Теплообменник для отопления

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.