Теплообмінник для гарячої води (ГВП) від опалення: види, обв’язка

Наявність теплої води – нормальна вимога для комфортного існування. Ось тільки далеко не скрізь є можливість підключитися до централізованого джерела гарячої води. У більшості приватних будинків і в деяких багатоповерхівках доводиться дбати про це самостійно. Один з варіантів – використовувати теплообмінник для гарячої води від опалення. У всякому разі, в опалювальний сезон будете з гарячою водою. 

Принцип роботи

Теплообмінники для приготування води ГВП працюють з безконтактного принципом. Пристрій їх може бути різним, але принцип дії не відрізняється – працюють вони за принципом теплопередачі. Є нагрітий теплоносій (в даному випадку з системи опалення), який подається в труби / канали теплообмінника. Гарячий теплоносій віддає частину тепла трубках, по яких тече. За іншими, паралельно розташованим каналах, тече вода, яку необхідно нагріти. Контактуючи з нагрітими теплоносієм стінками, вона нагрівається. Саме так і працює теплообмінник для гарячої води від опалення.

Щоб нагрів був ефективним, теплообмінник повинен бути зроблений з матеріалу з високою теплопровідністю. Зазвичай це метали – мідь, нержавіюча сталь. Мідь – дорогий метал, але має відмінну теплопровідність. Нержавіюча сталь гірше проводить тепло, але за рахунок міцності стінки можуть бути дуже тонкими, що робить такі теплообмінники теж ефективними.

Як використовувати теплообмінники для отримання ГВС від опалення

Є кілька можливостей нагрівати воду для побутових потреб за допомогою теплообмінника і опалення:

  • Нагрівання проточної води. Недолік – обмежені можливості по витраті гарячої води, відсутність запасу, складність реалізації підтримки стабільної температури (треба організовувати вузол підмішування або ставити контролер). Переваги – потрібно мало місця, мала кількість компонентів.
  • Нагрівання води в якійсь ємності. Теплообмінник для гарячої води від опалення опускається в якусь ємність, заповнену водою. По суті, це вже бойлер непрямого нагріву. Але в ньому встановлений теплообмінник і підключається він до ГВС. Але мова зараз не про них, так що не в цій статті.

Види теплообмінників для гарячої води

Взагалі, існує багато конструкцій теплообмінників, так як вони використовуються часто, в різних пристроях. Поговоримо докладніше про найбільш доступних, надійних і ефективних. Для побутових цілей використовуються два види:

  • Пластинчасті (паяні або розбірні).
  • Кожухотрубні.

У них теплові середовища – теплоносій від системи опалення та вода з ХВП (холодного водопостачання) не змішуються. Канали, за якими вони протікають, між собою ніяк не пов’язані. Тому при закачуванні на підігрів води питної якості, таку ж і отримуємо на виході.

пластинчасті

Пластинчастий теплообмінник для гарячої води від опалення складається з декількох металевих пластин з видавленими ходами. Збираються вони в дзеркальному відображенні, так що виходять ізольовані один від одного канали для циркуляції рідин. Пластини виготовляють методом штампування з листового металу. Товщина – до 1 мм. Метал, як правило, нержавіюча антикорозійна сталь, але є і з титану, спеціальних сплавів.

Канали на пластинах найчастіше роблять у вигляді рівносторонніх трикутників з різними кутами. Чим гостріше кут, тим швидше рухається рідина, ніж тупіше, тим більше опір і повільніше рух. За схемою руху середовищ по каналах, пластини бувають одноходовой і багатоходовими. У перших напрямок руху середовищ не змінюється від початку і до кінця. Ще їх відмінна риса – середовища рухаються в протитечія (для більшої ефективності).

У багатоходових пластинчастих теплообмінниках канали розташовані так, що середовища змінюють напрямок руху по кілька разів. Будова у них більш складне, вартість вище, але вони здатні відбирати максимум тепла (високий ККД). У багатоходових теплообмінниках можна домогтися невеликої різниці в температурах обох рідин.

За способом з’єднання бувають двох типів – розбірними і паяними. Пластини розбірних пластинчастих теплообмінників з’єднуються за допомогою спеціальних еластичних прокладок (з гуми, фторопласту). Для забезпечення герметичності каналів, вони стягуються металевими стрижнями-стяжками. Для стабілізації в конструкції присутні дві масивні плити – нерухома і рухома. На нерухомою закріплені стрижні, на них нанизуються пластини з ходами. Чим їх більше, тим більше потужність, більше передана теплота. Останньою встановлюється рухлива пластина, на стяжки накручуються гайки, затискаються до герметичності каналів. Завдяки такій конструкції, ці теплообмінники можна розібрати, прочистити, додати або прибрати пластини. І в цьому перевага цієї конструкції. Недолік – пластинчастий теплообмінник для гарячої води від опалення має більшу вагу і розмір (якщо порівнювати з паяними).

Паяні пластинчасті теплообмінники збираються на заводі. Нержавіючі пластини зварюються в аргоновому середовищі, що дозволяє уникнути корозії в місцях зварювання. Паяні пластинчасті теплообмінники нерозбірні, в зв’язку з чим можуть виникнути складності з промиванням. Їх перевага – більш компактні розміри і меншу вагу, так як немає необхідності в стабілізуючих плитах.

