Трубчатый теплообменник: устройство и примеры агрегатов

Чтобы можно было охлаждать жидкостные агенты, для этого применяют специальные теплообменники – трубчатые. Их возможности использовать разные среды, намного шире, чем у других модификаций. Так, они могут охлаждать соки, молоко и даже маслянистые жидкости. К основным преимущественным параметрам относят отличную пропускную способность таких вариантов аппаратов, а также высокую производительность.

Размеры конструкций также играют важную роль, ведь теплообменники часто встраивают в целые системы обогрева, осушения, либо охлаждения. Чтобы иметь полное представление о трубчатых вариантах энергообменных приборов следует детально остановиться на их принципе работы и схеме строения.

Особенности устройства и принципа работы

Состав деталей трубчатых агрегатов следующий:

1. Трубки, зафиксированные на специальных стойках.
2. Компенсатор.
3. Крышка (распложена сбоку).
4. Теплоизоляция (обустроена под обменником).
5. Герметичность осуществляется за счет специальных зажимных колец.

Принцип работы и его особенности:

1. Отвод жидких масс непосредственно через теплоноситель.
2. Но сначала вещество втекает через входной патрубок в агрегат.
3. Время, за которое жидкость должна охладиться, очень сильно зависит от того, какой температуры была она изначально, после втекания через патрубок.
4. Кроме этого на скорость охлаждения обязательно будет влиять также и длина труб, их ширина (диаметр).

Типы трубчатых теплообменников

На сегодня ассортимент трубчатых теплообменников представлен следующими видами:

• комбинированные – трубчато-пластинчатые;
• перекрестнопроточные, прямоточные или противоточные;
• вертикальные и горизонтальные;
• узкокомпенсаторные, ширококомпенсаторные без компенсатора;
• с двойной теплоизоляцией;
• по количеству трубок – о 6-ти или о 8-ми.

Первый вариант установок показал себя с положительной стороны как высокопроизводительный аппарат. Его часто применяются в таких сферах, как пастеризация соков. При этом в нем используются узкие трубки, стальные крышки, а вся конструкция установлена на три прочные стойки. По пропускной способности они измеряются по средним меркам – 20 л/мин. Производители представляют модели с переходниками, чтобы их можно было легко подключить к любой производственной сети. Передние патрубки оснащены небольшими фланцами с подкладками. По стоимости эти модели обычно недешевы – примерно 120 тыс. руб.

Оборудование по типу направленности потока противоточному имеет следующие параметры и особенности:

1. Работает при минимальном давлении в 4 Па.
2. Трубки стоят горизонтально.
3. Пропускная способность – 140 л/мин.
4. Опорная система – 2 или 4 стойки.
5. Материалы изготовления – нержавеющая сталь, латунь.

Такие теплообменники используются для пастеризации растительного масла. Они герметичны, устойчивы, но их размеры немаленькие. Также содержание и использование осуществляется по некоторой сложной схеме.

Если говорить о прямоточных моделях, то к их особенностям можно отнести сле6дующие качества:

1. Диаметр патрубков выхода – от 2 см .
2. Есть возможность подключения более широких компенсаторов.
3. Показатель пропускной способности – 130 л/ч.
4. Предел давления – 4 Па (при типах жидкостей для обмена – вода-вода).

Плотные кожухи, обкладки на некоторых вариантах версий, удобство диаметра труб и цилиндра – все это является большими преимуществами данного типа оборудования.

Горизонтальные агрегаты считаются самыми популярными среди потребителя. Они преимущественно применения в производственных целях – к примеру, в молочном предприятии. Параметры таких установок следующие:

1. Обладают пропускной способностью не больше 130 л/мин.
2. Фиксаторы трубок – специальные пластинки.
3. Опоры – широкие подставки или стойки.
4. Диаметры разные, во многом все зависит от желаемой мощности установки.
5. Расположение фланцев – передняя часть возле крышки.
6. Отводные патрубки соединены с переходниками.

Широко распространены такие установки именно в США.

Вертикальные приборы не подходят для жидкостных сред, их используют в основном для пастеризации чего-то вязкого и маслянистого. Все из-за малой пропускной способности. Стойки обычно используются только две, лишь в некоторых моделях есть подставки. Фланцы расположены за крышками, материалы изготовления – сталь, фиксаторами являются зажимы. На цену сильно влияет диаметр цилиндра и материалы.

ТОП-3 популярных моделей

Рассмотрим несколько моделей трубчатых теплообменников от ведущих производителей в России.

SeCeSpol JAD XK 9.88, паяный

1. Изготовление – по индивидуальному заказу.
2. Назначение – системы отопления и охлаждения, вентиляция и кондиционирование.
3. Тип элемента для обменных процессов – пучки труб («змеевик»).
4. Материал изготовления – сталь аустенитная.
5. Тип установки – вертикальный.
6. Размеры (ДЛхШ) – 1642х386 мм.
7. Масса – 96 кг .
8. Присоединительный патрубок в диаметре – 253 мм .
9. Площадь воздействия – 10 кв.м.
10. Цена – 165 тыс. руб.
11. Производство – Польша.

КБ РиКо, DN400

1. Изготовление – по индивидуальному заказу.
2. Назначение – системы отопления и охлаждения.
3. Форма корпуса – цилиндрическая.
4. Тип элемента для обменных процессов – трубные решетки.
5. Количество трубных решеток – 2.
6. Материал изготовления – сталь высоколегированная.
7. Тип установки – горизонтально.
8. Размеры (ДЛхШ) – 1300х580 мм.
9. Стоимость – определяется после расчетов.
10. Производство – Россия.

Агромаш, пастеризатор трубчатый

1. Изготовление – индвидуально.
2. Назначение – системы охлаждения, процесс пастеризации молока.
3. Тип элемента для обменных процессов – комплекс труб (25).
4. Материал изготовления – сталь.
5. Тип установки – горизонтальный.
6. Размеры – 2850х430х1050 мм.
7. Площадь поверхности обмена – 10 кв.м.
8. Производительность – 600-800 кг/ч.
9. Присоединительный патрубок в диаметре – 204 мм .
10. Расход ледяной жидкости – 10 куб.м/ч.
11. Ценовой предел – будет известен только после окончательных расчетов.
12. Страна-изготовитель – Россия.

Кроме рассмотренных классических установок, существуют еще и дополненные. Это все остальные модификации, что отличаются лишь своими некоторыми особенностями, расширяющими функционал. Где-то есть компенсатор – широкий или узкий, а в некоторых разное количество трубок. Каждый вариант призван расширить или изменить те или иные функции. Прежде чем подбирать окончательный вариант теплообменника на трубах, следует правильно рассчитать его возможности и технологические запросы. Сделать это проще всего вместе со специалистом.

Теплообменники и водонагреватели для отопления

Отопительная система состоит из ряда компонентов, среди которых ключевое значение имеют водонагреватели и теплообменники. Теплообменники для отопления частного дома 35 фото в нашей статье.

Классификация теплообменников

Теплообменники для отопления частного дома во многом определяют функции и конструктивные особенности котла, с их же помощью холодная вода получает тепло от уже нагретой.
Теплообменник также передает тепло на теплоноситель. В зависимости от способа, которым эта задача реализуется, эти агрегаты делятся на:

• Первичные.
• Вторичные.
• Битермические (совмещенные).

Первичный теплообменник для системы отопления

Первичный теплообменник — это изогнутая труба большого диаметра с медными пластинами. Поверхность устройства покрывается антикоррозийной краской.
Различия между моделями первичных теплообменников несущественны, обычно касаются способов подсоединения трубы, размеров устройства и мощности. Последний показатель зависит от того, сколько пластин установлено и какой длины труба.

На работе отрицательно сказываются отложения солей, грязь, копоти. Загрязненный этими веществами теплообменник для системы отопления недостаточно обеспечивает циркуляцию теплоносителя, снижается теплопроводность стенок. Во избежание этого прибегают к регулярному профилактическому обслуживанию, промывке, очистке. Помочь могут и специальные фильтры.

Вторичный теплообменник для отопления частного дома

Теплообменники ГВС или вторичного типа оснащены стальными пластинами. Пластины отличаются высокой теплопроводностью, в сочетании с большой площадью теплообмена достигается высокая эффективность прибора, несмотря на большую скорость потока жидкости.

Быстрое движение теплоносителя предохраняет прибор от отложения солей на стенках. В отличие от других типов теплообменников, в этом случае ток холодной и нагретой воды совпадают по направлению.

Битермический теплообменник для системы отопления

Котлы Linea Isy, Immergas Star kW, Hermann Habitat 2 оснащаются битермическими теплообменниками. Это двухконтурные приборы, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение. Конструктивная особенность заключается в наличии так называемой «трубы в трубе», на поверхности агрегата устанавливаются пластины из меди.

