Установка теплообменника
Используя инструкцию по монтажу, необходимо правильно закрепить теплообменник. Он прижимается к стене за счет специальной консоли или крепежной ленты. Также можно установить теплообменник за счет уголка, который крепится к низу теплообменника. Плюс он завяжется трубами.
Дополнительно нужно смонтировать фильтры. Должен быть хотя бы фильтр грубой очистки на контур теплоэлектростанции. Если подключается к старой отопительной системе, то необходимо два фильтра. Один внизу, другой вверху.
Нужны краны и американки. Последние представляют собой быстроразъемные резьбовые соединения. Как правило, обычная простая американка состоит из четырех частей: двух резьбовых фитингов, накидной гайки и прокладки.
Очень важный момент при монтаже — это диаметр подключения, потому что прибор довольно компактный. В нем небольшой объем теплоносителя. Зазор между пластинами минимальный. Желательно брать такого же диаметра, который нам нужен, или больше. Например, 1 дюйм подключения. Лучше брать с запасом уровень мощности теплообменника. На габариты это не влияет. Буквально больше на один или два сантиметра. Но зато скорость теплосъема значительно увеличивается
Особенно это важно в системах, где теплоэлектростанция дает небольшую температуру. Например, при максимальной подаче температуры воды равной 65-70 °C, надо учесть данный факт, чтобы снять с теплоносителя максимально возможное количество теплоэнергии
Выбираем конструкцию прибора
Выбирая подходящий теплообменник для печи, стоит стремиться к тому, чтобы общая площадь поверхности готового изделия была наибольшей. Это позволит обеспечить наиболее эффективный обогрев помещения.
Змеевик
Наибольшее распространение получили регистры (змеевики). Такие теплообменники варят из гладкостенных труб диаметром 40 – 50 мм. Внешне они напоминают решетку характерной Г-образной формы. Для их изготовления можно использовать не только круглые, но и профильные трубы с близкой площадью поперечного сечения.
Обратку и выход горячей воды можно располагать как с одной стороны регистра, так и с разных.
Следующими по популярности можно назвать прямоугольные или цилиндрические баки, внутри которых располагается труба или змеевик. Длина такого теплообменника зависит от параметров топливника печи. Теплообменник, устанавливаемый на дымоход, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри него проходит труба, диаметр которой равен диаметру дымохода. Патрубки привариваются снизу. Может использоваться как для обогрева помещения, так и для нагрева воды.
Такая конструкция требует особого внимания. Из-за быстрого остывания продуктов сгорания значительно снижается тяга в самом дымоходе. Это способствует замедлению горения топлива.
Установка изделия на отопительно-варочную печь требует особого внимания. Необходимо позаботиться о том, чтобы горячие газы проходили над его верхней полкой и входили в дымоход в передней части топливника.
В таком случае плита для приготовления пищи может располагаться прямо над теплообменником. Допустимо также изготовление регистра без верхней полки. Так называемая полка состоит из нижней и боковых частей, соединенных между собой трубами.
Теплообменник своими руками
Теплообменником можно назвать устройство, не имеющее собственного источника нагрева, но позволяющее извлекать тепло из внешних обогревателей. При необходимости можно сделать теплообменник самостоятельно. Однако сначала следует определиться, какой именно вид конструкции вам необходим.
Как сделать теплообменник своими руками?
Наиболее простым в изготовлении является змеевик. Для его устройства лучше всего подойдет медная трубка. Она легко гнется и обладает высокой теплоотдачей. Возьмите необходимый отрезок трубки и аккуратно согните ее в спираль, поместите ее в бак или бочку. Затем выведите концы наружу и закрепите. К окончаниям трубки при помощи обжимных соединений присоедините резьбовой фитинг. В результате у вас получится теплообменник – змеевик. В качестве альтернативы медной трубки можно использовать и другие легкогнущиеся трубки. Это может быть металлопласт или алюминий.