У кожного теплообмінника є входи і виходи для підключення теплоносія (від опалення) і води. Ці виходи можуть бути у вигляді фланця, труби під зварювання, нарізного сполучення. Вони дозволяють підключити теплообмінник для гарячої води від опалення до труб будь-якого типу.

кожухотрубні

Кожухотрубні теплообмінник для гарячої води від опалення простіше по конструкції, але менш ефективні, через що, для забезпечення необхідної температури, повинні мати солідні розміри. Низька ефективність, великі розміри і матеріаломісткість – це причини, за якими в побуті вони використовуються рідше. Але їх конструкція надійніше – вони витримують суворі умови експлуатації. Так що в промисловості частіше застосовується саме цей вид теплообмінних агрегатів.

Кожухотрубні теплообмінники являють собою трубу-кожух, усередині якої покладені більш дрібні трубки. Зазвичай це мідні трубки, але можуть бути і з іншого матеріалу, причому не тільки з металу.

За тонких трубках рухається нагрівається вода, яка подається потім в крани. Теплоносій з системи опалення рухається по простору всередині кожуха, яке не зайняте трубками з водою, що підігрівається. Напрямок руху – в протитечія. Цим забезпечується велика тепловіддача. Але варто сказати, що загальне ККД таких установок нижче, ніж пластинчастих.

схеми підключення

Крім типу теплообмінника, треба вибрати ще й спосіб його підключення. Є кілька типових схем. У будь-якому випадку, два виходи підключаються до опалення, один – до холодного водопостачання, один – до розведення гарячої / підігрітої води.

Паралельна (стандартна)

У найпростішому випадку теплообмінник для гарячої води від опалення підключають паралельно існуючої системи. Така схема найпростіше в реалізації, але для достатнього нагрівання необхідно, щоб теплоносій рухався активно. Тобто, обов’язково в подачі теплоносія наявність циркуляційного насоса. У системах з природною циркуляцією такий тип установки малоефективний.

При монтажі, подача теплоносія завжди підключається до верхнього патрубка, а обратка – до нижнього. При підключенні води ситуація протилежна – холодна вода підключається в нижній патрубок, гребінка гарячої – до верхнього.

Найпростіша схема обв’язки містить відсічні крани на всіх чотирьох патрубках – для можливості відключення, чищення, технічного обслуговування. Також на вході від опалення встановлюється грязевик – фільтр з дрібною сіткою. Так як зазори в теплообміннику зовсім невеликі, потрапляння окалини або інших забруднень може викликати закупорку каналів. Такий же фільтр бажано встановити на вводі холодної води – довше буде працювати обладнання.

Дану схему можна вдосконалити, зробивши рециркуляцию гарячої води в гребінці ГВС (закільцьовують після останньої точки розбору). При такій побудові, тепло невикористаної гарячої води не пропадає, а використовується: вода з гребінки ГВС подмешивается до холодної води з водопроводу. На підігрів надходить уже не зовсім холодна, а тепла. Теплообмінник для гарячої води від опалення тільки доводить її до необхідної температури.

При розборі нагрітої води, на підігрів йде переважно вода з труби холодного водопостачання. Коли розбору немає, по колу насос «ганяє» теплу, навантаження на котел опалення зовсім невелика.

Управління температурою відбувається за допомогою датчика і регулюючого клапана, встановленого на обратке (можна і на подачу поставити). Показання з датчика (температура води в вихідний гілці на ГВС) надходять на прилад управління. За результатами порівняння з виставленими даними, регулюється інтенсивність потоку теплоносія, тим самим регулюється інтенсивність нагріву.

двоступенева

Всім хороші описані вище схеми, крім того, що для нагрівання повинен проходити великий потік теплоносія. Інакше вода не встигне прогрітися. Другий недолік – доводиться «завертати» потік теплоносія з системи опалення. При великій витраті і недостатню потужність опалювального котла, в холоди можуть бути помітні зниження температури. Для більш раціонального використання тепла придумали двоступеневу систему підключення теплообмінників.

В даному випадку первинний нагрів йде від зворотного трубопроводу опалення. Тим самим більш раціонально використовуються енергоносії. Доводиться температура до норми за допомогою повторного нагріву, але вже від теплоносія, який йде на подачу. Підключити теплообмінник для гарячої води від опалення можна паралельно – як на верхній схемі. Другий варіант представлений на нижній – в розрив труби, що подає від системи опалення.

При використанні другої схеми, первинний нагрів відбувається від обратки. Нагріта в цьому теплообміннику вода подається на другий, встановлений на подачі. Тут вона доводиться до потрібної температури і йде споживачеві.

Є ще схема двуступенчатой ??нагріву з використанням тепла від рециркуляції гарячої води. У цьому випадку раціонально використовується тепло раніше нагрітої води.

При використанні будь-якої з цих схем, навантаження на котел значно знижується. Утилізується то тепло, яке раніше не використовувалося. Тим самим ці схеми допомагають економити на енергоносіях.

Для нормальної роботи теплообмінника, підключеного по кожній із схем, при монтажі необхідно дотримувати технологічні вимоги. Обов’язкове дотримання ухилу труб ГВП в сторону точок розбору. Якщо траса проходить над дверима, в найвищій точці ставлять відведення повітря. Крім того, при довгій трасі, необхідні додаткові автоматичні або ручні пристрої для скидання повітря (воздухоотводчики). В іншому випадку можуть бути проблеми з подачею води.

Ссылка на основную публикацию