Al numero elementi chiave Il sistema di riscaldamento può includere unità come scambiatori di calore per il riscaldamento, nonché una caldaia o uno scaldabagno. Una caldaia è un contenitore di volume sufficientemente grande, sotto o in cui si trova una fonte di calore. Per riscaldare l'acqua è possibile utilizzare uno scambiatore di calore ad acqua o vapore. Questo apparecchio è dotato di uno speciale caldaia per riscaldamento, il cui compito è quello di riscaldare l'acqua che circola in uno spazio chiuso. Tali dispositivi sono chiamati scaldabagni (caldaie) riscaldamento indiretto.

Tipi di scambiatori di calore

Le funzioni degli scambiatori di calore per caldaie sono piuttosto numerose e importanti, poiché lo scopo e il design della caldaia stessa dipendono in gran parte da questo dispositivo. Inoltre, con l'aiuto di uno scambiatore di calore, il liquido di raffreddamento freddo riceve la quantità necessaria di calore da quello già riscaldato. Un'altra importante funzione: il dispositivo trasferisce l'energia termica dal liquido di raffreddamento all'acqua sanitaria, nonché dal gas combustibile direttamente al liquido di raffreddamento.

A seconda del metodo di trasferimento del calore ai liquidi, emettono i seguenti tipi scambiatori di calore:

1. Primario: l'energia viene trasferita dal gas al refrigerante;
2. Secondario (acqua-acqua): l'energia viene trasferita dal liquido al liquido di raffreddamento;
3. Bitermico (combinato), la cui caratteristica è il doppio scambio di calore dal liquido di raffreddamento all'acqua e dal gas al liquido di raffreddamento.

Primario

Lo scambiatore di calore primario è abbastanza grande tubo di rame, che è curva su un piano a forma di serpentino. I piatti sono sullo stesso piano. dimensione diversa fatto di rame. Per prevenire la ruggine, la superficie di questa unità è rivestita con uno speciale vernice protettiva. La potenza dello scambiatore di calore primario per il riscaldamento dipende principalmente dal numero di alette e dalla lunghezza del tubo.

Nella maggior parte dei casi, tali dispositivi hanno approssimativamente lo stesso soluzione costruttiva, le differenze sono nel modo in cui è collegato il tubo, nelle dimensioni dello scambiatore di calore stesso, nonché nella sua potenza. Va notato che il processo di scambio termico tra i refrigeranti può essere notevolmente ostacolato in caso di contaminazione con fuliggine e sporco.

Nientemeno influenza negativa presentano inoltre depositi di sale all'interno dell'unità stessa, che impediscono il passaggio dell'acqua attraverso la caldaia. Questa è una conseguenza di una violazione della circolazione del liquido di raffreddamento, nonché di una diminuzione della conduttività termica delle pareti del dispositivo. Per questo motivo, è necessario a scopo preventivo impegnarsi nella tempestiva manutenzione dello scambiatore di calore per il riscaldamento della casa, nonché per sciacquarlo e pulirlo.

Secondario

Gli scambiatori di calore secondari (chiamati anche scambiatori di calore ad acqua calda - ACS) sono caratterizzati da piastre speciali collegate tra loro. Questi piatti sono fatti di di acciaio inossidabile. Tali dispositivi sono più spesso installati nelle caldaie Linea (Bongioanni), Mini kW, Major kW (Immergas) e Micra 2 (Hermann).

Il dispositivo acqua-acqua consente di contare sul necessario scambio termico dovuto alto livello conducibilità termica delle piastre, nonché vasta area scambio di calore. Tali indicatori possono essere raggiunti nonostante il fatto che la portata del vettore di calore sia piuttosto elevata.

Tuttavia, a causa dell'elevata velocità, la probabilità di sali e depositi sulle pareti è quasi completamente esclusa. A causa di alcune caratteristiche del design, lo scambiatore di calore acqua-acqua ha qualità speciali. Ad esempio, la potenza e l'area di scambio termico dipendono direttamente dal numero di piastre. Inoltre, in altri tipi di scambiatori di calore acqua fredda e il liquido di raffreddamento si muove verso, mentre qui la direzione del loro movimento è completamente la stessa.

Bitermico

La caratteristica progettuale di questo gruppo di dispositivi è la presenza di due circuiti contemporaneamente: fornitura di acqua calda e riscaldamento. Tali unità sono utilizzate nelle caldaie Linea Isy (Bongioanni), Immergas Star kW (Immergas) e Hermann Habitat 2 (Hermann). Parlando direttamente della struttura del modello, notiamo che esso è rappresentato dal cosiddetto "pipe in a pipe" (coassiale). Inoltre, ci sono piastre di rame che si trovano sulla superficie del dispositivo.

