Теплообменник для ГВС от отопления

Наличие горячей воды – нормальное условие для комфортной жизни. Но далеко не везде есть вариант подключения к централизованному горячему водоснабжению. В большинстве частных домов и некоторых многоэтажках об этом приходится заботиться самостоятельно. Одним из вариантов является использование теплообменника для горячей воды от отопления. В любом случае, в отопительный сезон у вас будет горячая вода.

Принцип работы

Теплообменники для приготовления горячей воды для бытовых нужд работают по бесконтактному принципу. Их устройство может быть разным, но принцип работы одинаков – они работают по принципу теплопередачи. Есть нагретый теплоноситель (в данном случае из системы отопления), который подается в трубы/каналы теплообменника. Горячий теплоноситель отдает часть своего тепла трубам, по которым течет. Вода течет по другим параллельным каналам, которые необходимо нагревать. Соприкасаясь со стенками, нагретыми теплоносителем, он нагревается. Так работает теплообменник для горячей воды от отопления.

Принципиальная схема использования теплообменника для подготовки горячей воды от отопления

Принципиальная схема использования теплообменника для подготовки горячей воды от отопления.

Чтобы нагрев был эффективным, теплообменник должен быть изготовлен из материала с высокой теплопроводностью. Обычно это металлы – медь, нержавеющая сталь. Медь — дорогой металл, но обладает отличной теплопроводностью. Нержавеющая сталь менее теплопроводна, но из-за ее прочности стенки могут быть очень тонкими, что делает такие теплообменники еще и эффективными.

Как использовать теплообменники для получения ГВС от отопления

Существует несколько вариантов нагрева ГВС с теплообменником и отоплением:

  • Нагрев проточной воды. Недостатками являются ограниченная мощность потребления горячей воды, отсутствие электроснабжения, сложность поддержания стабильной температуры (необходимо организовать смесительный узел или установить драйвер). Достоинства — занимает мало места, малое количество элементов.
  • Нагрев воды в емкости. Теплообменник для горячей воды от отопления опускается в какую-то емкость, наполненную водой. По сути, это уже бойлер косвенного нагрева. Но в нем установлен теплообменник, и он подключен к горячему водоснабжению. Но мы не говорим о них прямо сейчас, поэтому не в этой статье.Самым элементарным теплообменником является труба, по которой течет теплоноситель
  • Самым элементарным теплообменником является труба, по которой течет теплоноситель.

Виды теплообменников для горячей воды

Как правило, существует множество конструкций теплообменников, поскольку они часто используются в различном оборудовании. Поговорим подробнее о самых дешевых, надежных и эффективных. В бытовых целях используются два вида:

  • Ламели (паянные или фальцованные).
  • Оболочка и трубка.

Теплообменник для ГВС от отопления: в частном секторе используются два типа - пластинчатый (слева) и кожухотрубный (справа)

Теплообменник для ГВС от отопления: в частном секторе используются два типа — пластинчатый (слева) и кожухотрубный (справа).

В них не смешиваются теплоносители — теплоноситель из системы отопления и вода из ХВС (ХВС). Каналы, по которым они текут, никак не связаны друг с другом. Поэтому при перекачке питьевой воды на отопление мы получаем то же самое на выходе.

Пластинчатые

Пластинчатый теплообменник для ГВС от отопления состоит из нескольких металлических пластин с рельефными каналами. Они монтируются в зеркальном отображении, благодаря чему каналы циркуляции жидкости изолированы друг от друга. Таблички изготовлены из листового металла штамповкой. Толщина — до 1 мм. Металл, как правило, антикоррозийная нержавеющая сталь, но есть и специальные титановые сплавы.

Каналы на пластинах чаще всего выполнены в виде равносторонних треугольников с разными углами. Чем острее угол, тем быстрее движется жидкость, чем она тупее, тем больше сопротивление и тем медленнее движение. По схеме движения сред по каналам пластины бывают одноходовыми и многоходовыми. В первом направление движения медиа не меняется от начала до конца. Еще одной отличительной чертой является то, что среда работает в противотоке (для большей эффективности).