Другой разновидностью теплообменника является так называемая водяная рубашка. Наибольшее распространение такой вид теплообменников имеет в небольших котлах систем отопления и представляет собой герметичную емкость, установленную внутри котла и позволяющую нагревать воду от циркулирующей жидкости в системе отопления дома. Недостатком такого вида теплообменника является невысокая пропускная способность и зависимость от температуры в системе.
Более сложным для самостоятельного изготовления, но и более эффективным теплообменником является конструкция под названием трубная доска. Для самостоятельного изготовления потребуется несколько вальцовочных соединений. Состоит такой тип теплообменника из трех и более герметичных емкостей, соединенных трубами. Находящиеся по разным концам емкости соединены развальцованными на концах трубами. Циркуляция жидкости межу ними дает необходимый теплообмен в средней части конструкции.
Если желание сделать теплообменник самостоятельно, не делая больших затрат, в качестве основного материала можно использовать автомобильные радиаторы, радиаторы отопления или газовые колонки.
Особое внимание на устройство теплообменника стоит обратить владельцам дач или небольших коттеджей, находящихся за городом и не имеющих возможности пользования природным газом. Устройство небольшой каменной печи снабженной теплообменником, позволит наслаждаться теплом и уютом во всех помещениях. Для этого потребуется вмонтировать в печь две емкости, соединенные между собой несколькими трубами
Для этого потребуется вмонтировать в печь две емкости, соединенные между собой несколькими трубами
Одна емкость должна быть прямоугольной и располагаться в низу, а другая цилиндрической, наверху. Для необходимой циркуляции трубы системы отопления требуется закольцевать в закрытый контур, чтобы выход горячей воды был из верхней цилиндрической емкости, а вход остывшей в нижний прямоугольный. Подчиняясь неизбежным законам физики, горячая вода будет подниматься вверх, обеспечивая необходимую циркуляцию жидкости по всем помещениям. При такой конструкции необходимо в верхней точке контура установить расширительный бачек, с помощью которого будет поддерживаться уровень жидкости в системе, и устраняться воздушные пробки. Стоит заметить, что принцип теплообмена может служить не только для нагрева, но и для охлаждения жидкости
Для этого потребуется вмонтировать в печь две емкости, соединенные между собой несколькими трубами. Одна емкость должна быть прямоугольной и располагаться в низу, а другая цилиндрической, наверху. Для необходимой циркуляции трубы системы отопления требуется закольцевать в закрытый контур, чтобы выход горячей воды был из верхней цилиндрической емкости, а вход остывшей в нижний прямоугольный. Подчиняясь неизбежным законам физики, горячая вода будет подниматься вверх, обеспечивая необходимую циркуляцию жидкости по всем помещениям. При такой конструкции необходимо в верхней точке контура установить расширительный бачек, с помощью которого будет поддерживаться уровень жидкости в системе, и устраняться воздушные пробки. Стоит заметить, что принцип теплообмена может служить не только для нагрева, но и для охлаждения жидкости.
С этим читают
Какие бывают теплообменники для банных печей
Существуют общие классификации, которые применяются для разделения нескольких вариантов изделия по способу действия. В то же время, каждый отдельный тип имеет собственные подвиды. Каждый человек, захотевший соорудить баню, может использовать один из нескольких видов теплообменников или эксплуатировать собственный. Новый вид оборудования появляется если владелец вносит малейшие изменения.
По основным конструктивным характеристикам теплообменники разделяются на такие виды:
По расположению бака для воды
Емкости с жидкостью могут располагаться в разных помещениях (душевая, парная, чердак). Отдельные места установки имеют собственные достоинства и недостатки.
Рассмотрим первый случай – бак монтируется в парной. Таким образом можно достичь максимальной скорости нагрева воды за счет небольшой длины трубопровода. Недостатком подобного варианта является уменьшение пространства помещения, которое может иметь небольшие размеры.