Differenze

Tubo esterno predisposto per la circolazione del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento, mentre quello interno è per il movimento acqua sanitaria. Nella modalità di riscaldamento, i gas combustibili emettono calore, che viene inviato direttamente al liquido di raffreddamento. Se lo scambiatore di calore funziona in modalità acqua calda, il calore viene prima trasferito al liquido di raffreddamento, dopodiché va al circuito.

Se per il riscaldamento domestico viene utilizzato uno scambiatore di calore bitermico, non è necessario installare tale impianto idraulico unità di riscaldamento, come scambiatore di calore secondario e valvola a tre vie.

Ciò ha l'effetto più positivo sul prezzo della caldaia, inoltre l'affidabilità del funzionamento del dispositivo è notevolmente aumentata.

Screpolatura

Tuttavia, non era privo di alcune carenze. Ad esempio, il trasferimento di energia termica nella modalità ACS è alquanto limitato, il che, di conseguenza, porta ad una diminuzione del volume di acqua riscaldata prodotta, rispetto ad altri tipi di scambiatori di calore per il riscaldamento. Un'altra limitazione è che gli esperti non consigliano di utilizzare questo dispositivo in quelle regioni in cui l'acqua è caratterizzata da un alto contenuto di sali duri nella sua composizione. Il motivo è una deposizione di sali più intensa e accelerata a causa di una differenza di temperatura piuttosto sensibile nella modalità di fornitura di acqua calda e riscaldamento.

Vale anche la pena notare che alcuni scambiatori di calore hanno una capacità maggiore. L'installazione di tali caldaie viene eseguita in caldaie per riscaldamento la classe più alta - Eura (Hermann). Il suo aspetto esteriore assomigliano soprattutto a una caldaia per riscaldamento da 6-8 litri, dotata di una speciale serpentina in rame situata su tutto il volume dell'unità. Tali scambiatori di calore sono chiamati mini-caldaie. Un circuito del liquido di raffreddamento passa attraverso la batteria e un circuito di alimentazione dell'acqua calda passa attraverso le pareti.

Caldaie a riscaldamento indiretto

Se parliamo direttamente di scaldabagni e caldaie elettriche, vale la pena notare che le caldaie a riscaldamento indiretto sono le più popolari. Potrebbero esserci diverse fonti principali di riscaldamento del liquido di raffreddamento: riscaldamento bruciatore, che si trova sotto la caldaia, al suo interno una resistenza elettrica tubolare, oltre al calore dell'impianto di riscaldamento. Il contenitore in cui viene eseguito direttamente il processo di riscaldamento, con fuoriÈ protetto da un involucro speciale, nonché da uno strato di isolamento termico, in modo che non si verifichino ulteriori dispersioni di calore attraverso lo scaldabagno.

Il dispositivo di riscaldamento è collegato al pannello di controllo, che è necessariamente dotato di un apposito sensore per il controllo della temperatura. Un termostato bimetallico funge spesso da tale sensore. Se il sensore segnala che la temperatura è al di sotto del normale, il riscaldamento del liquido si avvia automaticamente.

Caldaie di tipo chiuso

Esistono due tipi di scaldabagni per il riscaldamento: aperti e chiusi. Le caldaie chiuse hanno trovato la loro applicazione in sistema centralizzato fornitura d'acqua. Tali dispositivi utilizzano vari metalli(rame, acciaio inox, acciaio smaltato) per la fabbricazione di caldaie per riscaldamento.

Va notato che tali scaldabagni differiscono alta pressione sanguigna, che è causato dall'espansione del liquido durante il riscaldamento.

Per evitare guasti all'unità e il suo guasto, viene utilizzato uno speciale vaso di espansione, progettato per l'acqua in eccesso. Inoltre, un tale serbatoio può essere ulteriormente dotato di un miscelatore termico, un manometro e un riduttore di pressione.

caldaie aperte

Gli scaldacqua aperti per il riscaldamento si differenziano principalmente per il fatto che possono fornire acqua calda un solo punto di prelievo, per il quale viene utilizzato equipaggiamento speciale chiamato mixer. Quando l'apposito miscelatore è acceso, il collegamento dello scambiatore di calore a tubo principale sovrapposizioni. Pressione rete idricaè abbastanza grande all'ingresso del riscaldatore e non all'uscita da esso. Di conseguenza, le aziende manifatturiere hanno l'opportunità di utilizzare non il più durevole e materiali costosi per creare un contenitore riscaldante, poiché la pressione sulle pareti del contenitore non è la massima.

Inoltre, questa armatura progettato per svolgere il ruolo di una squadra di sicurezza e vaso di espansione, drenante acqua in eccesso nel lavandino quando si espande. Le caldaie chiuse possono anche essere dotate di un miscelatore speciale simile, tuttavia le caldaie aperte per il riscaldamento domestico non saranno in grado di funzionare senza questa unità.

