Теплообменники

  Теплообменник это устройство, в котором происходит передача тепла от среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой. В качестве теплоносителя используют газ, пар или жидкость. По назначению теплообменники могут быть нагревательными или охладительными. Наиболее распространенной средой в теплообменниках является вода (пар), но также используются для нагреваемой среды различные незамерзающие жидкости на основе гликолей.

  Теплообменники делятся по способу передачи тепла на поверхностные и смесительные. В поверхностных конструкциях среды обмениваются через стенки-перегородки, а в смесительных теплообменниках среды перемешиваются, и таким способом обмениваются теплом.  Поверхностные теплообменники делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных конструкциях среды не меняют своего направления течения, а в регенеративных происходит периодичное изменение направления потока.

  Конструкции теплообменников разнообразны: кожухотрубные, витые, погружные, ребристые, спиральные, пластинчатые, пластинчато-ребристые, грарафитовые. По способу сборки теплообменники делятся на разборные, полуразборные, сварные и паяные.

  Рассмотрим два наиболее распространенных вида теплообменников

Кожухотрубные теплообменники ( "труба в трубе" )

  Кожухотрубный теплообменник это цилиндрический корпус с проложенными внутри трубками, различные по температуре среды протекают  соответственно в цилиндре в межтрубном пространстве и в самих трубках. Диаметры и длины трубок, а также скорость потока внутри трубок и межтрубном пространстве рассчитывают исходя из необходимого теплообмена. Второе название таких теплообменников – скоростные.

Пластинчатые теплообменники (ПТО)

                 Уже из названия становиться понятным, что основу конструкции составляют пластины, образующие зазоры в которых и протекают разнотемпературные среды и происходит теплообмен. Конструктивно все имеет значение: материал пластин, форма, углы наклона, диаметры труб и т.д. Необходимо обеспечить скорость потока, определенную турбулентность, перепад температур и давления, прочность теплообменника. «Елки» с тупыми углами соответствуют высокому гидродинамическому сопротивлению и высокому коэффициенту теплопередачи, а с острыми углами - соответствуют низкой потере давления, но и более низкому коэффициенту теплопередачи. Распространенным материалом для изготовления теплообменников  является нержавеющая сталь, узор пластин «елочкой», способ изготовления – штамповка (выпресовка).

  Лучше всего понять назначение теплообменника можно на примерах:

  В сложных системах отопления, в которых используются различные способы передачи тепла, как-то через радиаторы, конвекторы или теплые полы, температура носителя в таких системах различная. Например для радиаторов применяется система с температурой подачи 80-95*С, а для теплых полов используется низкотемпературная система в которой 45-55*С. Если низкую температуру подать на радиаторы, ни о каком обогреве помещения можно и не мечтать, теплоотдачи не будет. Если подать высокую температуру на систему теплых полов – разрушиться как сама система (трубы, фитинги) так и напольное покрытие (стяжка вместе с облицовочными материалами).  

  Другой пример: в воздушных отопительных системах, использующихся в низкотемпературных климатах,  используются теплообменники для передачи тепла от водяной среды, циркулирующей в одном контуре, к незамерзающей жидкости (тосолу, гликолю) циркулирующей в другом контуре. Такая система позволяет обеспечить не замерзание контуров и устройств системы отопления, подверженных наибольшему риску.

  Постоянно идут споры о достоинствах и недостатках кожухотрубных и пластинчатых теплообменниках. О том какие из них более эффективны, имеют более высокие показатели по теплообмену, чье производство более сложное и способствует удорожанию конструкции, а сами конструкции являются более габаритными и тяжелыми, какие теплообменники легче в обслуживании и у каких дольше срок эксплуатации.

  Мы не будем занимать, какую либо сторону в этих спорах, так как из нашего опыта в разных ситуациях с частными задачами применяли различные типы теплообменников, и все системы отопления функционируют согласно поставленным задачам с соблюдением запланированного бюджета строительства. Более подробно о каждом из видов теплообменников Вы сможете ознакомиться в статьях посвященных конкретному виду теплообменников.