Бак в душевой (самоварного типа) решает вопрос со свободным пространством. Небольшим недостатком выступает увеличенная протяженность труб, что влияет на скорость нагрева воды.
Оба варианта отличаются совместной проблемой, связанной со слабым напором воды. Парная комната имеет высоту не более 2 метров. Если прикрепить емкость на максимальную высоту, то расстояние от пола до выходного патрубка составит около 1,5 м. Это значить, что смонтировать привычный стационарный душ не является возможным. Единственный вариант применять гибкий шланг. Чтобы иметь нормальный напор воды, разница высоты не должна быть меньше 10 см.
Компенсация этого недостатка решается просто – вынос бака для воды на чердак (третий способ).
Такой вариант имеет собственные недостатки, связанные с большой протяженностью труб, что приводит к потере тепла. Бак обязательно должен утепляться. Помимо этого, проблема возникает с возобновлением объема воды. Не каждый захочет периодически носить ведра по лестнице, чтобы выносная емкость имела достаточный уровень воды, а проложить к нему водопровод не всегда возможно.
Из этой информации следует, что универсального расположения бака не существует. Каждый человек должен самостоятельно подбирать вариант, исходя из конструктивных особенностей постройки, климатической зоны и наличия инженерных коммуникаций.
По месту расположения теплообменника
По этому показателю устройства разделяются на две категории – монтируемые внутри печи или возле дымохода (отвод дыма должен осуществляться по металлической трубе). Эти варианты имеют свои особенности, но могут прекрасно существовать.
Внутренняя емкость позволяет осуществлять быстрый нагрев, благодаря близкому расположению к очагу тепла. Здесь имеются риски, связанные с закипанием воды. Кроме этого, произвести ремонт или замену теплообменника невозможно без разбора банной печи, что не очень удобно.
В процессе нагревания воды на стенках образуется накипь, которая снижает теплоотдачу. Каждый миллиметр отложения уменьшает возможность отдачи тепла на 10%, эффективность отдачи тепла со временем уменьшается. В зависимости от региона проживания, характеристики жидкости изменяются, что приводит к частым ремонтным работам оборудования.
Большой слой накипи может образовываться уже через 1 год активного пользования баней. Теплообменник можно очищать при помощи соляной кислоты, но такой подход требует строго соблюдения правил техники безопасности.
Теплообменник на трубу дымохода в баню не обладает недостатками, связанными с постоянным закипанием воды. Здесь температура нагрева не превышает 100 градусов. Этот параметр стал одновременно и недостатком, поскольку период нагрева увеличился в несколько раз. Теплообменник для бани на трубе позволяет его располагать непосредственно в помещении, при этом не используется полезное пространство.
Редко можно увидеть банный теплообменник, расположенный под камнями печи. Такой вариант нецелесообразно применять, ведь булыжники не набирают оптимальной температуры для образования пара. Ведь качественный, мелкодисперсный пар – то, ради чего строится баня.
Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin
Печь для бани с теплообменником для воды
Чтобы удовлетворить все требования современного владельца бани, было разработано уникальное устройство обогрева, предназначенное одновременно для нескольких целей – печь для бани с теплообменником.
С помощью такой банной печи можно не только нагреть воду для душа, но и обогреть ближайшие помещения. Если установить бак, вода в котором будет нагреваться с помощью теплообменника, то в бане появится и душ.
Если же в предбаннике установить отопительные радиаторы, подсоединенные к теплообменнику, то получится водяная система отопления.
Чтобы сделать правильный выбор, необходимо знать, какие особенности имеют печи для бани с включенными в их конструкцию теплообменниками
Также важно правильно подобрать конструкцию печи с теплообменником и ее необходимую мощность
Существуют два вида печей с теплообменниками, используемых в банях:
- встроенная емкость, снабженная двумя патрубками. С помощью патрубков емкость соединяется с резервуаром, наполненным водой;
- внешняя емкость, размещенная на дымоходе печи. Обычно эта емкость и является резервуаром, в котором греется вода для мытья.
Если приобретается конструкция заводского изготовления, то производители указывают в инструкции, какую мощность имеет конструкция, и на эксплуатацию в каком помещении она рассчитана.
Тем, кто изготавливает печь для бани самостоятельно, следует знать, что мощность теплообменника зависит от площади его поверхности с 1 кв. метра площади выход мощности составит около 9 кВт.
Теплообменник встроенного типа
Встроенный теплообменник, представляющий собой бачок небольшого размера (не более 5 литров), установленный между кожухом печи и ее топкой. Он не должен иметь непосредственного контакта с пламенем.
В нижней и верхней части теплообменника должны быть вварены штуцеры, через которые устройство нагрева воды подключается к выносному баку.
При работе печи теплая вода из теплообменника поднимается вверх в выносной бак. Одновременно по нижней трубе в бачок теплообменника из выносного бака поступает холодная вода. Согласно законам физики, постепенно весь объем воды, находящейся в выносном баке, нагревается.
Такой вариант удобен тем, что имеется возможность установить выносной бак в соседнем помещении, но при условии, что общая длина соединительных труб будет не более 3 метров. Их диаметр должен быть не менее 3/4 дюйма.
Для лучшей циркуляции воды трубы, ведущие к выносному баку, должны иметь небольшой уклон (до 5 градусов). Для улучшения циркуляции воды в систему можно добавить электрический насос.
Важно: для уплотнения резьбовых соединений в печи для бани с теплообменником требуется материал, способный выдерживать воздействие высокой температуры.
Основным недостатком встроенного теплообменника является уменьшение количества тепла, используемого на обогрев помещения. По этой причине мощность теплообменника должна быть не более 10 процентов от общей мощности печи, установленной в бане.
Необходимо также выбирать оптимальный размер бака. Если его объем будет слишком маленький, то вода в нем будет быстро закипать, а емкость большого размера будет долго нагреваться.
Внешний теплообменник
Данный вид теплообменника гораздо экономичнее, так как вода в нем греется за счет тепла, выходящего при сжигании топлива через дымоход.
Внешний теплообменник значительно сокращает теплопотери печи, что экономит расход топлива. Конструкция теплообменника монтируется на трубе дымохода, тем самым напоминая устройство самовара.
Изготавливают внешние теплообменники любой формы, но в каждом из них вставлен металлический патрубок, проходящий сквозь крышку и днище устройства. Этот патрубок, имеющий диаметр чуть более трубы дымохода, выходящего из печи, надевается на него, выходящие из топки горячие газы проходя сквозь дымоход и как следствие сквозь патрубок теплообменника, отдают свое тепло воде, находящейся внутри теплообменника.
Достоинством такой конструкции является возможность установки теплообменника большого размера, но при этом не отбирающего мощность у печи. Вода в нем сохраняет тепло, даже когда печь уже не топится.
Среди недостатков отмечают трудность контроля оставшегося в теплообменнике количества воды. Однако с этим недостатком научились успешно бороться. Для этой цели к теплообменнику подсоединяют выносной бак, куда монтируют водомерное стекло.
Важно: местам стыковки теплообменника с дымоходом необходимо обеспечить герметичность. Для этого используют термостойкий герметик или раствор из глины, извести и песка. Цементный раствор использовать нельзя, так как он не выдерживает воздействия температуры
Цементный раствор использовать нельзя, так как он не выдерживает воздействия температуры.
Теплообменники вода-вода – типы, характеристики, особенности применения
Теплообменник вода-вода обеспечивает теплопередачу между двумя жидкими средами. В качестве водоводяного теплообменника могут использоваться разборные пластинчатые, пластинчатые паяные или кожухотрубные теплообменники в зависимости от сферы применения. Конкретный тип выбирается на основании объемного расхода и химических свойств жидкостей, между которыми происходит теплопередача. Каждая конструкция имеет свои преимущества и недостатки для конкретного применения. Стоит отметить, что водоводяной теплообменник в настоящее время является одним из наиболее востребованных типов на рынке.
