Теплообменник ГВС, горячее водоснабжение

Вы можете позвонить нам:

Специалисты компании с радостью ответят на ваши вопросы, произведут расчет стоимости услуг и подготовят для вас индивидуальное коммерческое предложение.

Организация горячего водоснабжения является одним из основных условий комфортной жизни. Существует множество различных установок и систем для подогрева воды в домашней сети ГВС, однако одним из наиболее эффективных и экономичных считается метод нагрева воды от сети отопления.

Теплообменник для горячей воды подбирается индивидуально, исходя из запросов владельца и возможностей отопительного оборудования. Правильный расчет и грамотный монтаж системы позволят вам навсегда забыть про перебои в горячем водоснабжении.

Применение пластинчатого теплообменника для ГВС

Нагрев воды от теплосети полностью обоснован с экономической точки зрения – в отличие от классических водонагревательных котлов, использующих газ или электроэнергию, теплообменник работает исключительно на отопительную систему. В результате конечная стоимость каждого литра горячей воды оказывается для домовладельца на порядок ниже.

Пластинчатый теплообменник для горячего водоснабжения использует тепловую энергию теплосети для нагрева обычной водопроводной воды. Нагреваясь от пластин теплообменника, горячая вода поступает к точкам водоразбора – кранам, смесителям, душевую в ванной комнате и пр.

Важно учитывать, что вода-теплоноситель и нагреваемая вода никак не контактируют в теплообменнике: две среды разделены пластинами теплообменного аппарата, через которые осуществляется теплообмен.

Использовать воду из системы отопления в бытовых нуждах напрямую нельзя – это нерационально и зачастую даже вредно:

• Процесс водоподготовки для котельного оборудования – достаточно сложная и дорогая процедура.
• Для умягчения воды часто используются химические реагенты, которые негативно сказываются на здоровье.
• В трубах отопления с годами скапливается колоссальный объем вредных отложений.

Однако использовать воду отопительной системы косвенно никто не запрещал – теплообменник ГВС обладает достаточно высоким КПД и полностью обеспечит вашу потребность в горячей воде.

Типы теплообменников для систем ГВС

Среди множества типов различных теплообменников в бытовых условиях используются только два – пластинчатые и кожухотрубные. Последние практически исчезли с рынка вследствие больших габаритов и низкого КПД.

Пластинчатый теплообменник ГВС представляет собой ряд гофрированных пластин на жесткой станине. Все пластины идентичны по размерам и конструкции, но следуют в зеркальном отражении друг к другу и разделяются специальными прокладками – резиновыми и стальными. В результате строгого чередования между парными пластинами образуются полости, которые заполняются теплоносителем или нагреваемой жидкостью – смешение сред полностью исключено. Через направляющие каналы две жидкости движутся навстречу друг другу, заполняя каждую вторую полость, и так же, по направляющим, выходят из теплообменника отдав/получив тепловую энергию.

Чем выше количество или размер пластин в теплообменнике – тем больше площадь полезного теплообмена и выше производительность теплообменника. У многих моделей на направляющей балке между станиной и запорной (крайней) плитой остается достаточно пространства, чтобы установить несколько плит аналогичного типоразмера. В этом случае дополнительные плиты всегда устанавливаются парами, иначе потребуется менять направление «вход-выход» на запорной плите.

Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника ГВС

Все пластинчатые теплообменники можно разделить на:

• Разборные (состоят из отдельных плит)
• Паяные (герметичный корпус, не разборные)

Преимущество разборных теплообменников заключается в возможности их доработки (добавление или удаление пластин) – в паяных моделях эта функция не предусмотрена. В регионах с низким качеством водопроводной воды такие теплообменники можно разбирать и очищать от мусора и отложений вручную.

Более высокой популярностью пользуются паяные пластинчатые теплообменники – из-за отсутствия зажимной конструкции они имеют более компактные размеры, чем разборная модель аналогичной производительности. Компания «МСК-Холод» производит подбор и продажу паяных пластинчатых теплообменников ведущих мировых брендов — Alfa Laval, SWEP, Danfoss, ONDA, KAORI, GEA, WTT, Kelvion (Кельвион Машимпэкс), Ридан. У нас вы можете купить теплообменник ГВС любой производительности для частного дома и квартиры.

Преимущество паяный теплообменников в сравнении с разборными

• Небольшие габариты и вес
• Более строгий контроль качества
• Продолжительный срок службы
• Устойчивость к высоким давлениям и температурам

Очистка паяных теплообменников выполняется безразборным методом. Если по истечении определенного периода эксплуатации начали снижаться теплотехнические характеристики, то в аппарат на несколько часов заливается раствор реагента, удаляющего все отложения. Перерыв в работе оборудования составит не более 2-3 часов.

Схемы подключения теплообменника ГВС

Теплообменник вода-вода имеет несколько вариантов подключения. Первичный контур всегда подключается к распределительной трубе теплосети (городской или частной), а вторичный – к трубам водоснабжения. В зависимости от проектного решения можно использовать параллельную одноступенчатую схему ГВС (стандартная), двухступенчатую смешанную или двухступенчатую последовательную схему ГВС.