Sfumature di approvvigionamento di acqua fredda

Infine, notiamo che l'acqua non riscaldata deve essere fornita al contenitore ad altissima pressione in modo che il liquido già riscaldato inizi a fuoriuscire dalla caldaia - solo in questo caso si può sostenere che l'aspirazione dell'acqua è stata completata con successo. Dopotutto, se la pressione dell'acqua all'ingresso è molto piccola, l'acqua calda non sarà in grado di lasciare il serbatoio, poiché il tubo per l'uscita del liquido riscaldato si trova nel punto più alto del riscaldatore. L'acqua fredda viene versata dal fondo e grazie a dispositivo speciale- raccordo - questo liquido si diffonde sul fondo della caldaia.

Pertanto, esistono diversi tipi di elementi riscaldanti dell'acqua progettati per riscaldare l'acqua e fornirla. Ognuna di queste varietà ha i suoi vantaggi e svantaggi e solo il consumatore decide quale delle caldaie è ottimale per il suo sistema.

Produzione indipendente di uno scambiatore di calore

Lo scambiatore di calore è abbastanza accessibile per autoproduzione, che è stato più volte utilizzato da molti artigiani domestici per creare questa unità di riscaldamento con costi finanziari minimi. Se consideriamo i principali tipi di scambiatori di calore realizzati in proprio, possiamo distinguere le seguenti varietà: con le mie stesse mani caldaie tipo aperto e batterie poste vicino alla fonte di calore.

Opzione uno

Nel primo caso, viene utilizzato un qualsiasi contenitore aperto che abbia una resistenza sufficiente per accumulare acqua a pressione normale. Il riscaldamento in una tale unità fai-da-te viene effettuato per immersione in un contenitore per la fonte di trasferimento di calore. Tali disegni sono popolari per l'ottenimento acqua calda in piccolo case di campagna e altri edifici ad uso temporaneo.

Opzione due

Il secondo tipo di scambiatori di calore disponibili per la produzione fai-da-te è tubo piegato(bobina), che viene fatto passare nelle immediate vicinanze di una caldaia per riscaldamento, una stufa domestica o altra fonte di alta temperatura. L'acqua nel tubo viene riscaldata indirettamente e fornita al consumatore.

Sento molto spesso una domanda da parte dei clienti: cos'è uno scambiatore di calore in un impianto di riscaldamento? La domanda è semplice, a prima vista assurda eppure giusta. Dopotutto, sembrerebbe che qualsiasi sistema di riscaldamento possa fare a meno anche di uno scambiatore di calore.

La questione della selezione diretta dell'acqua calda dal sistema di riscaldamento è complessa, quindi diamo un'occhiata un po 'più tardi, in un altro articolo. E ora affronteremo la domanda, perché c'è uno scambiatore di calore nell'impianto di riscaldamento?

Ogni impianto di riscaldamento ha uno scambiatore di calore.

te lo dico subito uno scambiatore di calore non è installato in ogni impianto di riscaldamento , e ancor di più, nel nostro paese è una rarità. Ma ovunque nel mondo. Tutto è disposto in modo diverso lì, le caldaie funzionano senza personale, la temperatura di uscita è la stessa, la massima necessaria per fornire calore nelle gelate più rigide, secondo i loro standard. Ogni consumatore prende calore quanto ritiene necessario, la quantità di calore per la quale è pronto o in grado.

Nel circuito di riscaldamento, non solo l'acqua può essere utilizzata come vettore di calore (anche se il più delle volte addolcita con l'aiuto di complexons e acqua magnetizzata), può essere antigelo, olio o altro liquido, ma anche se nessuno pensa di prendere l'acqua direttamente dal sistema di riscaldamento, questo gli costerà molto. Qui e qui viene in soccorso lo scambiatore di calore, che è installato nell'impianto di riscaldamento e lo divide in due parti, l'impianto di riscaldamento dal fornitore al consumatore e l'impianto di riscaldamento del consumatore stesso.

Dopo lo scambiatore di calore installato nell'impianto di riscaldamento, il consumatore inserisce molti regolatori, una certa somiglianza con il nostro sistema, che monitorano la temperatura in varie stanze, nel sistema di alimentazione dell'acqua calda, nel riscaldamento a pavimento, ecc.

Nel nostro paese, un tale sistema di riscaldamento è chiamato indipendente, la maggior parte dei punti di riscaldamento a blocchi sono costruiti su di esso e il suo scopo principale è leggermente diverso, tranne regolazione del tempo scambiatore di calore nel sistema di riscaldamento impedisce fallimento del moderno tubi di plastica, che sono implementati con successo ovunque nei moderni sistemi di riscaldamento.

Questi tubi possono resistere temperatura massima fino a 90 gradi C, mentre durata massima tubi realizzati con materiali PPRS (e sono correttamente chiamati in questo modo) a questa temperatura non superano i 5 mesi. Come puoi vedere, non molto, va bene così molto freddo non duriamo così a lungo.

Spero che ora tu capisca cos'è uno scambiatore di calore in un sistema di riscaldamento.

Ora per i curiosi, quale scambiatore di calore viene utilizzato più spesso in un sistema di riscaldamento autonomo e come appare.

Molto spesso in punti di riscaldamento a blocchi costruiti secondo schemi riscaldamento autonomo, applicare scambiatori di calore a piastre. , e vedere brevemente la figura seguente.

Il cuore di ogni scambiatore di calore a piastre è un set di piastre perforate in modo speciale stampaggio, per aumentare l'area di scambio termico e formare canali attraverso i quali scorre l'acqua. Le piastre sono assemblate in un pacchetto, sulla piastra fissa all'estremità sono presenti tubi di derivazione per l'ingresso e l'uscita del liquido di raffreddamento del fluido riscaldante e riscaldato, in cui sono condotti i canali delle piastre.

Dove installare un tale scambiatore di calore non ha un ruolo nel sistema di riscaldamento o fornitura di acqua calda, solo gli schemi dei punti di riscaldamento a blocco stessi e la potenza per cui sono progettati gli scambiatori di calore a piastre differiscono. Ed è molto facile selezionare e produrre uno scambiatore di calore a piastre, così come aumentare o diminuire la sua potenza, a meno che ovviamente il vostro scambiatore di calore non sia pieghevole e non brasato.

Se qualcuno non ha abbastanza informazioni sulla progettazione di uno scambiatore di calore a piastre o di un blocco punto di riscaldamento, è necessaria la sua selezione o calcolo, progettazione, consiglio un sito Web molto sensato http://ridan-ug.ru/ del fornitore di apparecchiature per lo scambio di calore Ridan.

L'argomento dell'articolo di oggi è cos'è uno scambiatore di calore in un impianto di riscaldamento può essere considerato esausto. Se hai domande sul funzionamento delle apparecchiature per lo scambio di calore, chiedi, risponderò con piacere, Yuri Olegovich Paramonov, Energostrom LLC, 2016.

casa è molto dispositivo importante, il suo scopo diretto è il trasferimento di energia termica. attualmente ci sono diversi modelli dispositivi che differiscono tra loro per il tipo di trasferimento di calore.

Quali tipi di scambiatori di calore sono disponibili:

• Miscelazione. Grazie alla miscelazione di 2 fluidi, il dispositivo trasferisce energia termica. Questo disegno il dispositivo è molto più semplice dello scambiatore di calore superficiale. L'unità può essere utilizzata solo per la miscelazione di fluidi termovettori. Ecco perché il dispositivo non può essere utilizzato in tutti gli edifici residenziali.
• Superficie. Il dispositivo è in grado di scambiare energia termica tra le pareti del separatore e il refrigerante di lavoro. L'attrezzatura è suddivisa in rigenerativa e recuperativa. Nel secondo caso, l'energia al dispositivo entra attraverso la parete e il flusso di calore entra in una certa direzione in ogni punto della parete dell'apparecchiatura.

Il dispositivo rigenerativo funziona secondo il seguente principio: il liquido di raffreddamento tocca costantemente una superficie e la direzione del flusso cambia costantemente.

Quando sostituire lo scambiatore di calore

La sostituzione dell'hardware è necessaria se il dispositivo viene danneggiato in un incidente. Per installare una nuova unità, è necessario selezionare un modello simile. Puoi anche sostituirlo con un altro, il che aumenterà notevolmente le prestazioni dell'attrezzatura.

La sostituzione dello scambiatore di calore è spesso necessaria in caso di guasto o interromperne temporaneamente il funzionamento per l'ammodernamento. Dopo aver installato un nuovo dispositivo, puoi aumentarne le prestazioni. Nuovi dispositivi vengono costantemente introdotti e quindi i modelli più vecchi soffrono di un degrado delle prestazioni. Se installi nuovi dispositivi, devi cambiare le valvole, i tappi. Sono richiesti scambiatori di calore ad alte prestazioni operazione normale locale caldaia.

Spesso in riscaldamento si sente la parola "scambiatore di calore". La piccola cosa è piuttosto interessante e viene utilizzata situazioni diverse. In questo articolo parleremo con te di cos'è uno scambiatore di calore e qual è il suo principio di funzionamento.

Scambiatore di calore - un dispositivo all'interno del quale avviene lo scambio di calore tra due vettori di calore aventi temperature diverse. Divideremo il dispositivo e il principio di funzionamento dello scambiatore di calore in diversi sottoparagrafi.

Tipi di scambiatori di calore

Ci sono diversi tipi questo dispositivo. Tutti gli scambiatori di calore sono suddivisi in:

• tubolare;
• lamellare - non separabile (saldato), pieghevole.

Gli scambiatori di calore tubolari sono essenzialmente un tubo di diametro maggiore in cui sono saldati tubi di diametro minore.

Gli scambiatori di calore a piastre sono dispositivi costituiti da un insieme di piastre in cui sono stampati canali e superfici ondulate per il passaggio del liquido. Le piastre sono rinforzate con tiranti e guarnizioni in gomma.

Le unità a piastre sono più facili da riparare. Hanno anche dimensioni più piccole. Nelle unità tubolari, lo scambio di calore avviene in un tubo di piccolo diametro situato in un tubo grande diametro. Pertanto, possono essere utilizzati ad alte pressioni, mentre quelli lamellari no.

Di quali materiali sono fatti gli scambiatori di calore?

Nella produzione di scambiatori di calore per l'uso di sistemi di riscaldamento vari materiali, come acciaio inossidabile, silumin (una lega di alluminio e silicio), ottone (utilizzato per sistemi ad alta pressione), rame (utilizzato nell'industria della birra, dove è necessario raffreddare bruscamente la birra per effetto dell'elevata conduttività termica) e altri.

Il principio di funzionamento dello scambiatore di calore

Vediamo come funziona uno scambiatore di calore per il riscaldamento. Si consideri uno scambiatore di calore a piastre saldobrasato assemblato in fabbrica. Ha quattro uscite, quindi due circuiti. Lo scambiatore di calore funge da separatore di flusso per temperatura e pressione. In questo modo è possibile separare diversi mezzi di trasferimento del calore, liquidi e acidi.

Ora analizzeremo il principio di funzionamento di uno scambiatore di calore per il riscaldamento di una casa. Il riscaldamento a pavimento è collegato a un circuito dello scambiatore di calore e un impianto di riscaldamento (mandata e ritorno) all'altro circuito. Collegare direttamente il mezzo di riscaldamento centralizzato a pavimenti caldiè impossibile, in quanto ciò può portare al loro danno in un breve periodo di tempo. C'è una linea per questo buone ragioni. In primo luogo, c'è molta pressione nelle reti di riscaldamento centralizzato. In secondo luogo, alta temperatura. E, in terzo luogo, il liquido di raffreddamento contiene molti reagenti chimici e ferro disciolto.

Per fare questo ci viene in aiuto uno scambiatore di calore, che ci permette di separare i flussi e realizzare un impianto di riscaldamento autonomo a pavimento nell'appartamento con una bassa pressione di esercizio di 1,5 bar e acqua pulita.

Lo scambiatore di calore è costituito da tre gruppi di piastre:

1. Piastra dattiloscritta da sistema centrale riscaldamento ad alta temperatura e alta pressione,
2. Targhetta dattiloscritta impianto di riscaldamento autonomo a bassa pressione,
3. La piastra di separazione, di piccolo spessore, svolge il processo di trasferimento del calore dall'impianto di riscaldamento ad un impianto autonomo.

La potenza dello scambiatore di calore dipende dal numero di piastre e dalle loro dimensioni. Qualsiasi scambiatore di calore deve essere fornito filtro di pulizia, che conterrà varie particelle grossolane (trucioli, scaglie, piccole particelle). Ha bisogno di essere lavato periodicamente. con mezzi speciali. Attualmente sul mercato grande scelta fondi simili.

Aspetto del dispositivo

Su qualsiasi scambiatore di calore si applicano le caratteristiche tecniche:

• massimo temperatura di lavoro ad esempio 200 °C;
• massimo pressione di esercizio, ad esempio, 30 bar;
• pressione di prova, ad es. 43 bar.

Sono inoltre indicati il ​​paese di origine, il passaporto tecnico nella lingua del produttore, lo schema e i contorni. Se necessario, il passaporto può essere tradotto in russo. Il dispositivo e il principio di funzionamento dello scambiatore di calore da diversi produttori a volte può essere leggermente diverso. Ma l'essenza rimane la stessa.

I contorni dello scambiatore di calore per il riscaldamento possono essere posizionati sia in verticale che in diagonale. Il dispositivo più semplice è la disposizione diagonale. In questo caso lo scambiatore di calore deve essere installato in posizione rigorosamente verticale. Né in orizzontale né in basso angolo acuto, ovvero in verticale.

Con questa disposizione, l'acqua calda dell'impianto di riscaldamento centralizzato fluirà dall'alto verso il basso nello scambiatore di calore, cedendo il suo calore al sistema autonomo attraverso il sistema di separazione. Cioè, all'ingresso sarà acqua molto calda, all'uscita sarà già acqua con una temperatura scesa. Nel circuito del sistema autonomo, il liquido di raffreddamento andrà dal basso verso l'alto. Nella parte inferiore, l'acqua si riscalda leggermente e più vicino alla parte superiore, più forte sarà il riscaldamento. Grazie a un tale dispositivo, sarà più facile lavorare con il sistema.

Viene eseguito il processo di alimentazione dell'acqua allo scambiatore di calore circolazione forzata. La centrale termica funziona con proprie pompe. UN sistema autonomo il riscaldamento a pavimento nell'appartamento funzionerà sulla sua pompa di circolazione.

In effetti, sembra così.

Installazione scambiatore di calore

Utilizzando le istruzioni di installazione, è necessario fissare correttamente lo scambiatore di calore. Viene premuto direttamente contro il muro grazie a una console speciale o a un nastro di fissaggio. È anche possibile installare uno scambiatore di calore a spese di un angolo, che è fissato alla parte inferiore dello scambiatore di calore. Inoltre sarà legato con tubi.

Inoltre, è necessario montare i filtri. Deve avere almeno un filtro pulizia grossolana alla centrale termica. Se collegato a un vecchio sistema di riscaldamento, allora sono necessari due filtri. Uno in basso, l'altro in alto.

E, naturalmente, abbiamo bisogno di gru e donne americane. Questi ultimi sono a sgancio rapido connessioni filettate. Di norma, una normale donna americana semplice è composta da quattro parti: due raccordi filettati, dadi e guarnizioni.

Molto punto importante durante l'installazione, questo è il diametro della connessione, perché il dispositivo è abbastanza compatto. Ha una piccola quantità di liquido di raffreddamento. Lo spazio tra le piastre è minimo. Si consiglia di prendere lo stesso diametro di cui abbiamo bisogno, o più. Ad esempio, connessione da 1 pollice. E, naturalmente, è meglio prendere il livello di potenza dello scambiatore di calore con un margine. Anche il cinquanta o il cento per cento in più. Perché non influisce sulle dimensioni. Letteralmente un pollice o due in più. Ma il tasso di rimozione del calore aumenta in modo significativo. Ciò è particolarmente importante nei sistemi in cui una centrale termica fornisce una bassa temperatura. Ad esempio, con una temperatura massima di erogazione dell'acqua pari a 65-70°C, è necessario tener conto dato di fatto per rimuovere la massima quantità possibile di energia termica dal liquido di raffreddamento.

In quali aree viene utilizzato uno scambiatore di calore?

L'ambito di utilizzo degli scambiatori di calore è molto ampio:

• impianti di riscaldamento;
• sistemi di raffreddamento;
• quando si lavora con prodotti chimici;
• Con collettori solari;
• per riscaldare piscine;
• sistemi di ventilazione;
• impianti di condizionamento;
• nel campo dell'ingegneria meccanica;
• industria metallurgica;
• industria farmaceutica;
• industria alimentare(zucchero, birra, latticini e altri);
• Industria automobilistica;
• industria chimica.

Pertanto, il design e il principio di funzionamento degli scambiatori di calore influiscono sul funzionamento varie aree, comprendente sia la produzione industriale che gli oggetti di importanza sociale e culturale. Allo stesso tempo, il loro utilizzo è possibile anche negli edifici residenziali privati, dove il problema del mantenimento della temperatura è più acuto. L'installazione e l'installazione di scambiatori di calore possono essere eseguite sia in modo indipendente che con l'aiuto di specialisti. Lo scopo del dispositivo è distribuzione uniforme calore alla stanza.

Contenuto

Il calore nelle nostre case proviene da un locale caldaia o da una centrale termica, in cui l'acqua fredda viene riscaldata da uno scambiatore di calore che funziona ruolo importante negli impianti di riscaldamento e acqua calda. V singole case lo scambiatore di calore a piastre è considerato l'elemento centrale del sistema, poiché al suo interno viene riscaldato il vettore di calore. Tali dispositivi possono differire nel design e nell'aspetto, ma il principio di funzionamento è in gran parte comune a tutti i tipi.

Scambiatori di calore a piastre

Lo scopo degli scambiatori di calore di tutti i tipi è convertire un mezzo liquido non riscaldato in uno riscaldato (e viceversa).

Gli scambiatori di calore a piastre hanno un design pieghevole, costituito da tali parti:

• piatto immobile;
• piastra mobile;
• un set di piatti;
• elementi di fissaggio che combinano due piastre in un unico telaio;
• l'elemento di guida inferiore e superiore è rotondo.

Progettazione di uno scambiatore di calore a piastre

Dimensioni del telaio vari modelli può differire in modo significativo. Dipendono dalla potenza e dalla potenza termica del riscaldatore - con un largo numero piastre aumenta la produttività del dispositivo e, di conseguenza, le sue dimensioni e il suo peso aumentano.

piastre scambiatrici di calore

Il design di uno scambiatore di calore a piastre dipende dalla modifica del dispositivo e può contenere un numero diverso di piastre con guarnizioni ad esse fissate, che sigillano i canali con il liquido di raffreddamento che li attraversa. Per ottenere la tenuta richiesta dalla condizione di tenuta dell'accoppiamento di coppie di guarnizioni adiacenti tra loro, è sufficiente fissare queste due piastre ad una piastra fissa.

I carichi agenti sull'apparecchio sono applicati principalmente alle guarnizioni e alle piastre. Elementi di fissaggio e cornice, infatti, sono la scocca del dispositivo.

Il bordo goffrato delle lastre sotto compressione garantisce fissaggio sicuro e conferisce al design dello scambiatore di calore la rigidità e la resistenza richieste.

Progettazione di piastre scambiatrici di calore

Le guarnizioni sono fissate sulle piastre per mezzo di un fermo a clip. Si noti che le guarnizioni, una volta bloccate, si autocentrano lungo la guida. La perdita di refrigerante è impedita da un bordo del bracciale che crea una barriera aggiuntiva.

Vengono prodotte due tipologie di piastre per scambiatori di calore:

• con ondulazione termicamente morbida;
• con ondulazione termicamente rigida.

Nelle parti ondulate morbide, i canali sono disposti con un angolo di 30°. Questo tipo di piastre è caratterizzato da una maggiore conduttività termica, ma da una minore resistenza alla pressione del liquido di raffreddamento.

Nelle parti con corrugazioni termicamente dure, durante la scanalatura si osserva un angolo di 60°. Questi piatti non hanno elevata conducibilità termica, il loro vantaggio è la possibilità di trasferire alta pressione nel sistema.

Risultato modalità ottimale il trasferimento di calore è possibile combinando piastre in uno scambiatore di calore. Allo stesso tempo, va tenuto conto che per lavoro efficace il dispositivo deve funzionare in modalità turbolenza: il liquido di raffreddamento deve muoversi attraverso i canali senza alcuna interferenza. A proposito, lo scambiatore di calore a fascio tubiero, in cui diagramma strutturale"pipe in pipe" - con un regime laminare di flusso del fluido.

Qual è il vantaggio di questo? Con parametri termici identici, il dispositivo a piastre ha dimensioni molte volte inferiori.

guarnizioni

Requisiti molto severi sono imposti ai dispositivi con piastre per quanto riguarda la tenuta, in relazione ai quali recentemente è iniziata la produzione di guarnizioni da polimeri. L'etilene propilene, ad esempio, è in grado di lavorare senza problemi in condizioni alte temperature- sia acqua che vapore. Ma si decompone molto rapidamente in un ambiente contenente oli e grassi.

Il fissaggio delle guarnizioni alle piastre viene effettuato principalmente mediante connessione a clip, meno spesso mediante colla.

Principio operativo

Il principio di funzionamento dello scambiatore di calore non può essere definito troppo semplice. Le piastre vengono girate l'una all'altra di 180°. Di norma, due coppie di piastre sono installate in un unico pacchetto, creando due circuiti del collettore: ingresso e uscita del liquido di raffreddamento. In questo caso, va tenuto conto del fatto che una coppia di elementi posti sul bordo non sono coinvolti nel processo termico.

Ad oggi vengono prodotte diverse versioni di dispositivi di scambio di calore, il cui dispositivo e principio di funzionamento sono diversi:

• senso unico;
• multipasso;
• doppio circuito.

Il principio di funzionamento del dispositivo

Come funziona una macchina unidirezionale? La circolazione del fluido al suo interno avviene permanentemente su tutta l'area in un'unica direzione. Inoltre, viene eseguito anche un controflusso di liquidi di raffreddamento.

I dispositivi multi-pass vengono utilizzati solo se la differenza tra la temperatura del liquido di alimentazione e quella di ritorno non è eccessiva. Il flusso di liquidi in questo caso verrà effettuato in direzioni diverse.

Gli scambiatori di calore a doppio circuito sono costituiti da due circuiti indipendenti. A condizione di una costante regolazione della fornitura di calore, l'uso di tali apparecchiature è più opportuno.

Ambito di applicazione

Esistono diversi tipi di scambiatori di calore, ognuno dei quali ha il proprio principio di funzionamento e specifiche di progettazione:

• collassabile;
• saldato;
• saldato;
• semisaldato.

dispositivo design pieghevole spesso utilizzato nelle reti di riscaldamento collegate edifici residenziali e strutture per vari scopi, in piscine, condizionatori e frigoriferi, Impianti ACS, punti di calore.

Tipo di unità piastra saldata

Gli scambiatori di calore saldobrasati hanno trovato la loro applicazione in:

• reti di ventilazione e impianti di condizionamento;
• unità di refrigerazione;
• dispositivi a turbina e compressori;
• unità industriali per vari scopi.

I dispositivi saldati e semisaldati sono utilizzati in:

• industrie chimiche e farmaceutiche;
• reti di ventilazione e sistemi di climatizzazione;
• Industria alimentare;
• pompe di calore;
• negli impianti di acqua calda e riscaldamento;
• unità per apparecchiature di raffreddamento per scopi vari;
• sistemi di recupero.

Il tipo più comune di scambiatori di calore utilizzati nelle singole famiglie è saldato, che fornisce acqua di riscaldamento o raffreddamento.

Specifiche

Guarnizioni e piastre come elementi principali dispositivi di scambio termico sono realizzati con materiali di diverse proprietà e caratteristiche. Nella scelta a favore di un particolare modello, lo scopo dello scambiatore di calore e l'area di utilizzo giocano un ruolo decisivo.

Se ci soffermiamo esclusivamente sui sistemi di fornitura di acqua calda e calore, le piastre in acciaio inossidabile sono più comuni in quest'area e le guarnizioni in plastica sono realizzate in gomma speciale EPDM o NBR. L'installazione di piastre in acciaio inox permette di lavorare con un liquido di raffreddamento riscaldato a 110°C, nell'altro caso il dispositivo di uno scambiatore di calore a piastre permette di riscaldare il liquido fino a 170°C.

Frammento di una piastra scambiatrice di calore

Quando si utilizzano scambiatori di calore in produzione industriale e il loro coinvolgimento in processi tecnologici con l'influenza di alcali, acidi, oli e altre sostanze aggressive, vengono utilizzate lastre di nichel, titanio e altre leghe. In questi casi vengono installate guarnizioni in gomma fluorurata o amianto.

La selezione dello scambiatore di calore viene effettuata in base ai calcoli eseguiti utilizzando programmi specializzati. I calcoli tengono conto:

• temperatura iniziale del liquido di raffreddamento;
• consumo relativo del liquido riscaldato;
• temperatura di riscaldamento richiesta;
• consumo di liquido di raffreddamento.

Come mezzo di riscaldamento che scorre attraverso un evaporatore a piastre, è possibile utilizzare acqua riscaldata a una temperatura di 95 o 115°C, nonché vapore con una temperatura fino a 180°C. Il tipo di termovettore viene selezionato in base al tipo di caldaia e attrezzatura utilizzata. Le dimensioni e il numero dei piatti sono selezionati in modo tale da produrre acqua con una temperatura che soddisfi gli standard stabiliti - non più di 70 ° C.

Va notato che il principale specifica tecnica, che è anche il vantaggio principale, sono presi in considerazione taglia piccola dispositivi e la capacità di fornire una portata sufficientemente grande.

La variabilità dei possibili costi e delle aree di scambio dei dispositivi a piastre è piuttosto elevata. Quelle più compatte, come quelle del marchio Alfa Laval, hanno una superficie fino a 1 m2, consentendo il deflusso di volumi di liquido fino a 0,2 m3/h. Gli scambiatori di calore più grandi hanno una superficie di circa 2000 m2 e una portata superiore a 3600 m3/ora.

Tubazioni dello scambiatore di calore

Gli scambiatori di calore sono installati principalmente nelle singole caldaie che servono condomini, singoli edifici, imprese industriali, centrali termiche di reti di riscaldamento centralizzato.

Le dimensioni e il peso relativamente ridotti dei dispositivi consentono di eseguire l'installazione abbastanza rapidamente, sebbene alcuni con grande potere i modelli richiedono l'impostazione sulle fondamenta.

Durante l'installazione del dispositivo, è necessario osservare il principio di base: il versamento dei bulloni di fondazione, attraverso i quali lo scambiatore di calore è fissato saldamente, viene eseguito in tutti i casi. Lo schema delle tubazioni prevede sicuramente l'alimentazione del liquido di raffreddamento al tubo posto in alto, e la linea di ritorno è collegata al raccordo posto in basso. La fornitura di acqua riscaldata è collegata viceversa - al tubo di derivazione inferiore e alla sua uscita - a quello superiore.

Un esempio dell'implementazione di scambiatori di calore

Nel circuito di alimentazione del mezzo di riscaldamento è necessaria l'installazione pompa di circolazione. Oltre a quella principale deve essere installata anche una pompa di riserva di pari potenza.

Se è prevista una linea ACS per il movimento inverso del liquido, lo schema e il principio di funzionamento dello scambiatore di calore a piastre cambiano leggermente. L'acqua riscaldata fornita attraverso un circuito chiuso viene miscelata con acqua fredda dalla rete idrica e solo allora la miscela risultante entra nello scambiatore di calore. La regolazione della temperatura di mandata avviene tramite un'unità elettronica che comanda la valvola della linea di alimentazione del fluido riscaldante.

A schema a due stadi Usato energia termica la linea di ritorno, che consente il più razionale utilizzo del calore disponibile e rimuove il carico in eccesso dalla caldaia.

In ciascuno dei sistemi considerati, è necessario installare filtri all'ingresso dello scambiatore di calore, grazie ai quali è possibile evitare la contaminazione del sistema e prolungarne la durata.

Riepilogo argomento

Con tutti gli altri vantaggi, i moderni scambiatori di calore a piastre non potrebbero superare gli obsoleti scambiatori di calore a fascio tubiero in un unico, ma molto criterio importante. Pur fornendo un flusso significativo, i dispositivi a piastra non riscaldano leggermente l'acqua. Tale svantaggio viene facilmente eliminato creando un piccolo margine quando si seleziona il numero di lastre e si calcola la loro area.