Смотрите видео: Принцип работы теплообменника для систем отопления

Теплообменники для отопления частного дома циркулируют в наружной трубе, внутреннюю занимает санитарная вода. Во время отопления при сгорании газа тепло поставляется прямо к теплоносителю. При работе на горячее водоснабжение тепло после теплоносителя переходит на контур.
Внимание! Используя битермический теплообменник для системы отопления вторичный теплообменник и трехходовой клапан не нужны. За счет этого цена котла снижается, а надежность его увеличивается.

Есть в таких конструкциях и недостатки. В режиме горячего водоснабжения объем нагретой воды меньше, чем в других типах из-за ограничения передачи тепла. Не рекомендуется использовать битермические теплообменники для котлов отопления в регионах с большим количеством жестких солей в воде: из-за большого перепада температур в оборудовании соли откладываются в ускоренном режиме.

Можно отдельно выделить так называемые мини-бойлеры. Это название дали теплообменникам с большой емкостью. Это оборудование самого высокого класса, дорогостоящее, но очень эффективное.
По внешнему виду мини-бойлеры похожи на водонагреватель Леруа Мерлен со змеевиком. Контур теплоносителя проходит по самому змеевику, контур ГВС через стенки.

Бойлеры косвенного нагрева

Самыми распространенными водонагревателями являются бойлеры Леруа Мерлен косвенного нагрева. Нагрев осуществляется от трубчатого электронагревателя, газовой горелки, тепла отопительной системы. Корпус защищает специальный кожух и теплоизоляция для предотвращения теплопотерь через водонагреватель Леруа Мерлен.
Пульт управления оснащается датчиком температуры и соединяется с нагревательным прибором. При сигнале датчика о снижении температуры нагрев включается в автоматическом режиме.

Бойлеры закрытого типа

Закрытые бойлеры Леруа Мерлен используются в централизованном отоплении.
Внимание! Из-за расширения теплоносителя при нагреве в подобных системах создается повышенное давление, из-за чего элементы системы могут выйти из строя.
Во избежание этого для излишков воды предусмотрен расширительный бак, могут устанавливаться манометры, термосмесители, редукторы давления.

Бойлеры открытого типа

Открытый бойлер Леруа Мерлен может поставлять горячей водой только одну водоразборную точку. В них присутствует спецсмеситель, который позволяет перекрыть подключение теплообменника к магистрали. Повышенное давление воды наблюдается не на выходе, а на ходе в нагреватель, благодаря чему в производстве таких приборов могут использоваться не самые дорогие и прочные материалы.
Спецсмеситель также позволяет сливать лишнюю воду при увеличении давления в системе. Этот элемент может применяться и в закрытых бойлерах, в открытых же он обязателен.

Смотрите видео: Автономное отопление своими руками

Подача холодной жидкости

Холодная вода должна поступать под высоким давлением, иначе водоразбор не завершится. Горячая вода должна выливать при этом из бойлера, а специальная трубка для этого находится на большой высоте. При небольшом давлении холодной воды горячая вода остается в баке, не поднимаясь до трубки выхода из нагревателя. Благодаря штуцеру поступающая снизу холодная вода остается на дне бойлера для нагрева воды Леруа Мерлен.

Как сделать водяной теплообменник для отопления

Подобный агрегат домашние умельцы изготавливают самостоятельно, за счет чего можно значительно сэкономить. Так часто создаются змеевики, размещаемые у источника тепла, или открытые бойлеры для нагрева воды леруа мерлен.
Для изготовления открытого бойлера берется прочная емкость, в которую собирается вода и погружается источник передачи тепла. Конструкция достаточна для снабжения теплом небольшого загородного дома.

Во втором случае берется змеевик (изогнутая труба), и пропускается у котла отопления, обычной домовой печи или другого источника повышенных температур. Вода в змеевике нагревается по косвенному типу и поступает в использование уже горячей.
Все виды нагревательных элементов имеют право на существование, и в конкретном случае оптимальным может оказаться любой вариант.

У каждого типа есть свои преимущества и недостатки, рекомендуемые условия эксплуатации. Выбор осуществляется в зависимости от параметров оборудования, возможностей и потребностей потребителя. Это ключевой узел системы отопления, но при этом хороший домашний мастер может изготовить его и своими руками.