Схема подключения определяется согласно нормам «Проектирования тепловых пунктов» СП41-101-95. В случае, когда соотношение максимального потока тепла на ГВС к максимальному потоку тепла на отопление (QГВСmax/QТЕПЛmax) определяется в границах ≤0,2 и ≥1 за основу принимается одноступенчатая схема подключения, если же соотношение определяется в пределах 0,2≤ QГВСmax/QТЕПЛmax ≤1, то в проекте используется двухступенчатая схема подключения.

Стандартная

Параллельная схема подключения считается наиболее простой и экономичной в реализации. Теплообменник устанавливается последовательно относительно регулирующей арматуры (запорного клапана) и параллельно теплосети. Для достижения высокого теплообмена системе требуется большой расход теплоносителя.

Двухступенчатая

При использовании двухступенчатой схемы подключения теплообменника нагрев воды для ГВС осуществляется либо в двух независимых аппаратах, либо в установке-моноблок. Вне зависимости от конфигурации сети схема монтажа значительно усложняется, но значительно повышается КПД системы и снижается расход теплоносителя (до 40%).

Подготовка воды выполняется в два этапа: на первом используется тепловая энергия обратного потока, которая нагревает воду примерно до 40°С. На втором этапе вода подогревается до нормированных показателей 60°С.

Двухступенчатая смешанная система подключения выглядит следующим образом:

Двухступенчатая последовательная схема подключения:

Последовательную схему подключения можно реализовать в одном теплообменном аппарате ГВС. Этот тип теплообменника более сложное устройство в сравнение со стандартными и стоимость его порядком выше.

Расчет теплообменника для ГВС

При расчете теплообменника ГВС учитываются следующие параметры:

• Количество жильцов (пользователей)
• Нормативный суточный расход воды на одного потребителя
• Максимальная температура теплоносителя в интересующий период
• Температура водопроводной воды в указанный период
• Допустимые теплопотери (нормативно – до 5%)
• Количество точек водозабора (краны, душ, смесители)
• Режим эксплуатации оборудования (постоянный/периодический)

Производительность теплообменника в городских квартирах (подключение к муниципальной теплосети) зачастую рассчитывается исключительно по данным зимнего периода. В это время температура теплоносителя достигает 120/80°С. Однако в весенне-осенний период показатели могут упасть до 70/40°С, в то время, как температура воды в водопроводе остается критично низкой. Поэтому расчет теплообменника желательно проводить параллельно для зимнего и весенне-осеннего периодов, при этом никто не может дать гарантии, что расчеты окажутся на 100% верны – ЖКХ нередко «пренебрегают» общепринятыми стандартами обслуживания потребителей.

В частном секторе, при монтаже теплообменника к собственной системы отопления, точность расчета на ступень выше: вы всегда уверены в работе своего котла и можете указать точную температуру теплоносителя.

Наши специалисты помогут вам выполнить правильный расчет теплообменника для ГВС и подобрать наиболее подходящую модель. Расчет выполняется бесплатно и занимает не более 20 минут – укажите свои данные и мы вышлем вам результат.

Теплообменник для ГВС (горячего водоснабжения)

Комфортное проживание в частном или многоквартирном жилом доме зависит от ряда факторов, в числе которых бесперебойная работа системы горячего водоснабжения.

Теплообменник для ГВС (горячего водоснабжения)

Устройство автономной системы горячего водоснабжения является одной из главных задач для загородных домов, коттеджей, коммерческих и промышленных объектов, не подключенных к централизованной сети. Оптимальное решение вопроса – установка теплообменника. Современные аппараты производительные, экономичные и простые в использовании. На сайте Teploobmennic.ru вы можете подобрать и заказать теплообменник для нагрева воды от известного производителя. Наши специалисты помогут купить оборудование для реализации конкретного проекта.

Какой теплообменник лучше для систем ГВС?

Для горячего водоснабжения используют аппараты двух типов: кожухотрубные и пластинчатые. Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки. Кожухотрубные теплообменники для воды используются редко из-за низкого КПД и больших габаритов. Чаще мы советуем клиентам устанавливать пластинчатые аппараты. Рассмотрим оборудование подробнее. Пластинчатый теплообменник представляет собой ряд гофрированных пластин, закрепленных на жесткой станине. Все элементы имеют одинаковую конструкцию, но расположены зеркально относительно друг друга таким образом, чтобы между ними образовывалась полость. Пластины разделены стальными или резиновыми прокладками. Теплоноситель из системы поступает в теплообменник и заполняет каждую вторую полость. Одновременно в соседних промежутках движется нагреваемая/охлаждаемая среда встречным потоком. Жидкости не смешиваются. Конструкция теплообменника герметичная, полностью исключает контакт. В процессе прохождения между пластинами рабочие среды обмениваются тепловой энергией. Чем больше элементов в составе аппарата, тем больше их суммарная площадь и выше производительность. Во многих теплообменниках можно установить на направляющую балку несколько дополнительных плит.

Виды пластинчатых аппаратов

Разборные. Модели состоят из нескольких отдельных плит. Разборный пластинчатый теплообменник для ГВС позволяет менять конфигурацию в соответствии с требуемой производительностью. Плиты легко снимаются и добавляются на раму. Разборные модели предпочтительны для установки в системах с низким качеством воды, так как позволяют регулярно очищать элементы от налета вручную.

