Теплообменник для газового котла: виды и принцип работы

Теплообменник для газового котла отопления — это конструкция первой важности, внутри которой движется теплоноситель . Приспособление ставится внутри камеры сгорания, где и происходит нагрев исходящим потоком теплоэнергии, когда сжигается природный газ. Поэтому эффективность работы котла во многом зависит от состояния установленного в нём теплообменника.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Современный стальной теплообменник для газового котла

Теплообменники для газового котла. Классификация

Существуют различные классификации теплообменников для газового котла.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

• нагревательные;
• испарительные;
• конденсирующие;
• охлаждающие теплообменники.

По материалу изготовления:

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

• стальные;
• чугунные;
• медные;
• из нержавейки (для котельного оборудования);
• из сплавов алюминия (для котельного материала).

По способу передачи тепла жидкости теплообменников:

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

• первичные;
• вторичные;
• совмещённые (битермические).

Рассмотрим некоторые классификации подробнее.

p, blockquote 6,0,1,0,0 —>

Стальной

Является самым распространённым вариантом. Это обусловлено доступностью стали и её лёгкой обработкой, и, как следствие, низкой себестоимостью. Теплообменники из стали имеют свои отличия. Они характеризуются пластичностью и долговечностью. При контакте с высокой температурой, пластичность играет первостепенную роль. Именно она не позволяет образовываться трещинам, когда внутри металла в месте прямого действия горелки создаются тепловые напряжения.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

К минусам стальных теплообменников можно отнести коррозию, которая неизбежна для металлов. Естественно, этот процесс разрушения сокращает срок службы теплообменника. К тому же коррозия может проявляться и на внешней стороне устройства, и на внутренней.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Еще один их недостаток в том, что они имеют большой размер, вес и это, ко всему, увеличивает расход топлива на нагрев большого количества теплоносителя . Это происходит потому, что производители (чтобы достичь высокой степени инертности ) увеличивают размеры внутренних полостей теплообменника, а также толщину его стенки.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

Чугунный

Отличие газового котла с чугунным теплообменником от стального в том, что он при контакте с водой не подвергается ржавлению. Это позволяет ему продлить срок службы. Однако теплообменники из чугуна требуют тщательного ухода.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Пример чугунного теплообменника

Одно из свойств этого металла – хрупкость. Из-за накипи может происходить неравномерный прогрев, что приводит к трещинам в нём.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Выход – промывка. Это важный элемент эксплуатации газового котла. Обычно, если используется проточная вода (в качестве теплоносителя), то промывку производят один раз в год. Если антифриз , то раз в два года. Если же вода очищенная, то один раз в четыре года.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Медный

Достоинств у теплообменника из меди больше, чем недостатков. Этот металл имеет небольшой вес, он компактен, обладает небольшой вместительностью. Он не поддаётся процессу коррозии и требует меньше топлива для нагрева. Это предоставляет медному теплообменнику большое преимущество. Несмотря на всё это, он имеет высокую цену и достаточно ненадёжен при нагреве элемента.

p, blockquote 13,1,0,0,0 —>

Теплообменники из меди свойственны для настенных газовых котлов импортного производства. Отечественные же производители предпочитают использовать теплообменники из стали.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Теплообменник из меди

Первичный

Деталь имеет вид большой трубы, изогнутой в форме змеевика. Изготавливается она из металлов, не поддающихся ржавчине (меди, нержавеющей стали). К тому же в плоскости находятся и различного размера пластины.

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

Чтобы защитить рабочие поверхности от коррозии, их покрывают специальной краской.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Устройство газового котла

Принцип работы теплообменника в данном случае заключается в передаче энергии от газа к самому теплоносителю . Мощность теплообменника зависит от длины трубы, а также от количества «рёбер».

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

На работу детали негативно могут повлиять как внешние факторы (копоть, грязь), так и внутренние (отложение солей). Это может привести к сбою в процессах циркуляции в носителе тепла и уменьшению теплопроводности стен устройства.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Техобслуживанию первичного теплообменника нужно уделять должное внимание, вовремя проводить промывку и очистку.

p, blockquote 19,0,0,1,0 —>

Не помешает дополнительно приобрести для него фильтры, которые увеличивают срок службы газового котла и защищают теплообменник от негативных воздействий и различных накоплений.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Вторичный или горячего водоснабжения (ГВС)

В отличие от первичного теплообменника, во вторичном наличествуют специальные пластины, соединённые друг с другом. Производятся они обычно из нержавеющей стали.

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Вторичный теплообменник для газового котла благодаря большому участку для теплообмена и своей хорошей теплопроводности обеспечивает нужный теплообмен . Как следствие, процесс появления коррозии на стенках такого теплообменника значительно замедляется. В таком типе теплообменника передача энергии происходит от жидкости к теплоносителю. Сила устройства напрямую зависит от площади теплообмена и количества специальных пластин.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Совмещённый (битермический)

Битермический теплообменник газового котла

В таком теплообменнике своя особенность – двойной обмен тепла, а именно от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю. В трубе извне подогревается вода для системы отопления, в то время как внутренний отдел готовит воду ГВС .

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Совмещённые теплообменники для котлов имеют одно несомненное преимущество — упрощённая конструкция. Здесь нет потребности во вторичном теплообменнике и трёхходовом клапане, что делает котёл дешёвым и в то же время компактным и надёжным.

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Недостатком является низкая мощность в режиме ГВС.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Что нужно знать о теплообменнике для газового котла обычному потребителю?

Газовые котлы часто используются. Зная устройство, принцип работы котла можно предусмотреть возможную поломку. Элементы: горелка, теплообменники (ТО), автоматика. В этой статье речь будет идти о теплообменниках.

Назначение

Теплообменник — устройство для передачи тепла от одной среды другой. Передача холода невозможна. Даже в холодильнике теплообменник забирает лишнее тепло, а не передает холод. Самое холодное вещество теплее абсолютного нуля. Передача осуществляется через изолирующий материал. Правила:

1. Изолирующий материал должен быть теплопроводником.
2. Не должен пропускать одну среду в другую, иначе произойдет смешивание.

Чтобы повысить эффективность первого условия, увеличивают площадь поверхности. Например, припаяв перпендикулярно к трубкам пластины. Стараются сделать стенки изолирующего материала тоньше. Ограничивает давление среды. Материал теплообменника сказывается на теплоотдаче.

Классификация, принцип работы

В газовом котле две среды – газ, жидкость. Чтобы температуру воздушной среды, полученную при горении газа, передать теплоносителю, используют теплообменник. Бывают:

• первичные;
• вторичные;
• биотермические (совмещенные).

Первичные

Первичные — теплообменники, получающие тепло от источника. Включены в контур отопления. Располагаются в котле над газовыми форсунками (змеевик, обросший пластинами). По трубкам проходит теплоноситель, чаще вода. Горячие газы, проходя через пластины, трубки, нагревают воду. Она прогоняется насосом, уходит в отопление. Газы удаляются через дымоход.

Первичный ТО

Вторичный

Вторичные теплообменники получают тепло от нагретого теплоносителя. Располагаются за пределами топочной камеры. Нагрев происходит от жидкости. Самый простой, часто применяемый способ – использование пластинчатого теплообменника. Герметичный корпус разделен на две части тонкой перегородкой. По одну сторону от перегородки протекает нагретая жидкость, по другую – вода, забирающая тепло.

Есть другой способ. Через большую, наполненную водой емкость проходит змеевик. По нему проходит нагретый теплоноситель, отдавая тепло окружающей жидкости.

Совмещенный (биотермический)

Устанавливают внутри топки. Имеет четыре патрубка. Одна пара подключается к контуру отопления, другая к ГВС (горячее водоснабжение).

Биотермический теплообменник

Отличие внутри конструкции. Отопительный контур нагревается от горячих газов, контур горячего водоснабжения — от отопительного. Внутри трубок змеевика располагаются трубки меньшего диаметра. Крепятся пластинами, расположенными под углом 120 или 90⁰.

Разрезанные трубки, прорези для контуров

Во время работы котла, жидкость в первом контуре (отопление) нагревается, уходит в систему. Предварительно часть тепла отдает трубкам второго контура ГВС, где также происходит нагрев теплоносителя.

Различия между схемой биотермической и с двумя отдельными теплообменниками

Когда начинается разбор воды из второго контура, первый контур перекрывается, чтобы тепло, получаемое от котла, передавалось ГВС. Когда разбор воды из ГВС прекращается, подключается первый контур, начинает работать отопление.

Схемы в двух режимах

Материалы

Вещества передают тепло по-разному. Нужно учесть давление, максимальную температуру нагрева, стойкость к коррозии. Материалы теплообменника:

Стальной

Теплообменник из стали — самый прочный. Хорошо переносит давление, перепады температуры. Поддается ремонту, дешевле других материалов. Недостаток – сильная коррозия. Долго служат теплообменники из нержавеющей стали.

Чугунный

Чугунные модели хорошо переносят воздействие воды, плохо поддаются коррозийным действиям. Нагреваются дольше стальных, но дольше остаются горячими. Хрупкость материала не допускает ударов.

Осторожно. Чугун не выносит резкий перепад температуры. Если необходимо пополнить систему водой, нужно остудить котел перед заливкой.

Чтобы устранить накипь, теплообменник промывают с периодичностью:

• раз в год, если используется проточная вода;
• раз в 2 года, при использовании антифриза;
• раз в 4 года, когда теплоноситель — очищенная вода.

Чугун — самый тяжелый материал.

Медный

Медь хорошо передает тепло, поддается пайке, имеет небольшой вес. Почти не поддается коррозии.

Совет. При самостоятельной установке можно допустить ошибку. Если в стене за котлом проходит электрическая цепь, в теплообменнике появятся свищи.

Недостатки — стоимость, быстро прогорают.

Алюминиевый

Легкий теплообменный аппарат, с хорошими тепловыми характеристиками. Не выносит накипи, требует ежегодного ухода. Недостатки — тяжелая пайка, сварка.

Производители, отзывы

По отзывам можно составить картину о качестве, скрытых проблемах.

Thermona

Чешский производитель, возможно работать с антифризом. Модели напольные, настенные. Работает с разными видами газа. Можно подобрать агрегат с необходимой мощностью. Выпускаются с одним, двумя контурами. Теплообменники из разного материала, могут быть первичными, вторичными, биотермическими. Снабжены автоматикой. Обещанный изготовителем срок службы 15 лет, с чугунным теплообменником – 25 лет.

Отзыв по модели THERM 35 EZ/B: пользователь говорит, что вначале было хорошо, но спустя время стала плохо работать горелка, пришлось сдать в сервисный ремонт.

Hydrosta

Южнокорейская компания Гофра-Е выпускает настенный двухконтурный котел. Мощность — 11,6 — 46 кВт. Автоматика собрана на микропроцессоре. Есть цифровая индикация, звуковая сигнализация, переносной пульт управления. Комнатный термостат расширяет возможности аппарата.

Покупатели жалуются на высокую цену, однако качеством довольны. Котел ремонтопригоден, с доступными для ремонта деталями.

Master Gas

Армавирский завод газовой аппаратуры с 2010 года выпускает котлы мощностью 24–30 кВт. Теплообменник двухконтурный, вторичный, пластинчатый. Отличие — камера сгорания закрыта темным стеклом. Корейский Master Gas Seoul — двухконтурный, с мощностью 14–21 кВт. Для ГВС — 20,9 кВт. Потребление газа — 620/1990 л/ч (минимальный, максимальный). Теплоноситель — вода. Диапазон регулирования температур 40–80⁰С, для ГВС 37–60⁰С. Претензий от пользователей нет.

Arderia

В 2008 году появились первые настенные котлы совместного производства России и южнокорейской компании. В 2015 году производство стало отечественным. Завод расположен в поселке Энем, недалеко от Краснодара. Отзывы противоречивые, в начале производства были жалобы на шум, большой расход газа. Другой пользователь жаловался на неисправность трехходового клапана, оказалось, нужно было разобрать, смазать. Случилось после трех лет эксплуатации.

Fondital Victoria Compact

Итальянская фирма. Биотермический медный теплообменник дает возможность использовать котел для отопления и ГВС. Электроника защищает газовый аппарат от замерзания. Хорошие отклики от пользователей.

Saunier Duval

Производство Франции. Выпускаются первичные контуры из меди, стальные пластинчатые для ГВС. Комплектуются датчиками давления. Переносной пульт позволяет программировать газовое отопление на неделю. Отзывы положительные, у некоторых котел проработал более 10 лет. Нарекание получило сервисное обслуживание – дорогой ремонт комплектующих.

Demrad

Крупная турецкая компания. Котел имеет два контура, схемы с отдельным, совместным (биотермическим) нагревом. Отопительный контур — первичный стальной теплообменник, для ГВС используют медный, пластинчатый. Топочная камера — открытая, закрытая. Некоторые пользователи отмечают ненадежность конструкции, дорогой ремонт.

Знаменитая немецкая фирма. Пламя газовой горелки подстраивается под разбор воды, предотвращает резкое изменение температуры. Имеется система безопасности. Подстраивается под меняющееся давление газа в диапазоне 13–20 мБар. Минус — высокая цена товара, ремонта.

«Белето»

Знаменитый тульский завод тоже выпускает газовое оборудование. Котел имеет один, два контура. В двухконтурном используется медный теплообменник. Камера сгорания закрытая, открытая. Мощность — 12,5 — 20 кВт. Особенность — энергонезависимость, котел может работать с естественной циркуляцией. Отзывы неоднозначные.

Неисправности, ремонт

Газовые обогреватели имеют световую индикацию. Она предназначена для оповещения о неисправностях. Каждый производитель создает свой код знаков, содержащийся в паспорте. Если паспорта нет, можно скачать в интернете. Неисправности можно разделить на две категории:

• те, что можно устранить своими силами;
• требующие вмешательства специалиста.

Что можно исправить самому, в паспорте не оговаривается. Распространенные поломки теплообменника:

Устранение протечки производится паяльником, сваркой, в зависимости от металла. Вторая неисправность возникает из-за некачественного теплоносителя, накипи. Устраняется промывкой. Для удаления накипи можно использовать кислоту ортофосфорную, лимонную. Первая более эффективна. Как сделать, показано в ролике:

Иногда встречается заводской брак, но чаще неисправность возникает из-за неправильного использования аппаратов. Если строго следовать рекомендациям изготовителя, изделие прослужит долго, качественно. Ремонт котла: