Теплообменник из какого металла

Обновлено: 28.09.2024

Наиболее значимой частью в конструкции кожухотрубного теплообменника принято считать пучок из труб. Независимо от того, сколько трубок по количеству внутри устройства, очень важно из какого материала они изготовлены. Рассмотрим, из чего же их производят в настоящее время и в чем отличия труб из разных металлов.

1. Нержавеющая сталь

Нержавеющие трубки обладают огромным ресурсом. Теплообменники с нержавеющими трубками имеют наиболее долговечные и прочные, стойкие к коррозии и агрессивным средам. По сравнению с трубками из углеродистой стали обладают чуть более низкой теплопроводностью, однако прочность и стойкость нержавеющей стали дает возможность делать трубки меньшей толщины, тем самым сокращать и без того немалые габариты кожухотрубного теплообменника. Есть и еще один основной недостаток трубок из нержавейки – высокая цена. Как и все, что делается из такого материала, такие трубки – не самое дешевое удовольствие. Однако, если для системы требуется стойкое и качественное оборудование – выбор очевиден.

2. Углеродистая сталь

Трубки изготавливаются из распространенной марки углеродистых сталей ст.20. Данный материал обладает хорошими теплопередающими свойствами, производственная мощность выходит выше, чем с трубками из нержавеющей стали. Стоимость таких теплообменников невысокая и достаточно доступная, что может являться решающим фактором при выборе оборудования. На трубках из углеродистой стали стоит обратить внимание, если требуется устройство для работы не с агрессивными средами, например, в коммунальном хозяйстве, энергетике и т.д. Для обустройства инженерных сетей в нефтепромышленности, химической промышленности лучше выбрать другой материал для изготовления трубок, чтобы получить надежный и долговечный теплообменник.

3. Латунь и сплавы цветных металлов

У трубных пучков, изготовленных из сплавов цветных металлов, высокий коэффициент теплопередачи, соответственно размер теплообменника с такой «начинкой» может быть куда компактнее аналогов, что важно, если площадь расположения оборудования ограничена. Также нужно отметить, что латунь наиболее устойчива к соленой воде и коррозии в целом, что повлияло на факт широкого использования таких труб в теплообменниках для флота.

Латунь очень долговечный материл. Оборудование из него прослужит очень долго без нареканий. Однако это и повлияло на то, что стоимость такого материала выше, чем нержавеющая сталь.

4. Другие специальные стали

В некоторых видах промышленности используют очень агрессивные среды. Вследствие этого и оборудование нужно специальное, которое будут изготавливать исключительно по техническому заданию заказчика из таких материалов (разновидностей стали) как: 15Х5М, 10Х17Н13М2Т, 08Х21Н6М2Т, 08Х22Н6Т.

Различия между теплообменниками газовых котлов

В электрических котлах главным нагревательным элементом является тэн. В газовых — теплообменник. Он служит для того, чтобы нагревать воду, которая через него проходит. Для этого используется горелка с открытым пламенем. Так как условия достаточно агрессивные, следует внимательно подходить к выбору теплообменника. Раньше они представляли собой обычную металлическую трубку, но сейчас их устройство намного сложнее.

Материал теплообменника газового котла: какой лучше

Меня удивляет, когда люди не задумываются о материале, из которого сделан теплообменник в котле. Ведь это один из самых важных элементов отопительного оборудования. Именно от материала зависит КПД, скорость нагрева и главное – срок службы. Помимо этого, они могут содержать второй контур. Чтобы вы поняли, какой теплообменник лучше, я хочу рассказать про преимущества и недостатки каждого из них.

Первые чугунные теплообменники

Именно чугун использовали при создании первых угольных и газовых котлов. Это объясняется его антикоррозийными свойствами и сроком службы от 30 до 50 лет. Да и вообще, чугун слабо воздействует с какими-либо химическими веществами. А вот что касается теплоёмкости, она одна из самых высоких. Поэтому даже сейчас, когда появилось много других видов, теплообменники из чугуна продолжают пользоваться спросом. Они дольше нагреваются, но и гораздо дольше удерживают тепло после прекращения нагрева.

К сожалению, недостатков у них больше. Во-первых, это огромный вес и габариты. Котлы с чугунными теплообменниками занимают много места, а повесить их на стену вообще не представляется возможным. Только напольный способ установки, массивные мощные котлы требовательны к напольному покрытию (их масса часто превышает 300-400 кг).

Во-вторых, они плохо переносят резкие перепады температур. А ведь в отоплении обратка всегда холоднее подачи. В-третьих, чтобы уберечь чугун от этих перепадов, начали применять особые горелки. И тогда теплоёмкость уже перестала быть преимуществом. Поэтому, по сути, единственным преимуществом является большой срок службы.

Стальной

Чтобы избавиться от минусов чугунных, начали использовать стальные теплообменники. Они легче, оборудование занимает меньше места, да и цена гораздо ниже. Помимо этого, стальные теплообменники не так сильно боятся перепадов температур, поэтому в качестве нагревательного элемента подходят очень хорошо. А в случае поломки их можно отремонтировать. Конечно, не все модели, но многие.

Почему же тогда чугунные теплообменники продолжают использовать, если у стальных так много преимуществ? Дело в том, что не всё так гладко. Ведь сталь подвержена коррозии, а это уже огромный минус. Поэтому и срок службы в 2-3 раза меньше, обычно от 12 до 15 лет. Ещё я хотел бы обратить внимание на то, что сталь может прогореть. Если уж вы решили выбирать котёл с теплообменником из этого материала, я советую заранее узнать про толщину стенок. Она должна быть 3 мм и больше. А лучше 5 мм.

Медный

Самый лучший металл по теплоотдающим характеристикам — это медь. Пожалуй, можно назвать только один недостаток медных теплообменников. Это их высокая цена, устанавливаются медные теплообменники обычно на модели среднего ценового сегмента и выше (от 45-50 тыс. руб). Зато преимуществ очень много:

компактные размеры;
малый вес;
высокий КПД;
медь практически не поддаётся коррозии;
быстро нагревается и остывает;

Кстати, именно из-за быстрого нагрева тратится гораздо меньше газа, поэтому ещё одним плюсом можно считать экономию. Что касается срока службы, производители обычно указывают 14—17 лет, что соответствует реалиям. Это незначительно больше, чем у стали, но все еще сильно меньше, чем у чугуна. Но за такое время на топливе получится сэкономить гораздо больше.

Обычно медные теплообменники устанавливают в настенных котлах. Хотя встречаются и в напольных.

Алюминиевый

В качестве материала для теплообменника газового котла используют и алюминий. Впервые его применили в конденсационных моделях, но о них я расскажу чуть позже. Алюминиевые теплообменники устанавливают и в обычных конвекционных котлах. Казалось бы, зачем они нужны, если медь хорошо справляется со своими задачами? Всё дело в цене. Чтобы удешевить производство, в медных теплообменниках стараются уменьшать толщину стенок. С алюминием этого делать не нужно. Он и так в несколько раз дешевле меди, а теплоотдающие свойства тоже достаточно высокие.

Получается, что алюминиевый теплообменник толще медного. И в этом его огромное преимущество, ведь повышается срок службы. Практика показала, что алюминий ещё и меньше подвержен окислению. Но в интернете мнения на этот счёт расходятся. Поэтому сложно сказать точно, какой теплообменник лучше.

Мы рекомендуем: настенные модели – с медным или алюминиевым теплообменником; напольные – с чугунным. Разумеется, в бюджетных моделях применяют исключительно сталь.

Конденсационные котлы с дополнительным теплообменником

В обычных котлах горелка нагревает теплообменник, а продукты сгорания удаляются через дымоход. Но смысл в том, что часть тепла тоже уходит через дымоход. Чтобы использовать это тепло для обогрева, создали конденсационные котлы. Их конструкция предполагает наличие дополнительного теплообменника. Устроен он достаточно сложно. Из-за разницы температур образуется конденсат, который и служит источником тепловой энергии. Грубо говоря, пар становится водой, она остужается, а её тепло используется для отопления.

Идея создания конденсационных котлов не такая уж новая. Об этом задумывались несколько десятков лет назад. Но тогда технологии не позволяли сделать сплав металла, который мог бы долго проработать в агрессивной среде. Сейчас для этих целей обычно используют высококачественную нержавейку.