Паяные. Теплообменник неразборный, имеет герметичный корпус. Паяные аппараты характеризуются малым весом, компактными габаритами, устойчивостью к высокой температуре и давлению рабочей среды, длительным сроком службы. Обслуживание теплообменников проводят с использованием растворов химически активных веществ: жидкость заливают в оборудование и оставляют на некоторое время для удаления отложений. На время чистки аппарат выключают (2–3 часа).

Схемы подключения систем горячего водоснабжения

При установке пластинчатого теплообменника рационально нагревать воду от сети теплоснабжения дома. Котел работает только на отопление, что снижает расходы на энергоносители. Воду для нагрева аппарат забирает из водопровода. Жидкость проходит между пластинами, получает нужную температуру и поступает к точкам водоразбора – к ванне, раковине, душевой кабине и т. д. Таким образом, первичный контур всегда подключается к теплосети, а вторичный – к трубе водоснабжения. Возможны следующие схемы присоединения системы ГВС.

• Параллельная одноступенчатая (стандартная). Наиболее простая и экономичная в реализации. Теплообменник устанавливают параллельно сети отопления и последовательно относительно запорного клапана. Одноступенчатые схемы требуют большого расхода теплоносителя.
• Двухступенчатая. Нагрев воды осуществляется в двух независимых аппаратах (последовательная схема) или в установке-моноблоке (смешанная). Двухступенчатые системы более сложные в монтаже, но характеризуются повышенным КПД и экономным расходом теплоносителя.

Какую выбрать

Способ подключения выбирают по СП41-101-95. Согласно нормам проектирования при соотношении максимальных потоков тепла горячего водоснабжения и отопления в диапазоне от 0,2 до 1,0 применяют одноступенчатое параллельное решение. В остальных случаях подбирают наиболее подходящую двухступенчатую схему.

Наше предложение

Инженеры нашей компании выполнят необходимые расчеты и предложат теплообменник, эффективный в конкретных условиях. Мы учитываем количество жильцов, расход горячей воды, температуру среды в водопроводе, число точек водоразбора и множество других нюансов. Чтобы заказать теплообменник для ГВС, позвоните нам по телефону, указанному на сайте.

Теплообменники для горячего водоснабжения: разновидности, конструкция и многое другое

Теплообменники горячего водоснабжения

Системы подачи горячей воды включают в себя различные узлы и агрегаты. Одними из наиболее важных являются теплообменники для горячего водоснабжения. Рассмотрим их подробнее, расскажем об их назначении, функциях и разновидностях. Также уделим внимание конструкциям, принципам работы и подключения, техническому обслуживанию и многому другому.

Для чего предназначены теплообменники в системах горячего водоснабжения

Как и понятно из названия, теплообменник — это аппарат для обмена теплом (извините за тавтологию). В системах горячего водоснабжения (сокращенно ГВС) они используются для передачи тепловой энергии от воды, нагретой котлом, воде, которая разбирается из кранов и используется для бытовых нужд. Очень редко — как правило, на самих котельных или ТЭЦ, вода для ГВС нагревается паром.

Почему для горячего водоснабжения не берут воду, нагретую в котле, а используют теплообменники

На первый взгляд — да, кажется глупостью нагревать воду один раз в котле для отопления, а потом передать от нее тепло другой воде для горячего водоснабжения. Но все объясняется.

1. Вода в системе отопления (называется сетевой), и чаще всего специально подготавливается. Для того чтобы не было накипи на стенках труб, котла и отопительных приборов, из нее удаляют соли кальция и магния. Такая вода получается мягкой и она не удовлетворяет жажду.

Дополнительно стараются убрать и растворенный воздух, чтобы не образовывались воздушные пробки, которые мешают нормальной циркуляции.

Интересный факт. В середине прошлого века в отдельных системах отопления в сетевую воду для удаления воздуха добавляли гидразин. Такая вода была не только мягкой, но и ядовитой.

На заметку: Также невыгодно использовать мощности оборудования и химикаты для подготовки воды для большого ее количества, которое будет разбираться потребителями.

1. При разборе сетевой воды возможны ее потери — если не будет вовремя включена подпитка (или не сработает автоматика). Это грозит аварийной ситуацией и даже взрывом котла.
2. Отопительные системы регулируются так, чтобы обеспечить необходимые расходы воды на всех участках. При неравномерном ее отборе из разных точек такую регулировку сделать невозможно.
3. Чем больше давление в отопительной системе, тем эффективнее она работает. Для водопровода же излишние давления не нужны. Тем более, что многие узлы и арматура на сетях ГВС на них не рассчитаны.
4. Сетевая вода может быть нагрета выше норматива для горячей системы. Отрегулировать температуру можно на теплообменнике, изменяя расходы.
5. Для водоснабжения трубы должны соответствовать санитарным нормам. Как правило, они имеют цинковое покрытие по внутренним поверхностям. Цена на них естественно выше, чем на обычные черные. Прокладывать всю отопительную систему из таких труб экономически невыгодно.

Но надо отметить, что есть системы горячего водоснабжения, в которых вода для них готовится прямо в котле. Это небольшие отопительные системы с ГВС (на одну-две квартиры), в которых используют двухконтурные котлы. В них имеется специальный контур именно для подогрева воды.

Конечно, в больших системах центрального отопления и водоснабжения можно было бы поставить отдельные котлы для горячей воды. Но это невыгодно тем, что усложняет систему, и кроме того к каждому дому пришлось бы тянуть три-четыре трубы отдельно для сетевой воды и отдельно для горячей. Поэтому прокладывают только две, для отопления, а теплообменники устанавливают или в каждом доме или на их группу в ЦТП (центральный тепловой пункт).

Кстати, кроме названия «теплообменник» специалистами, монтирующими и эксплуатирующими системы отопления и горячего водоснабжения, очень часто используется слово «бойлер». В нашей статье не будем отходить от традиций, и тоже будем применять его.

Устройство теплообменников

В системах горячего водоснабжения используются рекуперативные теплообменники. То есть, в них происходит передача энергии от одной среды другой через препятствующую смешиванию поверхность при постоянном контакте с ней.

99% процентов теплообменников ГВС — это водоводяные. То есть, в них тепло передается от воды к воде. Редко — как правило, для внутренних нужд паровых котельных, вода в системе ГВС нагревается пароводяным теплообменником (мы опишем его тоже).

Кстати, отходя от темы нашей статьи: На этих же котельных и ТЭЦ (теплоэлектроцентралях) пароводяные теплообменники используют для нагрева сетевой воды, которая подается в отопительные системы. Причина в том, что паровое отопление из-за высокой температуры труб и радиаторов, а так же выгорания пыли на них, не разрешено для жилых и общественных зданий.

Теплообменники делят на две группы.

Проточные

Это тоже практически все, за малым исключением, теплообменники, эксплуатирующиеся в сетях горячего водоснабжения. В них поток теплоносителя, двигаясь, нагревает тоже движущийся поток воды для горячего водоснабжения.

Емкостные

В ГВС, как правило, в таких теплообменниках движущийся поток сетевой воды нагревает воду в емкости, из которой она отбирается по мере необходимости. Их можно встретить редко. Серийно такие аппараты не производятся.

Преимуществом емкостных бойлеров является то, что можно обеспечить большой объем горячей воды на некоторое время даже при маломощном отопительном котле. Проточные теплообменники с такой задачей не справятся. В емкостных вода подогревается постоянно, а когда нужно принять ванну или душ — отбирается нужное количество из бака.

Недостатками таких аппаратов являются:

1. большие габариты;
2. более низкое, по сравнению с проточными теплообменниками КПД — часть тепла уходит через стенки емкости (причем, они имеют большую площадь), даже если она теплоизолированная.

Если возникает необходимость в том, чтобы более мощные ГВС работали в режиме, подобном режиму емкостного нагревателя, то чаще всего используют комбинацию: обычный проточный теплообменник горячего водоснабжения и аккумуляторная утепленная емкость, в которой накапливается горячая вода.

Конструкция теплообменников

Точную классификацию конструкциям дать сложно, у различных авторов и источников она может отличаться.

Но все же чаще всего их делят на следующие группы:

В системах горячего водоснабжения используют в подавляющем большинстве случаев только две разновидности кожухотрубчатые и пластинчатые. Разберем их подробнее.

Кожухотрубчатые

Кожухотрубчатые теплообменники марки ВВП-1

В них пучок труб, по которым циркулирует нагреваемая вода, находится в кожухе, по которому проходит сетевая вода.

Такой выбор связан со следующим:

1. Расход воды ГВС меньше расхода сетевой воды. Поэтому последнюю выгоднее пустить по межтрубному пространству.
2. Накипь обычно образуется от неподготовленной воды, которую мы нагреваем. Очищать проще внутренние поверхности пучка, чем внешние (почему — узнаем ниже).

Чертеж кожухотрубчатого теплообменника

Сам корпус чаще всего стальной или чугунный, а вот пучок труб изготавливают из материалов, хорошо проводящих тепло, ведь через их стенки и происходит теплообмен. Поэтому выбирают медь или латунь, в редких случаях алюминий. Но можно встретить теплообменники и со стальными трубами.

Конструкция водоводяного теплообменика

Для еще лучшей теплопередачи прибегают и к другим мерам:

• Стараются сделать стенки труб по возможности наиболее тонкими. Но рассчитывают толщину так, чтобы они выдерживали рабочее давление.
• Увеличивают площадь контакта сетевой воды и нагреваемой. Для этого трубам придают сложный профиль, снабжают ребрами. Сложный профиль и ребра дают и еще одно преимущество — вблизи их стенок поток воды завихряется, становится турбулентным (ламинарным называют плавный поток). Это увеличивает время контакта ее объемов — а, следовательно, улучшает теплопередачу.

Виды труб, используемых в кожухотрубчатых теплообменниках, представлен на рисунке ниже:

Виды труб, применяемых в кожухотрубчатых теплообменника

• Увеличивают количество труб в пучке, и располагают их как можно ближе друг к другу.
• Для того, чтобы увеличить длину труб пучка в кожухе, их располагают не прямолинейно, а завивают в спираль.

На заметку: Впрочем, все эти ухищрения, кроме повышения эффективности приносят еще и проблему — теплообменник становится труднее чистить. Поэтому половина эксплуатируемых аппаратов имеет гладкие прямые трубы.

На торцах кожухи закрываются шайбами с отверстиями для труб, они называются: трубные доски или решетки. Причем, для компенсации температурных деформаций трубы пучка не вваривают, а вальцуют (также поступают и с трубами в котлах). Варианты вальцовки и расположения труб на доске показаны на рисунке ниже.

