Пластинчатые теплообменники в системах горячего водоснабжения. Снижение затрат при использовании новой схемы подключения теплообменника

Для формирования необходимого уровня комфорта в жилых и производственных помещениях необходима подача горячей воды. Есть несколько способов формирования, но в последние десятилетия популярность приобретают системы, в которых задействованы теплообменники для горячего водоснабжения и отопления. Это надежные, экономичные и эффективные агрегаты, характеризующееся компактными габаритами.

Данные установки производятся для обмена теплом между носителями, один из которых – отопление. Такое решение называют закрытым типом ГВС. Устройство является основным элементом приготовления горячей воды в системе. Теплообменник и горелка – это главные рабочие элементы котла.

Устройство и принцип работы

Современные теплообменные аппараты – это агрегаты, работа которых базируется на разных принципах:

• оросительные;
• погружные;
• паяные;
• поверхностные;
• разборные;
• оребренно-пластинчатые;
• смесительные;
• кожухотрубные и прочие.

Но пластинчатые теплообменники ГВС и отопления выгодно отличаются из ряда других. Это нагреватели проточного характера. Установки представляют собой ряд пластин, между которыми формируются два канала: горячий и холодный. Они разделены стальной и резиновой прокладкой, поэтому перемешивание сред исключается. Пластины собраны в один блок. Этот фактор и обуславливает функционал устройства. Пластины тождественны по размерам, но расположены на развороте в 180 градусов, что является причиной формирования полостей, по которым транспортируются жидкости. Так формируется чередование холодных и горячих каналов и формируется теплообменный процесс.

Рециркуляция в оборудовании данного типа происходит интенсивно. От материала прокладок, количества пластин, их размеров и вида зависят условия, в которых будет эксплуатироваться теплообменник для систем горячего водоснабжения. Установки, выполняющие подготовку горячей воды, обустроены двумя контурами: один для ГВС, другой для обогрева помещений. Пластинчатые установки безопасны, производительны и используются в следующих сферах:

• подготовка носителя тепла в ГВС, в системах вентиляции и отопления;
• охлаждение пищевых продуктов и технических масел;
• горячее водоснабжение душевых на предприятиях;
• для подготовки носителя тепла в системах напольного отопления;
• для подготовки носителя тепла на пищевых, химических и фармацевтических предприятиях;
• нагрев воды для бассейнов и другие теплообменные процессы.

Изготовление теплообменника

Конструктивно теплообменники для горячей воды могут быть двух видов: внешние и внутренние. К первым относятся подкова и змеевик. Подкова очень легка в исполнении, но не отличается высокой мощностью: для ее изготовления нужно просто сварить две чугунные или стальные трубы – в результате вы получите агрегат с маленькой площадью контакта носителей и, следовательно, с низкой мощностью нагрева поступающей холодной воды.

Более удачным вариантом внешнего теплообменника будет змеевик – он изготавливается посредством сварки нескольких труб: чем больше труб вы используете, тем мощнее будет агрегат.

Внутренний теплообменник представляет собой бак, в который помещается трубка, нагревающая поступающую в нее воду. Чтобы смастерить такой прибор своими руками, вам понадобится:

• стальной бак для воды;
• стальная или чугунная трубка;
• анод;
• регулятор мощности.

Изготовление теплообменника не займет много времени: скрутите трубку в спираль, закрепите ее на стенках бака, а затем сделайте в емкости два выхода: нижний – для холодной воды, верхний – для горячей.

Наружный теплообменник

Схемы подключения

Если вы решили использовать пластинчатый теплообменник для отопления и ГВС в системе, то перед подбором определенной модели необходимо рассмотреть тип схемы подключения. Есть три варианта:

• Независимая конфигурация подключения от теплоснабжения (так подключается бойлер).
• Параллельная конфигурация или 1-ступенчатая предполагает монтаж оборудования параллельно отопительной коммуникации. Регулирование выполняется одним клапаном. Процесс представляет собой постоянное фиксирование заданной температуры среды. Это простая структура, обеспечивающая достаточный теплообмен, но потребляет большие объемы теплоносителя и предполагает подключение насосных станций. Эта схема экономична по монтажу.
• Двухступенчатая конфигурация гарантирует рациональное использование энергии обратного потока. Подготовка жидкости выполняется в 2-х агрегатах. Первый нагревает воду до 40 градусов, второй продолжает процедуру и доводит показатели до заданной нормы. Это +60 градусов. Второй пластинчатый теплообменник ГВС может быть подключен параллельно или последовательно, в зависимости от выбранной инженерной схемы. Этот способ характеризуется низким расходом теплоносителя – до 40% и высоким КПД. Эта схема обеспечит экономию в процессе эксплуатации.

От грамотного выбора схемы подключения зависят расходы в эксплуатации и будут ли люди получать достаточное количество горячей воды. Но чтобы схемы были работоспособны, необходимо грамотно подобрать теплообменник для отопления. В параметрах учитывается связка гидравлического режима водоснабжения и отопления.

Применение стандартных схем ГВС

На сегодняшний день существующие нормативные документы регламентируют выбор схемы построения ГВС при проектировании тепловых пунктов. Согласно СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» в зависимости от соотношения максимального потока теплоты на горячее водоснабжение Qhmax и максимального потока теплоты на отопление Qomax могут применяться следующие схемы ГВС:
* Параллельная одноступенчатая схема может также применяться в случае теплоснабжения от небольших котельных (

Параллельная одноступенчатая схема. Преимущества этой схемы: простота и относительная дешевизна. Недостатки — схема неэкономична по расходу теплоносителя, ее применение ведет к увеличению мощности насосных станций и диаметров теплосетевых труб.

Среди двухступенчатых схем наибольшее распространение в России получила двухступенчатая смешанная схема подключения ГВС.

Двухступенчатая смешанная схема является достаточно простой и позволяет экономить до 40% расхода теплоносителя по сравнению параллельной одноступенчатой схемой. Но она при этом обладает рядом недостатков:

• сильное взаимное влияние горячего водоснабжения и отопления;
• относительно быстрое загрязнение первой ступени;
• необходимость тщательного подбора теплообменника;
• высокий уровень капиталовложений на приобретение двух теплообменников.

Двухступенчатая последовательная схема используется значительно реже, так как, несмотря на значительную экономию теплоносителя (экономия до 60% относительно параллельной одноступенчатой схемы), имеет ряд существенных недостатков:

• сложность расчета;
• необходимость увязки работы горячего водоснабжения и отопления;
• периодические перегревы воды в системе отопления, что увеличивает ее износ;
• колебания температуры в здании;
• высокий уровень капиталовложений на оборудование для автоматизации и на приобретение двух теплообменников;
• частые нарекания в адрес автоматизации процесса.

Согласно СП 41-101-95 п. 3.20, могут применяться также другие схемы присоединения потребителей теплоты к тепловым сетям, обеспечивающие минимальный расход воды в тепловых сетях, экономию теплоты, при технико-экономическом обосновании.

Решение «Ридан»

предлагает альтернативную схему ГВС — схему с «заниженной обраткой» ГВС. Использование схемы возможно при условии применения пластинчатого теплообменника (для кожухотрубного теплообменника экономический эффект отсутствует). Предлагаемая схема идентична параллельной одноступенчатой схеме, но отличается расчетом теплообменника на температуры не 70/30 (для графика 150/70), а на более низкую температуру обратки горячей воды (

Технологическая схема горячего водоснабжения с «заниженной обраткой»

Преимущества по сравнению с одноступенчатой схемой:

• эономия теплоносителя при равных тепловых нагрузках– до 40%;
• высвобождение теплотранспортного резерва тепловой сети для обеспечения пиковых нагрузок или присоединения новых потребителей;>/li>
• схема обладает большей эффективностью по обеспечению необходимой температуры горячего водоснабжения, что особенно важно при недостаточно высоких температурных параметрах теплоносителя тепловой сети или при недостаточной разнице давлений между прямой и обратной трассой тепловой сети.

Преимущества по сравнению с двухступенчатыми схемами:

• снижение затрат на приобретение теплообменника (приобретается один теплообменник вместо двух);
• снижение стоимости обвязки (до 50%) и монтажа;
• возможность работы на малых перепадах давления;
• отсутствие влияния на гидравлику системы отопления;
• упрощение и снижение затрат (до 25%) на обслуживание оборудования за счет применения одного теплообменника;
• упрощение системы теплоснабжения, малые габариты узла тепловой схемы;
• низкое гидравлическое сопротивление.

ООО «МЗ Тепло Системы» — производит сервисное обслуживание и ремонт теплообменников в Москве и на территории Центрального Федерального Округа.

Список обслуживаемых областей: Москва, Московская, Калужская, Ярославская, Тверская, Тульская, Рязанская, Тамбовская, Липецкая, Тверская, Смоленская, Ивановская, Курская, Костромская, Владимирская, Брянская области и др…

Офис: г. Москва, ул. Б. Косинская д. 27 стр. 2.

Склад: г. Москва, ул. Электродная д. 3 Б.

тел.

тел./факс

моб. тел.

E-mail: [email protected] отдел продаж

E-mail: [email protected] сервисная служба

Как рассчитать модель для конкретного здания

Чтобы теплообменник был эффективен в системе отопления и горячего водоснабжения, при выборе необходимо учитывать следующие параметры:

• число потребителей;
• объем воды, необходимый 1 потребителю в сутки (для информации, согласно СНиП предел установлен в 120 литров на 1 человека);
• нагрев теплоносителя, в центральных сетях его температура составляет в среднем 60 градусов;
• устройство используется постоянно или будет отключаться – режим эксплуатации;
• средние температурные значения холодной воды зимой;
• допустимые тепловые потери, стандартное значение – 5%;
• число сантехнических приборов, к которым подключена ГВС.

Для расчетов потребуются и другие данные, в зависимости от ситуации и условий. Результатом данного расчета будет модель, которая сможет поставлять необходимые объемы горячей воды для конкретного жилища.

Монтаж теплообменника

Когда все компоненты готовы, можно приступать к монтажу теплообменника. В случае с внешним агрегатом работа выполняется следующим образом:

• на входе и выходе сваренной конструкции нарежьте резьбу;
• с помощью муфты соедините вход теплообменника с системой отопления
• используя аналогичную муфту, соедините выход теплообменника с трубой горячего водоснабжения.

Внутренний теплообменник монтируется по такой схеме:

• вблизи батарей отопления установите бак с трубкой-термонагревателем;
• рядом с трубкой внутри бака установите анод;
• через нижний выход проведите в бак трубу отопительной системы, а через верхний – трубу, которая будет забирать холодную воду.

По желанию можете подключить к нагревательной трубке регулятор мощности, а к нему – термостат для управления температурой нагрева воды.

Важно! Верх и низ стального бака должны быть запаяны, чтобы предостеречь попадание в емкость воздуха, который будет забирать температуру, предназначенную для нагрева воды.

Как видим, даже столь сложный агрегат системы отопления, как теплообменник для горячей воды, вполне реально соорудить и установить своими руками. Главное – детально продумать каждый шаг: от выбора материала до финального подключения. Так что не пренебрегайте предложенной вам инструкцией – она поможет избежать ошибок в обеспечении собственного дома бесперебойной горячей водой.

Выбор теплообменного оборудования для ГВС

Если инженерный расчет теплообменников отопления и горячего водоснабжения был сделан правильно, и в здании установлена грамотно подобранная модель оборудования с учетом условий эксплуатации, можно рассчитывать на надежную работу оборудования в течение 15 лет. Не стоит пренебрегать услугами профессиональных мастеров, это сформирует дополнительные гарантии производительности и безопасности системы.

На российском рынке представлены установки от именитых брендов и пластинчатые теплообменники российского производства, вторые не менее надежны, но доступны по стоимости. Так, пользуется спросом теплообменник для системы горячего водоснабжения Ридан (группа компаний Данфосс), его предпочитают купить даже состоятельные потребители. Поэтому выбор устройства лучше делать не по торговой марке, а согласно параметрам конкретного строения и техническим характеристикам аппарата. Лучше, если это сделает профессионал.