Применение теплообменников вода-вода
Теплообменники вода-вода применяются во множестве отраслей промышленности и хозяйства. Основными сферами применения являются:
– Бытовые системы горячего водоснабжения
– Подогрев воды для бассейнов
Для продления срока службы водоводяных теплообменников необходимо обеспечить правильную водоподготовку для исключения образования водного камня и засорения каналов. Большинство крупных производителей указывают требования к чистоте и химическому составу воды в технической документации.
Пластинчатые теплообменники вода-вода
В последнее время наибольшее распространение получили пластинчатые теплообменники вода-вода благодаря целому ряду преимуществ:
– Длительный срок службы
– Простота эксплуатации и технического обслуживания
– Низкое загрязнение теплообменных поверхностей благодаря самоочищающимся каналам
– Невысокая стоимость относительно кожухотрубных теплообменников
Пластинчатый теплообменник вода-вода состоит из набора штампованных пластин, которые образуют параллельные изолированные друг от друга каналы. Потоки греющей и нагреваемой жидкостей распределяются по каналам, направление жидкостей в каналах обычно противоположное. Теплопередача между жидкостями происходит через стенки каналов, т.е. через пластины теплообменника. Поверхность пластин имеет волнистую форму для турбулизации потоков с целью увеличения эффективности теплопередачи.
Паяные пластинчатые теплообменники вода-вода наиболее компактны и эффективны в работе. Пластины выполняются из нержавеющей стали и спаяны медным припоем для герметизации внутренних контуров. Максимальное давление жидкости в таком теплообменнике может достигать 30 бар, но существуют специальные модели, давление в которых может быть выше.
Разборные пластинчатые теплообменники вода-вода подходят для больших потоков жидкостей. Пластины в таких теплообменниках собираются в единый пакет через резиновые прокладки и стягиваются длинными болтами между рамными плитами. Такой аппарат может быть разобран для очистки и замены пластин и прокладок. Более того, такая конструкция позволяет добавить дополнительные пластины для увеличения мощности теплообменника. Для применения с морской водой применяются пластины изготовленные из титана.
Расчет теплообменников вода-вода
Чтобы рассчитать теплообменник вода-вода необходимо определить следующие параметры:
– Температуру воды на входе и выходе контуров
– Максимально допустимую температуру рабочих сред
– Максимально допустимое давление рабочих сред
– Допустимые потери напора
– Тепловую нагрузку (мощность теплообменника)
– Коэффициент загрязнения, который учитывает загрязнение рабочих жидкостей
Примеры пластинчатых теплообменников вода-вода
Alfa Laval cерия CB
Конструкция: паяный пластинчатый теплообменник
Материал пластин: нержавеющая сталь
Твердый припой: медь
Теплообменники Alfa Laval CB имеют компактные размеры и имеют различные классы давления для различных применений.
Alfa Laval cерия M
Конструкция: разборный пластинчатый теплообменник
Материал пластин: 304/304L, 316/316L, 904L, Ni, Ti, TiPd
Промежуточные уплотнения: NBR, EPDM, FKM, Q
Теплообменники Alfa Laval M3, M6, M10, M15 имеют широчайший спектр применения и могут быть изготовлены из различных материалов.
FUNKE cерия FP/FPS
Конструкция: разборный пластинчатый теплообменник
Максимальное давление: 25 бар
Материал пластин: 304, 316/316L, 904L, C-276, Ni, Ti, TiPd
Промежуточные уплотнения: NBR, EPDM, хлоропрен, бутил, витон
Неподвижная и прижимная плита: Углеродистая сталь с покрытием
SWEP cерия B
Конструкция: паяный пластинчатый теплообменник
Материал пластин: нержавеющая сталь
Твердый припой: медь
Пластинчатые теплообменники вода-вода серии B от компании SWEP имеют широчайший диапазон мощностей и применений. Имеются исполнения для разных уровней давления.