Варианты вальцовки и размещения труб пучка на трубных досках (решетках)

Как правило, кожухотрубчатые теплообменники систем горячего водоснабжения собирают из нескольких секций, так проще модернизировать и ремонтировать систему. При необходимости уменьшить или увеличить мощность просто меняем их количество.

Теплообменник собранный из нескольких секций

Межтрубное пространство секций, по которому циркулирует сетевая вода, соединяется простыми прямыми патрубками. Пространство за трубными решетками — U-образными патрубками, еще называемыми калачами. Секции чаще всего собираются вертикально, одна над одной.

Как мы уже говорили, накипь больше всего образуется на внутренних поверхностях труб пучка. Для ее очистки благодаря такой конструкции, даже нет необходимости полностью разбирать теплообменник и отключать его от отопительной системы. Просто отключаем и сливаем воду из системы ГВС, снимаем калачи и прочищаем трубки.

Пароводяной кожухотрубчатый теплообменник

Как мы уже говорили, такой теплообменник встречается реже, и используется чаще всего для нужд водоснабжения самой паровой котельной или расположенных рядом домов, которые не имеют собственных бойлеров. Рассмотрим и его. Чертеж наиболее распространенной разновидности приведен ниже.

Его конструкция очень похожа на ранее рассмотренные нами теплообменники горячего водоснабжения. Отличия в следующем.

1. Межтрубное пространство гораздо больше, так как нагрев воды для водоснабжения происходит в результате конденсации пара — а для этого нужен объем.
2. Объем за левой (по чертежу) трубной решеткой разделен надвое. В одну половину подводят воду для нагрева, из второй отбирают горячую. То есть, по половине труб она движется слева направо, а по другой половине — справа налево.
3. Объем за правой решеткой не разделен, в нем потоки воды разворачиваются.
4. Есть патрубок для подвода пара сверху.
5. Образовавшаяся в результате конденсации вода, по мере наполнения бойлера отбирается из нижнего патрубка. Чаще всего она возвращается обратно в котел для повторного использования.
6. Если обычные бойлеры предохранительными клапанами (которые срабатывают при критическом давлении, сбрасывая его) оснащаются редко, то для пароводяного аппарата — это обязательна деталь.
7. Тоже обязательно на такой бойлер монтируют и манометр или другой датчик давления.

Пластинчатые теплообменники

Эта разновидность теплообменников появилась в тридцатые годы прошлого века, они моложе кожухотрубчатых аппаратов. Но, немного задержавшись на старте, на сегодня они стремительно вытесняют своих старших собратьев.

Если еще тридцать-сорок лет назад подавляющее количество бойлеров в ГВС были кожухотрубчатыми, то сегодня почти все новые системы делают с пластинчатыми аппаратами.

Узел подогрева воды с пластинчатыми теплообменниками

Чертеж такого теплообменника и схема потоков воды при различных типах сборки на рисунке ниже. Это наиболее распространенная конструкция с гофрами в «елку».

Пластинчатый теплообменник и схема потоков воды в нем

Представляют собой набор пластин, в которых штамповкой создают профиль ходов (это прекрасно видно на фото ниже) для воды. Причем стараются сделать так, чтобы ее путь был по возможности наиболее длинным. По краям пластин имеются четыре отверстия, два из которых связаны с ходами, а два нет.

Пластина для теплообменника

Пластины собираются в пакет с помощью резиновых или паронитовых прокладок таким образом, что полости между ними связаны через одно отверстие.

Получается своеобразный «бутерброд»:

1. пластина;
2. каналы, по которым циркулирует сетевая вода;
3. пластина;
4. каналы, по которым циркулирует нагреваемая вода;
5. пластина;
6. и. т. д.

Один из вариантов движения потоков воды внутри теплообменника

Пластины, как и трубки в кожухотрубчатых теплообменниках, тоже стараются делать максимально тонкими, и выбирают по возможности хорошо проводящий тепло металл: медь, латунь или дюралюминий. Впрочем, большинство пластинчатых теплообменников все же стальные.

Пакеты пластин и прокладок ограничивают сжимными пластинами из толстой стали, и сжимаются шпильками и гайками.

Внимание. При сборке всегда нужно следить за правильностью зажатия, чтобы не повредить чрезмерным усилием прокладку и не перекосить блок пластин.

Есть еще пластинчато-ребристые бойлеры — в них кроме штампованных ходов присутствуют ребра для улучшения теплообмена и увеличения сечения каналов. Но цена на них на порядок больше, поэтому в системах горячего водоснабжения они встречаются крайне редко.

К достоинствам таких аппаратов можно отнести:

• Компактность: пластинчатый теплообменник горячего водоснабжения при равной мощности с кожухотрубчатым занимает в 2-3 раза меньше места.
• Легко можно нарастить или уменьшить мощность, добавив или убрав пластины с прокладками. У кожухотрубчатых бойлеров есть возможность регулировать мощность только целыми секциями, которые соединены между собой калачами и патрубками.
• Дешевый ремонт, замена пластины и прокладки стоит копейки.

Но недостатки по сравнению с кожухотрубчатыми тоже есть:

• Пластинчатые теплообменники не могут работать при высоких давлениях.
• Они чувствительны к гидроударам.
• У пластинчатых теплообменников большее гидравлическое сопротивление. В системах без принудительной циркуляции сетевой воды они могут не очень корректно работать.

