Теплообменник для банной печи — устройство и принцип работы: tvin270584 — LiveJournal

Если в бане есть хорошая печь, то никакого бойлера для нагрева воды в моечную не нужно – для этого используется теплообменник. Надежный, современный, вместительный теплообменник для бани отлично справится с ролью нагревателя: он сможет поставлять в накопительный бак нужный объем горячей воды. В этой статье мастер сантехник рассмотрит существующие сегодня варианты и особенности работы технического средства, практические достоинства и наиболее популярные модели.

Что это такое

Устройство служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды, расширяющейся и поднимающейся вверх, а холодная при этом остается внизу.

Обычно теплообменник небольшого размера, поэтому жидкость в нем быстро нагревается. К нему присоединяются две трубы – снизу и сверху.

Таким образом, горячая по верхнему патрубку, замещаемая снизу холодной, поднимается в бак, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке. При этом вода низкой температуры по нижней трубе постоянно без принудительной подачи добавляется в устройство для нагрева.

Существует несколько видов теплообменников устройств, классифицируемых по месту их нахождения:

• В теле печи;
• Возле её корпуса;
• Около трубы дымохода.

Все банные теплообменники выполняют идентичные функции— путём контакта с огненной поверхностью топки или дымохода, они греют воду в ёмкости большого размера, используя принцип конвекции. Их применение позволяет расположить водяной бак в соседнем с парной помещении.

Варианты расположения бака

Баки для воды можно размещать где угодно: на стене помывочной или душевой, на чердаке, возле печки в парной.

Внешние варианты лучше всегда утеплять, иначе вода будет нагреваться очень долго, а остывать быстро.

Вариант, когда бак располагается непосредственно возле банной печи, наиболее оптимальный, так как вода нагревается от пламени. Это визуально уменьшает помещение бани, но хорошо держит жар.

Иногда камни укладывают в дымоходе, а бак ставят под топкой. Такая конструкция нагревается долго, но температуру держит тоже несколько часов. Жар от такой печи будет хороший, пар тоже.

Внешний вариант расположения более затратный в плане топлива. В этом случае придется топить дольше, так как нужно прогреть воду в трубах. Однако внешнее расположение очень удобно для душевой комнаты, когда после парилки нужно ополоснуться.

Оба варианта имеют свои недостатки – напор воды у них очень низкий ввиду небольшой высоты установки, а высота потолков в бане бывает редко выше двух метров. Установить душ будет сложно, да и мыться придется не выше чем с полутора метров.

Эту проблему можно решить, если вынести бак, например, на чердак. Тогда напор увеличится, необходимо лишь своевременно добавлять воду. С ведрами не побегаешь, лучше подвести водопровод. Делается он с поплавком, чтобы, когда бак наполнится, подача воды автоматически прекращалась.

С выносом бака на внешний контур увеличиваются теплопотери. Необходимо утеплить сам теплообменник и трубы, которые к нему подводятся. Расчеты следует проводить, исходя из конструктивных особенностей бани. Например, натрубный вариант, когда змеевик опоясывает трубу, хорошо подходит для душевой комнаты. Но есть ограничения по объему – таким способом согреешь не более 50 литров воды.

Теплообменник в печи

Печи для бани с водяным контуром под отопление и нужды ГВС, стали появляться после того, как хорошие отзывы получили обычные водяные теплогенераторы. По своему устройству, печное оборудование с интегрированным водонагревательным контуром делится на несколько классов:

• Змеевик – простейшее устройство, используемое в классических твердотопливных котлах. Внутри конструкции располагается согнутая металлическая трубка. Форма разная и зависит от особенностей внутренней конструкции печи. Змеевик располагают так, чтобы пламя не воздействовало на него напрямую, а нагрев осуществлялся посредством дымовых газов.

• Плоский теплообменник – устройство более сложное по сравнению с предыдущим. Плоский теплообменник для банной печи, выглядит как две полых тарелки, соединенных между собой. По теплоэффективности, конструкция превосходит змеевик, используется в современных моделях печного оборудования.

• Встроенный бак – в печи изготавливается отдельная емкость, устанавливаемая сверху топочной камеры. Встроенный горизонтальный теплообменник быстро нагревается и сохраняет температуру, пока печь остается горячей.

• Водяная рубашка – представляет полость, окружающую всю топочную камеру и дымовые каналы. Конструкция часто используется при производстве твердотопливных котлов, но не получила широкого применения при изготовлении банных печек.

На дымоходе (водяная рубашка)

Установка теплообменника на банную печь – бюджетное решение проблемы ГВС и отопления. Водогрейное устройство изготавливается двумя способами:

• Змеевик – на дымоходную трубу устанавливается змеевик. Для систем с естественной циркуляцией, вплоть до накопительной емкости или водораспределительных кранов, размеры змеевика не должны превышать 3 м. Оптимальные размеры теплообменника с принудительной циркуляцией, 5 м.
• Устройство теплообменника самоварного типа – специалисты сходятся во мнении, что именно такая конструкция оптимально подходит для бани. Горячая вода для душа готовится постепенно, предотвращается закипание жидкости.

Движение воды в теплообменнике самоварного типа происходит по естественным физическим законам. Нагретая жидкость поднимается вверх, в емкости создается давление.

Оптимальный объем теплообменника самоварного типа выбирают так, чтобы вода достигала необходимой температуры, после 2-3 часов интенсивного горения.

Какой теплообменник выбрать для печи в баню

При выборе конструкции теплообменника, учитывают преимущества и недостатки каждого вида. На подбор подходящего устройства влияет целевое предназначение и необходимая производительность.

Печь для бани со встроенным теплообменником – используется для одновременного обогрева и горячего водоснабжения. Печи длительного горения, работающие в режиме газогенерации, не могут обеспечить необходимую теплоотдачу при установке навесного бака. Причина этого в том, что дымовые газы имеют меньшую температуру нагрева.

Если планируется установить печку длительного горения, альтернативы встроенному змеевику или пластинчатой конструкции, нет. Эффективное отопление в бане возможно только от печи с встроенным теплообменником.

Печь для бани с водонагревателем самоварного типа – отличает высокая производительность горячей воды, но бак надеваемый на дымоход, не всегда подходит по техническим характеристикам.

Выбирая, что установить, встроенный теплообменник или самоварного типа, учитывают особенности их эксплуатации. Для одновременного отопления и обеспечения горячей воды, лучше подойдет змеевик, пластинчатый теплосъемник или водяная рубашка. Исключительно для ГВС, лучше установить водонагревательную емкость самоварного типа.

Принципы и правила расчета площади теплообменника

При расчете площади теплообменника строгих рамок не существует. Исходить следует из полезной площади банного помещения или того места, которое он будет отапливать. При установке в парилке и использовании только для получения горячей воды можно установить и маломощную конструкцию.

Если теплообменник будет выноситься наружу и необходимо, чтобы он еще и обогревал помещение, то он должен обеспечивать 5 кВт на 1 квадрат полезной площади помещения.

Если он рассчитан не на отопление, а на расход воды, то объем может варьироваться. Средний расход воды может быть до 50 кубических метров на человека. Однако с увеличением объема увеличивается и время нагрева.

При установке бака в печь необходимо помнить, что он не должен остужать камни. Поэтому он должен быть такого размера, чтобы не забирать все тепло от камней, а греться вместе с ними.

Как сделать своими руками

Подходить к изготовлению теплообменника для банной печи своими руками следует ответственно. Выбирать его размеры и материал необходимо из расчета, какую функцию он будет выполнять в дальнейшем и где он будет установлен.

Внешний

Чтобы сделать змеевик на дымоход, используют медную трубку диаметром 10 мм. Длина ее будет зависеть от размеров трубы дымохода, но обычно хватает 2 м. На концы трубки надевают

развальцованные переходники, через которые змеевик будет подсоединяться к трубам.

Можно своими руками сделать теплообменник самоварного типа длиной около 30 см (или немного меньше). Для этого потребуются:

• Две стальные трубы. Одна диаметром чуть больше дымохода, а вторая диаметром приблизительно на 10 см больше первой;
• Листовая сталь, из которой вырезаются крышки с отверстиями, равными диаметру меньшей трубы.

Необходимо сварить из всего этого цилиндрическую конструкцию. Крышки следует приваривать тщательно, чтобы не было зазоров. Получится емкость теплообменника.

Внизу и вверху на боковой поверхности цилиндра надо проделать отверстия и приварить патрубки для подсоединения труб, по которым будет поступать и отводиться вода.

Выбирая трубы для подключения к теплообменнику, стоит учитывать, что температура теплоносителя часто превышает 85-100°С. Пластик, при таком нагреве, может деформироваться, поэтому его не используют. Для теплообменника надо использовать трубы из стали, подойдет медь.

Внутренний

Самостоятельно делают встроенные теплообменники для банных печей из стали. Используют для этого либо трубки, либо плоские стальные емкости (сталь марки 430 или 304). Хотя КПД плоского устройства меньше, но изготовить его проще, и прослужит он дольше.

Встраиваемые (или встроенные) теплообменники устанавливают во время кладки. Поэтому об их наличии надо позаботиться заранее, еще на этапе планировки. Патрубки выводить можно с разных сторон.

Статья на сайте полностью не поместилась, продолжить чтение вы сможете по ссылке: https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2021/11/Teploobmennik-dlya-bannoy-pechi.html

Теплообменник для печи и устройство печи для бани с теплообменником

Если в бане есть хорошая печь, то никакого бойлера для нагрева воды в моечную не нужно – для этого используется теплообменник. Его главная задача в том, чтобы нагреть поступающую воду и отдать ее в навесной бак. А потому пока пылает «сердце» бани – и вода в соседнем помещении будет горячей, а когда баня не топится и не используется – она сливается. Вот так все рационально и продумано.

Что такое теплообменник и зачем он нужен?

Банные печи с теплообменником – это печи, в которых есть особое пространство, куда поступает холодная вода, нагревается и выходит по трубам к радиаторам или навесному баку. Причем функция теплообменника банных печей не только в нагревании воды для душевой – те выносные баки, которые находятся в комнате отдыха или предбаннике, еще и прогревают их.

Существует 2 варианта исполнения теплообменников:

• Внутренний теплообменник – это вставленный в бок печной камеры либо пущенный по дну змеевик, или же так называемая «рубашка», которая полностью покрывает топку.
• Внешний теплообменник – модуль дымохода, труба, которая как бы опоясана герметичной емкостью.

Абсолютно все теплообменники, не зависимо от их вида, в обязательном порядке заполняются жидкостью – антифризом или водой. Подает жидкость в них сообщающая емкость – батарея водяного отопления или навесной бак. Для присоединения традиционно используются 2 штуцера: один снизу, другой – сверху. И все схема работы теплообменника предельно проста – все происходит благодаря естественной циркуляции нагреваемых жидкостей, либо путем подключения насоса, работающего от электричества.

Опытные печники советуют отдавать предпочтение открытым системам нагрева воды в бане – то есть без давления. Немаловажен и такой момент – наиболее эффективной системой нагрева воды в бане считается та, общая протяженность труб какой не превышает трех метров. Причем на практике этого оказывается достаточно, чтобы поместить прямо за стеной парилки сам бак.

Также важна и толщина трубы – лучше, если она не будет меньше дюйма, в противном случае току жидкости будет оказано ощутимое сопротивление, и печь банная с теплообменником без насоса не сможет гонять воду.

Как рассчитать площадь теплообменника?

Все расчеты габаритов теплообменника всегда приблизительны. К примеру, на обогрев обычного банного помещения необходимо около 5кВт – то есть именно столько энергии должна дать системе печь с теплообменником. А 1 квадратный метр площади теплообменника – это около 8-9 кВт во время топки.

Конечно, многое зависит от расположения котла в печи и интенсивности горения топлива, но в любом случае мощность котла по окончанию топки быстро падает в 5-10 раз. А потому площадь поверхности печного теплообменника рассчитывать нужно с многократным запасом – только так можно создать систему, которая сможет поддержать комфортную температуру во всех помещениях бани при одноразовой или двухразовой топке.

Форма самого котла печи для бани с теплообменником может быть самой разной. Наиболее распространенный вариант – из нержавеющих труб, но сегодня все более популярными становятся коллекторы из двух швеллеров и образцы пластинчатого типа.

Делаем теплообменник для печи своими руками

Для того, чтобы собственноручно изготовить теплообменник для кирпичной печи, понадобится металл 2,5 мм толщиной. Его конструкция будет такова: цилиндрическая верхняя емкость и прямоугольная нижняя соединены трубами. Самое главное – это сделать все сопрягаемые швы с минимальными зазорами, а уже размер самой печи и диаметр труб нужно рассчитывать исходя из размера самого помещения бани.

Итак, все готовые раскроенные детали нужно прихватить сваркой и проверить, насколько точно были выполнены все расчеты. После этого можно собирать теплообменник. И наконец, он проверяется на прочность таким образом: нижнюю трубу нужно заварить, в теплообменник – залить воду и выходное отверстие соединить с емкостью. Теперь, используя монометр для контроля давления, систему нужно заполнить сжатым воздухом. Если швы были выполнены качественно – они не станут течь. А вот если такие прорехи окажутся, из системы нужно слить воду и проблемные места снова заварить. Конечно, чем меньшей будет общая длина всех труб, тем лучше.

Теплоизолировать бак для воды или нет – зависит от того, будет ли он использоваться только по прямому назначению, или же им планируются прогреваться и смежные комнаты.

Правила безопасной эксплуатации теплообменника

Опытные печники советуют выбирать и эксплуатировать печь для бани с теплообменником ответственно, а потому не лишним будет ознакомиться с такими правилами:

• Трубы от теплообменника нельзя крепить на неподвижные соединения к стенам – от нагрева первые расширяются и изменяют свои линейные размеры.
• Мощность теплообменника не должна негативно влиять на мощность печи – всего отбираемое тепло не может превышать 10%. А потому слишком габаритные теплообменники – не лучший вариант, если сама печь не достаточно сильна.
• Выносной бак для воды подбирать нужно так, чтобы после 2 часов топки бани в вода в системе была уже горячей. Но не раньше – иначе она будет закипать, и парилка будет перенасыщена паром. А вот слишком большой бак греть воду будет долго.
• Если кирпичная печь с теплообменником уже разогрелась до высокой температуры, в нее крайне нежелательно наливать воду.
• Чтобы уплотнить резьбу в месте соединения труб и теплообменника, нужно использовать только тот уплотнитель, который сможет выдержать высокую температуру.

Если система предполагает естественный теплообмен – без насосов – то трубы для подачи в бак воды должны быть расположены так: холодная вода из бака самотоком стекает по трубе к печи, а горячая таким же образом поднимается снова к баку. Но все это будет работать, если трубы и прямой, и обратной подачи воды будут размещены под углом 2-5 градусов.

Современный строительный рынок предлагает достаточно видов банных агрегатов такого вида: это и мощная чугунная печь с теплообменником, и недорогие дровяные печи с теплообменником – цена последнего особо не влияет на стоимость самой печи. Важно только обратить внимание при выборе, чтобы сам теплообменник был изготовлен из качественной жаропрочной и жаростойкой стали.

теплообменник на трубе — Металл-мастер52

Теплообменник гарантия 3 месяца 

Теплообменник для бани на трубу представляет собой устройство для подогрева жидкости от нагретых паров дымохода. Как известно любая печь, производит большое количество нагретых газов, появляющихся в процессе горения, которые поспешно удаляются через дымоходный канал. Оказывается, такой вид тепловой энергии, имеет вполне рациональное применение, с помощью него можно подогревать воду для различных целей. Этот метод позволяет экономить средства, превращая отходы, такие как дым от сгорания дров в полезную подогретую воду. Особенно ценным станет бак для бани с теплообменником, который будет параллельно с растопкой печи накапливать в себе горячую воду для душа.

Теплообменник для бани купить и установить в свою баню, значит сделать банные процедуры менее энергозатратным процессом. Убирая необходимость отдельного подогрева воды для принятия тёплого после банного душа. Используя данную технологию нагрева воды вы экономите не только электричество, но и пространство в бане, а так же имеете возможность использовать горячую воду в соседнем помещении, в случае, если у вас моечное отделение не совмещено с парильным. Используя бак для бани с теплообменником в паре вы можете расположить бак в любом помещении, в котором удобнее.

Теплообменник на трубу в бане — конструкция и особенности монтажа

Сама конструкция теплообменника для бани монтируется непосредственно на печь, на дымоход или дымоходную трубу недалеко после выхода из печи. Внутри теплообменник для горячей воды в баню представляет собой трубу в трубе. В наружную часть подаётся из выносного бака холодная вода, которая нагревается от дымоходных газов печи. Циркуляцию воды в системе соединения с баком полностью обеспечивает сама конструкция теплообменника. При нагревании горячая вода всегда поднимается вверх, таким образом, выносной бак накапливает нагретую воду, которая может быть использована в различных целях. Постепенно охлаждаясь в выносном баке вода опускается и возвращается обратно в теплообменник. Таким образом вода циркулирует в этих двух сосудах.

Важным моментом монтажа является то, что дно бака должно размещаться выше верхней точки теплообменника! Иначе вода в теплообменнике для бани будет циркулировать плохо, либо вообще никак. В случае, если у вас парильное и моечное помещение одно, то рассмотрите альтернативный вариант нагрева воды: бак на трубу. 

Диаметр бочонка снаружи, мм	200
Диаметр внутренней трубы, мм	100
Материал	нержавеющая сталь AISI 430
Объём, л	9
Толщина металла, мм	1

Все о водо-водяных теплообменниках

Теплообменники передают или «обменивают» тепло между двумя или более жидкостями или газами разной температуры. Процесс теплопередачи может быть переходом из газа в газ, жидкость из газа или из жидкости в жидкость и обычно не включает двух текучих сред или газов, которые должны смешиваться или вступать в прямой контакт. В этой статье рассматриваются теплообменники жидкость-жидкость. В частности, водо-водяные теплообменники.

Как работает теплообменник?

Теплообменники работают, позволяя более горячей жидкости взаимодействовать — прямо или косвенно — с жидкостью более низкой температуры, что позволяет теплу передавать и двигаться к равновесию.Эта передача тепла приводит к снижению температуры более горячего газа и увеличению температуры более холодного. В зависимости от того, нацелено ли приложение на нагрев или охлаждение газа, этот процесс (и устройства, которые его используют) можно использовать для направления тепла к системе или от нее, соответственно. Принцип теплообменника заключается в том, что он передает тепло, не передавая жидкость, которая переносит тепло.

Теплообменники обычно изготавливаются из металлов, но также могут изготавливаться из керамики, композитов и пластмасс. Керамика используется для высокотемпературных применений (выше 1000 ° C или 2000 ° F), в которых плавятся такие металлы, как медь, железо и сталь. Керамика также используется с агрессивными и абразивными жидкостями. Пластмассы, как правило, легче и дешевле металлов, устойчивы к коррозии и могут иметь хорошую теплопроводность, хотя имеют тенденцию быть механически слабыми. В то время как пластмассы обычно не подходят для высокотемпературных применений, пластмассовые теплообменники используются для морских применений, таких как душевые и плавательные бассейны.

Что такое водо-водяной теплообменник?

Водяные теплообменники используют тепло сточных вод для предварительного нагрева поступающей пресной воды.

В обычном водяном теплообменнике пресная вода течет внутрь и циркулирует вокруг более горячей сточной воды, которая вытекает. Сточные воды передают свою тепловую энергию пресной воде через внутренние стены, нагревая пресную воду, обычно до температуры выше 100 ° F, и охлаждая сточную воду на выходе из устройства.

Существуют различные типы водо-водяных теплообменников.Двумя распространенными типами являются кожухотрубные теплообменники и пластинчатые теплообменники. Кожухотрубные теплообменники состоят из одной трубы или ряда параллельных трубок (т. Е. Пучка труб), заключенных в герметичный цилиндрический сосуд высокого давления (т. Е. Кожух). Одна жидкость протекает через меньшую трубку или трубки, а другая жидкость течет снаружи и между трубкой или трубками внутри герметичной оболочки. Другие конструктивные характеристики включают ребристые трубы, одно- или двухфазную теплопередачу, противоток, параллельный или перекрестный поток, а также одно-, двух- или многопроходные конфигурации.

Пластинчатые теплообменники, также называемые пластинчатыми теплообменниками, состоят из нескольких тонких гофрированных пластин, связанных вместе. Каждая пара пластин создает канал, по которому может течь одна жидкость, и пары уложены друг на друга и прикреплены посредством болтов, пайки или сварки, так что между парами создается второй канал, через который может течь другая жидкость.

Также доступна стандартная пластинчатая конструкция с некоторыми вариациями, например, пластинчато-ребристые или пластинчатые теплообменники.Пластинчато-ребристые теплообменники используют ребра или распорки между пластинами и позволяют использовать несколько конфигураций потока и более двух потоков жидкости, проходящих через устройство. Пластинчатые теплообменники с подушками оказывают давление на пластины, чтобы повысить эффективность теплопередачи по поверхности пластины. Некоторые из других доступных типов включают пластинчатые и рамные, пластинчатые и кожуховые и спирально-пластинчатые теплообменники.

Каковы применения водо-водяных теплообменников?

Водо-водяные теплообменники используются для различных целей, как коммерческих, так и промышленных, включая нагрев воды для бытовых нужд, водяной теплый пол, таяние снега и солнечное отопление.Их можно использовать с хладагентом в системах HVACR (отопление, вентиляция, кондиционирование и охлаждение) и для охлаждения сусла на пивоваренных заводах. Кожухотрубные теплообменники часто используются для обогрева бассейнов и других морских применений. Они могут сэкономить до 80% при нагреве воды.

Коммерческие и промышленные предприятия, использующие городскую канализацию для очистки сточных вод, могут использовать воду для полива теплообменников, чтобы охлаждать сточные воды в соответствии с местными нормами. Использование теплообменника позволяет им охлаждать отходы, не просто добавляя холодную воду в поток отходов.

В энергоэффективных душах иногда используются теплообменники на выходе сточных вод. По мере того, как вода капает через пробку, она проходит через медные змеевики теплообменника. Тем временем холодная вода, которая течет в душ, чтобы нагреться, накачивается мимо тех же змеевиков, не смешиваясь с грязной водой, но забирая часть ее отработанного тепла и слегка нагревая, так что душ не должен нагревать ее как много.

Сводка

В этой статье представлено понимание теплообменников вода-вода.Чтобы узнать больше о других типах теплообменников, прочтите наше руководство здесь. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359431105000530

Прочие изделия из теплообменников

Больше из Process Equipment

Водо-водяные теплообменники для использования в системах горячего водоснабжения

После отопления и охлаждения дома водонагреватель, вероятно, потребляет максимум энергии в каждом современном американском доме.Подогрев воды необходим в каждом доме для снабжения питьевой водой в более холодных регионах, горячего водоснабжения для мытья, спа и подогрева бассейнов. При таком широком спектре применений и огромном потреблении энергии крайне важно иметь эффективный нагревательный механизм, который в то же время был бы рентабельным и простым в обслуживании.

Это требует паяного пластинчатого теплообменника для горячей воды для бытового потребления. Этот тип водо-водяного теплообменника может быть легко установлен вместе с уличным котлом на дровах или обычными пропановыми (или газовыми) котлами.Его также можно эффективно использовать с бойлером, работающим на солнечной энергии, для передачи тепла.

В более холодных северных регионах довольно распространены котлы на дровяной печи. Эти котлы окружены рубашкой из труб, содержащих жидкости на основе гликоля с низкими температурами замерзания. По этой причине воду из резервуара для воды нельзя нагревать напрямую или позволять смешиваться с жидкостью в рубашке. Здесь используется теплообменник для горячего водоснабжения, такой как паяный пластинчатый теплообменник, который эффективен, занимает меньше места и проще в обслуживании по сравнению с традиционными теплообменниками.Более холодная вода из резервуара для воды или источника питьевой воды проходит через один конец этого теплообменника, а нагретая жидкость из рубашки котла проходит через другой конец. Тепловая энергия обменивается между двумя жидкостями без фактического контакта в течение нескольких минут, а желаемая температура воды в резервуаре достигается контролируемым образом без какого-либо загрязнения.

---

Как и выше, теплообменник для горячей воды также важен там, где установлен бойлер, работающий на солнечной энергии. Опять же, трубки солнечного водонагревателя содержат жидкость особого состава, которая предотвращает или, по крайней мере, сводит к минимуму потерю эффективности, вызванную накипью.Бытовое водоснабжение может содержать определенные растворенные соли, которые могут повредить трубы солнечного водонагревателя и привести к огромным счетам за ремонт. Теплообменник горячей воды для бытового потребления, такой как паяный пластинчатый теплообменник, является идеальным решением в таком случае. Нагретая жидкость из водогрейного котла, работающего на солнечной энергии, подается с одного конца, а более холодная вода из резервуара для воды течет с другого конца. Металлическая поверхность между двумя жидкостями действует как барьер для физического контакта и способствует передаче тепла.Нагретая жидкость теряет тепло, а вода в баке нагревается. Более холодная жидкость отправляется обратно в котел, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная температура воды.

Теплообменники горячей воды для бытового потребления играют огромную роль в нашей повседневной жизни. Однако в связи с постоянным сокращением площади пола, увеличением рабочего времени и ростом затрат на техническое обслуживание предметов домашнего обихода становится все более важным выбирать такие вещи, как теплообменники, с умом. Паяный пластинчатый теплообменник для горячей воды не только компактен, но и очень эффективен, практически не требует обслуживания и идеально подходит для домашнего использования.

Добавление водо-водяного теплообменника для нагрева воды для бытового потребления — отличный способ повысить доступность горячей воды. Наши водо-водяные теплообменники специально разработаны для передачи тепла от одной среды к другой.

Экспериментальная разработка пластинчатого теплообменника для душа для снижения потребности в энергии для горячего водоснабжения

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111536Получить права и содержание

Основные моменты

•

Прототип пластинчатый теплообменник с 3 перегородками для направления потока.

•

КПД нового прототипа в реальных условиях эксплуатации достигает 62%.

•

КПД увеличивается до 4% при вертикальном положении на 6 мм над дном корпуса.

•

Высота корпуса теплообменника для установки уменьшена до 74 мм.

•

Экономия тепловой энергии для семейного дома составляет до 300 кВтч / год для предлагаемого прототипа.

Реферат

В статье описана экспериментальная разработка нового прототипа горизонтального пластинчатого душевого теплообменника для рекуперации тепла сточных вод.Прототип спроектирован таким образом, что, достигая максимально возможного значения эффективности, он также учитывает требования пространственного расположения корпуса теплообменника и, таким образом, обеспечивает соответствующий поток сточных вод с обеих сторон поверхности теплопередачи. При этом упор делается на минимально возможную высоту кожуха теплообменника с учетом минимизации застроенного пространства и ожидаемого потока сточных вод во время цикла душа. Экспериментальные испытания проводились в соответствии с условиями, соответствующими критериям сертификации Института пассивного дома, при этом для данного теплообменника определялись исследуемые потоки и температура воды, а также эффективность теплопередачи нового прототипа, достигающая пиковых значений. До 62%.Также был проведен энергетический анализ и вывод уравнения, согласно которому можно определить достигнутую экономию тепла при приготовлении горячей воды для бытового потребления по эффективности теплопередачи теплообменника, включая все тепловые потери системы. С новым прототипом достигается экономия тепла более 21%.

Ключевые слова

Рекуперация тепла сточных вод

Горизонтальный пластинчатый теплообменник

Прототип

Эффективность

Эффективность

Горячее водоснабжение

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Просмотреть полный текст 9000vier © 2021 ElseV. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Система теплообменников | | Теплый пол своими руками

Введение

В этой системе используется эффективный теплообменник для отделения питьевой воды от замораживания пола. Используется только один источник тепла, и можно полностью использовать преимущества защиты от замерзания.

Один из многих творческих способов использования теплообменника.

Очень красивый пример 4-х зонной теплообменной системы, установленной хозяином дома.

Еще один пример теплообменной системы, установленной заказчиком.

Схема теплообмена со стандартным водонагревателем

Однако всегда спрашивайте себя: «Действительно ли мне нужен теплообменник?»

Чаще всего для защиты от замерзания используются теплообменники, но другим применением может быть излучающая система с одним источником тепла, который по той или иной причине должен быть отделен от бытового водоснабжения.Это редко. Даже потребность в защите от замерзания часто переоценивается, потому что излучающая система хранит так много тепла в массе дома.

Пример дизайна Radiant и плинтуса / фанкойла.

Система теплообменника с использованием антифриза может защитить систему лучистого отопления до минус 60 градусов. Но компромисс — эффективность. Передача тепла от одной среды к другой (в данном случае от питьевой воды к антифризу через теплообменник) стоит британских тепловых единиц. Сам теплообменник нагревается и излучается в окружающий воздух, хотя иногда это тепло помогает согреть жилое пространство … даже если это всего лишь подсобное помещение.Довольно часто теплообменник изолирован, чтобы минимизировать этот эффект. Тем не менее, любое тепло, исходящее от теплообменника, представляет собой тепловую энергию, которая могла бы уйти на полы.

Кроме того, антифриз как теплоноситель уступает простой воде. В целом система теплообменника на 10-20% менее эффективна, чем система open .

Конечно, вода имеет неприятную привычку замерзать при температуре ниже 32 градусов, и в некоторых ситуациях эта реальность намного перевешивает недостатки использования теплообменника.Обогрев второго дома в удаленном месте, подверженном перебоям в подаче электроэнергии, было бы идеальным профилем для системы теплообменника. В этом случае вы можете слить воду из системы водоснабжения, если уезжаете зимой на несколько недель, а антифриз защищает систему отопления.

Другим примером может быть отопление удаленного здания. Если вы отправляете воду по заглубленной изолированной трубе выше линии замерзания, незаменим антифриз.

В солнечных коллекторах почти всегда используется антифриз, поэтому здесь также необходим теплообменник.

Важно понимать, что в большинстве случаев теплообменники не являются необходимыми в излучающих системах.

КАЖДЫЙ нагревательный элемент, который рекомендует и предлагает компания Radiant Floor, «РАЗРАБОТАН И НАЗНАЧЕН ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ»! Эти устройства не являются вашими «типичными» водонагревателями, поэтому не позволяйте компактным размерам вводить вас в заблуждение! Все наши нагревательные элементы производятся в соответствии с отраслевыми стандартами качества и надежности.

Эти высокоэффективные обогреватели созданы для лучистого отопления.Мы предлагаем устройства, которые будут нагревать как вашу лучистую (отопление), так и горячую воду.

Независимо от того, какую систему лучистого отопления вы выберете, будь то открытая, закрытая или теплообменник, или требуемый тип топлива, пропан, природный газ, электрическая или масляная … Компания Radiant Floor позаботится о вас !!!

Система теплообменников с водонагревателем резервуарного типа

Комплект теплообменника с водонагревателем Polaris

Высокоэффективный водонагреватель / обогреватель Polaris стандартно поставляется с двумя парами входных и выходных отверстий для горячей и холодной воды.Это делает его идеальным для использования с теплообменником.

Использование водонагревателя по запросу с системой теплообменника

Многозонная система теплообмена с использованием водонагревателя по запросу

Однозонная система теплообмена с водонагревателем по запросу

Многозонная система теплообменника, работающая на жидком топливе, обогревает радиант с комбинированной системой плинтуса, а также горячее водоснабжение, разделенное посредством теплообменника.

С этим предварительно смонтированным сантехническим комплектом теплообменника (фото вверху, схематическое изображение внизу) водонагреватель по запросу может обеспечивать как обогрев помещения (с использованием незамерзания), так и горячую воду (питьевую).

Система теплообменников с несколькими зонами

Разрежьте плоский пластинчатый теплообменник пополам, и вы увидите стопки пластин из нержавеющей стали. Две разные жидкости (обычно вода с одной стороны, антифриз с другой) текут между чередующимися пластинами.Сами жидкости никогда не смешиваются, но тепло легко передается от более горячей жидкости к более холодной.

Теплообменник в разрезе

Сантехника теплообменника

Монтаж и установка теплообменника

Теплообменник смонтированный и подключенный

Важно установить теплообменник «противотоком», а не «параллельно». Противоток означает, что самая горячая текучая среда, поступающая на сторону А теплообменника, течет с по направлению к , самая холодная текучая среда, поступающая со стороны В на противоположном конце теплообменника (см. Иллюстрацию выше).Это максимизирует теплопередачу, заставляя самую холодную жидкость непрерывно течь к самой горячей части теплообменника.

Параллельный водопровод приведет к тому, что Сторона A «горячая» и Сторона B «холодная» попадут в один и тот же конец теплообменника, и обе стороны будут течь параллельно по длине теплообменника. Конечно, такая неэффективная водопроводная система все равно будет передавать некоторое количество тепла от более горячей жидкости к более холодной, но при этом теряется целых 40% мощности теплообменника.

Внутренний и внешний теплообменники

Иногда теплообменник вовсе не является пластинчатым, а располагается ВНУТРИ резервуара для хранения.Неудивительно, что их называют «внутренними теплообменниками». Преимущества внутреннего стиля — простота и эффективность. Просто потому, что для перемещения тепла необходим только один насос, и эффективен, потому что, хотя внешний теплообменник ОЧЕНЬ быстро передает тепло от одной среды к другой, он также излучает тепло в окружающий воздух.

Внутренние теплообменники не так быстро передают тепло, но теплу некуда идти, кроме окружающей воды (которая, можно утверждать, также передает тепло в окружающую комнату — да ладно, ничто не является эффективным на 100%).

Итак, все сводится к применению, то есть к тому, какой тип теплообменника лучше всего подходит для данной системы отопления. В некоторых системах используются оба типа, как показано ниже.

Это водопроводная схема, которую мы составили для клиента, который хотел, чтобы дровяной котел обогревал резервуар с водой, который, в свою очередь, обеспечивал как домашнее горячее водоснабжение, так и лучистое тепло пола. Да, и в лучистом полу должен быть антифриз, то есть он должен быть «закрыт».

Как видите, это очень сложная система отопления.Большинство излучающих систем намного проще. Но, как пример того, как видение может стать реальностью, смотрите фото готовой инсталляции ниже.

Накопительный бак с внутренним теплообменником расположен за рамкой этой фотографии, но это часть этого выдающегося примера мастерства, сделанного своими руками. Наш заказчик, Робин Эллинс, доказывает, что гордость за владение и внимание к деталям, наряду с предварительно собранными сантехническими пакетами компании Radiant Floor, может привести к созданию системы отопления, которая может конкурировать даже с самой сложной профессиональной установкой.

Подключение EPK к зонному коллектору

На следующем рисунке показаны медные фитинги, необходимые для подсоединения комплектов расширения и продувки различных размеров к коллектору зоны . Эти фитинги и печатная копия этого чертежа прилагаются к каждой системе Closed и Heat Exchanger .

Комплекты расширения и продувки

ЗАПОЛНЕНИЕ И ПРОДУВКА БЫТОВОГО (водонагревателя) СТОРОНА ВАШЕЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛООБМЕННИКА:
При недавно установленной системе лучистого отопления первый запуск является наиболее важным, а удаление воздуха из вашей системы является обязательным.Воздух в вашей системе — НАИБОЛЬШЕЕ, что может случиться с любой (гидронной) системой лучистого отопления. Перейдите по этой ссылке https://www.radiantcompany.com/system/opensystem/#Filling_the_Open_System Для получения сведений о хранении и очистке открытой системы, а также сведений об очистке / удалении фильтра водонагревателя по запросу. Выключите или отключите электропитание водонагревателя, чтобы не тратить горячую воду во время этого процесса .

Помните, простое открытие арматуры для горячего водоснабжения в любом месте дома приведет к вытеснению воды через зону.Однако открытие сливного клапана котла вправо / над смесительным клапаном / термометром является наиболее удобным и обеспечивает лучший поток.

Наши системы лучистого отопления не требуют особого ухода, кроме очистки фильтра в водонагревателе и поддержания давления в системе. Перейдите по этой ссылке https://www.radiantcompany.com/details/fill/ и прокрутите вниз половину страницы, чтобы получить информацию о чистке фильтра и сетчатого фильтра для вашей закрытой системы лучистого отопления.

ЗАКРЫТАЯ (отопление / зона) СТОРОНА СИСТЕМЫ:
Заполнение и продувка системы лучистого отопления — критический процесс! Когда воздух покидает систему, давление падает.Когда ваша система лучистого отопления нагревается, давление возрастает, но когда она остывает, давление падает … Мы рекомендуем поддерживать давление не менее 15 фунтов на квадратный дюйм, когда система холодная. Когда давление в нагретой системе приближается к 0,… а затем охлаждается,… создается ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ давление… Таким образом, создавая ВАКУУМ, он засасывает воздух в систему!

Ваш расширительный бак предварительно заправлен и не требует давления. Если ваше давление падает ниже 15 фунтов на квадратный дюйм, это означает, что в вашей системе все еще остается воздух,…Воздух — это ХУДШЕЕ, что может случиться с любой (гидронной) системой лучистого отопления. Перейдите по этой ссылке https://www.radiantcompany.com/details/fill/ для получения информации о заполнении и продувке вашей закрытой водяной системы отопления.

Если у вас три зоны, например, закройте шаровые краны под насосами для зон 2 и 3 и направьте поток воды на зону №1.

Если зона № 1 имеет несколько контуров трубопровода, каждый контур будет иметь шаровой клапан на стороне подачи коллектора контура, перекрыть все контуры зоны 1, кроме первого, и направить воду в этот первый контур. .Когда контур №1 зоны №1 был очищен, закройте контур №1 и разомкните контур №2. Повторите этот процесс для каждого контура в каждой зоне .

Если вы не используете давление в помещении (из шланга и т. Д.), Вы можете использовать перекачивающий насос для перекачки жидкости в вашу систему.

Мы рекомендуем антифриз на основе пропиленгликоля (не автомобильный, этиленгликоль).

Определите, сколько антифриза требуется вашей системе, добавив общее количество жидкости в трубку (2.7 галлонов на 100 футов 7/8 ″ Pex… 1,9 галлона на 100 футов 3/4 ″ Pex… 1,3 галлона на 100 футов 1/2 ″ Pex) плюс объем воды в источнике тепла (водонагреватель или бойлер) .

Определите, какое процентное соотношение незамерзающей смеси к воде рекомендуется производителем источника тепла. Соотношения могут быть разными. Некоторые производители рекомендуют от 20% до 30% антифриза, другие — от 50%. На правильное смешивание также влияет степень низкой температуры, от которой вы хотите защитить себя. Некоторые антифризы поставляются «предварительно разведенными». Обязательно проверьте перед покупкой.

«ВСЕГДА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ЗАМЕШАЙТЕ АНТИФРИЗ ПЕРЕД ЗАКАЧИВАНИЕМ ЕГО В СИСТЕМУ»!

Перекачивающий насос — Отстойник НЕ должен использоваться при обратной промывке агрегата, а также при заполнении и продувке закрытой системы, использующей смесь антифриза. Мы рекомендуем мощный вспомогательный насос, такой как Wayne EC-50, или Wayne PC-4, или аналогичный насос, такой как Utilitech .5 HP Cast Iron Transfer Pump , каждый из которых может генерировать до 45- psi.По следующей ссылке https://www.waynepumps.com/solution-center/utility-pumps-transfer/pc4 приведены технические характеристики насоса (модель № PC4).

Бак для хранения горячей воды для бытового потребления Рекомендации по качеству HVAC 101

Теплообменник и бак для хранения горячей воды

Теплообменник и бак для хранения горячей воды — Спереди находится коммерческий теплообменник. За коммерческим теплообменником находится резервуар для горячей воды для бытового потребления.

Вся система контролируется прямыми цифровыми контроллерами для управления температурой воды, бойлерами, приводами клапанов и теплообменниками.Важно следить за температурой в любой системе водоснабжения. Следует избегать температур выше 130 ° F, так как они могут ошпарить людей. Это может привести к юридическим проблемам, поэтому важно точно контролировать это. Direct Digital Control может предложить сигналы тревоги для этой проблемы, если что-то пойдет не так или что-то не так.

Теплообменник и резервуар для хранения горячей воды

Городская вода подается через теплообменник , где она нагревается до заданной температуры.Обычно это от 120 до 130 градусов по Фаренгейту. Вода из котлов под углом 180 градусов проходит по трубам внутри теплообменника, а холодная вода проходит через внутреннюю часть теплообменника в отдельных каналах за пределами труб, где находится горячая котловая вода. Воду нагревают, а затем доставляют в общину, где ее используют для душа, мытья посуды и других видов горячей воды.

Перед тем, как городская вода поступает в теплообменник, городская вода отводится через экономайзер коммерческого водогрейного котла, так что более холодная городская вода предварительно нагревается до температуры выше 55 градусов по Фаренгейту.которые представляют собой температуру воды в городе, подаваемой из городского источника воды. В экономайзере или подогревателе дымовые газы котла используются для предварительного нагрева воды, подаваемой в теплообменник, для нагрева до комфортных температур. Теплообменник представляет собой кожухотрубный теплообменник, в котором котловая вода под углом 180 градусов проходит через некоторые трубы в теплообменнике, а городская вода поступает в другую трубу рядом с водопроводной трубой котла.

Происходит процесс теплообмена, и прохладная городская вода нагревается до более высокой температуры, достаточно теплой, чтобы принять ванну, но не слишком теплой, чтобы обжечься.После того, как вода проходит через все, что хранится в резервуаре для горячей воды для бытового потребления , вы видите за теплообменником.

Теплообменник и резервуар для хранения горячей воды

Ресурс: Основы прямого цифрового управления HVAC

Связанные

Теплообменник для ванной комнаты AS-SHOWER: ASIO, spol. s r.o.

Теплообменник в вашей ванной комнате — это элегантное решение, позволяющее сэкономить до 45% энергии, затрачиваемой на производство горячей воды.

Теплообменник предназначен для рекуперации тепла сточных вод с максимальным давлением воды 16 бар и температурой 90 ° C. Для душа обычно используется горячая вода от 37 ° C до 40 ° C. Из этой горячей воды мы можем использовать для душа около 5 ° C, что составляет только 10%. Оставшаяся вода (при температуре 35 ° C) без использования уходит в канализацию. Это означает, что 90% энергии, которую мы используем для нагрева воды, тратится впустую.

Новый душевой теплообменник AS-SHOWER может очень эффективно снизить такие потери.Он может использовать 45% энергии для предварительного нагрева холодной воды и тем самым снизить потребление горячей воды.

Рабочая часть теплообменника, то есть абсорбер, образована гофрированными пластинами из полированных листов нержавеющей стали. Пресная вода протекает через систему каналов внутри пластин и нагревается за счет тепла сточных вод, протекающих по поверхности абсорбера. Поскольку температура пресной воды из водопровода составляет около 100 ° C, она может потреблять от 12 до 140 ° C из сточных вод, нагретых до 350 ° C.

Если теплая вода, предварительно нагретая в теплообменнике, подается к смесительному клапану, то здесь с ней смешивается поток горячей воды (вместо холодной воды, поступающей непосредственно из водопровода) для получения теплой воды с температурой, обычно используемой для душ. Таким образом, потребление горячей воды снижается даже на 45%, что представляет собой экономию, предлагаемую теплообменником AS-SHOWER.

Необходимый комфорт при принятии душа обеспечивается автоматическим смешиванием воды в термостатическом смесительном клапане.

Места размещения

Установка теплообменника должна быть рассмотрена до того, как ваша ванная комната будет модернизирована или оборудована новой. В зависимости от требований к пространству и возможностей рекомендуется размещать теплообменник под душевым поддоном или как можно ближе к нему. Теплообменник всегда следует класть на горизонтальную поверхность. Необходим доступ как для слива, так и для входа холодной воды.

Соединения

Сточные воды проходят через дренажный сифон в теплообменник, а затем в канализацию.Для подключения канализации следует использовать пластиковую трубу DN40. Теплообменник — противоточный, и вход чистой воды всегда ближе к выходу сточных вод. Для подключения чистой воды можно использовать гибкие армированные шланги с накидными гайками и плоскими прокладками. Подробнее см. Инструкцию по установке и эксплуатации.

Очистка

Чистые рабочие поверхности теплообменника являются основным условием теплопередачи. При регулярной чистке сифона поддона необходимо удалить отложения, образовавшиеся в сливной трубе и теплообменнике.Мы советуем использовать экологически чистые препараты на биологической основе, где бактерии, поглощающие загрязнения, существующие в канализации, будут выполнять работу по очистке за вас. Все, что вам нужно сделать, это налить чистящий раствор в сифон душевого поддона.

Технические параметры

• Давление воды: макс. 16 бар
• Температура воды: макс. 900 ° C
• Корпус теплообменника: АБС-пластик (вакуумное формование)
• Абсорбер: прессованный лист из нержавеющей стали (класс AISI 316)
• Подключение сточной воды: DN 40
• Подключение чистой (холодной) воды: G ¾ ”
• Размеры: 552 × 144 × 87 мм

Теплообменники горячей воды для бытового потребления

ТЕПЛООБМЕННИКИ ДЛЯ БЫТОВОГО ГОРЯЧЕГО ВОДА (ГВС) БЫТОВОГО БЫТОВОГО БЫТОВОГО ОБМЕНА

Большинство конструкций режима горячего водоснабжения (ГВС) имеют тенденцию быть одинаковыми или очень похожими в течение 90% времени с первичной горячей водой из бойлера, работающего при 82 ° C, который нагревает холодную воду для бытового потребления с 10 ° C до 60 ° C, чтобы водопроводные розетки.Имея это в виду, AEL стандартизировал всю необходимую техническую информацию с указанием приведенных ниже цен, в зависимости от потребностей вашей системы и мощности, доступной для вашего котла или источника тепла.

Вы увидите техническую информацию для каждого приложения мощностью от 30 кВт до 1000 кВт в качестве стандартного элемента, который можно приобрести в Интернете, а также возможность узнать о нестандартных конструкциях , выполненных на заказ, или задать общие технические вопросы , относящиеся к вашей установке.

Пластинчатые теплообменники

для горячего водоснабжения (ГВС) могут поставляться как пластина / прокладка или как пластина с пайкой.На практике оба типа теплообменников передают энергию от горячей или холодной жидкости и гарантируют, что первичный контур не смешивается с вторичным контуром, создавая, таким образом, два полностью независимых отдельных контура нагрева или охлаждения.

Пластинчатые и прокладочные теплообменники изготовлены с использованием высококачественных прокладок, как правило, из EPDM или нитрила, которые предназначены для уплотнения группы пластин из нержавеющей стали вместе.