В многолинейных пластинчатых теплообменниках каналы расположены так, что среда несколько раз меняет направление. Их строение сложнее, стоимость выше, но они способны получать максимум тепла (высокий КПД). В многотрубных теплообменниках может быть достигнута небольшая разница температур между двумя жидкостями.

По способу соединения бывают двух видов — фальцевые и спаянные. Пластины разборных пластинчатых теплообменников соединяются специальными эластичными прокладками (из резины, фторопласта). Для обеспечения герметичности каналов их стягивают между собой металлическими стержнями-стяжками. Для стабилизации конструкции используются две массивные пластины – неподвижная и подвижная. Брусья закрепляются на неподвижном, на них нанизываются пластины с движениями. Чем их больше, тем больше мощность, тем больше передается тепла. Подвижная плита монтируется последней, гайки накручиваются на штуцеры, затягиваются до затяжки швеллеров. Благодаря такой конструкции теплообменники можно демонтировать, чистить, добавлять или снимать пластины. И в этом преимущество данной конструкции).

Два типа пластинчатых теплообменников - паяные (слева) и складчатые (справа)

Два типа пластинчатых теплообменников — паяные (слева) и складчатые (справа).

 

Паяные пластинчатые теплообменники устанавливаются на заводе. Пластины из нержавеющей стали сварены аргоном для предотвращения коррозии в местах сварки. Паяные пластинчатые теплообменники являются неразборными, и поэтому их трудно промывать. Их преимуществом являются более компактные размеры и меньший вес, так как нет необходимости в стабилизирующих пластинах.

Каждый теплообменник имеет входы и выходы для подключения теплоносителя (от отопления) и воды. Эти отводы могут быть в виде фланца, трубы под приварку, резьбового соединения. Они допускают подключение теплообменника ГВС от отопления к трубам любого типа.

Кожухотрубные

Кожухотрубные теплообменники для горячего водоснабжения от отопления проще по конструкции, но менее эффективны, поэтому для обеспечения требуемой температуры они должны быть солидных размеров. Низкий КПД, большие габариты и материалоемкость делают их все менее и менее используемыми в быту. Но их конструкция надежнее – они выдерживают суровые условия эксплуатации. Поэтому этот тип теплообменника все чаще используется в промышленности.

Кожухотрубные теплообменники представляют собой кожухотрубные теплообменники, внутри которых проложены трубы меньшего размера. Обычно это медные трубы, но они могут быть и из других материалов, не только из металла.

Кожухотрубный теплообменник для горячего водоснабжения — устройство и принцип работы

Кожухотрубный теплообменник для горячего водоснабжения — устройство и принцип работы.

Нагретая вода течет по тонким трубкам, которая затем подается к кранам. Теплоноситель из системы отопления движется по пространству внутри корпуса, не занятому трубами с нагретой водой. Направление движения противоточное. Это обеспечивает большую теплоотдачу. Однако стоит сказать, что общий КПД таких установок ниже, чем у пластинчатых.

Схемы подключения

Помимо типа теплообменника, необходимо также выбрать способ его подключения. Есть несколько распространенных шаблонов. В любом случае два выхода подключены к отоплению, один к холодному водоснабжению, один к разводке горячей/горячей воды.

Параллельная (стандартная)

В самом простом случае параллельно существующей системе подключается теплообменник ГВС от отопления. Такая схема наиболее проста в реализации, но для достаточного нагрева необходимо активно перемещать теплоноситель. Это значит, что необходимо иметь циркуляционный насос на подаче теплоносителя. В системах с естественной циркуляцией такой тип установки малоэффективен.

Теплообменник ГВС от отопления: схема параллельного подключения

Теплообменник ГВС от отопления: схема параллельного подключения.

При монтаже подача теплоносителя всегда подключается к верхнему патрубку, а обратка к нижнему. При подключении воды все наоборот – холодная вода подключается к нижнему патрубку, горячая гребенка – к верхнему патрубку.

Схема обвязки теплообменника для горячей воды от отопления

Схема обвязки теплообменника для горячей воды от отопления.

Простейшая схема трубопроводов включает запорную арматуру на всех четырех патрубках — для отключения, очистки и обслуживания. На входе от отопления также установлен грязеуловитель – фильтр с мелкой сеткой. Поскольку зазоры в теплообменнике очень малы, попадание накипи или других загрязнений может засорить каналы. На входе холодной воды желательно установить такой же фильтр – оборудование прослужит дольше.

Эту схему можно улучшить за счет рециркуляции горячей воды в коллекторе ГВС (они зацикливаются после последней точки анализа). Благодаря такой конструкции тепло неиспользованной горячей воды не исчезает, а используется: вода из гребенки ГВС смешивается с холодной водой из водопровода. Отопление уже не совсем холодное, а теплое. Теплообменник для горячей воды от отопления доводит ее только до необходимой температуры.

Трубопроводы с циркуляционным контуром ГВС

Трубопроводы с циркуляционным контуром ГВС.

При демонтаже нагретой воды в основном используется вода из трубы холодного водоснабжения для отопления. Когда нет разбора, насос раз за разом «гонит» тепло, нагрузка на котел отопления очень маленькая.

Температура контролируется датчиком и регулирующим клапаном, установленным на обратной линии (можно поставить и на подающей). Показания с датчика (температура воды на выходе из патрубка на ГВС) передаются на контроллер. По результатам сравнения с заданными данными регулируют интенсивность потока теплоносителя, тем самым регулируя интенсивность нагрева.

Двухступенчатая

Описанные выше схемы хороши всем, за исключением того, что на обогрев должен проходить большой поток теплоносителя. В противном случае вода не успеет прогреться. Второй минус – приходится «заворачивать» поток теплоносителя из системы отопления. При большом расходе и недостаточной мощности котла отопления в холодные дни могут быть заметны перепады температуры. Для более рационального использования тепла была придумана двухступенчатая система подключения теплообменников.

Один из вариантов двухступенчатого подключения теплообменников

Один из вариантов двухступенчатого подключения теплообменников.

В этом случае первичный нагрев происходит из обратки отопления. В результате энергетические ресурсы используются более рационально. Температуру доводят до нормы повторным подогревом, но уже от теплоносителя, идущего на подачу. Теплообменник ГВС от отопления можно подключить параллельно — как на верхней схеме. Второй вариант представлен внизу – в разрыве подводящего патрубка от системы отопления.

Двухступенчатый вариант нагрева

Двухступенчатый вариант нагрева.

В случае второй схемы первичный нагрев идет от обратки. Нагретая в этом теплообменнике вода подается во второй, установленный на подаче. Здесь он доводится до нужной температуры и поступает к потребителю.

Существует также двухступенчатая схема отопления, использующая тепло рециркуляции горячей воды. При этом рационально используется теплота ранее нагретой воды.

Первичный нагрев - от рециркуляции горячей воды, конечный - от системы отопления

Первичный нагрев — от рециркуляции горячей воды, конечный — от системы отопления.

При использовании любой из этих схем нагрузка на котел значительно снижается. Тепло, которое не использовалось ранее, используется. Таким образом, эти системы помогают экономить энергию.

Для нормальной работы теплообменника, подключенного по любой схеме, при монтаже необходимо соблюдать технологические требования. Обязательно соблюдайте уклон труб ГВС в сторону точек разбора. Если маршрут проходит через дверь, вентиляционное отверстие размещается в самой высокой точке. Кроме того, при длительном маршруте необходимы дополнительные автоматические или ручные вентиляционные устройства (воздушники). В противном случае могут возникнуть проблемы с подачей воды.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector