет исключить контакта содержащего ржавчину и извести теплоносителя централи с более чистым хладагентом замкнутого элемента отопления полов.

А так как пластинчатые детали производятся из качественной легированной стали, которая характеризуется химической инертностью и высокой устойчивостью к коррозии, то чистота рабочей местности поддерживается в течение долгого времени, поэтому:

  1. снижается появление отложений извести;
  2. уменьшаются расходы на применяемый внешний теплоноситель;
  3. возрастает срок эксплуатации оборудования;
  4. покупка оптимального теплообменника.
Теплообменник для теплого полаПластинчатый теплообменник

Широкий выбор конструкций, размеров и коммерческих предложений усложняет выбор теплообменника для теплого пола. Поэтому перед приобретением нужно:

  1. грамотно подсчитать рабочее давление, объем и скорость нагревательного и греющего элементов, минимальной площади пластинчатых деталей. Для этого можно воспользоваться услугами специалистов продающей организации или использовать специальное программное обеспечение;
  2. грамотно проанализировать технико-эксплуатационные параметры и условия установочного подсоединения. Менеджеры выбранной компании предоставят полный список технических качества и объяснят специфику подсоединения разных вариантов;
  3. учесть вариант проведения работы по ремонту и обслуживанию. Теплообменник для теплого пола в квартире, как и другое любое технологическое устройство, нуждается в профилактическом обслуживании. Разборные модели нужно чистить в сервисных центрах, также возможна замена уплотнителей. Паяные модели можно мыть своими руками или воспользоваться услугами специалистов;
  4. определить конструктивное исполнение. Разборные модели обладают ярко выраженным техническим дизайном, в базовой комплектации предназначены на предельное рабочее давление до 25 бар и нуждаются в систематическом осмотре. Паяные модели более компактные, обладают обтекаемыми формами и стильным дизайном, могут выдерживать давление до 35 бар.

Устанавливая теплый пол через теплообменник в квартире, вы должны обеспечить его работу и гидробезопасность, сохранить полезное пространство и не испортить дизайн помещения.

Поэтому лучше выбирать паяный пластинчатый теплообменник, стоимость таких модификаций ниже, чем у разборных систем.

Теплообменник ГВС, горячее водоснабжение от любого источника тепла

 Организация горячего водоснабжения является одним из основных условий комфортной жизни. Существует множество различных установок и систем для подогрева воды в домашней сети ГВС, однако одним из наиболее эффективных и экономичных считается метод нагрева воды от сети отопления.

 Теплообменник для горячей воды подбирается индивидуально, исходя из запросов владельца и возможностей отопительного оборудования. Правильный расчет и грамотный монтаж системы позволят вам навсегда забыть про перебои в горячем водоснабжении.

Применение пластинчатого теплообменника для ГВС

 Нагрев воды от теплосети полностью обоснован с экономической точки зрения – в отличие от классических водонагревательных котлов, использующих газ или электроэнергию, теплообменник работает исключительно на отопительную систему. В результате конечная стоимость каждого литра горячей воды оказывается для домовладельца на порядок ниже.

Пластинчатый теплообменник для горячего водоснабжения использует тепловую энергию теплосети для нагрева обычной водопроводной воды. Нагреваясь от пластин теплообменника, горячая вода поступает к точкам водоразбора – кранам, смесителям, душевую в ванной комнате и пр.

Отбор тепла от котла отопления

 Важно учитывать, что вода-теплоноситель и нагреваемая вода никак не контактируют в теплообменнике: две среды разделены пластинами теплообменного аппарата, через которые осуществляется теплообмен.

Использовать воду из системы отопления в бытовых нуждах напрямую нельзя – это нерационально и зачастую даже вредно:

  • Процесс водоподготовки для котельного оборудования – достаточно сложная и дорогая процедура. 
  • Для умягчения воды часто используются химические реагенты, которые негативно сказываются на здоровье.
  • В трубах отопления с годами скапливается колоссальный объем вредных отложений.

 Однако использовать воду отопительной системы косвенно никто не запрещал – теплообменник ГВС обладает достаточно высоким КПД и полностью обеспечит вашу потребность в горячей воде.

Типы теплообменников для систем ГВС

Среди множества типов различных теплообменников в бытовых условиях используются только два – пластинчатые и кожухотрубные. Последние практически исчезли с рынка вследствие больших габаритов и низкого КПД.

Тип теплообменника ГВС

Пластинчатый теплообменник ГВС представляет собой ряд гофрированных пластин на жесткой станине. Все пластины идентичны по размерам и конструкции, но следуют в зеркальном отражении друг к другу и разделяются специальными прокладками – резиновыми и стальными. В результате строгого чередования между парными пластинами образуются полости, которые заполняются теплоносителем или нагреваемой жидкостью – смешение сред полностью исключено. Через направляющие каналы две жидкости движутся навстречу друг другу, заполняя каждую вторую полость, и так же, по направляющим, выходят из теплообменника отдав/получив тепловую энергию.

Чем выше количество или размер пластин в теплообменнике – тем больше площадь полезного теплообмена и выше производительность теплообменника. У многих моделей на направляющей балке между станиной и запорной (крайней) плитой остается достаточно пространства, чтобы установить несколько плит аналогичного типоразмера. В этом случае дополнительные плиты всегда устанавливаются парами, иначе потребуется менять направление «вход-выход» на запорной плите.

Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника ГВС

Схема теплообменника для горячей воды

Все пластинчатые теплообменники можно разделить на:

  • Разборные (состоят из отдельных плит)
  • Паяные (герметичный корпус, не разборные)

Преимущество разборных теплообменников заключается в возможности их доработки (добавление или удаление пластин) – в паяных моделях эта функция не предусмотрена. В регионах с низким качеством водопроводной воды такие теплообменники можно разбирать и очищать от мусора и отложений вручную. 

Более высокой популярностью пользуются паяные пластинчатые теплообменники – из-за отсутствия зажимной конструкции они имеют более компактные размеры, чем разборная модель аналогичной производительности. Компания «МСК-Холод» производит подбор и продажу паяных пластинчатых теплообменников ведущих мировых брендов - Alfa Laval, SWEP, Danfoss, ONDA, KAORI, GEA, WTT, Kelvion (Кельвион Машимпэкс), Ридан. У нас вы можете купить теплообменник ГВС любой производительности для частного дома и квартиры.

Преимущество паяный теплообменников в сравнении с разборными

  • Небольшие габариты и вес
  • Более строгий контроль качества
  • Продолжительный срок службы
  • Устойчивость к высоким давлениям и температурам

Очистка паяных теплообменников выполняется безразборным методом. Если по истечении определенного периода эксплуатации начали снижаться теплотехнические характеристики, то в аппарат на несколько часов заливается раствор реагента, удаляющего все отложения. Перерыв в работе оборудования составит не более 2-3 часов.

Схемы подключения теплообменника ГВС

Теплообменник вода-вода имеет несколько вариантов подключения. Первичный контур всегда подключается к распределительной трубе теплосети (городской или частной), а вторичный – к трубам водоснабжения. В зависимости от проектного решения можно использовать параллельную одноступенчатую схему ГВС (стандартная), двухступенчатую смешанную или двухступенчатую последовательную схему ГВС.

Схема подключения определяется согласно нормам «Проектирования тепловых пунктов» СП41-101-95. В случае, когда соотношение максимального потока тепла на ГВС к максимальному потоку тепла на отопление (QГВСmax/QТЕПЛmax) определяется в границах ≤0,2 и ≥1 за основу принимается одноступенчатая схема подключения, если же соотношение определяется в пределах 0,2≤ QГВСmax/QТЕПЛmax ≤1, то в проекте используется двухступенчатая схема подключения.

Стандартная

Параллельная схема подключения считается наиболее простой и экономичной в реализации. Теплообменник устанавливается последовательно относительно регулирующей арматуры (запорного клапана) и параллельно теплосети. Для достижения высокого теплообмена системе требуется большой расход теплоносителя.

Стандартная схема работы ГВС

Двухступенчатая

При использовании двухступенчатой схемы подключения теплообменника нагрев воды для ГВС осуществляется либо в двух независимых аппаратах, либо в установке-моноблок. Вне зависимости от конфигурации сети схема монтажа значительно усложняется, но значительно повышается КПД системы и снижается расход теплоносителя (до 40%).

Подготовка воды выполняется в два этапа: на первом используется тепловая энергия обратного потока, которая нагревает воду примерно до 40°С. На втором этапе вода подогревается до нормированных показателей 60°С.

Двухступенчатая смешанная система подключения выглядит следующим образом:

Двухступенчатая смешанная система ГВС

Двухступенчатая последовательная схема подключения:

Двухступенчатая схема ГВС

Последовательную схему подключения можно реализовать в одном теплообменном аппарате ГВС. Этот тип теплообменника более сложное устройство в сравнение со стандартными и стоимость его порядком выше.

Расчет теплообменника для ГВС

При расчете теплообменника ГВС учитываются следующие параметры:

  • Количество жильцов (пользователей)
  • Нормативный суточный расход воды на одного потребителя
  • Максимальная температура теплоносителя в интересующий период
  • Температура водопроводной воды в указанный период
  • Допустимые теплопотери (нормативно – до 5%)
  • Количество точек водозабора (краны, душ, смесители)
  • Режим эксплуатации оборудования (постоянный/периодический)

Производительность теплообменника в городских квартирах (подключение к муниципальной теплосети) зачастую рассчитывается исключительно по данным зимнего периода. В это время температура теплоносителя достигает 120/80°С. Однако в весенне-осенний период показатели могут упасть до 70/40°С, в то время, как температура воды в водопроводе остается критично низкой. Поэтому расчет теплообменника желательно проводить параллельно для зимнего и весенне-осеннего периодов, при этом никто не может дать гарантии, что расчеты окажутся на 100% верны – ЖКХ нередко «пренебрегают» общепринятыми стандартами обслуживания потребителей.

В частном секторе, при монтаже теплообменника к собственной системы отопления, точность расчета на ступень выше: вы всегда уверены в работе своего котла и можете указать точную температуру теплоносителя.

Наши специалисты помогут вам выполнить правильный расчет теплообменника для ГВС и подобрать наиболее подходящую модель. Расчет выполняется бесплатно и занимает не более 20 минут – укажите свои данные и мы вышлем вам результат.

Теплообменники ГВС

Теплообменник для теплого пола, подогрева дорожек и ступенек

 Для создания комфорта и микроклимата на сегодняшний день наиболее популярным техническим решением становится - теплый водяной пол.

 Пластинчатый теплообменник для нагрева воды или теплоносителя идеально подходит для данного направления. Компактные размеры позволяют смонтировать теплообменный аппарат в уже существующую схему отопления с минимальными доработками. 

Теплообменный аппарат разделяет греющий и нагреваемый контуры тем самым становится возможным плавно регулировать температуру теплоносителя на выходе. Также раздельный контур хладоносителя обеспечивает безопасность и энергоэффективность.

Применение

Теплый пол в жилом помещении

Экономить электроэнергию создавая комфортные условия в жилом помещении стало возможным благодаря паяным пластинчатым теплообменникам.

Теплые ступеньки

Решение с теплыми ступеньками поможет избежать травм в зимнее время. В межсезонье отдыхая с друзьями на террасе вы обеспечите себе полный комфорт.

Теплые дорожки

На даче или загородном доме часто обустраивают теплые дорожки обеспечивая тем самым чистоту и порядок. Также такое решение лишает вас такого «полезного» занятие как уборка снега.

Отбор тепла

  • Котел отопления
  • Полотенцесушитель
  • Центральное отопление

Схема подключения

На рисунке показаны две схемы подключения, а также график температур нагреваемой и греющей стороны.

Схема подключения теплообменника теплый пол

Теплообменники для теплого пола

Практические советы

На выходе нагреваемой среды установите смесительный трёхходовой терморегулирующий клапан это поможет сэкономить электроэнергию, а также исключить скачки температуры хладоносителя.

  • Расширительный бак небольшой емкости обеспечивает скорость циркуляции.
  • Не приобретайте товары сомнительного производства это обеспечит вам защиту от разного рода сюрпризов таких как протечки, ожоги и прочее.

P.S.

Наша компания занимается продажей теплообменных аппаратов для разных сфер применения. За более точной информацией по теме «водяной теплый» пол советуем обратится к специалистам этой области.

что это такое, как сделать своими руками для частного дома, принцип работы системы

Чтобы увеличить уровень комфорта своего жилища, владельцы прибегают к использованию различных приспособлений. Бесперебойное водоснабжение горячей и холодной водой остается наиболее актуальным вопросом. Среди разного рода устройств, обеспечивающих подобные нужды, можно выделить теплообменник от отопления для горячей воды.

Особенности

Данный прибор дает возможность в значительной степени расширить функциональные возможности оборудования, основным назначением которого является обогрев помещений. Поскольку подача холодной и горячей воды является фактором, свидетельствующим о благоустроенности жилого дома, наличие эффективного оборудования для этой цели является обязательным.

С водоснабжением холодной водой в частных домах ситуация обстоит несколько проще, чем с ГВС. Горячее водоснабжение представляет собой более сложную систему, где продуктивность работы напрямую зависит от нагревательного механизма. В роли такого элемента довольно часто выступает отопительный бытовой котел.

В продаже существует огромное количество подобных агрегатов, которые различаются по своим конструктивным особенностям. Исходя из этого, нагрев жидкости будет осуществляться по-разному. К одному из вариантов, который в последнее время получил широкое распространение, стоит отнести теплообменник для горячего водоснабжения.

Устройство имеет такое название благодаря своей главной функции – в теплообменниках происходят процессы обмена температурами. А поскольку дело касается ГВС, становится понятно, что тепловая энергия от горячей воды из отопления передается холодной, чтобы та достигла нужной температуры. На некоторых предприятиях используются воздушные теплообменники с вентиляторами, кроме того, существуют теплообменники для дымохода, которые позволяют экономить тепловую энергию.

Особенность процесса заключается в том, что горячая вода из отопительной системы циркулирует через теплообменник, при этом отдавая определенную часть тепла холодной жидкости, находящейся в какой-либо емкости. Обычно в роли резервуара выступает бойлер. А весь процесс именуется косвенной технологией нагрева, поскольку в ходе обеспечения нужной температуры воде не происходит непосредственного контакта энергоносителя с конструкцией подогрева системы подачи воды.

На работу теплообменника оказывают влияние следующие факторы:

  • площадь контакта двух сред и самого агрегата;
  • показатели теплопроводности материалов, которые использовались при изготовлении конструкции;
  • разница в температуре между холодной водой и водой из системы отопления. Чем больше это значение, тем меньше будет эффективность работы прибора.

Некоторые мастера для домашнего применения в качестве такого устройства используют самодельные изделия, которые будут выполнять передачу тепла между жидкими средами.

Виды и принцип работы

Теплообменное оборудование на современном рынке представлено в большом многообразии.

Весь имеющийся ассортимент товаров данной линейки можно разделить на такие два вида, как:

  • пластинчатые агрегаты;
  • кожухотрубные устройства.

Последняя разновидность за счет низкого показателя КПД, а также больших размеров почти не реализуется сегодня на рынке. Пластинчатый теплообменник состоит из одинаковых пластин гофрированного типа, которые фиксируются к прочной станине из металла. Элементы расположены в зеркальном отражении относительно друг друга, а между ними имеются стальные и резиновые уплотнители. От размеров и количества пластин напрямую зависит полезная площадь теплообмена.

Пластинчатые приборы можно разделить на два подвида исходя из конфигурации, такие как:

  • паяные агрегаты;
  • разборные теплообменники.

Разборные устройства отличаются перед продукцией паяного типа сборки тем, что при первой же необходимости приспособление можно модернизировать и подстроить под личные нужды, например, добавить либо же удалить определенное количество пластин. Разборные теплообменники востребованы в областях, где для бытовых нужд используется жесткая вода, за счет особенностей которой на элементах агрегата скапливается напить и различные загрязнения. Эти новообразования отрицательно сказываются на эффективности работы устройства, поэтому нуждаются в регулярной очистке, а благодаря своей конфигурации такая возможность есть всегда.

Кроме того, теплообменники разборного типа отличаются компактными размерами, за счет отсутствия зажимной конструкции в системе.

Неразборные устройства выделяются следующими особенностями:

  • высокий уровень устойчивости к высокому давлению и колебаниям температуры;
  • большой эксплуатационный срок;
  • небольшой вес.

Чистка паяных агрегатов происходит без разборки всей конструкции.

Если налицо стало ухудшение работы прибора по истечении определенного периода использования, то специалисты рекомендуют приобрести специальный реагент, который поможет справиться с новообразованиями и накипью внутри теплообменника.

Из расчета вида и варианта установки агрегата следует выделить два типы теплообменников для горячей воды от отопления.

  • Теплообменники внутреннего типа расположены в самих нагревательных приборах – печах, котлах и других. Монтаж такого рода позволяет получить максимальную эффективность в ходе эксплуатации изделий, поскольку потери тепла на нагрев корпуса будут минимальными. Как правило, такие устройства уже на стадии изготовления котлов встраиваются в него. Это в значительной степени облегчает монтаж и пусконаладочные работы, поскольку требуется только выполнить настройку необходимого режима работы теплообменника.
  • Внешние теплообменники необходимо подключать отдельно от источника тепловой энергии. Такие устройства актуальны для использования в случаях, когда работа прибора зависит от удаленного источника отопления. В качестве примера выступают дома, в которых предусмотрено централизованное отопление. В таком варианте бытовой агрегат, нагревающий воду, выступает в роли внешнего приспособления.

Теплообменники внешнего типа имеют более низкий показатель эффективности работы в сравнении с внутренними устройствами.

Принимая во внимание вид материала, из которого выполняются проборы, стоит выделить следующие модели:

  • стальные теплообменники;
  • приборы, выполненные из чугуна.

Кроме того, выделяются системы с медной пайкой. Они используются для централизованного отопления многоквартирных домов.

Никелевый припой рекомендован для отопительных систем, которые эксплуатируются в промышленной сфере либо в ходе контакта с химически агрессивными теплоносителями.

Особенностями чугунного оборудования стоит считать следующие его характеристики:

  • сырье довольно медленно остывает, что позволяет экономить на работе всей отопительной системы;
  • материал имеет высокие показатели теплопроводности, всем изделиям из чугуна присущи свойства, при которых он очень быстро нагревается и отдает тепло другим элементам;
  • сырье отличается стойкостью к образованию накипи на основании, кроме того, он более устойчив к коррозии;
  • при помощи монтажа дополнительных секций можно увеличить мощность и функциональные возможности агрегата в целом;
  • продукцию из этого материала можно транспортировать по частям, разбив его на секции, что облегчает процесс доставки, а также монтаж и работы по обслуживанию теплообменника.

Как и у любого другого товара, у подобного зависимого прибора имеются следующие недостатки:

  • чугун отличается небольшой устойчивостью к резким температурным колебаниям, подобные явления могут быть чреваты образованием трещин на приборе, что отрицательно скажется на показателях мощности теплообменника;
  • даже имея большие размеры, чугунные агрегаты очень хрупкие, исходя из чего механические повреждения, в особенности в ходе транспортировки продукции, могут серьезно повредить его;
  • материал склонен к сухой коррозии;
  • большая масса и габариты прибора иногда усложняют разработку и монтаж системы.

Стальные теплообменные приборы для подачи горячей воды примечательны следующими достоинствами:

  • высокий показатель теплопроводности;
  • небольшая масса продукции. Сталь не утяжеляет систему, поэтому подобные устройства являются оптимальным вариантом в случае, когда необходим теплообменник, задачей которого является обслуживание большой площади;
  • стальные агрегаты устойчивы к механическим воздействиям;
  • теплообменник из стали не реагирует на колебания температур внутри конструкции;
  • материалу присущи хорошие показатели эластичности, однако, длительный контакт с сильно нагретой либо охлажденной средой может привести к образованию трещин в области сварных швов.

К минусам приборов относятся следующие особенности:

  • предрасположенность к электрохимической коррозии. Поэтому при постоянном контакте с агрессивной средой эксплуатационный срок прибора существенно сократится;
  • в устройствах отсутствует возможность увеличения эффективности работы;
  • стальной агрегат очень быстро теряет тепло, что чревато повышенным расходом топлива для продуктивного функционирования;
  • низкий уровень ремонтопригодности. Своими руками починить устройство практически невозможно;
  • окончательная сборка теплообменника из стали производится в условиях цеха, где он был изготовлен. Агрегаты представляют собой монолитные блоки больших размеров, за счет чего возникают сложности с их доставкой.

Некоторые производители, чтобы увеличить качество стальных теплообменников, покрывают его внутренние стенки чугуном, благодаря этому возрастает надежность конструкции.

Схема подключения

Работы по монтажу включают в себя установку и подключение прибора к необходимым коммуникациям. Технология работ зависит от типа теплообменника для горячего водоснабжения, а также от места его установки в помещении. Для монтажа устройства внутреннего типа необходимо лишь подключение его к системе ГВС.

Технология выполнения работ сводится к присоединению соответствующих патрубков в разрыв отвода от трубопровода холодного водоснабжения и новой системы подачи горячей воды. Внешние агрегаты располагаются вблизи от источника питания. Устройство нужно подключить в разрыв магистрали, система ГВС подводится к выходному патрубку, на входной патрубок проводится подключение отвода холодного водоснабжения.

После выполнения всех вышеперечисленных действий выполняется настройка и запуск теплообменника. При подключении приборов необходимо помнить, что все входящие и выходящие линии требуют наличия специальных вентилей, за счет которых при необходимости можно выполнить отсоединение теплообменника от системы отопления для выполнения обслуживания или ремонтных работ.

Как сделать?

Для того чтобы самостоятельно сделать теплообменник для горячей воды от отопления, в первую очередь стоит определиться с выбором типа устройства. Проще всего будет сделать устройство бойлерного типа. Агрегат представляет собой бочку с теплоносителем, внутри которой будет расположен змеевик для нагрева ГВС.

Для выполнения работ понадобятся следующие материалы и изделия:

  • металлическая трубка и бак;
  • анод;
  • регулятор мощности.

Трубка скручивается в спираль, в емкости выполняются два отверстия, нижнее будет использовано для подвода холодной воды, верхнее – для горячей. Можно также сделать так называемую трубную доску. Такое изделие состоит из трубок, которые присоединяются к двум пластинкам с отверстиями. Пластины отсекают друг от друга емкости, в первой происходит поступление холодной воды и вывод нагретой, вторая емкость используется для циркуляции воды, увеличивая длину трубок и площадь контакта. Такое устройство опускается в корпус теплоносителя, который нагреет воду в трубках.

Советы

Главной проблемой, с которой сталкивается человек в ходе эксплуатации теплообменника, является накипь. Она выступает в роли теплоизоляционного слоя, который увеличивает время, требуемое для нагрева воды, как следствие – возрастает расход электроэнергии. Производители для снижения риска образования накипи стараются использовать в своих системах специальные трубки, которые проходят определенную полировку, а также изготавливаются из материалов, устойчивых к ее образованию.

Современные технологии позволяют бороться с накипью при помощи магнитного воздействия на воду. Чтобы сделать правильный выбор теплообменника для горячего водоснабжения от отопления стоит учесть строение и тип имеющейся системы отопления, ее параметры и величину потребления воды.

Более подробно о теплообменниках вы можете узнать из видео.

Как сделать водяной теплый пол от центрального отопления?

Домашний уют во многом обусловлен тем микроклиматом, который царит в доме. Однако центральная система отопления далеко не всегда позволяет создать желаемые условия, поэтому часто наилучшим выходом оказывается система теплого пола, которая эффективно справляется со своей задачей даже в лютый холод, обеспечивая быстрый и качественный обогрев. Помещение прогревается наиболее равномерно, в квартирах на первых этажах это настоящее спасение. Из этой статьи Вы узнаете, как правильно подключить водяной теплый пол к центральному отоплению при помощи пластинчатого теплообменника.

Устройство теплообменника, как посредника

Но сначала давайте подробно рассмотрим, как именно он работает. Итак, теплообменники рассматриваемого типа делятся на неразборные (паяные) и разборные, их производят из самых различных материалов. Стать и латунь предусматривают использование в условиях сильного давления. Медные варианты с большим успехом применяются в пивной промышленности, они удобны для резкого охлаждения пива, тут высокое давление отсутствует, зато нужна хорошая скорость теплопроводности, которой как раз таки и обладает данный цветной металл. Поэтому данный теплообменник подходит для подключения водяного теплого пола к центральному отоплению.

Вообще такие теплообменники имеют широкую сферу применения, их успешно задействуют в системах охлаждения, отопления, при работе с химикатами, вместе с солнечными коллекторами при подключении к бойлеру и так же при подключении водяного теплого пола к центральному отоплению.

Для чего нужен теплообменник?

теплообменник для систем отопления

Рассмотрим пластинчатый неразборный теплообменник. На корпусе присутствует четыре выхода, то есть два контура. Устройство разделяет потоки по давлению, по температуре и т. д., может применяться для охлаждения, однако, нам он необходим для отопления, чтобы обеспечить правильное подключение теплых полов. На один контур подключается данная система, а на другой – ТЭЦ. Прямое подключение водяного теплого пола к центральному отоплению может быть связано с опасностью быстрого выхода из строя теплых полов, так как для теплоносителя ТЭЦ свойственны высокие температуры, сильное давление, здесь также специальные химические реактивы и множество мусора. Все эти факторы явно не поспособствуют продлению срока службы теплых полов.

Так, теплообменник позволяет создать в домашних условиях автономную систему теплого пола с незагрязненной водой и оптимальным давлением. С одной стороны пластины идёт грязная вода от ТЭЦ с большим давлением, а с другой – чистая вода от нашей автономной системы с маленьким давлением. Такая пластина обеспечивает четкое герметичное разделение, качественную теплопередачу, смешивание потоков полностью исключается. Число таких тонких пластин определяет мощностные характеристики теплообменника.

Подбор теплообменника для подключению ТЭЦ

Для того, чтобы правильно подобрать теплообменник для подключения водяного теплого пола к центральному отоплению, нужно определить степень загрязненности теплоносителя, чтобы понять, насколько вода нуждается в очистке. Если налет небольшой, то вполне хватит фильтра грубой очистки, задерживающего в себе стружку и окалину. Такой фильтр можно очистить специальными средствами, если через какое-то время он загрязнится и потребует очистки.

На каждом теплообменнике обязательно имеется информация о типе изделия, фирме-производителе, указывается максимальное и тестовое давление, максимальная рабочая температура, схема расположения крепления, обязательно обозначение контуров, которые могут располагаться как по диагонали, так и в вертикальной плоскости. Специальная стрелка показывает направление монтажа изделия, то есть, в каком именно положении его следует устанавливать. Важно понимать, как происходит отток теплоносителей. Сама циркуляция осуществляется за счет так называемого циркуляционного насоса.  

На схеме в паспорте обычно можно найти, как правильно осуществить установку. Например, один из вариантов – прижать изделие к стене крепежной лентой или консолью и, воспользовавшись специальным уголком, прикрутить. Фильтры являются обязательными к установке, необходим хотя бы грубый фильтр.

Монтаж теплообменника

Монтаж чаще всего осуществляется по вертикали. Диаметр подключения, габариты и мощность подключения водяного теплого пола к центральному отоплению могут быть разными в разных устройствах. Особое внимание хочется уделить именно диаметрам подключения. Мощность лучше брать с запасом, ведь этот параметр не соотносится с размерами, разница может составить лишь несколько сантиметров. При этом увеличивается инерция теплосъема. Это актуально в особенности в тех случаях, когда температура от ТЭЦ не слишком высокая, например, если она составляет не более семидесяти градусов.

После того как установлен распределитель теплого пола, на него собирается насос с трехходовым клапаном. Далее осуществляется монтаж электрокотла (для межсезонного использования), включая необходимое навесное оснащение.  То есть, сначала соединяется подача теплообменника от котла, затем врезаются тройники, распределитель с клапаном соединяется, ставятся термометры и в наиболее удобном месте устанавливается расширительный бак, например, можно сделать это под раковиной. Необходимо осуществлять монтаж таким образом, чтобы был обеспечен удобный доступ ко всему оборудованию.

Посмотрите подробное видео по тому, как подключить водяной теплый пол к центральному отоплению через теплообменник:

Если схема была смонтирована неверно, то последствия могут быть негативными, поэтому ошибок допускать ни в коем случае нельзя. Лучше доверить такую работу опытным профессионалам, которые в курсе всех возможных нюансов.

Читайте так же:

Теплообменник для теплого пола

Комфорт, гигиеничность, безопасность и экономичность – основные факторы, определяющие концепцию обустройства жилища современного человека. И чтобы создать в помещении оптимальный температурный баланс люди все чаще люди монтируют водяной теплый пол в квартире или частном доме, тем более что по сравнению с электрическими аналогами такие системы отопления являются:

• Полностью безопасными для проживающих;
• Сочетаемыми со всеми видами напольных покрытий;
• Более надежными, энергоэффективными и экономичными;
• Универсальными и интегрируемыми с уже смонтированными контурами отопления и различными устройствами автоматики.

Основы обустройства и схемы подключения

Водяной теплый пол в квартире работает с носителем, температура которого не превышает 45 ˚С. Низкотемпературный режим работы способствует созданию более благоприятного климата и упраздняет перенасыщение воздуха положительными ионами, что особенно актуально для астматиков, аллергиков и семей с маленькими детьми. Если комплектация оборудования и схема теплого пола в квартире выполнены грамотно и на основе инженерных расчетов, то можно не только добиться качественного обогрева, но и полностью отказаться от использования радиаторов отопление, расширив тем самым полезную площадь и существенно изменив концепцию дизайна интерьера.

Если вы заинтересовались, как сделать теплый пол в квартире, то вам потребуется изучить порядок расчета гидравлического сопротивления и коэффициента теплоотдачи, проработать вопрос комплектации системы функциональным и регулирующим оборудованием, процесс выполнения теплоизоляции и декоративного оформления полов. При обустройстве загородных домов и дач не следует забывать о вероятности замерзания системы, в таком случае в носитель лучше изначально добавить этиленгликоль.

Проживание в многоквартирных домах накладывает ряд технических ограничений на внедрение энергосберегающих технологий. Смонтированный теплый пол от центрального отопления в квартире значительно увеличивает общее гидросопротивление, что тут же отражается на качестве отопления соседних помещений. И если в новых домах контур водяного отопления зачастую уже заложен конструктивно, то получить официальное разрешение на переобустройство старых домов практически не реально.

И выход найден! Сегодня большинство инженерных специалистов и тех, кто решился произвести монтаж системы самостоятельно, используют пластинчатый теплообменник для теплого пола. Благодаря установке этого малогабаритного устройства достигается:

  • Увеличение эффективности отопления;
  • Компактность и повышенная надежность схемы в целом;
  • Гидравлическая автономность системы.

Пластинчатый теплообменник – компактен и эффективен

Функционально теплообменник для теплого пола в квартире – основное устройство, обеспечивающее процесс передачи тепла от внешнего носителя из общей теплоцентрали к внутреннему контуру. Он состоит из пластинчатых элементов с оригинальной штампованной конфигурацией. Они располагаются встречно-параллельно по отношению друг к другу и внутри устройства создаются два контура: отдающий и приобретающий тепловую энергию, которые независимо омывают каждую пластину. Внешние конструктивные элементы изолированы от теплопроводных частей, соответственно потери энергии сведены к минимуму и можно не бояться, что члены семьи, дети или домашние животные смогут получить термический ожог от случайного прикосновения к теплообменнику.

Малое гидравлическое сопротивление, незначительный внутренний объем при обширной площади контакта, хорошая турбулентность потоков обуславливают высокий коэффициент теплоотдачи и равномерный прогрев жидкой среды.

Репродуктивный обмен энергиями, который обеспечивает теплообменник для теплого пола от центрального отопления, позволяет избежать непосредственного контакта содержащего ржавчину и взвеси теплоносителя общей централи с более чистым хладогентом замкнутого контура отопления полов. А так как пластинчатые элементы изготавливаются из качественных легированных сталей, характеризующихся химической инертностью и высокой коррозионной стойкостью, чистота рабочей среды поддерживается на протяжении длительного периода и соответственно:

Минимизируется образование известковых отложений; Снижаются затраты на используемый внешний теплоноситель; Увеличивается эксплуатационный ресурс оборудования.

Разборной или паяный теплообменник? Обращайтесь к профессионалам!

Разнообразие конструкций, типоразмеров и коммерческих предложений вносит сумятицу и становится все сложней правильно выбрать теплообменник для теплого пола, купить наиболее оптимальную по цене и характеристикам модель. Поэтому перед покупкой необходимо:

1. Компетентно произвести расчет рабочего давления, объемов и скорости греющего и нагреваемого контуров, минимальной площади пластинчатых элементов. Для этого можно прибегнуть к услугам специалистов продающей компании или воспользоваться специализированным программным обеспечением.

2. Основательно произвести сравнительный анализ технико-эксплуатационных параметров и условий монтажного подключения. Менеджеры предоставят полный перечень технических характеристик и разъяснят специфику подключения различных вариаций.

3. Учесть вариант выполнения ремонтных и сервисных работ. Теплообменник для теплого пола в квартире от центрального отопления или индивидуальной системы загородного коттеджа, как и любое технологическое оборудование, требует профилактического обслуживания. Разборным моделям потребуется чистка в сервисных центрах и возможно замена уплотнителей, паяные можно промыть самостоятельно или посредством услуг профессионалов.

4. Определиться с конструктивным исполнением. Разборные модели имеют ярко выраженный технический дизайн, в стандартном исполнении рассчитаны на предельное рабочее давление до 25 бар и требуют проведения периодического осмотра. Паяные модели более компактные, имеют обтекаемые формы и лаконичный дизайн, могут выдерживать гидроудары до 35 бар.

Монтируя теплый пол от отопления в квартире важно обеспечить его функциональность и гидробезопасность, предельно сохранить полезную площадь и соблюсти высокую эстетичность интерьера. Поэтому в квартире целесообразней установить паяный пластинчатый теплообменник для теплого пола, цена данных модификаций к тому же несколько ниже, чем у разборных конструкций.

Обращение в профильную компанию гарантирует разнообразие ассортимента, предоставление компетентных консультаций и соответствие продукции Госстандартам и заявленным параметрам.

ТЕПЛООБМЕННИКОВ

Теплообменник - это устройство, используемое для передачи тепла между двумя или более жидкостями. Жидкости могут быть однофазными или двухфазными и, в зависимости от типа теплообменника, могут быть разделены или находятся в непосредственном контакте. Устройства, использующие источники энергии, такие как стержни ядерного топлива или нагреватели, обычно не рассматриваются в качестве теплообменников, хотя многие принципы, используемые в их конструкции, являются одинаковыми.

Чтобы обсудить теплообменники, необходимо предусмотреть некоторую форму категоризации.Есть два подхода, которые обычно принимаются. Первый рассматривает конфигурацию потока в теплообменнике, а второй основан на классификации типа оборудования, в основном по конструкции. Оба рассматриваются здесь.

Классификация теплообменников по конфигурации потока

Существует четыре основных конфигурации потока:

На рисунке 1 показан идеализированный противоточный теплообменник, в котором две жидкости текут параллельно друг другу, но в противоположных направлениях.Этот тип организации потока позволяет максимально изменять температуру обеих жидкостей и поэтому является наиболее эффективным (где КПД - это количество фактически переданного тепла по сравнению с теоретическим максимальным количеством тепла, которое может быть передано).

Рис. 1. Противоток.

В теплообменниках с прямоточным потоком потоки текут параллельно друг другу и в том же направлении, как показано на фиг.2. Это менее эффективно, чем противоточное течение, но обеспечивает более равномерную температуру стенок.

Рисунок 2. Поток тока.

Теплообменники с поперечным потоком являются промежуточными по эффективности между противотоком и теплообменниками с параллельным потоком. В этих единицах потоки текут под прямым углом друг к другу, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Перекрестный поток.

В промышленных теплообменниках часто встречаются гибриды вышеуказанных типов потока. Примерами этого являются комбинированные теплообменники с противотоком и противотоком и многопроходные теплообменники.(См., Например, рисунок 4.)

Рис. 4. Поперечный / встречный поток.

Классификация теплообменников по конструкции

В этом разделе теплообменники классифицируются в основном по их конструкции, Garland (1990) (см. Рисунок 5). Первый уровень классификации заключается в разделении типов теплообменников на рекуперативные или регенеративные. Рекуперативный теплообменник имеет отдельные пути потока для каждой жидкости, и жидкости текут одновременно через теплообменник, обмениваясь теплом через стену, разделяющую пути потока.Регенеративный теплообменник имеет единственный путь потока, через который попеременно проходят горячие и холодные жидкости.

Рисунок 5. Классификации теплообменников.

Регенеративные теплообменники

В регенеративном теплообменнике путь потока обычно состоит из матрицы, которая нагревается, когда через нее проходит горячая жидкость (это называется «горячим ударом»). Это тепло затем передается холодной жидкости, когда она протекает через матрицу («холодный удар»).Регенеративные теплообменники иногда называют емкостными теплообменниками . Хороший обзор регенераторов предоставлен Walker (1982).

Регенераторы в основном используются в системах рекуперации тепла газ / газ на электростанциях и в других энергоемких отраслях промышленности. Два основных типа регенератора: статический и динамический. Оба типа регенераторов являются переходными в работе, и если в их конструкции не уделяется большое внимание, обычно происходит перекрестное загрязнение горячего и холодного потоков.Однако использование регенераторов в будущем, вероятно, возрастет, поскольку предпринимаются попытки повысить энергоэффективность и рекуперировать более низкосортное тепло. Однако, поскольку регенеративные теплообменники, как правило, используются для специализированных применений, рекуперативные теплообменники встречаются чаще.

Рекуперативные теплообменники

Существует много типов рекуперативных теплообменников, которые можно сгруппировать в непрямой контакт, прямой контакт и специальные. Непрямые контактные теплообменники разделяют теплообменные жидкости, используя трубки или пластины и т. Д., Прямые контактные теплообменники не разделяют жидкости, обменивающиеся теплом, и фактически зависят от жидкостей, находящихся в тесном контакте.

В этом разделе кратко описаны некоторые из наиболее распространенных типов теплообменников, и они расположены в соответствии с классификацией, приведенной на рисунке 5.

В этом типе пары разделены стенкой, обычно металлической. Примерами этого являются трубчатые теплообменники, см. Рисунок 6, и пластинчатые теплообменники, см. Рисунок 7.

Трубчатые теплообменники очень популярны благодаря гибкости, которую конструктор должен учитывать в широком диапазоне давлений и температур.Трубчатые теплообменники можно подразделить на ряд категорий, из которых кожухотрубный теплообменник является наиболее распространенным.

Кожухотрубный теплообменник состоит из нескольких трубок, установленных внутри цилиндрической оболочки. Рисунок 8 иллюстрирует типичную единицу, которая может быть найдена на нефтехимическом заводе. Две жидкости могут обмениваться теплом, одна жидкость течет по внешней стороне труб, а вторая жидкость течет по трубам. Жидкости могут быть однофазными или двухфазными и могут протекать параллельно или поперечно / противоточно.Кожухотрубный теплообменник состоит из четырех основных частей:

  • Фронтальный конец - это место, где жидкость попадает в трубку теплообменника.

  • Задний конец - это место, где жидкость в трубке покидает теплообменник или возвращается в передний коллектор в теплообменниках с несколькими проходами в трубе.

  • Пучок трубок - состоит из трубок, листов трубок, перегородок, рулевых тяг и т. Д. Для удержания пучка вместе.

  • Оболочка - содержит трубный пучок.

Популярность кожухотрубных теплообменников привела к разработке стандарта для их назначения и использования. Это стандарт Ассоциации производителей трубчатых теплообменников (TEMA). Как правило, кожухотрубные теплообменники изготавливаются из металла, но для специальных применений (например, с применением сильных кислот фармацевтических препаратов) могут использоваться другие материалы, такие как графит, пластик и стекло. Также нормально, чтобы трубки были прямыми, но в некоторых криогенных применениях используются спиральные или Hampson катушки .Простая форма кожухотрубного теплообменника - это двухтрубный теплообменник. Этот теплообменник состоит из одной или нескольких трубок, содержащихся в большей трубе. В самой сложной форме между многотрубной двойной трубой и кожухотрубным теплообменником мало различий. Однако двухтрубные теплообменники, как правило, имеют модульную конструкцию, поэтому несколько узлов могут быть скреплены болтами вместе для достижения требуемой нагрузки. Книга Е.А.Д. Сондерс [Saunders (1988)] дает хороший обзор трубчатых теплообменников.

Другие типы трубчатых теплообменников включают в себя:

  • Печи - рабочая жидкость проходит через печь в трубах с прямыми или спиральными намотками, и нагрев осуществляется горелками или электрическими нагревателями.

  • Трубы в пластине - в основном они используются для рекуперации тепла и кондиционирования воздуха. Трубки обычно монтируются в какой-либо форме воздуховода, а пластины действуют как опоры и обеспечивают дополнительную площадь поверхности в виде ребер.

  • с электрическим подогревом - в этом случае жидкость обычно протекает за пределами труб с электрическим подогревом (см. Джоулев нагрев).

  • с воздушным охлаждением Теплообменники состоят из пучка труб, системы вентилятора и несущей конструкции. Трубы могут иметь ребра различного типа, чтобы обеспечить дополнительную площадь поверхности на стороне воздуха. Воздух либо всасывается через трубки вентилятором, установленным над пучком (индуцированная тяга), либо продувается через трубки вентилятором, установленным под пучком (принудительная тяга). Они, как правило, используются в местах, где существуют проблемы с получением достаточного количества охлаждающей воды.

  • Тепловые трубки, сосуды с перемешиванием и графитовые блочные теплообменники могут рассматриваться как трубчатые или могут быть помещены под Рекуперативные «Специальные». Тепловая труба состоит из трубы, фитильного материала и рабочей жидкости. Рабочая жидкость поглощает тепло, испаряется и проходит к другому концу тепловой трубы, где она конденсируется и выделяет тепло. Затем жидкость с помощью капиллярного воздействия возвращается к горячему концу тепловой трубы для повторного испарения. Взволнованные сосуды в основном используются для нагрева вязких жидкостей.Они состоят из сосуда с трубками внутри и мешалки, такой как пропеллер или винтовая ленточная крыльчатка. Трубки переносят горячую жидкость, а мешалка вводится для обеспечения равномерного нагрева холодной жидкости. Углеродные теплообменники обычно используются, когда агрессивные жидкости необходимо нагревать или охлаждать. Они состоят из твердых углеродных блоков, в которых просверлены отверстия для прохода жидкостей. Затем блоки крепятся болтами вместе с коллекторами для формирования теплообменника.

Пластинчатые теплообменники разделяют жидкости, обменивающиеся теплом, посредством пластин.Они обычно имеют улучшенные поверхности, такие как ребра или тиснение, и могут быть скреплены болтами, спаяны или сварены. Пластинчатые теплообменники в основном используются в криогенной и пищевой промышленности. Однако из-за их высокого отношения площади поверхности к объему, низкого запаса жидкостей и их способности обрабатывать более двух пар, они также начинают использоваться в химической промышленности.

Пластинчатые и каркасные теплообменники состоят из двух прямоугольных концевых элементов, которые удерживают вместе несколько рельефных прямоугольных пластин с отверстиями в углу для прохода жидкостей.Каждая из пластин разделена прокладкой, которая герметизирует пластины и обеспечивает поток жидкости между пластинами, см. Рисунок 9. Этот тип теплообменника широко используется в пищевой промышленности, поскольку его легко разбирать для очистки. Если утечка в окружающую среду является проблемой, можно сварить две пластины вместе, чтобы жидкость, протекающая между сварными пластинами, не могла протекать. Однако, поскольку все еще присутствуют некоторые прокладки, все еще возможна утечка. Паяные пластинчатые теплообменники предотвращают утечку, паяя все пластины вместе, а затем приваривая к входному и выходному отверстиям.

Рисунок 6. Классификация трубчатых теплообменников.

Рисунок 7. Классификация пластинчатых теплообменников.

Рисунок 8. Кожухотрубный теплообменник.

Рис. 9. Пластинчато-рамный теплообменник.

Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из ребер или распорок, расположенных между параллельными пластинами. Ребра могут быть расположены так, чтобы обеспечить любую комбинацию поперечного или параллельного потока между соседними пластинами. Также возможно пропускать до 12 потоков жидкости через один теплообменник путем тщательного расположения коллекторов.Они обычно изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали и спаяны вместе. Их основное использование в сжижении газа из-за их способности работать при близких температурных подходах.

Теплообменники Lamella в некоторых отношениях аналогичны кожуху и трубе. Прямоугольные трубки с закругленными углами сложены близко друг к другу, образуя пучок, который помещается внутрь оболочки. Одна жидкость проходит через трубки, а жидкость течет параллельно через зазоры между трубками.Они, как правило, используются в целлюлозно-бумажной промышленности, где требуются большие проходы для потока.

Спиральные пластинчатые теплообменники формируются путем намотки двух плоских параллельных пластин вместе для формирования катушки. Затем концы уплотняются прокладками или привариваются. Они в основном используются с вязкими, сильно загрязненными жидкостями или жидкостями, содержащими частицы или волокна.

Теплообменник этой категории не использует теплообменную поверхность, поэтому он часто дешевле непрямых теплообменников.Однако, чтобы использовать теплообменник с прямым контактом с двумя жидкостями, они должны быть несмешиваемыми, или, если предполагается использовать одну жидкость, она должна претерпеть изменение фазы. (См. Прямая теплопередача контакта.)

Наиболее легко узнаваемой формой теплообменника с прямым контактом является градирня с естественной тягой, имеющаяся на многих электростанциях. Эти блоки состоят из большой приблизительно цилиндрической оболочки (обычно более 100 м в высоту) и упаковки снизу для увеличения площади поверхности. Охлаждаемая вода распыляется сверху на набивку, в то время как воздух поступает через дно набивки и вверх через колонну благодаря естественной плавучести.Основная проблема с этой и другими типами градирен с прямым контактом заключается в постоянной необходимости подачи охлаждающей воды за счет испарения.

Конденсаторы прямого контакта иногда используются вместо трубчатых конденсаторов из-за их низких капитальных и эксплуатационных затрат. Существует множество вариаций прямого контакта конденсатора. В своей простейшей форме охлаждающая жидкость распыляется с верхней части сосуда над паром, поступающим со стороны сосуда. Конденсат и охлаждающая жидкость затем собираются на дне.Большая площадь поверхности, достигаемая распылением, гарантирует, что они являются весьма эффективными теплообменниками.

Паровой впрыск используется для нагрева жидкостей в резервуарах или трубопроводах. Пар способствует передаче тепла за счет турбулентности, создаваемой впрыском, и передает тепло путем конденсации. Обычно не делается никаких попыток собрать конденсат.

Прямой нагрев в основном используется в сушилках, где влажное твердое вещество сушат, пропуская его через поток горячего воздуха. Другой формой прямого нагрева является погруженное горение.Это было разработано главным образом для концентрации и кристаллизации агрессивных растворов. Жидкость испаряется пламенем и выхлопными газами, направленными вниз в жидкость, которая удерживается в некоторой форме резервуара.

Воздухоохладитель с мокрой поверхностью в некоторых отношениях аналогичен теплообменнику с воздушным охлаждением. Однако в этом типе устройства вода разбрызгивается по трубам, а вентилятор всасывает воздух и воду вниз по пучку труб. Вся система закрыта, и теплый влажный воздух обычно выпускается в атмосферу.

Сменные поверхностные теплообменники состоят из сосуда с рубашкой, через который проходит жидкость, и вращающегося скребка, который непрерывно удаляет отложения с внутренних стенок сосуда. Эти агрегаты используются в пищевой и фармацевтической промышленности, где отложения образуются на нагретых стенках сосуда с рубашкой.

Статические регенераторы или регенераторы с неподвижным слоем не имеют движущихся частей, кроме клапанов. В этом случае горячий газ проходит через матрицу в течение фиксированного периода времени, по истечении которого происходит переворот, горячий газ отключается, и холодный газ проходит через матрицу.Основная проблема с этим типом устройства заключается в том, что как горячий, так и холодный поток являются прерывистыми. Для преодоления этого и обеспечения непрерывной работы требуются по меньшей мере два статических регенератора или может быть использован роторный регенератор.

Во вращающемся регенераторе цилиндрическая фасонная упаковка вращается вокруг оси цилиндра между парой газовых уплотнений. Горячий и холодный газ протекает одновременно через воздуховоды с обеих сторон газовых уплотнений и через вращающееся уплотнение (См. Регенеративные теплообменники.)

Термический анализ любого теплообменника включает решение основного уравнения теплопередачи.

(1)

Это уравнение вычисляет количество тепла, передаваемого через область dA, где T h и T c - локальные температуры горячей и холодной жидкости, α - локальный коэффициент теплопередачи, а dA - локальная инкрементная площадь, на которой α основан. Для плоской стены

(2)

где Вт - толщина стенки, а Вт - ее теплопроводность.

Для однофазного потока через стенку α для каждого из потоков является функцией Re и Pr. Когда происходит конденсация или кипение, α также может зависеть от разности температур. Как только коэффициент теплопередачи для каждого потока и стенки известен, тогда общий коэффициент теплопередачи U определяется как

(3)

где сопротивление стенке r w определяется как 1 / α w . Общая скорость теплопередачи между горячей и холодной жидкостями определяется как

(4)

Это уравнение для постоянных температур и коэффициентов теплопередачи.В большинстве теплообменников это не так, и поэтому используется другая форма уравнения

(5)

где - общая тепловая нагрузка, U - средний общий коэффициент теплопередачи, а ΔT M - средняя разность температур. Расчет ΔT M и снятие предположения о постоянном коэффициенте теплопередачи описаны в разделе Разница в средней температуре.

Расчет U и ΔT M требует информации о типе теплообменника, геометрии (например,например, размер проходов в пластине или диаметр трубы), ориентация потока, чистый противоток или поперечный поток и т. д. Затем можно рассчитать общую нагрузку, используя предполагаемое значение AT, и сравнить с требуемой нагрузкой. Затем можно внести изменения в предполагаемую геометрию, и U, ΔT M и пересчитать, чтобы в конечном итоге выполнить итерацию к решению, которое равно требуемой обязанности. Однако при выполнении термического анализа следует также проверять на каждой итерации, чтобы допустимый перепад давления не превышался.Компьютерные программы, такие как TASC от HTFS (Heat Transfer и Fluid Flow Service), выполняют эти вычисления автоматически и оптимизируют проект.

Механические соображения

Все типы теплообменников должны подвергаться определенной форме механического проектирования. Любой теплообменник, работающий при давлении выше атмосферного, должен проектироваться в соответствии с местным указанным кодом конструкции сосуда под давлением , таким как ASME VIII (Американское общество инженеров-механиков) или BS 5500 (британский стандарт).Эти коды определяют требования к сосуду под давлением, но они не касаются каких-либо специфических особенностей конкретного типа теплообменника. В некоторых случаях существуют специальные стандарты для определенных типов теплообменников. Два из них перечислены ниже, но в целом отдельные производители определяют свои собственные стандарты.

ССЫЛКИ

Garland, W. J. (1990) Private Communication.

Walker, G. (1982) Промышленные теплообменники-A Базовое руководство , Издательство Hemisphere.

Rohsenow, W.M. и Hartnett, J.P. (1973) Справочник по теплопередаче , Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Company. DOI: 10.1016 / 0017-9310 (75)

-9

Saunders, E. A. D. (1988) Теплообменники - выбор, проектирование и строительство, Longman Scientific and Technical. DOI: 10.1016 / 0378-3820 (89)

-5

Ассоциация производителей трубчатых теплообменников

(1988) (TEMA), седьмое издание. Кожухотрубные теплообменники .

Американский институт нефти (API) 661: Теплообменники с воздушным охлаждением для нефтяной промышленности .

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • образование
  • Исследовательская работа
  • новаторство
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Alumni
  • О MIT
  • Больше ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Alumni
    • О MIT
Меню ↓ Поиск Меню О, похоже, мы не смогли найти то, что искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Посмотреть больше результатов

Предложения или отзывы?

,Промышленный теплообменник
: эксплуатация и техническое обслуживание для минимизации загрязнения и коррозии

1. Введение

Теплообменник

играет важную роль в промышленном применении. Реализуется в целях нагрева и охлаждения крупногабаритных промышленных технологических жидкостей [1]. Теплообменник представляет собой динамическую конструкцию, которая может быть адаптирована к любому промышленному процессу в зависимости от температуры, давления, типа жидкости, фазового потока, плотности, химического состава, вязкости и многих других термодинамических свойств [2, 3].Из-за глобального энергетического кризиса эффективное восстановление или рассеивание тепла стало жизненно важной задачей для ученых и инженеров [4].

Теплообменники предназначены для оптимизации площади поверхности стенки между двумя жидкостями, чтобы максимизировать эффективность, минимизируя сопротивление потоку жидкости через теплообменники в пределах стоимости материала. Характеристики теплообменных поверхностей могут быть улучшены путем добавления гофров или ребер в теплообменнике, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность [5].Эффективность промышленных теплообменников можно отслеживать в режиме онлайн, отслеживая общий коэффициент теплопередачи в зависимости от его температуры, которая имеет тенденцию к снижению со временем из-за загрязнения [6].

