Пластинчатые теплообменники вода-вода

В техническом плане теплообменник – это устройство, в котором одна среда передаёт тепловую энергию другой среде. На бытовом уровне необходимость купить пластинчатый теплообменник вода-вода чаще всего связывают с устройством печного или автономного водяного отопления или со строительством русской бани. Взаимодействующие среды именуются теплоносителями, которые чаще всего находятся в одном агрегатном состоянии (две жидкости или две газовых смеси). Однако, когда носитель с более высокой температурой находится в газообразном состоянии, а нагреваемый – в жидком. Возможен и обратный случай. В холодильных установках хладогентом является газ фреон, который забирает тепло у воздуха и предметов в камере. Важной особенностью, которая отличает рекуператор от смесителя, является то, что контуры функционируют независимо друг от друга. Между ними всегда есть стенка, выполненная из сплава или металла с высоким показателем теплопроводности. Как правило, это цветные металлы – медь, латунь, титан. Чем больше площадь разделения рабочих сред, тем теплообмен лучше.

Именно здесь наиболее наглядно демонстрируются принципы закона теплопроводности Фурье, экспериментально выведенной знаменитым французским учёным в 1807 году.

На основании правил Фурье впоследствии были созданы десятки видов рекуператоров, в которых теплоносители всегда играют одну и ту же взаимную роль. Существуют также регенеративное теплообменное оборудование, в котором функции носителей могут меняться, однако такие агрегаты используются только в промышленности, прежде всего в металлургии.

Историки полагают, что первые пластинчатые теплообменники вода-вода, придумали ещё древнеримские воины. Их доспехи и щиты были сделаны из полых металлических листов. В зимнем походе они наливали в подобную импровизированную ёмкость воду, нагревали её на костре, а потом помещали закупоренный щит в бочку с водой, в которой и мылись. Это походное изобретение освоили распорядители римских бань. Вода в ваннах для омовения нагревалась с помощью кипятка, который шёл по проложенным по дну медным полым пластинам. Эту же цель преследует и производство промышленных рекуперативных теплообменников вода-вода, купить которые в наше время уже не представляет сложности.

Скорость и эффективность теплообмена напрямую зависит от следующих факторов:

• теплопроводящих свойств материала, из которого сделана перемычка;
• площади активного соприкосновения теплоносителей и перемычки.

Существенную лепту вносят также теплопотери – часть энергии, которая тратится впустую. Для их минимизации применяют различные типы теплоизоляции, призванной защитить зону теплообмена и не выпустить раньше времени тепло наружу. К примеру, в устройстве типа "труба в трубе" по внутренней сечению циркулирует горячий носитель (перегретый пар, газовая смесь, горячая вода), а по внешней циркулирует холодная вода, которую требуется нагреть. Сверху вся система дополнительно укутана слоем минеральной ваты или другого изолирующего материала, который снижает теплопотери.

Пластинчатый теплообменник – ровесник Рима.

Как мы уже заметили, инженерная мысль создала множество моделей теплообменных аппаратов, но самым дешёвым, рациональным и древним можно считать пластинчатые теплообменники вода-вода, купить которые можно в любом магазине, продающем оборудование для водоснабжения и отопления.

Они представляют собой литые или паяные медные, латунные, титановые или стальные пластины, пронизанные каналами для циркуляции горячего теплоносителя. Извилистость траектории обеспечивает повышенную турбулентность потока, которая мешает образованию накипи на стенках каналов. Пластины соединены в батареи от 7-10 до очень большого числа элементов позволяющего греть значительные объёмы холодной жидкости. Между собой пластины скреплены штуцерами. Жаропрочные уплотнители из искусственного или натурального каучука исключают контакт двух сред.

Пластины плотно прижаты между собой, создавая для холодной жидкости узкие щелевые каналы. Для дополнительного увеличения площади соприкосновения теплообменника и холодной среды поверхность делают гофрированной (ребристой). Кроме того, используется принцип противотока. Если в регистре пластин общее направление горячей воды – слева направо, то в ёмкости или водопроводе с нагреваемой жидкостью устанавливается циркуляция справа налево.

В использовании пластинчатых теплообменников вода-вода при всей их простоте и экономичности есть определённые эксплуатационные ограничения. Их нужно иметь в виду, принимая решение, какой и где купить пластинчатый теплообменник:

• долговременно допустимая температура горячего теплоносителя +180°C;
• максимально допустимое давление - 25кгс/см2, в противном случае патрубки могут просто не выдержать и слететь.

Перед монтажом купленного пластинчатого теплообменника в котельной нужно провести тщательные расчёты и выяснить, будет ли конструкция удовлетворять мощности котла и потребностям дома в горячей воде.

Пластинчатые теплообменники вода-вода бывают разборными, паяными и сварными. Целесообразнее использовать первый вариант, так как в даже в витых каналах пластин неизбежно возникают отложения, а каждую перегородку по отдельности чистить гораздо эффективнее, чем всю систему целиком. При использовании едких химикатов необходимо сначала проконсультироваться со специалистом, иначе можно случайно уничтожить не только накипь, но и повредить целостность самого агрегата. Для чистки и промывки применяются механические средства, абразивные растворы, подаваемые в систему под допустимым давлением, серная и соляная кислоты.