Современные хозяева квартир и частных домов переходят на автономное отопление. Чаще всего это происходит после установки автономной системы водоснабжения или первой оплаты за отопление. Собственная отопительная система приносит большое количество плюсов, но также требует ответственности и некоторых технических знаний. Очень часто пользователи предпочитают выбирать газовые котлы. Их обслуживание не занимает много времени, а КПД имеет высокие показатели (особенно у современных моделей). Чтобы знать, как обращаться с данным устройством, необходимо узнать его конструкцию и принцип действия. А также обратить внимание на такую немаловажную деталь как теплообменник.

Содержание

Что такое теплообменник и зачем он нужен
Основные конструктивные особенности теплообменников
Что такое первичный теплообменник и его описание
Принцип действия вторичного теплообменника
Из какого материала следует выбирать теплообменник

Что такое теплообменник и зачем он нужен

Теплообменник является ключевым элементом в любых газовых котлах. Про него редко упоминают в инструкции по эксплуатации изделием, указывая только название.

Теплообменником называется элемент, который выполняет функцию передачи тепла от теплоносителя непосредственно к жидкости. На этом его основной функционал не заканчивается, теплообменник также осуществляет передачу тепловой энергии между сгоревшим газом и теплоносителем.

Существует несколько основных типов данных устройств:

• Первичный. Осуществляет передачу тепловой энергии первичного типа — от сгоревшего газа к теплоносителю.
• Вторичный. Передает тепловую энергию далее по системе – от теплоносителя к воде. И первый, и второй тип сопровождаются потерями некоторого количества тепла, из-за этого падает КПД устройства.
• Совмещённый. Данная разновидность устройств выполняет одновременную передачу тепла обоих вышеперечисленных видов.

Помимо основных видов по принципу действия, теплообменники также различают по назначению. Это могут быть устройства испарительного, нагревательного или охлаждающего действия. К отдельному классу относятся конденсирующие приборы, они имеют несколько основных отличий от теплообменников других классов.

Основные конструктивные особенности теплообменников

Вышеперечисленные разновидности приборов также имеют определённые конструктивные различия. В зависимости от них, производители выбирают среду, в которой будет производиться эксплуатация теплообменника.

Основные виды теплообменников по конструктивным отличиям:

• Кожухотрубные. Довольно простая конструкция, состоит из основы, в виде трубной решётки, которую приваривают посредством полуавтоматической сварки к корпусу устройства. Отверстия в решётках закрывают с помощью резиновых крышек, которые крепят в трубах болтами (реже используют металлические шпильки). В решётке проложена дополнительная система труб, являющаяся теплоносителем вторичного типа.
• Элементные. Более сложная система, состоящая из большого количества вышеописанных кожухотрубных теплообменников. При таком монтаже перегородки между элементами не устанавливаются, это позволяет улучшить качество теплоотдачи. Также, данная система спокойно переносит высокое давление.
• Погружные. Одна из самых простых конструкций. Теплоноситель первичного типа, представленный в виде змеевика, погружается в теплоноситель вторичного типа – ёмкость с жидкостью. Из-за совей простоты и низкой цены, данная система пользуется широкой популярностью.
• Теплообменники, погружённые один в другой. Система данных элементов соединена между собой патрубками и резиновыми трубами, которые закрепляются с помощью хомутов.
• Оросительные. Конструкция данной разновидности устройств представлена в виде нескольких горизонтальных змеевиков, которые располагаются в определённых плоскостях. Иногда могут размещаться в нескольких секциях. По наружной поверхности трубопровода стекает конденсат, который забирает часть тепла. Таким устройствам необходим постоянный доступ к воздуху.
• Пластинчатые. Следуя названию, конструкция данных устройств представляет собой определённое количество пластин. Между пластинами имеются резиновые вставки. Поверхность теплообменника выполняется ребристой, для лучшего оттока жидкости. Устройства пластинчатого типа получили наибольшее применение в системах, где нет сильного давления.
• Спиральные. Используется для передачи температуры между вязкими жидкостями. Конструкция представлена в виде двух спиральных труб и специальной перегородки. В такой системе может происходить как нагрев, так и остывание жидкости.

Вышеперечисленные разновидности теплообменников применяются не только в газовых котлах, но и в других системах. Например, в холодильных установках. Теплообменники являются популярными устройствами и стали востребованными во многих отраслях.

Что такое первичный теплообменник и его описание

Принцип действия данных устройств достаточно прост – тепло передаётся от газа к жидкости. Но чтобы понять принцип работы теплообменника первичного типа ещё лучше, необходимо узнать его конструктивные особенности.

Первичный теплообменник по виду напоминает трубу, внутренний диаметр которой подбирается согласно техническим показателям и размерам газового котла. Некоторая часть трубы, чаще всего посередине, имеет изгиб. Точно также выглядят змеевики в системах охлаждения некоторых двигателей. Теплообменник первичного типа должен быть изготовлен из материалов, которые не подвержены воздействию химически активных веществ. Это может быть чистая медь, нержавеющая сталь.

Чтобы увеличить качество передачи тепла, к трубе приваривают пластины, величина площади которых способствует более лучшей теплоотдачи. Пластины могут быть изготовлены из различных материалов. Чтобы продлить их срок эксплуатации и защитить от коррозии, пластины покрывают защитной эмалью.

Чем длиннее труба и на ней больше пластин, тем лучше теплоотдача. Увеличивая количество рёбер, или удлиняя трубу дополнительными стальными вставками, можно добиться высоких параметров мощности теплообменника. Что обычно и делают некоторые производители данного оборудования.

Теплообменники первичного типа крайне подвержены воздействию различного рода загрязнениям. Поэтому для улучшения работы данного изделия следует постоянно держать его поверхности в чистоте. Помимо внешней грязи следует обращать внимание на наличие солей внутри устройства. Если длительное время не производить чистку первичного теплообменника, то это приведёт к плохим показателям теплоотдачи и нарушению работы устройства.

Многие производители газового оборудования советуют пользователям приобретать дополнительные системы фильтров. Такие расходные материалы позволяют сократить время между техническим обслуживание газового котла, а также продлить его общий срок работы. Экономия на теплообменнике и несвоевременное проведение технического обслуживания приведёт к его скорому выходу из строя.

Принцип действия вторичного теплообменника

В данных устройствах использует более сложный вариант теплообмена – тепло передаётся между двумя жидкостями.

Теплообменник вторичного типа имеют конструкцию, способствующую более качественной передачи тепла. Это обусловлено наличием дополнительных пластин большой площади, которые отсутствуют в первичных теплообменниках. Изготавливаются данные пластины чаще всего из нержавеющей стали, из-за такого материала имеют длительный срок эксплуатации в любой среде.

Даже при высокой скорости транспортируемой среды, теплообменник вторичного типа контролирует правильную передачу тепла. К тому же, быстрая скорость жидкости исключает возможность появления отложений в системе, как часто бывает в первичных теплообменниках.

Чтобы увеличить мощность данной разновидности устройств, достаточно сделать большую площадь пластин. Это позволяет более качественно производить передачу тепла. В конструкции вторичных теплообменников используется движение теплоносителя и холодной воды в прямом направлении друг к другу.

Из какого материала следует выбирать теплообменник

Материал теплообменника напрямую влияет на длительность его срока эксплуатации. Поэтому в этом отношении не следует экономить, а выбирать материал с самыми высокими показателями.

Чугунные теплообменники имеют как полюсы, так и минусы, которые следует учитывать при покупке устройства. Преимущества чугуна:

• Теплообменники из чугуна имеют разборную конструкцию. Это облегчает транспортировку устройства и его последующую сборку. Также большим преимуществом данной конструктивной особенности является простой ремонт, для проведения которого достаточно заменить вышедшую из строя деталь.
• Помимо долгого нагрева, чугунный теплообменник также долго остывает. Это позволяет экономить на топливе, так как после нагрева устройства, для поддержания требуемого температурного режима потребуется меньшее количество газа.

Недостатки теплообменников из чугуна:

• Повышенная хрупкость устройства. Чугун относится к металлам, которые пагубно воспринимают механические повреждения. Очень часто, пользователем доставляют чугунные теплообменники со сколами или глубокими царапинами, которые появляются при транспортировке.
• Чугун имеет солидный вес, который может стать помехой при желании повесить газовый котёл на стену. Изделия с такими же размерами, но сделанное из стали, будет весить в несколько раз меньше.

Сейчас многие пользователи предпочитают приобретать изделия из нержавеющей стали. В отличие от чугуна данный материал более популярен из-за своих положительных качеств:

• Имеет стандартный вес. Это позволяет установить теплообменник в котёл настенного типа.
• Нержавеющая сталь практически невосприимчива к механическим повреждениям. Во время транспортировки устройству не страшны удары.
• Сталь невосприимчива к перепадам температуры. Это позволяет продлить срок эксплуатации теплообменника.
• Сталь теплообменник очень быстро нагревается и остывает. Это не создаёт экономию топлива, но позволяет за короткий промежуток времени повысить температуру в помещении до комфортного уровня.

Помимо своих основных плюсов, сталь имеет и некоторые недостатки:

• Материал более подвержен коррозии. Многие производители, для увеличения срока службы прибора, покрывают его внешнюю поверхность чугуном. Это позволяет снизить воздействие агрессивных веществ.
• Конструкция теплообменников из стали подразумевает цельную составляющую. Из-за этого возникают определённые сложности как при транспортировке, так и при установке устройств.
• Слишком частые температурные перепады могут ослабить некоторые узлы конструкции, что приведёт к возникновению повреждений.