Потенциальный ущерб оборудованию, вызванный образованием накипи, может быть очень дорогостоящим, если обработанная вода не обработана правильно. Химические вещества обычно используются для очистки воды в промышленности. В США в год выбрасывается в общей сложности 7,3 миллиарда долларов химических веществ в год, сбрасывается в ручьи и захороняется на свалках каждый год.Сорок процентов этих химикатов закупается промышленностью для контроля за масштабами в градирне, котле и другом теплопередающем оборудовании. Этот процент также представляет собой более 2 миллиардов долларов токсичных отходов, которые составляют триллион галлонов загрязненной воды, ежегодно выбрасываемой в землю, которая принадлежит всем нам.

Обслуживание загрязненных трубчатых теплообменников может выполняться несколькими методами, такими как кислотная очистка, пескоструйная обработка, струи воды под высоким давлением, очистка пули или бурильные штанги.В крупномасштабных системах охлаждения воды для теплообменников, обработка воды, такая как очистка, добавление химикатов, каталитический подход и т. Д., Используются для минимизации загрязнения теплообменного оборудования [7]. Другие процессы очистки воды также используются в паровых системах для электростанций, чтобы минимизировать загрязнение и коррозию теплообменника и другого оборудования. Большинство химических веществ и добавок, используемых для обрастания и смягчения коррозии, опасны для окружающей среды [8]. Итак, настали времена применять химикаты с подходами, благоприятными для окружающей среды [9, 10, 11].

2. О промышленном теплообменнике

Промышленный теплообменник - это теплообменное оборудование, которое использует процесс обмена тепловой энергией между двумя или более средами, доступными при различной температуре. Промышленные теплообменники применяются в различных отраслях промышленности, таких как энергетика, нефтегазовая промышленность, химическая переработка, транспортировка, альтернативные виды топлива, криогенная техника, кондиционирование воздуха и охлаждение, рекуперация тепла и другие отрасли.Кроме того, теплообменники - это оборудование, всегда тесно связанное с нашей повседневной жизнью, например, испарители, воздухоподогреватели, автомобильные радиаторы, конденсаторы и маслоохладители. В большинстве теплообменников поверхность теплопередачи отделяет жидкость, которая включает в себя широкий диапазон различных конфигураций потока для достижения желаемой производительности в различных применениях. Теплообменники могут быть классифицированы по-разному. Как правило, промышленные теплообменники были классифицированы в соответствии с конструкцией, процессами переноса, степенями поверхностной компактности, схемами потока, схемами проходов, фазой технологических жидкостей и механизмами теплопередачи, как показано на рисунке 1

Рисунок 1.

Классификация промышленного теплообменника [12].

3. Основные конструктивные решения для теплообменника

Конструктивные концепции теплообменника должны соответствовать нормальным технологическим требованиям, указанным в условиях эксплуатации для комбинаций не подверженных коррозии и коррозии условий и чистых и загрязненных условий. Одним из важнейших критериев конструкции теплообменника является то, что теплообменник должен быть спроектирован для простоты обслуживания, что обычно означает очистку или замену деталей, труб, фитингов и т. Д.повреждены в результате старения, вибрации, коррозии или эрозии в течение всего срока службы.

Следовательно, конструкция теплообменника должна быть максимально простой, особенно если ожидается сильное загрязнение. Благодаря минимизации температуры в сочетании с выбором скорости жидкости и уменьшением концентрации предшественников загрязнителя, снизится вероятность потенциального загрязнения. Кроме того, максимальная скорость потока должна быть разрешена при ограничениях падения давления и эрозии от потока. Кроме того, выбор материала в рамках ограниченных затрат замедляет накопление отложений и позволяет сократить время пребывания.Он также должен быть совместимым с точки зрения рН, коррозии и не только теплообменника, но также с точки зрения теплового оборудования и линий передачи теплообменника.

4. Загрязнение

Загрязнение всегда определяется как образование и накопление отложений нежелательных материалов на поверхностях оборудования для обработки. Эти материалы с очень низкой теплопроводностью обычно образуют на поверхности изоляцию, которая может сильно ухудшить характеристики поверхности при передаче тепла при разности температур, для которой она была разработана [13].Кроме того, загрязнение увеличивает сопротивление потоку жидкости, что приводит к большему падению давления в теплообменнике. На поверхностях теплопередачи может происходить много типов загрязнения, например, кристаллизационное загрязнение, загрязнение частицами, загрязнение коррозией, химическое загрязнение реакции, биологическое загрязнение и загрязнение затвердеванием [14]. Загрязнение может иметь очень дорогостоящий эффект в отраслях промышленности, что в конечном итоге увеличивает потребление топлива, прерывает эксплуатацию, снижает производственные потери и увеличивает затраты на техническое обслуживание [15].

Загрязнение формируется в пять этапов, которые можно суммировать как начало обрастания, перенос на поверхность, прикрепление к поверхности, удаление с поверхности и старение на поверхности [16]. Существует несколько параметров, влияющих на факторы загрязнения, такие как pH [9], скорость [17], объемная температура жидкости [18], температура поверхности теплопередачи, структура поверхности [19] и шероховатость [20, 21].

Общий процесс загрязнения обычно считается чистым результатом двух одновременных подпроцессов: процесса осаждения и процесса удаления, как показано на рисунке 2.Как показано на рисунке 3, рост этих отложений приводит к снижению производительности теплообменника со временем. Эта проблема влияет на энергопотребление промышленных процессов и, в конечном итоге, приводит к выходу оборудования из строя из-за отказа теплообменника, как показано на рисунке 4.

Рисунок 2.

Общий процесс загрязнения [22].

Рисунок 3.

Сопротивление обрастанию против временных кривых [22].

Рисунок 4.

Сильные отложения на трубопроводах теплообменника [24, 23].

5. Коррозия

Элементы окружающей среды, такие как почва, атмосфера, вода или водные растворы, обычно воздействуют на металлы и сплавы. Ухудшение этих металлов известно как коррозия. Приятно, что коррозия происходит из-за электрохимического механизма. Преждевременные сбои в работе различного оборудования вызваны коррозией в большинстве коммерческих процессов и инженерных работ, что приводит к нежелательным проблемам. Это включает в себя дорогостоящую поломку, внеплановое отключение и увеличение стоимости обслуживания.

Это время простоя усугубляется в таких областях, как химическая промышленность, нефтепереработка, морские и наземные электростанции, производство бумаги, кондиционирование воздуха, холодильники, производство продуктов питания и ликероводочных изделий. Следовательно, общая информация и механизм коррозии принесут большой интерес общественности и промышленности [24]. На процесс коррозии влияют различные параметры, как показано на рисунке 5. Следовательно, эти критерии должны учитывать основы проектирования теплообменников.

Рисунок 5.

Фактор, влияющий на коррозию [25].

6. Затраты, связанные с загрязнением

Помимо высокой стоимости загрязнения теплообменника, сообщается об очень небольшом количестве работ для точного определения экономических штрафов, вызываемых загрязнением. Следовательно, они связывают стоимость с аспектом различий конструкции и эксплуатации теплообменника. Тем не менее, надежные знания экономики загрязнения желательны для оценки экономической эффективности различных стратегий смягчения последствий [26, 27]. Общие расходы, связанные с загрязнением, включают следующее:

  1. Капитальные затраты

    Чрезмерная площадь поверхности, необходимая для преодоления тяжелых условий обрастания, затраты на укрепление фундамента, выделение дополнительных площадей и увеличение затрат на транспортировку и установку.

  2. Расходы на электроэнергию

    Расходы на дополнительное топливо, необходимое, если загрязнение приводит к сжиганию дополнительного топлива в теплообменном оборудовании для преодоления эффекта загрязнения.

  3. Расходы на техническое обслуживание

    Расходы на удаление отложений нагара, затраты на химикаты или другие эксплуатационные расходы на устройства против обрастания.

  4. Затраты на производственные потери

    Плановые или незапланированные остановки завода из-за засорения в теплообменниках могут вызвать большие производственные потери.Эти потери часто считаются основными затратами на обрастание и их очень трудно оценить.

  5. Дополнительные расходы на охрану окружающей среды

    Стоимость утилизации большого количества химического вещества / добавок, используемых для уменьшения загрязнения.

В разных странах сообщается об огромных затратах на обрастание. Steinhagen et al. сообщили о затратах на загрязнение в виде ВНП для некоторых стран, представленных в таблице 1.

UK
Страна Стоимость обрастания
млн. долларов США
ВНП (1984)
млрд. долл. США
Расходы на обрастание
% от ВНП
США 3860–7000
8000–10 000
3634 0.12-0.22
0.28-0.35
Япония 3062 1225 0,25
West Germany 1533 613 0,25
700 –930 285 0,20–0,33
Австралия 260 173 0,15
Новая Зеландия 0 0 23 23 23 15
Общий промышленный мир 26,850 13,429 0,20

Таблица 1.

Сметные расходы на обрастание, понесенные в некоторых странах (оценка 1992 года) [28].

7. В настоящее время предпринимаются усилия для решения проблем осаждения и коррозии обрастания

Было проделано много работ для уменьшения образования обрастания и контроля коррозии. В последние годы были разработаны многочисленные методы для контроля загрязнения и коррозии [29].Эти методы можно классифицировать как химические средства (ингибитор), механические средства, меняющие фазы раствора, электромагнитные поля, электростатические поля, акустические поля, ультрафиолетовое излучение, радиационная или каталитическая обработка, обработка поверхности, зеленые добавки, волокно в виде суспензии, и т. д. В прошлом, хромат был успешным химическим агентом для защиты от коррозии и контроля роста кристаллов, пока он не был запрещен. Полифосфатный ингибитор коррозии был введен для замены добавок на основе хроматов.Этот ингибитор имеет тенденцию разлагать загрязнитель в воде, содержащей высокую кальциевую жесткость. Кнудсен и соавт. исследовано загрязнение водой с высоким содержанием кальция, содержащей ингибитор фосфатной коррозии. Четыре различных сополимера были использованы для ингибирования осаждения фосфата кальция, который включает акриловую кислоту / малеиновый ангидрид (AA / MA), акриловую кислоту / гидроксипропилакрилат (AA / HPA), акриловую кислоту / сульфоновую кислоту (AA / SA) и сульфированный стирол / малеиновый ангидрид (SS / MA). Исследования проводились путем изменения pH, температуры поверхности и скорости.В сообщении о расследовании указывалось, что AA / HPA и (AA / SA) оба очень эффективны в подавлении отложений фосфата кальция и коррозии.

С другой стороны, материал катализатора, состоящий из цинка и турмалина, был исследован для уменьшения загрязнения и коррозии. Tijing et al. сообщили, что материал катализатора потенциально уменьшает образование обрастания карбонатом кальция [30]. Teng et al. сообщили о сходном обнаружении материала катализатора при смягчении воздействия сульфата кальция [31]. Более того, Tijing et al.дальнейшее расширение исследований с использованием того же материала катализатора для уменьшения коррозии на трубопроводах из углеродистой стали [31].

В прошлом большинство используемых методов, химикаты / добавки для обрастания и смягчения коррозии, были опасны для окружающей среды. Итак, настали времена применять метод зеленых технологий и химические подходы, благоприятные для окружающей среды [9, 10, 11].

8. Смягчение загрязнения с помощью зеленой технологии (каталитическое смягчение и зеленая добавка)

Физическая очистка воды (PWT) является хорошей альтернативой для безопасного и эффективного нехимического метода смягчения загрязнения.Примеры PWT включают постоянные магниты [32], устройства с соленоидной катушкой [33], зеленую добавку [34] и каталитические материалы и сплавы [35].

Для уменьшения образования накипи на поверхностях теплопередачи часто используются химические добавки, но химикаты дороги и представляют опасность для окружающей среды и здоровья. Смягчение образования накипи сульфата кальция на поверхностях теплообменника с использованием натурального волокна древесной массы было проведено Кази [36] и др. В Малайском университете. Экспериментальная работа была разработана и изготовлена ​​для изучения использования натурального древесного целлюлозного волокна в качестве средства уменьшения загрязнения, как показано в таблице 2 и на рисунке 6.

Таблица 2.

Организация экспериментов по снижению загрязнения путем добавления зеленых добавок [36, 37].

Рисунок 6.

Принципиальная схема экспериментального контура потока [37, 36].

На рис. 7 показана зависимость сопротивления обрастанию от времени для раствора сульфата кальция с различной концентрацией волокон: 0,25% (1), 0,15% (2), 0,05% (3) и 0,02% (4) в минеральном растворе. , Результаты показывают, что волокна в растворе замедляют загрязнение на нагретых поверхностях, и замедление пропорционально концентрации волокна в растворе.Индукционный период также увеличился.

Рис. 7.

Устойчивость к обрастанию как функция времени для эвкалиптового волокна в пересыщенном растворе сульфата кальция [38, 37].

9. Очистка теплообменника

Чтобы поддерживать или восстанавливать эффективность теплообменника, часто необходимо очищать теплообменники. Методы очистки можно разделить на две группы: онлайн и автономная очистка [38]. В некоторых случаях очистку можно выполнять в режиме онлайн, чтобы поддерживать приемлемую производительность без прерывания работы.В других случаях должна использоваться автономная очистка.

9.1. Оперативная очистка

Оперативная очистка обычно использует механический метод, предназначенный только для трубки, и не требует разборки. Преимуществами онлайн-очистки являются непрерывность обслуживания теплообменника с надеждой на то, что простоя по очистке не произойдет. Тем не менее, это добавляет дополнительные затраты на установку нового теплообменника или большие затраты на модернизацию, и нет никакой гарантии, что все трубы будут достаточно очищены.

  1. Циркуляция шариков из губчатой ​​резины [39]

    Способ предотвращает накопление твердых частиц, образование биопленок и образование отложений и продуктов коррозии. Это применимо только для потока через внутреннюю часть труб.

  2. Две фазы обработки сульфатом железа

    Первая фаза включает начальную укладку защитной пленки. Второй этап включает в себя поддержание пленки, которая в противном случае была бы разрушена из-за сдвиговых эффектов потока.

  3. Хлорирование, используемое для борьбы с биологическим обрастанием [40]

  4. Ингибиторы солеотложений [10, 41, 42]

  5. Магнитные устройства [10, 43, 44]

  6. Sonic technology [45]

    Высокочастотные и низкочастотные звуковые излучатели (рога) используются для устранения проблем загрязнения на теплообменниках. Использование звука гораздо менее эффективно при липких и стойких отложениях, которые обычно связаны со шлаком.

  7. Онлайн химическая очистка [46]

    Ввод химических растворов в технологические потоки для целей очистки.

  8. Использование радиации [47]

    Радиационная стерилизация микробиологической воды, использование ультрафиолетового света и гамма-лучей рассматривались в течение длительного времени.

9.2. Очистка в автономном режиме

Альтернативой онлайн-очистке является остановка работы и очистка теплообменника. Автономная очистка может быть классифицирована как автономная химическая очистка или механические средства. Способ очистки предпочтителен без необходимости демонтажа теплообменников, но обычно необходимо иметь доступ к внутренним поверхностям.Было бы разумно рассмотреть вопрос об установке «резервного» теплообменника, что обеспечит возможность очистки загрязненного теплообменника при одновременном поддержании производства.

9.2.1. Механическая очистка в автономном режиме
  1. Сверление и штанга труб [28]

    К вращающемуся валу можно применять устройства, в том числе сверла, режущие и полирующие инструменты и щетки, которые могут быть изготовлены из различных материалов, например, из стали или нейлона, латуней в зависимости от типа латуни. на материал трубы и характер месторождения.

  2. Очистка взрывчатым веществом

    Используется для контролируемых взрывов, когда энергия для удаления отложений передается ударной волной в воздухе рядом с очищаемой поверхностью или общей вибрацией труб, вызвавшей взрыв. Это относительно новая инновация, внедренная в очистку котельной. Можно начать процесс очистки, пока структура еще горячая.

  3. Термический шок [48]

    Изменения температуры, особенно быстрые, вызывают растрескивание слоя грязи с возможностью отслаивания.Эта техника похожа на паровую пропитку. Промывка водой уносит вытесненный материал и повторяется до тех пор, пока не будут получены чистые поверхности.

9.2.2. Химическая очистка в автономном режиме
  1. Ингибитор фтористоводородной, соляной, лимонной, серной кислоты или EDTA (химический чистящий агент) для очистки от оксидов железа, кальция / магния (грязь) и др. [49].

    Ингибитор фтористоводородная кислота является безусловно наиболее эффективным агентом, но его нельзя использовать, если отложения содержат более 1% мас. / Об. Кальция.

  2. Хлорированные или ароматические растворители с последующей промывкой подходят для тяжелых органических отложений, например, смолы и полимеров (фулант) [50].

  3. Щелочные растворы перманганата калия [51] или паро-воздушная отслаивание [52] подходят для очистки от отложений углерода (загрязняющих веществ).

10. Заключение

Загрязнение и коррозия являются основным неразрешенным кризисом в работе теплообменника. Хотя проблемы осаждения обрастания и влияние на экономику являются серьезной проблемой, все еще существует недостаток осведомленности в заинтересованных органах.Кроме того, штрафы за коррозию многочисленны и разнообразны, и их влияние на эффективную, надежную и безопасную эксплуатацию оборудования или конструкций часто является более серьезным, чем простая потеря массы металла. Поэтому настоящий документ будет способствовать заинтересованной организации в разных странах, серьезности этой проблемы и применению возможного подхода к смягчению последствий.

Для промышленности правильный метод очистки и контроль играют важную роль в снижении производственных затрат.Стоимость производства значительно увеличивается из-за использования химикатов, работ по техническому обслуживанию и потери времени простоя и потери воды. Следовательно, соответствующие органы должны понимать важность борьбы с коррозией, очистки от загрязнений и обеспечения соблюдения определенного стандарта процедуры очистки в промышленности.

Благодарности

Авторы выражают благодарность за исследовательский грант с высокой отдачей UM.C / 625/1 / HIR / MOHE / ENG / 45, UMRG RP012A-13AET, Фонд исследований для аспирантов университетов (PPP) (e.грамм. PG109-2015A), Ливерпульский университет Джона Мураса в Великобритании и Малайский университет, Малайзия за поддержку в проведении этой исследовательской работы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *