Как подобрать теплообменник правильно?

Введение

Правильный подбор модели теплообменного аппарата состоит из четырех пунктов:

1. Определение задачи, которую будет решать теплообменник
2. Определение технических условий эксплуатации
3. Расчет теплообменного аппарата
4. Подбор конкретной модели, подходящей под расчетные параметры

Определение задачи

Основное назначение теплообменного аппарата – это передача энергии (тепла) одной среды другой без смешивания. Поэтому, в-первую очередь, определите, что вы хотите сделать с целевой средой – охладить или нагреть. Кроме того, необходимо учесть где будет использоваться агрегат, например, вам нужен теплообменник для бассейна. После этого переходят к определению технических условий использования оборудования.

Технические условия эксплуатации

Тип среды

Обратите внимание на типы, используемых сред. Что это: пар, вода, нефть, газ, этиленгликоль или что-то еще? Структура теплоносителя будет влиять на расчеты и дальнейший подбор устройства, так как агрессивные вещества требуют более высоких прочностных характеристик теплообменника.

Температуры сред на выходах и входах теплообменника

На схеме видно, как теплоноситель поступает в теплообменный аппарат (t1) и, отдав часть тепла теплопотребителю, который также заходит в теплообменник (t3), на выходе имеет изменившуюся температуру (t2).

Допустимые потери по напору нагреваемой и охлаждаемой стороны

Из-за конструкционных особенностей теплообменника, при прохождении через него рабочей среды происходит падение ее давления. Технологические процессы, в которых используются теплообменные аппараты, крайне требовательны к данной характеристике. Например, слишком большое падение давления жидкости не позволит поднимать ее на верхние этажи жилового здания.

Максимальная рабочая температура

Логично, что чем выше температура внутри устройства, тем более жесткие требования предъявляются к конструкционным особенностям теплообменного аппарата и материалам, которые используются в нем.

Максимальное рабочее давление

Аналогично предыдущему пункту, поскольку высокие температуры и давление внутри теплообменника требуют использование более прочных материалов.

Тепловая нагрузка

Способность теплообменного аппарата передать количество энергии (тепла) от одной среды другой. В конечном итоге влияет на габариты теплообменника, а значит ограничивает выбор конкретных моделей.

Расчет

Опираясь на данные, полученные при определении технических условий эксплуатации, производится расчет теплообменника.

• Тепловой
• Механический
• Расчет температурных напряжений
• Компоновочный
• Гидравлический
• Конструктивный расчет
• Прочностной
• Поверочный

Подробно о каждом виде расчета мы расскажем в следующих статьях. Поэтому подписывайтесь на нашу e-mail рассылку и новости в социальных сетях, чтобы не пропустить их.

Подбор теплообменника

На основании произведенных расчетов, которые мы указали выше – на выходе получаем набор параметров и их значений, например, скорость течения воды в трубах, их диаметр, площадь теплообмена и т.д.

Далее переходим к подбору аппарата, который подходит под расчет. Произвести подбор модели теплообменника точно и быстро позволяет специальное программное обеспечение от ведущих производителей теплообменных аппаратов: Ридан, Alfa Laval, GEA и т.д. Инженеры компании «ПроТепло» используют самые современные версии такого ПО.

Если вы хотите углубиться в специфику подбора и расчета теплообменных аппаратов, то рекомендуем подписаться на наши новости и e-mail рассылку.

Если же вам необходимо подобрать теплообменный аппарат «здесь и сейчас», то заполните форму подбора ниже.

Как подобрать теплообменник

На правах рекламы

И если профессиональные монтажники представляют себе подобные устройства и возможности их использования в достаточной мере, то для большинства обывателей теплообменник – это что-то металлическое, расположенное внутри котла, что греет воду. Вместе с тем сфера применения данных устройств очень обширна.

Прежде всего, теплообменник представляет собой оборудование, в рабочем блоке которого налажен теплообмен между элементами, обычно это жидкости с различными температурами. В теплообменнике две среды разделяют только тонкие стенки труб или пластин с высокой теплопроводностью. Чем выше площадь такого контакта, тем больше тепла успеет перейти от более нагретой жидкости к холодной. По смыслу теплообменник всегда поточный, хоть сами устройства между собой могут существенно отличаться объемом камер и секций для перекачки двух сред.

Теплообменники применяют в системах отопления, системах охлаждения, для обогрева бассейнов, в различных отраслях: машиностроении, химической промышленности, фармацевтике и пищевом производстве и т.д.

Вместе с тем при помощи данных устройств можно реализовать весьма эффективные инженерные решения в части отопления и горячего водоснабжения не только на крупных промышленных объектах, но и в частных домах, и даже в квартирах. И для этого нет необходимости самостоятельно изобретать велосипед из подручных средств – выпускаемый сегодня производителями ассортимент теплообменников в состоянии обеспечить решение любой бытовой задачи.

Возникает лишь один вопрос: как правильно подобрать необходимое и отвечающее именно вашим задачам оборудование и при этом не переплатить.

При выборе теплообменника нужно учитывать массу параметров, разобраться в значении которых обывателю порой просто не под силу. Поэтому выбор лучше доверить профессионалам, которые выполнят расчет, подберут необходимое оборудование и предоставят комплексную информационную поддержку.

Одним из крупнейших игроков на рынке теплообменников является компания «Комплексное снабжение», которая не только объединяет несколько десятков мировых брендов, но и имеет собственное производство подобного оборудования под торговой маркой «КС», для максимального удовлетворения запросов покупателей.

Инженеры компании по вашему запросу осуществят качественный расчет именно для вашего объекта и предложат оптимальный вариант по соотношению «цена-качество». При этом покупателю, оформляя заказ, не придется тратить много времени на заполнение непонятных опросных листов еще более непонятными показателями, как это зачастую бывает в других компаниях.

Под конкретный технологический процесс специалисты подберут определенный тип теплообменника с учетом технических характеристик и рабочих параметров. Не менее важен и материал, из которого изготавливают теплопередающие поверхности между теплоносителями, чтобы обеспечить надежную и долговечную работу.

На сегодняшний день наиболее совершенными устройствами являются пластинчатые теплообменники в разборном и паяном исполнении. Данные приборы являются универсальными, весьма компактными и отвечают высоким показателям энергоэффективности.

Каждый из названных типов применяется в зависимости от конкретной задачи.

Например, для частных домов и коттеджей чаще применяются паяные теплообменники. Их используют в системах теплого пола, для организации горячего водоснабжения, отопления теплиц, веранд и пешеходных дорожек. В многоквартирных жилых домах, в основном, используются пластинчатые разборные теплообменники (как в тепловых пунктах, так и по отдельности), что позволяет сократить издержки на потребление тепловой энергии.

Паяные теплообменники очень эффективны в технологических процессах, использующих неагрессивные жидкости без механических примесей. Они отличаются компактностью, отсутствием протечек и устойчивостью к нагрузкам. К большим преимуществам можно отнести их невысокую стоимость и отсутствие необходимости обслуживания. Рабочая температура паяных теплообменников варьируется от –180 до +200 °C, максимальное же давление — до 45 бар.

Клиент обратился с просьбой подобрать теплообменник для непостоянного отопления веранды площадью 100 метров квадратных и высотой потолка 3 метра. Установленный в доме газовый котел мощностью 35 кВт работает по температурному графику 95/70. Согласно расчету специалистов «Комплексного снабжения» в качестве оптимального варианта был выбран паяный теплообменник KAORI Е40-26, с залитой в отопительный контур незамерзающей жидкостью на основе пропилен-гликоля. Система обеспечивает температуру теплоносителя на выходе 80 градусов, на входе – 60. Когда нет необходимости отапливать веранду, клиенту достаточно просто выключить насос контура.

Пластинчатые теплообменники за счет своей конструктивной особенности имеют ряд превосходных потребительских характеристик:

• универсальность (может применяться на различных объектах и использоваться в зависимости от требуемой мощности);
• экономичность (стоимость теплообменника зависит от количества пластин, количество же пластин подбирается, исходя из требований конкретного объекта);
• как следствие – компактность (теплообменник подбирается согласно требуемым показателям теплоотдачи, чем меньше перепады – тем меньше пластин используется);
• ремонтопригодность (в случае повреждения можно обойтись заменой изношенной пластины, а не всего устройства).

Температурный диапазон пластинчатых теплообменников – от -50 до +200 градусов, а рабочее давление – от 10 до 30 бар, в зависимости от материала рамы.

Заказчик поставил задачу подобрать теплообменник для организации отопления коттеджа площадью 152 квадратных метра со стандартной высотой потолков. Температура теплоносителя (греющего контура) от ТЭЦ – 120 градусов на входе в теплообменник, 70 – на выходе. Требовалось рассчитать теплообменник так, чтобы на выходе из теплообменника (нагреваемый контур) получить 90 градусов. Для данного проекта специалисты «Комплексного снабжения» предложили пластинчатый разборный теплообменник КС03.

По каким параметрам осуществляется подбор теплообменника?

1. Технические характеристики: тепловая нагрузка, расходы рабочих сред, температурный график, допустимые потери давления, максимальные и минимальные рабочие температура и давление, коррозионная агрессивность рабочих сред. Например, чем выше требуемая мощность, тем большими габаритами, количеством пластин и уплотнений будет обладать теплообменник.
2. Компания-производитель. Зарубежные бренды, такие как Sondex, APV, Swep, Danfoss, Tranter, Funke, Alfa Laval и др. имеют более высокую цену, по сравнению с отечественными аналогами. Исходя из этого, стоимость теплообменника может варьироваться, хотя исходные характеристики будут совпадать. Теплообменники российского производства представлены марками КС, Ридан, ТИ и ТИЖ. Компания-производитель «Комплексное снабжение» использует современные импортные материалы, которые обеспечивают надежность и долговечность теплообменных аппаратов. Производственное оборудование соответствует международным и российским стандартам, а перед сдачей проводятся обязательные гидравлические испытания.
3. Типы и материалы рам. Рамы теплообменника определяют максимально возможное давление. Изготавливают как «облегченный» тип рам (до 10 бар), так и «усиленный» (до 25-30 бар).
4. Типы и материалы уплотнений и пластин для теплообменников. Основами пластин выступают титан, нержавеющая сталь (AISI 304, AISI 316), легированная сталь, латунь (специфические среды), медь, сплавы на основе никеля и другие материалы для специфических теплоносителей. Уплотнения в теплообменниках не допускают смешения теплоносителей в контурах теплообмена. По способу исполнения бывают клеевые (с использованием специального клея) или клипсовые (зажимается и фиксируется). Преимуществами клипсового соединения является то, что значительно легче осуществлять замену вышедших из строя уплотнений. На стоимость уплотнений также оказывают влияние многие показатели: сопротивление агрессивным средам, износостойкость, теплостойкость.

И это далеко не полный перечень нюансов, учитываемых при выборе теплообменников. Очевидно, что человеку, не являющемуся профессионалом в данном вопросе, купить теплообменник самостоятельно и сделать корректный выбор будет крайне сложно. В таких ситуациях на помощь придут специалисты компании «Комплексное снабжение». Достаточно отправить заявку на fhouse@sn22.ru, и вы получите качественный расчет именно для вашего объекта с предложением оптимального варианта по соотношению «цена-качество».

Теплообменник для системы отопления. 5 советов для правильного подбора.

Теплообменник для отопления представляет собой оборудование, в котором происходит теплообмен между греющим и нагреваемым теплоносителем. Греющий теплоноситель поступает от источника тепла, которым являются тепловые сети или котел. Нагреваемый теплоноситель циркулирует между теплообменником и приборами отопления (радиаторы, теплый пол и т.д.)

Задача этого теплообменника передать тепло от источника тепла к приборам отопления, которые непосредственно отапливают помещение. Контур источника тепла и контур потребителя тепла гидравлически разделены — теплоносители не смешиваются. В качестве рабочих теплоносителей, наиболее часто, используется вода и гликольные смеси.

Принцип работы пластинчатого теплообменника для отопления довольно прост. Рассмотрим пример, где источником тепла является водогрейный котел. В котле происходит нагрев греющего теплоносителя до заданной температуры, далее циркуляционный насос подает этот теплоноситель в пластинчатый теплообменник. Пластинчатый теплообменник состоит из набора пластин. Греющий теплоноситель, протекая по каналам пластины с одной стороны передает свое тепло нагреваемому теплоносителю, который протекает с другой стороны пластины. В результате, нагреваемый теплоноситель повышает свою температуру до расчетного значения и поступает в приборы отопления (например радиаторы), которые уже отдают тепло отапливаемому помещению.

Для любого помещения, в котором есть водяное отопление, теплообменник является важным звеном в системе. Поэтому данное оборудование нашло широкое применение при монтаже тепловых пунктов, воздушного отопления, радиаторного отопления, теплого пола и т.д.

Первым шагом при проектировании системы отопления является определение отопительной нагрузки, т.е. какой мощности нам нужен источник тепла. Отопительная нагрузка определяется исходя из площади и объема здания, при этом учитываются теплопотери здания через все ограждающие конструкции. В несложных ситуациях, можно воспользоваться упрощенным правилом — на 10м2 площади нужно 1 кВт. мощности, при стандартных стенах и высоте потолков 2,7 м. Далее, необходимо определить график, по которому будет работать наш источник тепла (котел). Эти данные указаны в паспорте котла, например подача теплоносителя 90С и обратка теплоносителя 70С. Учитывая температуру греющего теплоносителя, мы можем задать температуру нагреваемого теплоносителя — 80С. С этой температурой он будет поступать в приборы отопления.

Пример расчета теплообменника отопления

Итак, у вас есть отопительная нагрузка и температуры греющего и нагреваемого контуров. Этих данных уже достаточно, чтобы специалист смог рассчитать теплообменник для вашей системы отопления. Мы хотим дать некоторые советы, благодаря которым вы сможете предоставить нам более полную техническую информацию для расчета. Зная все тонкости вашего технического задания, мы сможем предложить наиболее оптимальный вариант теплообменника.

Необходимо знать, жилое или нежилое помещение необходимо отапливать?

Когда качество воды плохое, и в ней присутствуют загрязнения, которые оседают на поверхности пластин и ухудшают теплообмен. Следует учесть запас (10%-20%) по поверхности теплообмена, это повысит цену теплообменника, но вы сможете нормально эксплуатировать теплообменник, не переплачивая за греющий теплоноситель.

При расчете, также необходимо знать, какой тип системы отопления будет применяться. Например, для теплого пола нагреваемый теплоноситель имеет температуру 35-45С, для радиаторного отопления 60С-90С.

Что будет источником тепла — свой котел или тепловые сети?

Планируете ли вы в дальнейшем увеличивать мощность теплообменника? Например, у вас планируется достройка помещения и отапливаемая площадь увеличиться.

Это некоторые примеры пластинчатых теплообменников с ценой и сроком изготовления, которые мы поставляли нашим заказчикам в 2019 году.

1. Пластинчатый теплообменник нн 04, цена — 19 200 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность — 15 кВт.
Греющий контур — 105С/70С
Нагреваемый контур — 60С/80С

2. Пластинчатый теплообменник нн 04, цена — 22 600 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность — 30 кВт.
Греющий контур — 105С/70С
Нагреваемый контур — 60С/80С

3. Пластинчатый теплообменник нн 04, цена — 32 500 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность — 80 кВт.
Греющий контур — 105С/70С
​Нагреваемый контур — 60С/80С

4. Пластинчатый теплообменник нн 14, цена — 49 800 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность — 150 кВт.
Греющий контур — 105С/70С
​Нагреваемый контур — 60С/80С

5. Пластинчатый теплообменник нн 14, цена — 63 000 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность — 300 кВт.
Греющий контур — 105С/70С
​Нагреваемый контур — 60С/80С

6. Пластинчатый теплообменник нн 14, цена — 83 500 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность — 500 кВт.
Греющий контур — 105С/70С
​Нагреваемый контур — 60С/80С