Теплообменник для отопления дачного дома или коттеджа, в которых присутствует котёл и автономная система водяного обогрева, стремительно набирает популярность и становится неотъемлемым 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 нём 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:
Другой способ предполагает наличие дополнительного звена – теплообменника «вода–вода» для отопления и горячего водоснабжения. В этом случае замкнутый контур, проходящий через котёл, не выходит за пределы котельной, а передаёт тепловую энергию контуру «второго порядка». В этом случае в трубах отопления циркулирует уже не раскалённый пар, а просто горячая вода, и непредвиденный прорыв контура будет неприятным, но не приведёт 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 ещё воины Древнего Рима, когда в зимних походах им нужна была тёплая 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.
Пластина в теплообменнике имеет форму узкого параллелепипеда. Её поверхность покрыта бороздками, что дополнительно увеличивает площадь теплообмена. Существуют также оребрённые пластины, цель та же – максимально увеличить площадь соприкосновения 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 её плюсом является коррозионная стойкость. Впрочем, чисто стальные устройства встречаются довольно редко.
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 воды 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 решётку 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 всё время возникала турбулентность (разнонаправленные завихрения). Благодаря им в пластинчатых системах на стенках оседает гораздо меньше накипи, нежели, например, в простых полых трубках.
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.
Перед тем как купить и смонтировать теплообменник для отопления типа «вода–вода», нужно произвести профессиональные теплотехнические расчёты 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, надёжно изолировав контуры с теплоносителями.