Потекший от высокого давления пластинчатый теплообменник

Подключение теплообменников

Дальше рассмотрим, как подключаются теплообменники в систему отопления и ГВС. Наиболее распространены три варианта. Причем не важно, какие бойлеры используются — пластинчатые или кожухотрубчатые.

Подключение без рециркуляции горячей воды

Простейшая схема подключения теплообменника показана на рисунке ниже, она обычно используется в системе ГВС небольшого частного дома с автономным отопительным котлом.

Схема подключения теплообменника без рециркуляции горячей воды

Делается она следующим образом:

1. Теплообменник подключается параллельно отопительным приборам. Причем (мы уже говорили об этом) сетевая вода подается в межтрубное пространство кожухотрубчатого бойлера. У пластинчатых аппаратов контуры полностью идентичные, так что там не играет роли, который из них подключать к сети отопления.
2. В один из патрубков второго контура теплообменника подают холодную воду из водопровода, из другого отбирают горячую.
3. Вода в теплообменнике движется за счет давления водопровода.

На этом рисунке показана и схема подключения регулятора температуры горячей воды.

Она тоже максимально проста:

• На теплообменнике устанавливается датчик температуры. На схеме он обозначен В3 и цифрой «5». Также он может монтироваться и на выходе горячей воды.
• Сигнал от него поступает на микроконтроллер. В данной схеме он также регулирует и отопление, но нам это не важно.
• Анализируя данные, полученные от датчика, микроконтроллер дает команды электроприводу задвижки (она обозначена 8) Y Привод обозначен 9.
• Задвижка смонтирована на обратке сетевой воды (обраткой называется трубопровод, в котором вода возвращается в котел — линия из котла называется подачей). Уменьшая расход воды, снижают температуру, увеличивая — поднимают.

Однако такая схема подключения не очень удобна. Если трубопроводы достаточно длинные, то придется долго ждать, пока сойдет холодная вода и пойдет горячая. Поэтому обычно трубопроводы горячей воды закольцовывают и ставят рециркуляционные насосы. Тогда горячая вода постоянно движется по кругу. Подобная схема рассмотрена ниже.

Насос для рециркуляции ГВС

Подключение с рециркуляцией горячей воды

Схема включения теплообменника с рециркуляцией горячей воды

Если вы еще не встречались со схемами тепловых сетей, то на данной схеме обозначены:

1. Т1 — подача сетевой воды из котла.
2. Т2 — обратка сетевой воды.
3. Т3 — подача горячей воды.
4. Т4 — обратка горячей воды.
5. В1 — подача холодной воды из водопровода.

Эти буквенно-цифровые обозначения общеприняты, и встречаются на всех схемах тепловых систем.

Далее цифрами на сносках обозначены:

1. теплообменник на горячее водоснабжение;
2. регулятор температуры (2.1 это клапан, 2.2 датчик который управляет клапаном);
3. насос для рециркуляции;
4. водомер;
5. устройство защита насоса от сухого хода.

Двумя направленными друг к другу вершинами треугольниками обозначены вентиля и задвижки. Если один из треугольников закрашен, то это обратный клапан, который пропускает воду только в одном направлении.

В данной схеме их два. Один — после водомера и подключения водопровода монтируют для того, чтобы рециркуляционный насос не передавил горячую воду из обратки в водопровод. Второй обратный клапан стоит после насоса, и дополнительно защищает его от сухого хода.

В этой схеме возвратившаяся горячая вода смешивается с холодной, что не очень выгодно.

Двухступенчатая схема подключения

Если системы горячего водоснабжения с теплообменником рассчитаны на большой разбор воды, то с целью уменьшения габаритов оборудования используют двухступенчатый подогрев. Так почти всегда монтируют ГВС для многоквартирного дома с централизованной системой отопления.

На заметку: Часто бойлеры работают даже не на одно здание, а на их группу — тогда их размещают в центральных тепловых пунктах (ЦТП).

Схема включения теплообменников для него приведена ниже.

Схема подключения теплообменников для двухступенчатого подогрева воды

Обозначения на этой схеме такие же, как и на предыдущей. Верхняя часть ее тоже аналогична ранее рассмотренной — разница только в том, что в обратку горячей воды (Т4) подключен не водопровод, а подача из еще одного теплообменника (1 ступень), к которому подключен водопровод (В1). Таким образом, в циркулирующую по системе ГВС воду подмешивается не холодная вода, а заранее подогретая.

Клапан для защиты от передавливания водопровода горячей водой монтируется перед первой ступенью. Регулятор температуры ставится на вторую ступень.

Неисправности теплообменников и их разборка, ремонт и техническое обслуживание

Несмотря на простоту теплообменных аппаратов для ГВС, у них все же бывают неисправности, и они нуждаются в периодическом осмотре и обслуживании. Рассмотрим, как выявить неполадки и устранить их.

Неисправности бойлеров

Все неисправности теплообменников можно свести в две группы:

1. нарушение герметичности;
2. ухудшение теплопередачи через поверхности.

Нарушение герметичности

Если нарушена герметичность корпуса кожухотрубчатого теплообменника, или внешнего контура прокладок пластинчатого, то порыв можно заметить визуально. Вода будет вытекать наружу. Дополнительным симптомом наличия порыва является падение давления в системе отопления или горячего водоснабжения.

• Если все же визуально (что бывает очень редко) найти место утечки невозможно, то в систему подают сжатый воздух (опрессовывают систему) и обмыливанием находят порыв по образованиям пузырей на поверхности.
• Особое внимание нужно обратить на соединения (фланцевые и резьбовые) и сварные стыки.

Работы по испытанию сетей ГВС высоким давлением

• Причем, проверять нужно оба контура. Если это кожухотрубчатый теплообменник для горячего водоснабжения, то при подаче сжатого воздуха в трубопроводы отопительной системы, особое внимание обращают на кожух, при опрессовке ГВС — на калачи. Стыки проверяем в обоих случаях.
• При поиске порыва в пластинчатых теплообменниках, без разницы, в какой контур подали давление — обмыливаем все поверхности.
• Гораздо сложнее найти порыв поверхностей теплообмена — его не видно, а смешивание сетевой и горячей воды незаметно. Такую неисправность можно обнаружить либо визуально при разборке агрегата, либо, подмешав в сетевую воду краситель — флуоресцеин (уранин).

Упаковка флуоресцеина (уранина)

• При наличии утечек через теплообменные поверхности, горячая вода окрасится в зеленый цвет. Еще более он будет заметен при подсвечивании ультрафиолетом. После разборки по следам красителя на поверхностях, контактирующих с водой контура ГВС, можно найти и место утечки.

Вода, потекшая из крана при нарушении герметичности теплообменника, будет зеленой

Если не получается найти флуоресцеин (это кстати абсолютно безвредное вещество) то можно попробовать воспользоваться и пищевыми красителями.

Совет. Индикатором того, что есть порыв на внутренних теплообменных поверхностях, служит еще наблюдение воздуха, выходящего из кранов горячей воды в то время, когда опрессовывается контур отопления.

Устраняются порывы с помощью замены трубок или пластин, поврежденных прокладок. Также используется сварка или пайки. В некоторых случаях достаточно просто поджать соединение. Иногда в кожухотрубчатом теплообменнике просто отглушивают поврежденную трубу пучка.

Ухудшение теплопередачи

Этот дефект вызывается появлением на теплообменных поверхностях накипи, окислов и других отложений. Признаками является долгое время прогрева теплообменника.

То есть, мы подали нагретую сетевую воду в соответствующий контур, и слишком долго ждем, пока пойдет горячая (она все равно пойдет, но только тогда когда прогреется не только материал труб или пластин а и слой отложений на них). При такой неисправности плохо работают и системы регулирования температуры.

Для устранения этой неполадки отложения удаляют. Возможны три способа выполнения этой работы:

1. Промывка водой, в которую для большей эффективности нагнетают сжатый воздух.
2. Химическая промывка кислотами, щелочами или другими средствами.
3. Механическая очистка — для этого необходимо разбирать теплообменник.

Разборка теплообменников

Как мы уже говорили, для ремонта и обслуживания теплообменников в некоторых случаях придется их разбирать. Рассмотрим, как это делается.

Кожухотрубчатые теплообменники

В большинстве случаев, теплообменники на горячее водоснабжение данной конструкции имеют вваренные трубные доски. То есть, разборка с помощью ключей сводится только к снятию входных патрубков и калачей.

• Дальше можно очисть внутреннюю поверхность трубок пучка, или заменить поврежденные. При удалении развальцованных трубок их приходится высверливать.
• Извлечь весь пучок с досками для очистки внешних поверхностей трубок почти невозможно, очистить их можно только прорезав окна в кожухе.
• Хотя очень редко (автор статьи встречался с таким теплообменником) старые кожухотрубчатые бойлеры позволяют разъединить кожух и трубные доски, и извлечь весь пучок. Тогда они монтируются через фланцы и прокладки — но это очень редкий случай.

Пластинчатые теплообменники

С этой разновидностью легче, для разборки просто отвинчиваем гайки, сжимающие пакет пластин и прокладок. Затем можно любым способом очистить каждую пластину и собрать теплообменник снова.

Правда, особенно если прокладки из паронита, их придется менять на новые, так как при повторном сжатии они вряд ли обеспечат нужную герметичность.

Техническое обслуживание

Как и любое другое оборудование теплообменники нуждаются в техническом обслуживании

Техническое обслуживание (ТО) бойлеров для ГВС ничем не отличается от обслуживания других устройств теплосетей. Как правило, следуя НПА (по нормативно-правовым актам), техническим регламентам и другим регулирующим документами график ТО включает в себя следующие операции.

1. Осмотры раз в неделю или несколько месяцев. При необходимости поджимаются гайки и болты.
2. Гидравлические испытания раз в год. При гидравлических испытаниях в систему и теплообменники тоже подается повышенное давление (обычно на 25% больше рабочего). Если в срок до 10 минут не происходит его падения, и не появляются течи, то теплообменник считается герметичным и прошедшим испытания.
3. Так же ежегодно проводится промывка теплообменников водой с подачей сжатого воздуха.
4. После испытаний и промывки обычно по необходимости обновляют краску и теплоизоляцию.
5. Химическая промывка проводится обычно раз в три-пять лет при условии обнаружения ухудшения теплопередачи и наличия отложений. Ежегодно ее не делают из-за того, что при обработке кислотой или щелочью истончаются трубы или пластины. Однако новые современные средства более щадящие к материалам, и при необходимости делать химпромывку можно и чаще.
6. Так как в трубах горячего водоснабжения могут развиваться бактерии, то ежегодно еще проводят и дезинфекции систем ГВС (контур отопления в этой операции не нуждается). Чаще всего используют раствор хлорной извести, который потом промывают большим количеством воды, но возможно использование и других средств для дезинфекции.

Современное средство для дезинфекции — альтернатива хлорной извести

Можно ли сделать теплообменник своими руками

Самостоятельная сборка теплообменников для ГВС конечно возможна. Но учтите: при этом сэкономить средства вряд ли получится. Стоимость материалов для сборки будет почти сопоставима с ценой готового аппарата.

Причем вряд ли имеет смысл собирать своими руками пластинчатый теплообменник. Он ведь и так чаще всего поставляется, как набор деталей.

Выбивать рельеф множества пластин и вырезать такое же количество прокладок сложной формы дело долгое. Конечно, можно попытаться сделать штампы, но это тоже непросто — к тому же понадобится пресс.

Такое количество прокладок вырезать самостоятельно — очень длительный процесс

С кожухотрубчатыми аппаратами проще, хотя все равно без сварочного аппарата (и соответствующих навыков) не обойтись. Рассмотрим, как собрать медный теплообменник отопления горячего водоснабжения такой конструкции.

Кроме сварочного аппарата нам понадобится следующее оборудование:

1. набор слесарного инструмента;
2. дрель со сверлами и зенковками, или что лучше — сверлильный станок;
3. токарный станок или доступ к нему;
4. угловая шлифмашинка (болгарка) с отрезными кругами, желательно иметь и оборудование для газовой резки;
5. насадка на дрель для вальцовки труб соответствующего диаметра.

Инструкция по созданию такого аппарата будет следующей:

1. Расчеты мы не приводим, для определения размеров деталей лучше найти чертеж аналогичного заводского агрегата (благо их множество в интернете, и они, как правило, не защищены авторскими правами).
2. Вначале готовим кожух — это одна из наиболее простых деталей. Берем для него трубу подходящего диаметра, и, если продумывается фланцевое соединение, ввариваем патрубки и фланцы на них для подключения. Именно их нужно вварить заранее, иначе когда будем монтировать трубы пучка, можно легко прожечь.
3. Дальше готовим трубные доски, необязательно подбирать толщину стали согласно выбранному вами чертежу. Достаточно, чтобы лист металла был не тоньше стенки кожуха. Делаем их как фланцы, то есть вырезаем болгаркой или резаком, потом обрабатываем на наждаке, или что лучше — обтачиваем на токарном станке, сделав диаметр на 0,5-1 мм меньше, чем внутренний диаметр трубы-кожуха.
4. Размечаем точки установки труб пучка и керним их. Сделать это можно только на одной трубной доске. Потом при сверловке обе доски сожмем в пакет струбцинами, и обработаем их вместе.
5. Сверлим отверстия и зенкуем их.
6. Закрепляем трубные доски в кожухе сваркой. Но можно продумать и другой вариант, например: на резьбе — но это не общепринято и гораздо сложнее.
7. Навариваем фланцы на трубы кожуха.
8. Нарезаем по размеру медные или латунные трубы пучка.
9. Устанавливаем их в трубные доски и развальцовываем с обеих сторон.
10. Таким же образом делаем остальные секции, хотя в некоторых случаях достаточно и одной.
11. Изготавливаем патрубки для соединения межтрубного пространства секций между собой. Это просто нарезанные по размеру обрезки трубы с приваренными фланцами.
12. Делаем калачи, для чего гнем куски трубы такого же диаметра, как и труба кожуха, и навариваем на них фланцы. Как правило, из-за маленького диаметра изгиба (по сравнению с соответствующим размером трубы), на «холодную» это сделать невозможно, придется нагревать. Чтобы все калачи получились одинаковыми, желательно изготовить шаблон.

Совет. Можно изготовить калачи из двух отводов труб соответствующего диаметра. Соединяем их между собой и привариваем фланцы.

1. Изготавливаем переходники-сужения с двумя фланцами для подключения сетей к трубам пучка. Они нужны, потому что диаметр трубопроводов меньше диаметра кожуха.
2. Соединяем калачами и патрубками секции между собой, монтируем также и переходники для подключения к сетям.
3. Логично, что следующим этапом была бы сборка и испытание на герметичность. Однако специальный стенд для этого делать не стоит. Подключаем бойлер к тепловым сетям и трубам ГВС, делать это можно одновременно со сборкой секций.
4. Испытываем наш теплообменник вместе с сетями (о методах мы писали выше) и если все нормально, то окрашиваем его внешние поверхности и укладываем теплоизоляцию.
5. Запускаем бойлер в работу и получаем удовольствие от горячей воды, подготовленной в устройстве, которое собрано своими руками.

Вот и все, что мы хотели вам рассказать. Надеемся, наша статья дала вам не только общее понятие, что такое теплообменник и горячее водоснабжение, но и помогла более подробно разобраться в конструкции и схемах подключений этих аппаратов. Еще лучше если мы были и практически полезны, и вы смогли понять принципы монтажа, ремонта и обслуживания.

Дополнительно можете посмотреть видео в этой статье, там тоже рассказывается о принципах работы теплообменников. Пусть вода в кране всегда будет теплой, а жилье комфортным!