Теплообменник для отопления частного дома

19 июня 2017 0:00

// Советы покупателям

Они играют достаточно важную роль в системе отопления. Это особенно актуально для того случая, когда речь идет об автономном отоплении, где применяются нагревательные котлы. В них теплоноситель подготавливается внутри такого теплообменника.

Основные разновидности теплообменников для отопления

На сегодняшний день известны две основные разновидности, которые бывают трубчатыми и пластинчатыми. Последнюю нельзя разобрать, так как при ее изготовлении элементы спаиваются между собой. Трубчатые представляют собой трубы внушительного диаметра, в которые ввариваются трубки меньшего диаметра.

Если же перед вами пластинчатый вид, то это указывает на то, что устройство состоит из нескольких пластин, которые обладают штампованными волнистыми каналами и поверхностью для прохождения теплоносителя. Пластины фиксируются прокладками из резины и стяжками.

Пластинчатые агрегаты выбираются наиболее часто, ведь они легко поддаются ремонту и обладают менее внушительными размерами. В трубчатых устройствах теплообмен происходит в трубе меньшего диаметра, которая располагается в большой трубе. Это позволяет использовать устройство при воздействии высокого давления, чего нельзя сказать о пластинчатой разновидности.

Преимущества паяного пластинчатого теплообменника

Существует огромное количество вариантов отопительной системы. Однако большинство из них имеют водяной обмен тепла. Это наиболее качественный, популярный и недорогой вариант, который позволяет поддерживать оптимальную температуру помещения регулярно. Такое устройство наиболее актуально для частного дома или квартиры.

Теплообменник для системы отопления частного дома чаще всего предусматривает устройство, которое имеет поверхностный контакт. В таком случае имеется агрегат, который подогревается изнутри и через поверхность.

Принцип работы наиболее полно раскрывается в отопительной системе, которая имеет газовые, твердотопливные или электрические котлы. От нагревательного устройства по всей системе отопления направляется горячая вода, которая нагревается в аппарате.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу устройства и увеличить срок его эксплуатации необходимо своевременно производить техническое обслуживание, прочистку и промывку агрегата.

Нужна консультация?

Инженеры компании помогут вам выполнить правильный расчет теплообменника для отопления и подобрать наиболее подходящую модель.

Свяжитесь с нами любым удобным для Вас способом и получите расчет в течение 20 минут.

Заполните форму в правой части страницы или позвоните по номеру +7 (804) 333-70-94 и проконсультируйтесь с нашим специалистом.

Поделиться

Назад к списку

Барнаул


Воронеж


Екатеринбург


Ижевск


Казань


Краснодар


Москва


Нижний Новгород


Новосибирск


Пермь


Ростов-на-Дону


Самара


Санкт-Петербург


Уфа


Челябинск

Теплообменник для отопления и горячей воды

Теплообменник для отопления дачного дома или коттеджа, в которых присутствует котел и автономная система водяного обогрева, стремительно набирает популярность и становится неотъемлимым атрибутом комфорта. Задача теплообменника – передать тепло, выделяющееся при сгорании топлива, теплоносителю, который обогревает стены дома и воздух внутри него.

Способы автономного обогрева дома.

Схема обогрева дома реализуется двумя путями. В первом случае теплообмен происходит непосредственно в зоне сгорания топлива. Через топку проходит водяной контур (или несколько контуров), в нем теплоноситель разогревается до температуры, близкой к точке кипения или превращается в пар. Он устремляется по контуру и сам непосредственно обогревает дом и прилегающие хозяйственные постройки. В зоне топки может быть устроено несколько теплообменников. В зависимости от близости к очагу максимальной температуры они поставляют теплоносители для разных нужд:

• отопления;




• горячего водоснабжения;




• наполнения бассейна;




• автоматического полива и т.д.

Другой способ предполагает наличие дополнительного звена – теплообменника вода вода для отопления и горячего водоснабжения. В этом случае замкнутый контур, проходящий через котел, не выходит за пределы котельной, а передает тепловую энергию контуру «второго порядка». В этом случае в трубах отопления циркулирует уже не раскаленный пар, а просто горячая вода и непредвиденный прорыв контура будет неприятным, но не приведет к фатальным последствиям.

С точки зрения технического устройства существует много видов таких вторичных теплообменников, однако чаще всего в коттеджах устанавливают экономичные и недорогие пластинчатые теплообменники для отопления. Они не только считаются самыми эффективными и простыми в обслуживании, но и имеют самую давнюю историю. По свидетельствам античных авторов, примитивные пластинчатые теплообменники из полых щитов и доспехов использовали еще воины Древнего Рима, когда в зимних походах им нужна была теплая вода для мытья. Позднее это изобретение взяли на вооружение устроители римских терм. Вода в ваннах для омовения подогревалась с помощью полых металлических пластин, по которым пропускался кипяток.

Как устроен пластинчатый теплообменник?

Пластина в теплообменнике имеет форму узкого параллелепипеда. Ее поверхность покрыта бороздками, что дополнительно увеличивает площадь теплообмена. Существуют также оребренные пластины, цель та же – максимально увеличить площадь соприкосновение холодной среды с теплонесущей металлической перемычкой.

Из чего делают теплообменники?

Материал большинства теплообменников – медь, латунь, титан и различные сплавы с высоким показателем теплопроводности. Нержавеющая сталь проводит тепло в несколько раз хуже меди, однако ее плюсом является коррозионная стойкость. Впрочем, чисто стальные устройства встречаются довольно редко.

Самые высокую теплопроводность в мире имеет кристаллический углерод – графит, алмаз, графен. Эти природные и синтетические материалы в 5 – 10 раз лучше проводят тепло, чем серебро и медь. И если алмазные теплообменники для коттеджа представить сложно, то трубы и пластины из искусственных углеродистых материалов – вполне реальное будущее.

Дополнительную эффективность пластинчатых теплообменников для отопления обеспечивает то, что пластины плотно сжаты между собой специальными боковыми плитами. Щель между пластинами составляет лишь несколько миллиметров. В итоге практически вся масса холодной волы проходит в непосредственной близости от пластин и быстро нагревается. Комплекс пластин называется регистром или в просторечии батареей. В одной батарее обычно 7 – 10 элементов, но их может быть гораздо больше. Регистр полностью перекрывает собой контур с холодной жидкостью, образуя частую решетку из параллельных элементов.

Как бороться с накипью?

Внутренние каналы, по которым циркулирует горячая вода, имеют извилистую форму, полученную методом холодной штамповки. Это сделано для того, чтобы в процессе циркуляции в массе рабочего теплоносителя все время возникала турбулентность (разнонаправленные завихрения). Благодаря им в пластинчатых системах на стенках оседает гораздо меньше накипи, нежели, например, в простых полых трубках.

Количество накипи зависит во многом от качества водоподготовки. Если в системе отопления используется вода из скважины (а так бывает в абсолютном большинстве случаев), то при выборе теплообменника надо обязательно учитывать ее pH свойства. Даже если среда щелочная (“мягкая”, мылкая на ощупь), накипь будет образовываться в любом случае и систему нужно будет периодически чистить.

Пластинчатые теплообменники могут быть разборными, паяными и литыми. Первый вариант наиболее удобен с точки зрения обслуживания и чистки каналов от накипи. Для чистки применяются механические средства, абразивные материалы и минеральные кислоты (соляная или серная). При использовании едких жидкостей необходимо убедиться, что они не повредят металлический корпус и внутренние каналы.

Как подобрать теплообменник?

Перед тем, как купить и смонтировать теплообменник для отопления типа вода – вода, нужно произвести профессиональные теплотехнические расчеты и выяснить, достаточно ли будет получаемой энергии для эффективного обогрева здания. Вполне возможно, параллельно установке системы отопления нужно будет повысить энергосберегающие свойства дома – поменять окна, дополнительно утеплить стены, потолки и кровлю. Необходимо также обеспечить минимизацию теплопотерь в самой зоне теплообмена, надежно изолировав контуры с теплоносителями.


Основной недостаток теплообменника для горячей воды от отопления – места соединения пластин между собой. Соединение производится с помощью уплотнений из натуральной или искусственной резины. Абсолютной надежности такая конструкция обеспечить не может и имеет ограничения по предельно допустимой температуре среды (+180°C) и давлению (25кгс/см²). Это значит, что такие системы оптимальны для применения в сравнительно небольших по площади домах, в которых установлены котлы ограниченной мощности.

Теплообменники: сбалансируйте качество тепла и воздуха в вашем доме

Перейти к содержимому

Когда вы пытаетесь жить более устойчиво, вы часто сталкиваетесь с компромиссами. Стиральная машина, которая использует меньше всего воды, потребляет больше электроэнергии; ваша старая машина работает на ископаемом топливе, а в электромобилях используются токсичные батареи; большие холодильники работают более эффективно, но способствуют выбрасыванию пищевых продуктов. Трудно найти баланс между двумя вариантами. К счастью, теплообменники поддерживают баланс между энергоэффективностью и качеством воздуха в помещении (IAQ).

Конкурирующие ценности

Может показаться нелогичным использовать машину для подачи свежего воздуха в ваш дом, когда вы можете открыть окно. Но когда температура низкая (или очень высокая), для поддержания комфортной температуры важно держать дом закрытым. Старые дома позволяли воздуху просачиваться через стены, чердаки, дымоходы и окна, но воздух, который заменял его, должен был нагреваться. Даже в современных домах отопление и охлаждение составляют почти пятую часть углеродного следа Америки. Но изоляция и другие стратегии, которые делают ваш дом энергоэффективным, также задерживают воздух и влагу внутри дома.

Некоторые виды изоляции непосредственно способствуют загрязнению воздуха в помещении, но в большинстве случаев изоляция просто предотвращает утечку загрязняющих веществ. Наиболее эффективным способом улучшения качества воздуха в помещении является уменьшение или устранение отдельных источников загрязнения. Но для внутренних загрязнителей, которые вы не можете контролировать, необходимо привнести в дом свежий воздух. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) устанавливает стандарт для жилой вентиляции на минимум 0,35 воздухообмена в час и не менее 15 кубических футов в минуту на человека. Даже в доме со сквозняками при определенных условиях вентиляция может оказаться ниже стандарта.

Что такое теплообменники?

В отличие от печного теплообменника, теплообменники типа «воздух-воздух» представляют собой простые устройства, которые сохраняют тепло в вашем доме, удаляя из него застоявшийся воздух, что позволяет вам сохранять энергоэффективность и качество воздуха в помещении. Подключенный к вашей существующей системе HVAC теплообменник воздух-воздух приводит в тепловой контакт два воздушных потока с разной температурой, так что тепло передается от выходящего внутреннего воздуха к входящему наружному воздуху в рамках существующей механической системы вентиляции вашего дома. Теплообменники могут утилизировать до 85% тепла выходящего воздуха и отфильтровывать твердые частицы из поступающего воздуха.

Типичные характеристики воздухо-воздушного теплообменника. Источник изображения

Большинство теплообменников воздух-воздух, установленных в северном климате, представляют собой вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV). Эти агрегаты рекуперируют тепло из воздуха в помещении, когда он выбрасывается из здания. Вентиляторы с рекуперацией энергии (ERV) представляют собой теплообменники, которые также переносят влагу. Исторически сложилось так, что лучше всего они работали в более жарком климате с более высокой влажностью. Последние достижения в области технологий сделали их полезными для более широкого диапазона климатических условий.

Теплообменник или тепловой насос?

Теплообменники просто улучшают вентиляцию. Воздушные тепловые насосы действительно нагревают и охлаждают ваш дом. Они могут заменить системы отопления и охлаждения вашего дома; они могут обогревать определенные зоны в доме или работать в тандеме с существующей системой отопления. Домовладельцы обычно добавляют их к существующим системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, используя печь для сжигания топлива в качестве резерва в более экстремальных погодных условиях.

Используя два теплообменника (один снаружи агрегата и один внутри), воздушный тепловой насос передает тепло, а не сжигает топливо. Тепловые насосы могут поставлять до трех раз больше БТЕ, чем они потребляют, в то время как самый эффективный газовый котел не может производить столько тепловой энергии, сколько потребляет. Ранние версии технологии имели некоторые проблемы. Но последние достижения повысили их надежность и расширили климатический диапазон их полезности. Хотя трудно представить получение тепла из наружного зимнего воздуха, новые тепловые насосы могут обогревать дома более эффективно, чем масло, даже на северо-востоке США

Вам нужен?

Вы, наверное, уже знаете, нуждается ли ваш дом в изоляции. Ваш счет за отопление будет высоким, и в вашем доме будет сквозняк. Энергоаудит дома поможет вам расставить приоритеты в модернизации. После того, как вы достаточно загерметизируете свой дом, теплообменник поможет поддерживать качество воздуха в помещении.

Не всегда сразу видно, что в вашем доме плохая вентиляция. Большинство загрязнителей воздуха внутри помещений не имеют запаха. Но в тесных домах конденсат на окнах и другие проблемы с влажностью, такие как плесень, обычно являются наиболее заметными признаками плохой вентиляции. Если ваш дом был построен после 2000 года, он, вероятно, настолько герметичен, что вам нужен теплообменник для надлежащей вентиляции.

Если у вас нет новой эффективной системы отопления дома, рассмотрите возможность замены печи тепловым насосом вместо установки теплообменника для вентиляции. И если вы живете в жарком климате, тепловой насос всегда будет хорошей идеей, потому что любой метод, который поддерживает прохладу, экологически лучше, чем использование кондиционера.

Автор: Джемма Александр

Джемма Александр имеет степень магистра. в городском садоводстве и заднем дворе, заполненном местными растениями. Поработав в генетической лаборатории и на свалке, теперь она пишет об окружающей среде, искусстве и семье. См. больше ее письма здесь.

Связанный пост

Экономическая эффективность установки теплообменников – Домашняя энергия

Рассмотрено и пересмотрено 30.10.2013

Преимущества установки теплообменника в доме включают улучшенное удаление влаги, снижение вероятности структурных повреждений, устранение вредных загрязняющие вещества и снижение затрат на электроэнергию. В результате улучшенное качество воздуха в помещении может положительно повлиять на жителей дома и их здоровье. Установка также увеличивает стоимость дома при перепродаже.

Ниже приведен простой расчет окупаемости, при котором экономия энергии оплачивается при покупке и установке теплообменника, показывающая рентабельность этого.

Пример экономической эффективности

Следующий набор уравнений показывает экономическую эффективность воздухо-воздушного теплообменника, установленного в доме с низким уровнем инфильтрации в Фарго, Северная Дакота. Для расчетов предполагается, что условия есть:

• Площадь этажа: 1500 квадратных футов (фут2)

• Количество спален: 3

• Скорость инфильтрации: 0,1 воздухообмена в час (ACH) или 10 часов для полного воздухообмена

• Стоимость мазута за галлон $3,80

• Стоимость электроэнергии за киловатт-час (кВтч): 0,10 доллара США

Рекомендуемые стандартные скорости вентиляции установлены Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (стандарт ASHRAE 62. 2-2007). Эти стандарты не учитывают особые обстоятельства, такие как особая чувствительность или хобби, которые создают проблемы с качеством воздуха. Стандарты различаются в зависимости от здания, его использования и количества жильцов (стандарт ASHRAE 62.2-2007). ПРИМЕЧАНИЕ. Тарифы на топливо и электроэнергию различаются и должны корректироваться с учетом местных расходов, а также площади пола и количества спален.

Расчеты

Для частного дома количество спален определяет типичное количество жильцов.

В этом примере в доме с 3 спальнями уровень жильцов равен четырем, или количество спален плюс одна. Для определения стандартной рекомендуемой скорости вентиляции используется следующая формула:

Рекомендуемая скорость вентиляции = (0,01 x площадь пола, кв. фут) + 7,5 (количество спален + 1)

Примерная скорость вентиляции = (0,01 x 1500 кв. футов) + 7,5 (3 спальни + 1) = 45 кубических футов в минуту

Расход вентиляционного воздуха часто выражается в кубических футах в минуту (куб. фут/мин).

Стандартная рекомендуемая скорость вентиляции для этого дома составляет 45 кубических футов в минуту. Использование теплообменника для нагревания этого воздуха до комнатной температуры компенсирует затраты на отопление, связанные с подогревом холодного воздуха до комнатной температуры. Точное количество энергии зависит, конечно, от разницы температур наружного и внутреннего воздуха.

Мерой измерения является градусо-день отопления (ГДС).

Обычно HDD рассчитывается как средняя разница между 65°F и средней дневной температурой. Различные метеорологические агентства по всему штату имеют таблицы нормальных жестких дисков для данной области. В этом примере используется Fargo, Северная Дакота, с жестким диском 9000.

Уравнения для определения количества сэкономленной энергии (БТЕ) ​​за год используют куб.фут/мин, HDD, рейтинг эффективности теплообменника (EF) и константу для удельной теплоемкости и удельного веса воздуха (25.92). Данные о градусо-сутках отопления можно найти в [Национальном центре климатических данных]. Формула выглядит следующим образом:

Используя 45 кубических футов в минуту и ​​9000 HDD, тепловая энергия, сэкономленная теплообменником с эффективностью 70%, будет: управление разморозкой для предотвращения образования льда. Размораживание, как правило, осуществляется с помощью электрического резистивного нагревателя. Эту стоимость электроэнергии необходимо вычесть из стоимости энергосбережения. Стоимость можно определить по следующей формуле:

Стоимость разморозки = мощность, потребляемая устройством разморозки x часы работы x стоимость электроэнергии

При условии, что нагреватель мощностью 70 Вт (Вт), 500 часов работы в год при температурах ниже точки замерзания и 0,10 долл. США за кВт/ч, стоимость электроэнергии для работы антиобледенителя после преобразования ватт в киловатты (кВт) составляет:

Стоимость = 70 Вт x 500 часов в год x 1 кВт/1000 Вт x 0,10 долл. США/кВтч = 3,50 долл. США в год

В этом примере в холодном климате с использованием мазута для обогрева дома стоимость эксплуатации теплообменника составляет 3,50 долл. США в год. Приведенные выше формулы можно использовать для оценки стоимости эксплуатации в других климатических условиях и ситуациях.

Определение экономии топлива и срока окупаемости

Для определения сэкономленных денег общая тепловая энергия делится на содержание БТЕ и КПД печи.

Галлонов в год = Тепловая энергия, сэкономленная в год/(Содержание БТЕ на галлон x КПД топлива) 0,65). Используя эти цифры, мы можем определить экономию топлива каждый год.

галлона в год = 7 348 320 БТЕ в год / 140 000 БТЕ на галлон x 0,65 = 81 галлон, сэкономленный в год.

Умножение этой суммы на стоимость жидкого топлива и вычитание тепла оттайки дает общую экономию.

Экономия затрат = (сэкономленные галлоны x стоимость галлона) – затраты на размораживание

Используя значения, рассчитанные ранее, и стоимость 3,80 долл. США за галлон жидкого топлива, ежегодная экономия составит:

в год x 3,81 долл. США за галлон) – стоимость разморозки 3,50 долл.