Сравнение конвекционных и конденсационных газовых котлов
Окупаемость конденсационных моделей в отечественных условиях

Монотермический или битермический

Когда котёл способен работать только в режиме отопления, его называют одноконтурным. Но многие современные модели способны также работать в режиме горячего водоснабжения (ГВС). Такие котлы называют двухконтурными. Осуществить нагрев воды можно двумя способами: с помощью пластинчатого теплообменника или битермического.

Пластинчатый теплообменник установлен отдельно от основного и состоит из двух частей. Когда через одну часть проходит вода из отопления, она нагревает вторую, которая соединена с водопроводом. Это раздельный, более практичный и надежный, но более дорогой и менее компактный способ.

В целях экономии средств и пространства придумали сдвоенные или битермические теплообменники. Принцип действия у них совершенно другой. Конструктивно это одна деталь: теплообменник в теплообменнике или труба в трубе. Снаружи обычно проходит отопление, а внутри располагается контур ГВС.

К сожалению, из-за своей конструкции у битермических теплообменников узкие проходы, которые могут быстро засориться. А чистка помогает далеко не всегда, да и сделать это не так просто. Цена у таких теплообменников гораздо выше. Да и всё равно пользоваться водой придётся ограниченное время, так как присутствует риск прогорания металла. Я считаю, что лучше покупать котлы с раздельными теплообменниками. Они более надёжные.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника

Люди покупают котёл не на один год. В худшем случае он должен прослужить несколько лет. А так как теплообменник является важной частью любого котла, то и к его выбору нужно подходить основательно. Также стоит помнить, что это одна из самых дорогих и труднозаменимых запчастей. Лучше следить за правильной работой оборудования и ежегодно его обслуживать, чем потом платить лишние деньги за ремонт.

Материалы для производства теплообменников

Возникает вопрос: "А какие же материалы нужно использовать для изготовления тех или иных частей теплообменных устройств"? Вот на на него я сегодня и постраюсь вам ответить. И так все по-порядку.

Выбор материалов кожухотрубных теплообменников марки мб и мбм

Теплообменный аппарат нужен для того, чтобы обеспечивать заданный уровень теплообмена между средами. Для этого нужно делать тепловой расчет кожухотрубного теплообменника. Давайте посмотрим все конкретно и основательно на примерах.

Допустим возьмем маслоохладитель мб20-30 служащий для установки в систему смазки турбин и который должен поддерживать определенный температурный режим масла. Т.е. на выходе из турбины и на вход мб подается масло с температурой 55 0 С. На выходе из него температура должна составить 45 0 С. При чем масло движется с расходом 25-37 тонн в час. Вот это и есть начальные данные, как условие в школьной задачке. Повторю данными являются температура масла на входе и выходе, и расход масла. Кроме того есть и вспомогательные данные это температура охлаждающей воды, она должна быть не более 33 0 С и расход воды, который уже регулируется системой водоснабжения.

Основное устройство кожухотрубного теплообменника типа мб разработано давно, а вот некоторые детали и узлы можно сделать более эффективными, а сам аппарат более дешевым, более ремонтопригодным и не дорогим. Сочетание этих параметров заставляет использовать лучшие научно-технические достижения в области теплофизики, гидродинамики и решать многие конструкторские задачи, изучать свойства различных металлов, а эта статья как раз и о материалах применяемых для изготовления, поэтому посмотрим, а как же все таки они выбираются.

И так, начальные условия заданы и конструкция нам известна. Рассмотрим сразу с позиции формирования эффективного аппарата. Маслоохладитель представляет собой обычный кожухотрубный аппарат устройство которого можно посмотреть в материале конструкция кожухотрубного теплообменника. Основной рабочей частью его является трубный пучок или система теплообменных труб и за счет них осуществляется теплообменный процесс. Т.е. эта система должна быть эффективна. Что под этим подразумевается? Она должна обеспечивать выполнение заданных параметров по охлаждению масла до нужной температуры, т.е материал из которого она сделана должен обладать достаточным коэффициентом теплопроводности для надежной работы. Потом цена изготовления пучка должна быть по возможности меньше ранее использованных марок стали или сплавов. Опять же это зависит от выбранного материала. Потом трубная система должна работать с заданной эффективностью в течении всего срока эксплуатации, а это опять же зависит он материала и ее устройства.

Для изготовления трубной части маслоохладителя обычного исполнения мб применяется латунь, либо нержавейка марки 12Х18Н10Т. Трубки из латуни гладкие, а из нержавеющего сплава профилированные. При чем последние эффективнее, об этом можно почитать при необходимости здесь. Вкратце скажу, что профилирование трубок улучшает процессы теплообмена за счет организации потока движения жидкости и не дает образовываться налету на поверхности, что дополнительно увеличивает срок их службы. Кроме того нержавейка дольше работает и надежней. А правильный тепловой расчет позволяет определить все геометрические параметры, длины, диаметр, толщину стенки и форму профиля. На картинке ниже вы видите, как она выглядит профилированная теплообменная труба.

Эффективность такого решения порядка выше 15% это на счет улучшенного теплообмена, но здесь является и важным то, что такая трубка дольше работает и может использоваться с засоренной водой. Вообщем выбор на стороне материала для теплообменника с трубой нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Мы рассмотрели основной узел, но есть еще и другие части, это трубные доски, корпус, камеры, патрубки. Здесь все просто. Если охлаждающая вода пресная и без примесей и большого солесодержания, то все они выполняются из обычной углеродистой ст3сп, ст20 и легированной стали 09г2с. Т.е. можно сказать, что это стальной теплообменник и обозначается мб с номером в зависимости от поверхности теплообмена, например мб 20-30. А если вода с большим солесодержанием так называемая морская вода, то здесь для изготовления всех этих элементов применяются коррозионно- стойкие металлы, здесь помимо расчета играет фактор надежности работы в агрессивных условиях, в основном та же нержавейка и можно сказать, что это теплообменник из нержавейки и к простому обозначению добавляется буква М, что значит морской, т.е. мбм 63-90, где 63 - поверхность теплообмена в метрах квадратных, а 90 расход масла в кубических метрах в час.

Вот мы и рассмотрели материалы теплообменников применяемые для производства кожухотрубных теплообменных аппаратов марки мб и мбм.

Выбор материалов термосифонных испарителей и испарителей с паровым пространством

Они так же относятся к кожухотрубчатым, но выбор материалов зависит от исполнения указанного в обозначении теплообменников.

Как они выглядят их назначение и устройство можно посмотреть в статье - Испарители термосифонные, легко найти на сайте воспользовавшись поиском. А посмотреть материалы для их изготовления можно в таблицах. Например если термосифонный испаритель имеет следующее обозначение, как на картинке снизу, то это означает следующее.

Испаритель термосифонный с неподвижными трубными решетками (инт), диаметром кожуха 1600 мм, исполнения вида 2, условное давление в трубах и кожухе по 4 Мпа, трубы теплообменные диаметром 25 мм и гладкие (Г) длиной 4 метра, одноходовой, климатического исполнения У, имеются детали для крепления теплоизоляции.

Но нас интересует материальное исполнение, а оно "скрывается" в надписи М8. Буква М значит материалы, а цифра 8 говорит о том, что данный испаритель может работать в температурных пределах от -70 до +350 0 С. Обратите внимание какие температуры от ужасного холода, до страшно жары. И какой же металл это выдержит? Если посмотреть характеристики сталей, то в этом режиме сохраняет все свои свойства нержавейка. Из нее, а точнее из нержавеющей стали марки 12х18н10т ГОСТ 5632, и делаются все, полностью все детали этого теплообменника - кожух, распределительная камеры, трубы ГОСТ 9941 и трубные решетки ГОСТ 25054. И здесь можно так же сказать, что это целый теплообменник из нержавеющей стали. С буквой м могут быть разные цифры для обозначения применяемых материалов, все это можно найти в статье - материалы термосифонных испарителей, через поиск на сайте.

Есть еще один вид - испаритель с паровым пространством типа ИП или ИУ может обозначаться например так 800 ИП-2.5-4-М1/25Г-6-2-У и соответственно он изготавливается из следующих материалов это видно отсюда М1. Кожух - Ст3Сп ГОСТ 380, ГОСТ 14637, Ст16ГС ГОСТ 5520, распредкамера - Ст3Сп ГОСТ 380, ГОСТ 14637. Ст16ГС ГОСТ 5520, трубы - Ст10, 20 ГОСТ 1050, трубные решетки - Ст 16ГС ГОСТ 5520. В целом получается, что это стальной теплообменник с частями из углеродистой и низколегированной сталей. Но могут быть и другие исполнения аппаратов.

Подбор материалов для холодильных и вакуумных конденсаторов

Здесь практически все аналогично вышеописанным испарителям, только у холодильных кондесаторов всего два исполнения: м1 где все детали из простой углеродистой стали Ст3, Ст10, Ст20 и лишь трубные решетки из 16гс, и исполнение м12 - где кожух и распределительная камера из ст3 и ст20, а вот трубки и решетки из 08Х18Н10Т, 08Х22Н6Т ГОСТ 9941 и 5632.

У вакуумников исполнений побольше 12 и все они есть в таблице на сайте. Можно скачать и здесь . Тут больше сочетаний различных марок сталей и сплавов.

Есть еще один тип теплообменников это кожухотрубные аппараты труба в трубе - ттон, ттор, ттм и ттма.

Материалы для изготовления теплообменников типа труба в трубе

Сами устройства подробно разобраны в этой статье, там же и указываются материалы для их изготовления. У них всего четыре материальных исполнения: м1, м2, м3 и м6. При М1 любой ттон, ттор, ттм и ттма полностью стальной, М3 - из нержавейки, а в других идут сочетания углеродистых сталей и легированных.

Все вышеописанные теплообменные аппараты являются кожухотрубного типа. И поэтому хотелось остановиться и еще на теплообменниках другого типа.

Материалы для воздухоохладителей и газоохладителей

Устройство и принцип действия первых очень подробно описаны здесь, а газоохладители охлаждения турбогенераторов рассматриваются в другой статье. Конструкция теплообменников практически одинакова, а отличаются они тепловыми мощностями и формой. Основной элемент этих аппаратов это оребренная труба, на оребрение из алюминия марки ад1 подается воздух у воздухоохладителей и водород в газоохладителях.

Алюминий обладает хорошей теплопроводностью поэтому и выбран для изготовления оребрения. Поэтому по большей части можно сказать, что это теплообменники из алюминия. К тому же очень хорошо здесь работает схема снятия тепла с воздушного потока.

А вот несущая трубка может изготавливаться из разных материалов и выбор зависит от охлаждающей воды протекающей внутри. Посмотрим следующую таблицу - нормы охлаждающей воды. Если вода пресная, то применяется обычная трубка латунная л68 или л93 гост 21646, исполнение - Н. А если вода морская, с примесями, то применяют нержавеющий материал или медно-никелевый сплав марки мнж5-1. Подробней читайте в статье подбор материалов для оребренных труб. Кроме того из этой же таблички понятно и какое исполнение аппарата и соответственно из чего изготовлены остальные его части. Приведу пример: во-194/2510-61-м5-ухл4 в обозначении указана буква М и цифра 5 и это значит, что трубки и все остальные части из нержавейки марки 12х18н10Т и можно сказать, что этот теплообменник из коррозионно-стойкой нержавейки. Добавлю, что при тропическом исполнении буква Т4 в названии означает, что на теплообменные трубки наносится или подвергаются анодному окислению, для создания защитной пленки. Читайте более подробно выборе материалов для воздухоохладителей (делать ссылку) со всеми обозначениями.

И давайте рассмотри еще один вид аппаратов таких, как теплообменники из медной трубы. Бывают случаи, что важен очень большой теплообмен, а так как медь обладает большой теплопроводностью, то ее используют для труб, но она более дорогая чем латунь, но тут играет роль другой фактор.Большей эффективностью обладает полностью цельная оребренная труба, к ней относится так называемая монометаллическая, в статье описаны подробно все преимущества и ньюансы ее использования.

И несущая трубка и оребрение изготавливаются из меди и такой аппарат относится к теплообменникам из медной трубы, а если все остальные основные части такие как, камеры делают из меди, то получается уже цельный теплообменник из меди. Он получается конечно эффективный, но очень и очень дорогой, поэтому его применение оправдано факторами использования аппарата именно из этого материала.

Титановые теплообменники

Так же хотелось бы отметить о редко используемом материале - титане. В нашем производстве он иногда используется для одного из типов подогревателя псв, в основном для трубных пучков псв используется латунь л68 или нержавейка 12х18н10т, медно-никелевый сплав Мнж разных марок, но есть один вид где применяется титановая трубка и условно он уже называется титановый теплообменник. Замечу, что другие предприятия вкладывают несколько иное значение в это определение. У нас же такой материал используется для исполнений особого типа аппаратов специального применения.

Устройство теплообменника газового котла

Паяный теплообменник, наряду с камерой сгорания, контрольным оборудованием, системой отвода — это важный рабочий модуль газового котла. Он представляет собой набор пластин и полых трубок, двигаясь по которым, вода нагревается и подается в трубы отопления и горячего водоснабжения. Материал и устройство теплообменника газового котла определяют функциональные характеристики, влияют на срок службы отопительного агрегата.

Как устроен теплообменник газового котла, для чего предназначен

Теплообменник — это емкость, где тепловая энергия, выделяемая при сгорании газа в газовой горелке, передается тепловому носителю. Конфигурация теплового обменника может быть разной и зависит от того, как устроен газовый котел. По способу передачи тепловой энергии от источника тепла жидкому теплоносителю их делят на теплообменники первичного и вторичного (сдвоенного) типа, а также битермические.

Предназначен для монтажа в одноконтурном котле, где происходит подогрев теплоносителя для системы отопления. Энергия сгорания топлива здесь передается носителю напрямую.

Вода в первичном обменнике тепла нагревается до высоких температур, что провоцирует оседание накипи на его стенках, поэтому устройство нуждается в периодической очистке и профилактике. Продлить срок эксплуатации оборудования помогает система водоочистительных фильтров.

Устанавливают в двухконтурных котлах, предназначенных и для отопления, и для горячего водоснабжения. Здесь нагрев жидкого теплоносителя происходит от жидкости, которая была нагрета ранее.

В конструкции этого типа кроме первичного модуля (где подогревается теплоноситель, отвечающий за отопление) есть пластинчатый теплообменник (где греется вода для бытовых нужд).

Нужен для двухконтурных котлов и представляет собой две системы (отопительную и ГВС), совмещенные друг с другом и работающие синхронно. В наружной подогревается вода для отопления, а во внутренней — для горячего водоснабжения.

Первичные

Первичный теплообменник — это полая трубка большого диаметра, изогнутая в одной плоскости в виде змеевика. Для увеличения рабочей поверхности, а значит и мощности, на ней размещают пластины разного размера.

Первичный тепловой обменник подвергается высоким нагрузкам. Снаружи на его стенки действуют продукты сгорания, копоть, кислотные ангидриды, а изнутри — агрессивные соли, растворенные в теплоносителе. Поэтому, для изготовления первичного теплообменника применяют металлы не подверженные влиянию коррозии (медь, нержавеющая сталь), герметизацию обеспечивают уплотнения теплообменника. Сверху детали покрывают защитным составом. Обязательно регулярно проводят очистку оборудования от накипи. Специальная система фильтров помогает защитить стенки теплообменника от инородных отложений. Все эти меры помогают увеличить КПД и продлить срок эксплуатации оборудования.

Первичные тепловые обменники имеют несложную техническую конструкцию и ломаются редко. Отрицательное их качество — невысокая функциональность.

Вторичные

Вторичный теплообменник нужен для нагрева воды в двухконтурном газовом котле, осуществляющем и отопление, и горячее водоснабжение. Это надежная конструкция, состоящая из системы полых пластин, внутри которых циркулирует вода.

Более эффективны многоходовые модели пластинчатых обменников тепла. Они предполагают многоразовое прохождение жидкости в разных направлениях, что помогает ее лучшему прогреванию. Хорошими материалами для вторичного теплообменника будут нержавеющая сталь, медь, алюминий.

Принцип действия оборудования, предназначенного для горячего водоснабжения несложен: тепло передается от жидкого носителя тепла к жидкому. Скорость теплового обмена выше, что замедляет появление отложений на стенках аппарата.
Срок эксплуатации продолжителен, а техническое обслуживание может проводиться реже. Стоят вторичные обменники тепла дороже, но со своей задачей они справляются более эффективно.

Битермические

В битермическом или совмещенном теплообменнике объединены две системы обмена тепла — от газа к тепловому носителю и от теплоносителя к воде, необходимой для горячего водоснабжения. Устройство представляет вставленные друг в друга полые трубы, по которым циркулирует вода.Для обслуживания используют специальные бустеры для промывки.

Действие обеих систем теплообмена происходит синхронно: в то время как вода во внешней отопительной трубе подогревается снаружи, во внутренней трубе нагревается вода для ГВС. Битермическая система имеет простую конструкцию. Газовый котел, оборудованный системой такого типа, редко ломается, недорого стоит, компактен.

Среди отрицательных качеств битермической системы — невысокая мощность. Части, контактирующие с водой, подвержены отложениям солей, что требует установки фильтров. Ремонт сложен, а иногда и невозможен. Большое количество стыков и соединений создают риск внутренних протечек, объем нагреваемой воды ограничен.

Материалы, их плюсы и минусы

Для изготовления тепловых обменников применяют прочные материалы, обладающие высоким коэффициентом теплопроводности, несклонные к коррозии, устойчивые к давлению жидкости. Существует ряд металлов, отвечающих этим условиям: сталь, чугун, алюминий, медь, алюминий. Каждый из материалов обладает преимуществами и недостатками. В большинстве случаев при необходимости металлические пластины теплообменника можно заменить, что значительно увеличивает срок его эксплуатации.

Сталь

Сталь — наиболее популярный металл, используемый в газовом оборудовании. Он привлекает невысокой стоимостью, прочностью, простотой обработки, долгим сроком службы. Благодаря хорошей пластичности материала, поверхности стальных теплообменников не деформируются и не образуют трещин даже при высоком тепловом напряжении и значительном давлении жидкости.

Главный недостаток стального теплового обменника — подверженность процессам коррозии. Кроме того, он тяжел и довольно громоздок. При эксплуатации оборудования из стали траты за газ возрастают. На прогревание его стенок и внутренних полостей, имеющих большой объем, требуется дополнительный расход топлива.
Теплообменники из нержавеющей стали долговечны, но имеют низкую теплоотдачу. Это снижает КПД газового котла.

Чугун

Чугунные теплообменники прочны, долговечны, устойчивы к действию кислотных ангидридов, поскольку материал менее подвержен коррозии, чем сталь. Это существенно увеличивает срок эксплуатации приборов из чугуна (в среднем, до 50 лет).

Из недостатков чугунных тепловых обменников можно назвать склонность к протечкам, ведь материал довольно хрупок. Высокое тепловое давление на стенки приводит к их растрескиванию. За оборудованием из чугуна требуется тщательный уход, поскольку нарастание накипи может привести к неравномерному прогреву стенок.

Периодичность промываний полостей такова:

Если теплоносителем служит проточная вода — то промывания проводят раз в году.
В том случае, когда в качестве теплоносителя используется антифриз, то промывают теплообменник раз в два года.
Устройство, в котором используют очищенную воду достаточно промывать один раз в четыре года.
Также широко используются специальные жидкости для промывки.

Медь — легкий, пластичный, благородный металл. Он как нельзя лучше подходит для изготовления оборудования, в котором происходит обмен тепла. Сделанный из меди аппарат долговечен, обладает высоким коэффициентом прочности, не подвержен коррозии. Благодаря отличной теплопроводности материала, медный теплообменник обладает максимальным КПД, а уход за ним легок и необременителен.

Теплообменники из меди имеют и свои недостатки. Они весьма дороги, а, при нагревании до высоких температур, имеют особенность плавиться и прогорать. Высокая химическая активность металла требует использования в системе отопления нейтральных материалов (труб из полипропилена или полиэтилена).

Алюминий

Теплообменники из алюминия обладают довольно вескими преимуществами. Они компактны и надежны. Алюминий, благодаря высокой пластичности, пригоден для создания сложных устройств. Он имеет хорошую теплопроводность, что обеспечивает высокий уровень КПД. Сплав алюминия с кремнием химически устойчив, что дает возможность использовать его в теплообменниках конденсационных котлов для противостояния агрессивному конденсату.

Наряду с массой преимуществ, есть и недостатки. Алюминиевые теплообменники подвержены отложению накипи, что особенно опасно при наличии воды, повышенной жесткости.

Мелкие, твердые включения, растворенные в проточной воде, могут повреждать защитный слой стенок теплообменника, действуя на них как абразив. В этом случае требуется установка системы очищающих фильтров жесткого типа. Кроме того, важно вовремя осуществлять очистку и промывку алюминиевых теплообменников. Это позволит избежать повреждений прибора и протечек.

Теплообменник — это важная деталь, без которой невозможна нормальная работа газового оборудования. На рынке бытовой техники имеются аппараты различных брендов, например, Alfa Laval. При выборе учитывают рекомендуемые диапазоны рабочего давления, особенности технологии изготовления, используемый материал. От марки, дизайна, основных технических характеристик теплообменника будет зависеть окончательная цена нагревательного оборудования.

Материалы для изготовления пластин теплообменника

Теплообменник – это устройство, применяемое для передачи тепла между двумя разделенными средами: от горячей к холодной. В пластинчатом приборе решение этой задачи возложено на гофрированные пластины. Они собраны в единый комплект для эффективного распределения тепловой энергии между охлаждающей жидкостью и источником тепла.

Виды пластин

Основной элемент теплообменника – пластина. Это тонкий лист металла, на поверхности которого прессом (под давлением до 40 тыс. тонн) проделаны неглубокие рифленые бороздки. Они расположены под различными углами – 30 или 60 градусов. При сборке пакета эти бороздки разворачиваются под угол в 180 градусов, между ними возникают каналы, предназначенные для протекания рабочих жидкостей. Это подлежащий нагреву и греющий теплоносители, между которым происходит теплообмен.

Конструкция пластинчатого теплообменника состоит из плотно примыкающих друг к другу плиток, образующих щелевидные каналы. На внешних поверхностях по контуру проделаны углубления под установку резинового уплотнителя.

В теплообменнике устанавливается два типа пластин:

стационарная (находящаяся постоянно в неподвижном состоянии).

Пластины производятся способом штамповки, в зависимости от назначения имеют толщину от 0,4 до 1,0 мм. Для изготовления используются инертные металлы, устойчивые к коррозионным процессам. Чаще всего применяются:

нержавеющая сталь марки AISI316 или AISI304;

различные тугоплавкие сплавы, например, 254SMO.

Технические характеристики элементов:

общее количество пар пластинок в комплекте – не менее 7 (в зависимости от области применения теплообменника);

рабочая температура – до 180 градусов;

предельно допустимое внутреннее давление – не выше 25 атмосфер.

Пластины могут совмещаться в разных сочетаниях и различного профиля. За счет чередования достигается максимальная эффективность теплообмена в конкретных условиях эксплуатации.

Типы каналов

TL – каналы с жесткой конструкцией между двумя поверхностями. Угол рифления составляет 30 градусов. Обеспечивают наиболее продуктивный способ передачи тепловой энергии, обладают значительным гидравлическим сопротивлением.

ТК – каналы мягкие, устраиваемые между парой пластин, с рифлением под 60 градусов. При относительно малом гидравлическом сопротивлении отличаются низким коэффициентом теплопередачи.

ТМ – канал, устраиваемый между парой пластин с различными углами рифления: один – под 40 градусов, другой – под 60. Отличается средними параметрами гидравлического сопротивления и теплопередачи средние.

Каналы различаются по площади сечения. Широкие применяются для работы со средами более вязкими (нефть и продукты ее переработки, кисломолочные пищевые продукты). Пластины обычного сечения более распространены, необходимы для работы с жидкостями (вода, сусло, гликоли, невязкие масла) и паром.

Благодаря возможности установки пластин, использования каналов различной конструкции, теплообменники часто изготавливаются с комплектующими, подобранными под определенные требования и условия работы по таким параметрам:

Читайте также: