Теплообменник — это практичный и экономичный бытовой прибор. В отличие от электрического водонагревателя, он не требует дополнительных затрат на электроэнергию и позволяет нагревать воду непосредственно через систему отопления.
Для чего нужен и как изготовить теплообменник для горячей воды от отопления самостоятельно?
Теплообменник — это полезный бытовой прибор, который может передавать тепло от одного независимого источника к другому. Существует множество вариаций и применений этого устройства.
Наиболее распространенным применением теплообменника является нагрев воды из системы отопления. В этой статье мы более подробно поговорим о теплообменниках для нагрева воды из системы отопления.
Что это такое?
Теплообменник — это устройство для обмена теплом между двумя или более теплоносителями, которые не связаны друг с другом напрямую. Чаще всего он используется для нагрева воды непосредственно от системы отопления.
Это позволяет сэкономить много денег на отоплении и электроэнергии, поскольку для нагрева воды не требуется дополнительная энергия, как в случае с электрическими или газовыми водонагревателями.
Теоретически, можно использовать воду непосредственно из системы отопления, поскольку ее качество не сильно отличается от качества воды, продаваемой в супермаркетах. Однако на практике ее нельзя использовать для бытовых нужд.
Причины этого следующие:
- Замена воды в отопительных трубах – процесс затратный и требует денег.
- Вливание новой воды отрицательно влияет на котлы, способствует быстрому изнашиванию системы.
- В отопительных системах зачастую используются химические примеси, призванные смягчить воду.
- Трубы в этих системах сами по себе имеют внутри себя множество отложений, стандарты их использования рассчитаны на техническую воду, а не на потребляемую человеком в пищу.
По причинам, указанным выше, нельзя использовать воду непосредственно из труб отопления для бытовых нужд и в пищу, а для нагрева воды из системы отопления обязательно нужно использовать теплообменник.
Принцип работы
Чтобы понять принцип работы устройства, необходимо с физической точки зрения разобраться в процессе теплопередачи, который лежит в основе всего механизма. Передача тепла из одной среды в другую происходит без прямого контакта между веществами. Каждая среда контактирует только с перегородкой из теплопроводящего материала. Она может быть выполнена из стали, чугуна, пластика и других материалов. Сами вещества также могут быть разного состава. Они могут быть газообразными, жидкими или иметь сложный химический состав. В большинстве случаев, однако, используется обычная проточная вода, как в системе горячего водоснабжения.
Вода нагревается с помощью различных источников тепла. Это может быть газовый котел или печь, работающая на жидком или твердом топливе. Следующий шаг — использование теплообменников для минимизации затрат на топливо и повышения эффективности.
Теплообменник для горячего водоснабжения, в отличие от других устройств такого типа, работает по принципу бесконтактности. Вода, нагретая в котле или печи, поступает в аппарат по трубкам, в то же время холодная вода, которая является приемником тепла, поступает в аппарат через другой вход. Горячая вода нагревает материал трубок, а вода, которая поглощает тепло, впитывает его при контакте с трубкой.
На производительность прибора влияют следующие факторы:
- Скорость циркуляции веществ. Чем быстрее осуществляется кругооборот, тем лучше эффект.
- Размеры трубок. Более тонкие конструкции прогреваются быстрее.
- Материал, используемый для производства прибора. Лучший вариант – это медь. Но такой прибор будет стоит довольно дорого, поэтому чаще всего в производстве используется нержавеющая сталь. Последняя наделена высокой проводимостью тепла и меньше подвержена ржавлению в отличие от других сплавов.
- Толщина трубок. Чем тоньше стенки в приборе, тем быстрее прогревается вещество внутри них. В то же время слишком тонкие трубки могут не выдержать внутреннего давления в системе.
В нашей статье мы часто используем термин «материал трубопровода», поэтому хотим объяснить его немного подробнее. В большинстве случаев это металл, который быстро поглощает тепло, нагревается и также быстро передает тепло. Например, если вы нальете чай в керамическую чашку, она будет нагреваться медленно и долго сохранять температуру чая. Однако если вы окунете в горячий чай металлическую ложку, она почти сразу станет такой же горячей. Это означает, что сталь, из которой изготовлена ложка, обладает высокой теплопроводностью.
Из этих же материалов изготавливаются и теплообменники.
Виды приборов для горячего водоснабжения
В зависимости от будущих условий эксплуатации и общего назначения производители выпускают различные типы теплообменников. Если вы не уверены, какой из них вам нужен, просто обратитесь к нашим специалистам с вашей проблемой, и они помогут вам подобрать нужную модель. Наши инженеры имеют многолетний опыт проектирования, производства и установки широкого спектра агрегатов для различных условий эксплуатации — будь то частный дом или завод, они подберут для вас оптимальный вариант.
Далее представлены два основных типа приборов, которые могут быть использованы для горячего водоснабжения, описаны их преимущества и недостатки, а также режим работы.
Пластинчатый прибор для горячего водоснабжения
Основным элементом аппарата является пластина. Несколько пластин собираются в пакеты, из которых затем собирается аппарат. Каждая из пластин имеет аномалии — волновой рисунок. Это обеспечивает наличие на пластине канавок, через которые проходит среда.
Коробка ограничена с обеих сторон прижимными пластинами. Одна из них неподвижна, другая подвижна, так что количество пластин внутри блока можно менять, увеличивать или уменьшать расстояние между ними, тем самым изменяя скорость потока среды.
Пакеты пластин герметично закрыты и соединены между собой специальными уплотнениями. Кроме того, имеются специальные вставки, которые корректируют расстояние между пластинами.
Устройство имеет четыре отверстия — два входных и два выходных. Именно через них входит и выходит нагретая среда. В нашем случае это горячая и холодная вода. Для каждой среды существует отдельный контур, чтобы они не смешивались. Их поток внутри устройства может быть как выпрямленным, так и разнонаправленным. Благодаря тому, что различные токи поочередно обтекают пластины, увеличивается площадь их взаимодействия, что приводит к повышению эффективности.
Иногда для увеличения скорости нагрева используются материалы, которые способствуют образованию небольших вихрей, но не вызывают сопротивления основному потоку.
Пластинчатое устройство может быть сварным или разборным, а количество пластин внутри может быть увеличено или уменьшено для различных применений.
- Сложная структура. Разбор прибора, его сборка и ремонт смогут произвести только специалисты с опытом.
- Ограничения по параметрам рабочих сред. Пластинчатые приборы предполагают использование только определенных веществ с ограниченным количеством примесей и химическим составом, в пределах определённых температур и значений давления и скорости потока.
Кожухотрубный прибор для горячего водоснабжения
В то время как пластинчатые устройства имеют прямоугольную форму, кожухотрубные устройства имеют цилиндрическую форму. Полость цилиндра содержит трубки, через которые проходит нагревательная среда, а нагреваемая среда находится в пространстве между трубками. В некоторых случаях трубки имеют ребристую поверхность, что увеличивает площадь контакта со средой.
Основным преимуществом такого устройства является его устойчивость к критическим изменениям внутренней температуры и давления. Решетки и торцевые заглушки в конструкции устройства прочно удерживают пучки трубок, чтобы они не были повреждены проходящим мимо потоком.
Теплообменник в домашнем отоплении
Теплообменник играет важную роль в системе отопления вашего дома или дачи.
Если вы установите такой блок, то сможете разработать целую систему управления: для контроля температуры в разных комнатах, работы напольного отопления и т.д. Теплообменник подключается к трубе горячей воды из котельной, а с другой стороны находится внутренняя система с реле, контроллерами и т.д. Вы не только имеете возможность контролировать температуру в помещении, но с помощью этого устройства вы можете более равномерно обогревать дом, стабилизировать давление в трубах, экономить энергию и продлить срок службы труб.
Он также может служить в качестве автономного источника горячей воды: В один контур подается горячая вода, в другой — вода. Таким образом можно сэкономить деньги: на бойлерах и электричестве.
Кроме того, без теплообменника нельзя подключить теплые полы, ступенчатое отопление и т.д. Системы напольного отопления потребляют много горячей воды и оставляют соседние помещения холодными. Кроме того, оптимальная температура теплоносителя для такого пола не должна превышать 45 градусов.
Виды теплообменников
Все устройства делятся на две большие группы. В первой носители смешиваются между собой, во второй они разделены стеной. Они используются наиболее часто и называются поверхностными теплообменниками. Эти теплообменники, в свою очередь, также делятся на два типа.
- Рекуператоры. В них тепло передается через стенку, от разных носителей, которые независимо друг от друга движется по разным каналам.
- Регенераторы. Два потока контактируют с одной и той же поверхностью. Например, горячий поток нагревает ее, а затем холодный забирает тепло.
Наиболее распространенными из первого типа являются регенеративные теплообменники. К ним относятся
- Кожухотрубчатые: внутри кожуха находятся трубы, внутри которых течет одна среда (горячая), а другая (холодная) движется между ними.
- Погружные: представляют из себя бак, заполненный жидкостью, внутри которого находится змеевик со второй средой.
- Спиральные: несколько спиралей привариваются к одной перегородке. Используются для работы с вязкими средами.
- Пластинчатые разборные: самый распространенный вид. Это особым образом перфорированные (для увеличения поверхности) пластины, собранные вместе, а между ними движутся различные среды.
- «Труба в трубе»: одна труба вставляется в другую, между ними проходит теплообмен. Может состоять из нескольких звеньев. Выдерживают высокое давление, расход воды в системе небольшой.
- Оросительный: собраны несколько труб, по их поверхности течет охлаждающая жидкость. Часто используются в качестве конденсаторов.
Выбираем теплообменники для отопления со скидкой до 70%.
Типы моделей
Агрегаты различаются по способу их установки. А это напрямую влияет на производительность всей системы. Очень часто используется конструкция котла, внутри которого уже есть теплообменник. Потери тепла в таких агрегатах практически сведены к нулю. И все, что необходимо для продуктивной работы — это правильная настройка.
Внешние конструкции имеют гораздо меньшую мощность. Это связано с тем, что их расположение не позволяет хорошо прогревать теплоноситель. Однако их используют там, где нет индивидуальных котлов. Например, в домах, где используется централизованное отопление.
Монтаж в систему
Поскольку внутренний теплообменник подключается к системе одновременно с котлом, отдельно нужно рассматривать только установку внешних блоков. Это простая процедура. Необходимо только убедиться, что на входе и выходе блока есть резьба. В противном случае резьба должна быть установлена отдельно.
Подключение теплообменника к электросети требует крепления теплообменника к стене. В случае чугунной конструкции крепеж должен быть особенно прочным. Рекомендуется использовать специальный кронштейн.
Для подключения к системе используются специальные разъемы, и если вы хотите снабдить систему дополнительными фильтрами для воды, то также следует использовать специальный разъем. В некоторых случаях их устанавливается сразу два. Такая схема используется в старых системах отопления
Кроме того, необходимы имеющиеся в продаже водопроводные краны и американские фитинги для труб. Последние состоят из двух резьбовых частей, уплотнителя и накидной гайки.