Виды ТО
Схема и принцип работы рекуперативного теплообменника
По принципу работы оборудование делится на рекуперативное и регенеративное. В первых движущиеся теплоносители разделены стенкой. Это самый распространенный вид, он может быть различных форм и конструкций. Во втором случае с одной и той же поверхностью по очереди контактируют горячий и холодный теплоносители. Высокая температура нагревает стенку оборудования во время контакта с горячей средой, далее температура передается холодной жидкости при контакте с ней.
По назначению ТО делятся на два вида: охладительные – работают с холодной жидкостью или газом, остужая при этом горячий теплоноситель, и нагревательные – взаимодействуют с разогретой средой, отдавая энергию потокам холодной.
По конструкции теплообменники бывают нескольких видов.
Разборные
Состоят из рамы, двух концевых камер, отдельных пластин, разделенных термостойкими прокладками и крепежных болтов. Такое оборудование отличается простотой очистки и возможностью увеличения эффективности путем добавления пластин. Но разборные ТО чувствительны к качеству воды. Для продления срока их службы требуется установка дополнительных фильтров, что увеличивает стоимость проекта.
Пластинчатые
Пластинчатый теплообменник нуждается в установке дополнительных фильтров на теплоноситель
Отличаются методом соединения внутренних пластин:
- В паяных ТО гофрированные пластины из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм сделаны путем холодной штамповки. Между ними устанавливается прокладка из специальной термостойкой резины.
- В сварных пластины свариваются и образуют кассеты, которые затем компонуются внутри стальных плит.
- В полусварных ТО кассеты скрепляются посредством паронитовых соединений в конструкции из небольшого количества сварных модулей. Эти модули уплотняются резиновыми прокладками и соединяются лазерной сваркой. После чего собираются между двумя плитами при помощи болтов.
Пластинчатые теплообменники используются в условиях повышенного давления и экстремальных температурах. Такие устройства требуют минимального технического обслуживания, экономичны и отличаются высокой эффективностью. Кроме того, по необходимости можно увеличить или уменьшить эффективность оборудования путем увеличения или уменьшения количества стальных пластин.
Единственным недостатком теплообменника из гофрированной нержавейки служит чувствительность к качеству теплоносителя, необходима установки дополнительных фильтров.
Кожухотрубные
Состоят из цилиндрического корпуса, куда помещены пучки трубок, собранных в решетки. Концы труб крепятся развальцовкой, сваркой или пайкой. Достоинством такого оборудования служит нетребовательность к качеству теплоносителя и возможность использования в технических процессах, где присутствуют агрессивные среды и высокое давление (в нефтяной, газовой, химической промышленности). Недостатки кожухотрубных ТО – относительно низкая теплоотдача, большие габариты, высокая стоимость и сложность в ремонте.
Спиральные
Состоят из двух листов металла, свернутых в спирали. Внутренние края соединены перегородкой и закреплены штифтами. Такие теплообменники компактны и обладают эффектом самоочистки. Они способны работать с жидкими неоднородными средами, любого качества. При повышении скорости движения жидкости, увеличивается интенсивность теплообмена. Недостатки: сложность в изготовлении и ремонте, ограничение давления рабочей жидкости до 10 кгс/см².
Спиральный
Кожухотрубный
Двухтрубные и труба в трубе
Схема теплообменника труба в трубе
Первые состоят из труб разного диаметра. В качестве теплоносителя используется жидкость и газ. Устройства используются в местах с повышенным давлением, имеют высокий уровень теплоотдачи. Отличаются простотой монтажа и обслуживания. Единственный недостаток – высокая стоимость.
Теплообменник «труба в трубе» состоит из двух труб разного диаметра, соединенных между собой. Они используются при небольшом расходе теплоносителя и чтобы оборудовать дымоход.