Теплообменник водяной для отопления: Теплообменники для систем отопления: устройство и принцип работы

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.

Теплообменник для горячей воды от отопления: монтаж в систему

Чтобы в доме обеспечить уютные условия на зимний период, понадобится его оборудовать хорошим котлом и качественными теплообменниками. Что это такое? Теплообменник для горячей воды от отопления – это неотъемлемый элемент почти, что любой отопительной системы. Благодаря им обогревается внешнее пространство. Комфортные условия обеспечиваются за счет определенной температуры воздуха.

Данное устройство не обладает собственным источником тепла, его работа напрямую зависит от поступления тепловой энергии от централизованной обогревательной системы. Исходя из этих данных, можно определить, что печка или котел не относятся к таким устройствам. А вот щит или лежанка, которые отражают тепло дымовых газов, исходящее от печи, являются яркими примерами теплообменника. Благодаря их наличию в помещении нагревается воздух.

В сущности, теплообменник для горячей воды от отопления может быть обычной трубой, использующейся для передачи определенной температуры теплоносителя, которая значительно отличается от температуры воздуха обогреваемого помещения.

Содержание

1. Зачем нужен теплообменник?
2. Принцип действия и виды теплообменника
3. Как сделать теплообменник своими руками?

Зачем нужен теплообменник?

Есть достаточно много видов отопительных систем. Но в конструкции большинства из них есть водяной теплообменник. Для чего нужен этот агрегат? Он является одним из популярных, недорогих и одновременно качественных решений дающих возможность поддерживать регулярную температуру в помещении. Устройство подобного типа довольно актуально для частного дома или квартиры.

Но в том случае, когда идет речь о других типах помещений, нужно рассмотреть другие виды теплообменников. Допустим в бане, наиболее нужен теплообменник кирпичный. С его помощью можно по настоящему открыть все прелести парной. Водная система не будет настолько же хороша в помещении данного типа.

Если рассматривать вопрос о том какую роль играет теплообменник в системе отопления, можно увидеть некоторые яркие преимущества:

1. Простота исполнения. Если в доме уже есть в наличии печь, деньги придется тратить только на то, чтобы самостоятельно сделать теплообменник и установку отопительной системы.
2. Комбинированное отопление. Помимо обогрева дома печью, появится еще и водяная отопительная система.
3. Разнообразие горючих материалов. В отличие от котлов, которые сделаны непосредственно под определенный вид топлива, печь можно топить любым твердым топливом.
4. Внешняя эстетика. Во время создания интерьера в национальном стиле, традиционный вид русской печи его прекрасно дополнит.
5. К недостаткам обогрева с помощью теплообменника можно причислить: более низкий КПД в отличие от котлов заводского исполнения и отсутствие автоматического контроля за уровнем нагрева теплоносителя.

В специализированных магазинах достаточно много такого товара. Здесь вам предложат товар самого разного качества, уровня обмена температур и цены от самых разных производителей. Цена на данный товар бывает самая разная, и зависящая от множества факторов. Но в том случае если приобрести готовое устройство вам не позволяет бюджет, его можно сделать самостоятельно.

Принцип действия и виды теплообменника

Теплообменник для отопления частного дома имеет конструкцию, которая обладает поверхностным контактом. В целом это работает следующим образом, теплообменник, подогреваясь изнутри, выдает тепловую энергию через собственную поверхность. Зачастую он делается из металла, который осуществляет нагрев окружающего воздуха.

В полной мере весь принцип работы показывается в системе отопления при наличии газового, электрического либо твердотопливного котла. От устройства нагрева по всей отопительной системе идет горячая вода. Она циркулирует по трубам и теплоносителями имеющих изогнутую форму. Данная конфигурация позволяет задерживать воду, хорошо ее прогревая. В конечной точке холодная вода заново поступает в котел, где ее нагрев осуществляется заново.

Как вариант можно использовать обычную классическую печь. Она достаточно хорошо выполняет свою задачу, но ее спектр действия ограничен только маленькими помещениями. В том случае если подразумевается отопление коттеджа, такого теплообменника будет маловато. Данная конструкция наиболее подходит для бани либо маленького домика.

Для превращения печи в настоящий отопительный котел, нужно подобрать для нее водяной теплообменник. При таком раскладе с помощью каменной печи можно отапливать даже двух этажный коттедж. Если же коснуться вопроса о размере теплообменников, можно сказать что они напрямую зависят от размеров топливной камеры отопительного устройства.

Водяной является наиболее удачным вариантом среди теплообменников. Это связано с тем, что теплопроводность воды значительно выше, чем у воздуха. Теплообменник данного типа справляется со своей задачей намного эффективней, чем воздушный.

Все заводские системы отопления оснащены теплообменниками. Устройство такой конструкции довольно сложное и самостоятельно их собрать практически нереально. Именно по этой причине приходится использовать более простые варианты. Теплообменник делается в виде змеевика, внутри которого есть большое количество поперечных пластин, что позволяет увеличить обогреваемую площадь. Конструкции такого типа наиболее популярны для отопления частных домов.

Как сделать теплообменник своими руками?

Для того самостоятельно сделать теплообменник нужно учесть множество нюансов. Только после тщательного анализа всех этапов работы, можно создать конструкцию позволяющую обеспечивать комфортную окружающую температуру. Главным преимуществом такого устройства является его цена, ведь она зависит только от цены материалов, которые потребуется купить для ее изготовления.

От того какой выбран материал, из которого будет изготовлен теплообменник зависит уровень обогрева помещения. У каждого металла есть свой уровень теплопроводности. Медь в 7 раз опережает по этому показателю сталь. Исходя из этого, можно сказать, что две трубы одного диаметра, но изготовленные из разных материалов будут иметь разный уровень обогрева. Таким образом, медь является наиболее удачным вариантом для изготовления такого устройства. Тем более что цена у данного материала довольно приемлемая.

Больше трудностей можно испытать в момент определения мощности теплообменника. Это все из-за того что довольно много факторов влияет на данный показатель. Но в среднем можно сказать что, 1 метр змеевика диаметром около 50-60 мм выдает около 1 кВт тепловой энергии. Во время расчета можно использовать эти данные.

Конструкция при самостоятельном изготовлении может быть самой разной. Можно сделать из трубы обычный прямоугольник, либо сварить ее в виде змеевика, но тут есть достаточно список правил, которых нужно строго придерживаться:

1. Внутренний диаметр трубы не должен быть менее 5 мм, иначе вода внутри может запросто закипеть.
2. Для предотвращения перегрева металла, стенки должны быть не тоньше 3 мм.
3. Между теплообменником и стенками топки должен быть зазор, который должен составлять около 10-15 мм. Это связано со свойством металла расширяться во время нагревания.

Самостоятельно сделав теплообменник для отопления, домовладелец может быть уверен, что его печь с водяным контурам ни чем не будет уступать заводскому твердотопливному котлу по параметрам обогрева помещения. Отличие состоит только в том, что входное отверстие теплообменника у печки несколько выше над уровнем пола, чем у заводского котла. Данный нюанс может существенно повлиять на скорость циркуляции теплоносителя.

Теплообменник нужно подключить к системе таким образом, чтобы обратка (труба с холодной водой) располагалась как можно ниже.

Как и в обычной отопительной системе, на верхнюю точку трубопровода необходимо установить расширительный бачок. Он будет служить для компенсации изменения объема нагретой воды и выпускать из системы воздух. Если же система с естественной циркуляцией не будет справляться с обогревом большого коттеджа, тогда в конструкцию устройства необходимо включить циркуляционный насос.

Вот в принципе так выглядят основные правила водяного теплообменника. При наличии навыков ведения сварочных работ, самостоятельное изготовление данной конструкции не составит большого труда. Основательный подход к изготовлению отопительной системы, позволит обеспечить уют и комфорт в холодное время года. Теплообменники для обмена горячего водоснабжения можно изготовить своими руками.

Теплообменники вода-вода для использования в системах горячего водоснабжения

Дом

После отопления и охлаждения бытовых помещений нагрев воды, вероятно, потребляет максимальное количество энергии в каждом современном американском доме. Нагрев воды необходим в каждом доме для снабжения питьевой водой в более холодных регионах, обеспечения горячей водой для стирки, для спа и для подогрева бассейнов. При таком широком спектре применений и огромном энергопотреблении крайне важно иметь эффективный нагревательный механизм, который в то же время был бы рентабельным и простым в обслуживании.

Для этого требуется паяный пластинчатый теплообменник ГВС. Этот тип теплообменника вода-вода может быть легко установлен в линию с котлом на открытом воздухе с дровяной печью или обычным котлом, работающим на пропане (или газе). Его также можно эффективно использовать с котлом, работающим на солнечной энергии, для передачи тепла.

В более холодных северных регионах широко используются котлы на дровяной печи. Эти котлы окружены кожухом из труб, которые содержат жидкости на основе гликоля с низкой температурой замерзания. По этой причине вода из резервуара для воды не может нагреваться напрямую или смешиваться с жидкостью в рубашке. Здесь используется теплообменник горячей воды для бытовых нужд, такой как паяный пластинчатый теплообменник, который эффективен, занимает меньше места и проще в обслуживании по сравнению с традиционными теплообменниками. Более холодная вода из резервуара для воды или питьевой воды проходит через один конец этого теплообменника, а нагретая жидкость из рубашки котла проходит через другой конец. Обмен тепловой энергией между двумя жидкостями происходит без фактического контакта в течение нескольких минут, а желаемая температура воды в резервуаре достигается контролируемым образом без какого-либо загрязнения.

Теплообменник горячей воды также необходим, как и выше, если установлен котел, работающий от солнечной энергии. Опять же, трубки солнечного водонагревателя содержат жидкость специального состава, которая предотвращает или, по крайней мере, сводит к минимуму потерю эффективности, вызванную образованием накипи. Бытовая вода может содержать определенные растворенные соли, которые могут повредить трубы солнечного водонагревателя и привести к огромным счетам за ремонт. Теплообменник горячей воды для бытовых нужд, такой как теплообменник с паяными пластинами, является идеальным решением в таком случае. Нагретая жидкость из водогрейного котла на солнечной энергии направляется с одного конца, а более холодная вода из резервуара для воды течет с другого конца. Металлическая поверхность между двумя жидкостями действует как барьер для физического контакта и как средство для передачи тепла. Нагретая жидкость теряет тепло, а вода в баке нагревается. Более холодная жидкость возвращается в котел, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная температура воды.

Теплообменники горячего водоснабжения играют большую роль в нашей повседневной жизни. Тем не менее, с постоянным сокращением площадей, увеличением рабочего времени и ростом стоимости обслуживания предметов домашнего обихода становится все более важным разумно выбирать такие вещи, как теплообменники. Паяный пластинчатый теплообменник горячей воды не только компактен, но и высокоэффективен, практически не требует технического обслуживания и идеально подходит для бытового использования.

Добавление теплообменника «вода-вода» для нагрева воды для бытовых нужд — отличный способ повысить доступность горячей воды. Наши водоводяные теплообменники специально разработаны для передачи тепла от одной среды к другой.

Теплообменники вода-воздух

Теплообменник вода-воздух эффективно передает тепло от горячей воды к воздуху. Как правило, вы найдете эти типы теплообменников в наружных котлах при подключении блока к существующей печи с принудительной подачей воздуха. Теплообменник обычно используется в кондоминиумах и многоквартирных домах для кондиционирования воздуха, отопления и осушения жилых помещений.

В Alternative Heating & Supplies наши воздухо-водяные теплообменники передают тепло горячей воды через бесшовные медные трубы с алюминиевыми ребрами высокой плотности, обеспечивающими минимальное сопротивление потоку. Наши варианты водовоздушных теплообменников варьируются от 60 000 BTU до 265 000 BTU, чтобы удовлетворить требования к теплообменнику вашего котла. Вы обнаружите, что ваш водяной теплообменник от «Альтернативное отопление и расходные материалы» энергоэффективен, требует минимального обслуживания и прост в установке.

Если вы ищете пластинчатый теплообменник «вода-вода», теплообменник «вода-воздух» с вентилятором или любой другой тип теплообменника для дровяного котла, ознакомьтесь с широким выбором качественной продукции в разделе «Альтернативное отопление и расходные материалы».