Какой теплообменник лучше алюминиевый или медный – Какой теплообменник лучше для настенного котла: пластинчатый, змеевик или битермический? Сталь или медб? (Теплоноситель — вода.) — Журнал АКВА-ТЕРМ

преимущества медных теплообменников / Статьи и обзоры / Элек.ру

Одним из важнейших узлов любого отопительного котла является первичный теплообменник, в котором тепловая энергия от горячих продуктов сгорания топлива передаётся теплоносителю. Именно от характеристик этого компонента во многом зависят эксплуатационные характеристики оборудования: его КПД и экономичность, срок службы и стоимость. В условиях ожесточённой конкуренции между производителями все узлы бытовых котлов имеют тенденцию к упрощению конструкции и удешевлению. Вместе с тем существует стабильный спрос на газовые премиальные котлы с медным теплообменником. Почему потребители выбирают их, несмотря на высокую цену, и в чём преимущества меди как конструкционного материала?

Металл металлу рознь

Материал, из которого сделан теплообменник, является тем посредником, который передаёт тепловую энергию от продуктов сгорания теплоносителю. В процессе эксплуатации котла он в течение многих месяцев отопительного периода должен без снижения прочностных характеристик выдерживать высокие температуры (до 400–600 oС). Также материал теплообменника контактирует с двумя средами — раскалёнными дымовыми газами и теплоносителем (как правило, водой). Поэтому к материалу предъявляются весьма жёсткие требования, которым отвечает узкий перечень металлов и сплавов.

В настоящее время для изготовления бытовых газовых котлов применяются три материала: сталь, чугун и медь. У каждого из них есть свои сильные и слабые стороны.

Самый распространённый и бюджетный вариант — это стальные теплообменники. Сталь обладает редким сочетанием высокой пластичности и прочности даже при воздействии высоких температур и механических нагрузок. Эта характеристика материала теплообменника особо важна, когда он подвергается тепловому воздействию. В зоне высоких температур в металле образуются тепловые напряжения, и только пластичность не даёт появиться трещинам.

Но у стальных теплообменников есть и серьёзные недостатки: они подвержены коррозии, причём как со стороны дымогарных труб, так и со стороны теплоносителя. Чтобы увеличить срок службы, производители увеличивают толщину стенки теплообменника, что снижает КПД и повышает расход топлива.

Чугун гораздо медленнее стали подвергается коррозии при соприкосновении с химически активными средами. Но из-за сниженной пластичности при использовании этого металла предъявляются жёсткие требования к режимам эксплуатации газового оборудования. Резкие перепады температур могут вызвать появление трещин.

Так, например, для разных моделей с чугунным теплообменником разность температур теплоносителя в подающей и обратной линиях отопительного контура не может превышать 20–45 oС. Чтобы этого достичь, используют сложные системы подмеса горячего теплоносителя. Также это накладывает жёсткие ограничения на стабильность работы циркуляционного насоса.

Ещё один традиционный материал для теплообменников котельного оборудования — это медь. Она имеет уникальное сочетание физико-химических свойств, что делает её почти идеальным материалом для этих целей. Прежде всего медь выделяется исключительно высокой теплопроводностью — 385 Вт/м*К (выше только у серебра). Для сравнения: теплопроводность чугуна составляет 50–60 Вт/м*К, а стали — от 47 Вт/м*К и ниже (в зависимости от температуры и марки стали).

Также весьма ценна высокая устойчивость меди к коррозии. В процессе эксплуатации медного теплообменника на поверхности металла появляется тонкая, но плотная плёнка оксида, которая защищает нижележащие слои от коррозии.

Ещё одно важное свойство меди — очень низкий коэффициент шероховатости, который в 133 раза ниже, чем у стали. Это имеет два следствия: низкое гидродинамическое сопротивление медных труб и существенно меньшую скорость зарастания сажей и загрязнениями.

Среди недостатков этого металла выделяется один — высокая цена. Чистая медь до 15–20 раз дороже стальных сплавов, используемых для теплообменников, что автоматически относит котлы с применением большого количества меди к высокому ценовому сегменту.

Теплообменники с оребрением и их проблемы

Выбор материала для первичного теплообменника во многом определяет его конструкцию. В частности, низкую теплопроводность стали и чугуна разработчики отопительного оборудования компенсируют увеличением поверхности теплообмена. Именно эта идея легла в основу самых распространённых в бытовых котлах трубчатых теплообменников с оребрением. На изогнутой (S-образной) трубе вертикальными рядами установлено множество пластин. Такой теплообменник располагается в верхней части камеры сгорания. Через узкие просветы между пластинами снизу вверх проходят дымовые газы, отдавая энергию теплоносителю.

Помимо стали, для изготовления таких теплообменников изредка используют медь. В двухконтурных котлах некоторых производителей, до сих пор применяется битермические теплообменники: во внешней медной трубе с оребрением циркулирует теплоноситель, а внутренняя труба служит для нагрева воды для ГВС.

Для повышения мощности и КПД в теплообменниках такого типа просвет между пластинами оребрения может составлять всего 1,5–2,5 мм. Это существенно увеличивает скорость засорения просвета сажей и копотью (продуктами сгорания природного газа), что препятствует полному сгоранию газа и приводит к увеличению расхода топлива.

Малое внутреннее сечение труб также повышает чувствительность этого узла к накоплению известковых отложений в просвете. Отложение солей жёсткости и грязи внутри теплообменника значительно снижает теплообмен из-за уменьшения теплопроводности стенок и нарушения циркуляции теплоносителя.

Подсчитано, что всего 1 мм известкового осадка на стенках теплообменника уменьшает производительность котла в среднем на 5 %. Но что гораздо опаснее, минеральные отложения нарушают процесс охлаждения тонких стенок теплообменника, которые из-за этого могут прогореть.

В результате котлы с данным типом нуждаются в более частом и трудоёмком сервисном обслуживании: очистке камеры сгорания и промывке от накипи.

Медный теплообменник: традиции и технологии

Использование меди с её экстраординарной теплопроводностью позволяет отказаться от схемы теплообменника в виде оребрённой трубы в пользу более простой и надёжной конструкции. Её принцип позаимствован у традиционного самовара, у которого дымогарная труба проходит через ёмкость для воды.

«С 1948 года, когда изобретатель Морис Фриске выпустил первый французский газовый котёл HYDROMOTRIX, медный трубчатый теплообменник стал визитной карточкой продукции нашей компании, — рассказывает Роман Гладких, технический директор FRISQUET, лидера французского рынка отопительного оборудования. — Его схема принципиально отличается от столь распространённых трубчатых теплообменников с оребрением. Основой теплообменника является медное котловое тело большой ёмкости, внутри которого проходят трубки для отведения дымовых газов. В них стоят турбуляторы (рассекатели) из нержавеющей стали, которые снижают скорость дымовых газов для повышения теплоотдачи».

В результате получается массивный теплообменник цилиндрической формы, на производство которого расходуется 25 кг чистой меди. Для сравнения: стальные аналоги с оребрением сопоставимой мощности весят до 5 кг. Такой теплообменник работает без температурных шоков в более мягких и щадящих режимах, чем тонкая трубка с оребрением.

Описанная конструкция теплообменника имеет целый ряд важных последствий. Благодаря стойкости к коррозии и пластичности меди срок службы этого узла превышает 20 лет. Диаметр каждой дымогарной трубки составляет 30 мм, что делает их гораздо менее подверженными накоплению копоти. За один отопительный сезон сужение просвета у теплообменников с оребрением может достигать 40 % (против 3% у трубчатых). Основываясь на данных, накопленных в европейских странах за несколько десятилетий эксплуатации медных трубчатых теплообменников, можно сделать вывод, что они имеют в среднем вдвое больший срок службы по сравнению со стальными аналогами с оребрением.

Кроме того, именно медные трубчатые теплообменники позволяют достигать максимального КПД — 95 %, что приводит к значительной экономии энергоресурсов и снижению затрат на эксплуатации котла.

Уникальная конструкция с котловым телом большой ёмкости значительно расширяет функциональность отопительного оборудования. Так, в двухконтурных котлах FRISQUET вторичные теплообменники выполняются в виде медных змеевиков, расположенных внутри котлового тела. В результате все котлы этого производителя в стандартной комплектации позволяют подключать дополнительный бойлер или второй и третий отопительные контуры. Например, один отопительный контур может обеспечивать теплом настенные радиаторы (температура теплоносителя — до + 85 oС), а второй — системы теплых полов (+20–45 °С).

Выбор для потребителя

Наличие в котле медного трубчатого теплообменника является хорошим ориентиром для того, кто ищет надёжное и экономичное решение для своего объекта недвижимости. Однако чтобы сделать ответственный выбор, нужно обращать внимание и на другие нюансы.

Сертификация производителя по стандарту ISO 9001. Для покупателя это означает, что котёл прошёл многоступенчатый контроль качества при производстве.

«На нашем заводе, сертифицированном по стандарту ISO 9001, все этапы, от приёмки компонентов и исходных материалов от сторонних поставщиков до финальной сборки агрегатов, имеют многоступенчатый контроль. Каждая произведённая операция отмечается персональным клеймом того рабочего, который её выполнял, — говорит Роман Гладких (FRISQUET). — После завершения сборки каждый собранный котёл попадает на тестовый стенд, где проходит проверку по 15 параметрам. Кроме того, в сертифицированной лаборатории по стандарту ISO45001, тестируются не только исходные компоненты, но и в непрерывном режиме на специальных стендах ведутся ресурсные испытания оборудования».

• Наличие в конструкции котла систем безопасности, включая датчики давления теплоносителя, температуры теплоносителя, газа и опрокидывания тяги, а также ионизационного контроля пламени.
• Наличие интеллектуальных функций — возможность выбора сценариев, программирования и дистанционного контроля работы котла, что существенно повышает экономичность системы отопления и увеличивает её ресурс.
• Наличие в России сети авторизованных дистрибьюторов, которые смогут установить, произвести пусконаладочные работы и затем осуществлять сервисное обслуживание и гарантийный ремонт котла.

Как мы видим, медь как конструкционный материал для теплообменников котлов имеет множество неоспоримых преимуществ. В таком оборудовании заинтересованы частные и корпоративные потребители, для которых надёжность, низкие эксплуатационные затраты и долгий срок службы котла имеют первостепенное значение.

Алюминиевый теплообменник на обычном котле и Ariston.: maxnnovik — LiveJournal

  Я не буду воспроизводить диферамбные статьи De Ditrich и прочих- чьи стать кстати слово в слово порой совпадают об алюминии, а напишу лучше что то своё практичное.
  Первопроходцами в области применения алюминевых теплообменников на котлах стали конденсационные котлы. Но сейчас они стали появляться и на обычных котлах. И хотелось бы описать причины таких шагов. В нете как всегда ничего нет и пришлось всё делать самому. И вы будете смеяться но на первое место вышел, не только благодаря теплообменнику, но и техническим решениям всё же Аристон.
  Основные причины применения теплообменника из алюминия:
1) Гальванические.
2) Большая стойкость к окисление.
3) Экономические, долговечность и усталость.
 1) Большая причина это Гальваника- гальваническая составляющая окисления значительно ниже. при использование котла с алюминиевым теплообменником и алюминиевыми радиаторами. Нет интенсивной гальванической реакции, соответственно в целом для системы отопления это уже хороший плюс. В таких котлах нет медных трубок. Они заменены на другие материалы и решения.
 2) Большая стойкость к окислению.
  На все теплообменники коррозия воздействует с двух сторон: изнутри теплоноситель, с наружи дымовые газы.
  Воздействие теплоносителя на алюминий изнутри хорошо изучено. Такую возможность дали конденсационный котлы где стоят такие теплообменники.

  На фото страница 8 работы http://www.weil-mclain.com/sites/default/files/field-file/slimfit-whitepaper-compalss_1.pdf , на ней показано «Фотографии показывают поперечное сечение типичного литого алюминиевого теплообменника со стороны воды в различных условиях эксплуатации (мягкая вода и твердая вода) после 6 месяцев тестирования. Обследование теплообменника не выявило заметных прореживаний и показало минимальную коррозию. Несколько изолированных ям были обнаружены в теплообменниках однако измерения ям после уборки показали, что они очень мелкие. Поэтому любой риск для котла от долговременной коррозии был бы незначительным.» Глубина коррозии показной на фотографии 0,07- 0,08 мм.
  Так как алюминий любит свой Ph отличный от железа и российских норм, по данному поводу в журнале АВОК есть статья https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3819 , в которой сказано «Из этого следует, что формально в наших условиях алюминиевые радиаторы применять нельзя, за исключением коттеджей. В коттеджах теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру, в результате чего в системе через некоторое время устанавливается химическое равновесие».
  Система отопления сама регулирует свой Ph, доводя до нужного. И лишь в агрессивных случаях (один из таких факторов- подпитка или кислород) системе не удаётся ни как найти баланс.
  Хотя фотографии показывают приемлемую коррозию. Но вообще, в общем и это относится ко всем материалам, не только алюминию, большая коррозия всегда имеет очаговый характер. Разумеется коррозия происходит и так по всей площади соприкосновения воды и материала, но очень незначительная. То есть появляется очаг коррозии, и на нём появляется как бы нарост. Именно под слоем таких наростов и концентрируются вещества провоцирующие ускоренное течение коррозии. Появление таких точек коррозии могут спровоцировать отложения из циркулирующей воды. А большие отложения ещё провоцируют прогар теплообменника- если теплообменник стал тёмного цвета, значит он сильно забился.
  Для того что бы такой очаг разрушить, нужно охладить систему, а затем нагреть до максимума. Тогда в результате естественного процесса расширения появляются трещины в защищающей очаг коррозии плёнке и вещества вызывающие коррозию вымываются из под неё абсолютно естественным способом.
  А вот Аристон пошёл дальше, он решил ещё и предотвращать отложения от воды в алюминиевых теплообменниках и стал встраивать специальные пластины, создающие турбулентные потоки. Которые в свою очередь не дают образовываться на теплообменнике слоям отложений от воды, предотвращается шум закипания и накипь, а так же прогар основного теплообменника.
— фото ниже.

  К то муже алюминиевый теплообменник толще медного, а значит преимущества у меди при окисление изнутри не будет.

  А теперь напишу про дымовые газы и их воздействие на теплообменник.
  В природном газе- метане — есть сера. При сгорание из метана, кроме углекислых и угарных газов образуется ещё вода, а сера даёт кислоту. То есть Ph дымовых газов значительно ниже нормы. Но что бы появилось заметное воздействие дыма на теплообменник, надо что бы на теплообменнике образовался от дыма конденсат. То есть на нём должна выпасть образовавшиеся при сгорание природного газа вода и кислота.
  Медный теплообменник разъедает очень хорошо а алюминиевый нет. Из за этого, медный, на конденсационные котлы не ставят- быстро разъест. Вот кстати фоточка с такого конденсационного котла медного теплообменника- называется финиш ( взята из работы Jason R. Funk Boiler Basics).

  А в обычном котле, начинает выпадать конденсат на теплообменнике, когда температура подачи или обратки воды отопления ниже 57 градусов. Это устанавливается самим пользователем во время межсезонья. А так же это может происходить по вине наружного датчика температуры, котёл уже здесь ставит температуру воды сам, пропорционально наружной, если на улице тепло.
  Хотя нужно заметить, в обычных котлах, всё же, такое происходит редко.
  А вот Аристон и тут схитрил. Он придумал функцию Ауто своим котлам (на двух самых дешёвых моделях нету). Смысл её в том, что когда ты подсоединяешь к котлу комнатный термостат, котёл сам выбирает температуру воды, и ниже чем 62 градуса на подачу он не подает. Он делает и больше. Работа функции Ауто у котла заключается в вычисление нужной температуры воды. Она вычисляется из времени включения выключения горелки с помощью комнатного термостата. Если превышен временной лимит работы, то котёл прибавляет температуру воды или греет её ступенями. А если слишком быстро термостат срабатывает то сам убавит. Но только до предела, в котором не образуется конденсат. С этой функцией, датчик наружной температуры и не нужен. Хорошие кстати плюсы.

  3) Экономический аспект, долговечность и усталость.
  Низкая цена по сравнению с медью. Конечно медь бы и дальше ставили, просто делать тоньше стенки теплообменника, а значит снижать из за этого цену уже дальше нельзя. Толщина стенки влияет не на прочность, нам прочность не нужна. Дело в усталости металла и его способности генерировать и сбрасывать оксидную плёнку. Чем тоньше метал- тем быстрее устанет метал, а так же тем сильнее будет меняться геометрический размер изделия при температурных перепадах. И это всё из за толщины теплообменника. А интенсивное расширение- сужение приведёт к сбросам оксидной плёнки металла, а значит и к его интенсивной коррозии. Первыми этот процесс прошли автомобилестроители, за ними пошли кондиционерщики. Теперь процесс дошёл до котлов.
  Если кто то думает что алюминий быстро разъест из нутрии это не так. Возьмете автомобили. Там алюминиевый сплав в сотах радиатора тончайший, а служит радиатор и по 10 лет с лёгкостью.

  Вообщем алюминиевые теплообменники, а в купе с техническими решениями могут вполне серьёзно обойти медные. А в некоторых аспектах и сегодняшних реалиях они даже лучше.

Что нужно знать при выборе котла? (Часть I)

 

Газовый котел, находящийся в вашем доме, служит источником тепла и комфорта.

Однако при определенных обстоятельствах он же мо­жет стать причиной неприятностей и даже бед.

 

На сегодняшний день на рынке представлено огромное множество котлов всевозможных ти­пов и марок, и потребитель, не чувствуя себя способным в них разобраться, частенько пере­кладывает вопрос выбора котла на кого-либо другого, полностью доверяя постороннему че­ловеку вопрос своего дальнейшего покоя и комфорта.

 

Основные части любого газового котла — горел­ка и теплообменник.

 

Сгорающий газ нагревает циркулирующую через теплообменник воду, которая, поступая по трубам в ра­диаторы или конвекторы, пере­дает тепло воздуху жилого по­мещения.

 

Естественно, что приведен­ная схема работы котла очень упрощена.

 

Ниже вы познакоми­тесь с разными типами котлов, а также с основными функциями, имеющими влияние на комфорт, надежность и экономичность оборудования.

 

Как нам кажется, именно эти характеристики должны стать основными при принятии решения о покупке того или иного котла.

Материал теплообменника

В настоящий момент при производстве котлов используются теплообменники трех основных ти­пов: медные, стальные, чугунные и из нержавеющей стали. В последнее время используются также теплообменики из алюминия, но так как извезсно, что алюминий вступает в реацию с водой, мы в этой статье их не рассматриваем.

Можно с уверен­ностью сказать, что, обратившись за консультацией к специалисту, вам придется выбрать один их этих вариантов.

 

 

Котлы со стальными теплообменниками.

 

Они наиболее распространены, особенно среди продукции отечественных произво­дителе:-, и связано это, главным образом, с доступностью материала и сравнительной простотой его обработки.

 

Основные достоинства котлов со стальными теп­лообменниками — относительно невысокая цена и хорошая пластичность материала.

 

Последнее имеет большое значение, так как в процессе эксплуатации теплообменник периодически подвергается прямо­му тепловому воздействию пламени горелки, вследствие чего в нем возникает так называемые тепловые напряжения, способные привести к образова­нию трещин в корпусе теплообменника.

 

К недостаткам стальных теплообменников отно­сится их подверженность коррозии.

 

В процессе ра­боты котла коррозионному воздействию подверга­ются как внутренняя, так и наружная поверхности теплообменника, вследствие чего может произойти его разрушение.

Минусами стального теплообменника являются также его сравнительно большие вес и объем.

 

Дан­ные характеристики отражают степень инерционно­сти. Другими словами, часть газа будет расходо­ваться на нагрев теплообменника и находящейся в нем воды, т.е. не все тепло используется по назначе­нию — на нагрев теплоносителя.

 

Чем больше вес и внутренний объем теплообменника, тем больше топлива будет израсходовано напрасно.

 

Чугунный теплообменник

 

Он характеризуется стойкостью к коррозии и долговечностью. Чугун предъявляет высокие требования к соблюдению правил проектирования и эксплуата­ции котла.

 

Его неравномерный нагрев (например, из-за появления отложений в надгорелочной части при использовании плохо подготовленной воды) вы­зывает растрескивание материала.

 

Существует так­же понятие «низкотемпературная коррозия» — рас­трескивание чугунного теплообменника из-за раз­ности температур в зоне нагрева и месте входа в не­го воды из обратной линии системы отопления.

 

Что­бы избежать этого, в схему включают дополнитель­ный элемент — четырехходовой смесительный кла­пан, добавляющий в «обратку» на входе в котел го­рячую воду из прямой линии.

 

Если вместо обещан­ных 20 лет эксплуатации чугунный теплообменник прослужил сезон, продавец, как правило, сослав­шись на несоблюдение условий эксплуатации, отка­зывается бесплатно выполнить замену теплообмен­ника, стоимость которого часто составляет 50-60 % . стоимости котла.

 

К сожалению, наиболее уязвимыми оказываются именно дорогие импортные котлы, и связано это с высокой технологией литья, позво­ляющей изготавливать теплообменники с более тонкими стенками.

 

Минусы чугунных теплообменников — высокая стоимость, хрупкость (подверженность образова­нию трещин при неправильной эксплуатации), высо­кая инерционность, вследствие большого веса и объема, а также громоздкость.

 

Теплообменник — медный

 

Его положительные качества

— устойчивость к коррозии, небольшой вес и объем (низкая инерционность), компактность.

Дело в том, что медный тепло­обменник способен при значительно малых размерах передавать больше тепла, и на единицу его массы приходится значительно большее тепловое воздействие, чем у стального и, особенно, чугунно­го теплообменника.

Именно поэтому в котлах старых конструкций теплообменник быстро разрушался. В современных котлах по мере нагрева воды мощ­ность горелки уменьшается до 30 % (а у некоторых моделей и более), снижается и температурное воз­действие на теплообменник, что продлевает срок его службы.

Практика показывает: по долговечности медные теплообменники котлов, оснащенных необ­ходимыми функциями, практически не уступают чу­гунным.

Напольный или настенный котел?

 

В настоящий момент на рынке представлены котлы в напольном и настенном вариантах.

Напольные котлы, как правило, тре­буют дополнительной установки насоса, расшири­тельного бака, предохранительной аппаратуры (за исключением варианта использования в гравита­ционной системе отопления).

 

Если потребитель предпочитает котел, не зависящий от электричест­ва, и, как следствие, гравитационную систему отоп­ления, вариант навесного котла заведомо неприем­лем.

 

Необходимо, однако, иметь в виду: при прочих равных условиях гравитационная система потребля­ет на 10-15% больше газа, по сравнению с циркуля­ционной.

 

В связи с тем, что разнообразие напольных кот­лов, представленных на рынке, ограничивается, в основном, материалом теплообменника и мощнос­тью, следующие несколько пунктов мы посвятим на­стенным котлам.

 

«Настенники» предлагаются на рынке в двух ос­новных модификациях: одноконтурные, предназначенные для отопления, и двухконтурные, — для отопления и приготовления горя­чей воды. Наибольшим спросом пользуются вторые, что связано с их компактностью и экономичностью.

 

Одноконтурные котлы нуждаются в дополнительной установке бойлера для нагрева горячей воды, в то время как двухконтурные нагревают воду во встроенном проточном (скоростном) теплообмен­нике.

 

Выбор между ними — выбор способа приготов­ления горячей воды: в проточном теплообменнике или отдельном емкостном бойлере.

 

Главные преимущества проточного нагрева­теля — его способность обеспечивать нагрев определенного количества воды практически неограниченное время, а также относительная дешевизна.

 

Основные недостатки — необходи­мость запаса мощности для покрытия пикового расхода горячей воды (если проток слишком велик, теплообменник не будет успевать ее на­гревать) и достаточно высокие требования к качеству воды и уровню сервиса.

 

Еще одно преимущество емкостного нагревателя — спо­собность реаги­ровать на пико­вый расход за счет имеющего­ся запаса воды.

 

Он, кроме того, нечувствителен к изменению и даже сущест­венному умень­шению протока воды, а также менее подвер­жен выходу из строя вследст­вие образова­ния отложений.

 

Другими сло­вами, двухконтурный котел с проточным нагревате­лем представляется экономичным, компактным, но недостаточно надежным. Комбинация одноконтур­ной модели с емкостным бойлером надежна и ком­фортна, но более дорога и довольно громоздка.

 

Если двухконтурные, то какого типа?

 

К первому относятся вторичные теплообменники, сделанные в основном из нержавеющей стали, в которых вода нагревается путем передачи тепла от горячей отопительной воды (которая нагревается в верхнем теплообменнике от газовой горелки) через стенки теплообменника к протекающей водопроводной воде

К второму — так называемые битермические теплообменники, в них вода нагревается непосредственно от горелки в специальных трубках, проходящих внутри главного теп­лообменника.

Их главные преимущест­ва — дешевизна, ком­пактность и несколько меньший промежуток времени, необходимый для нагрева воды до за данной температуры.

 

Вместе с тем, данная конст­рукция не лишена недостатков. Внутренняя поверх­ность такого теплообменника достаточно быстро покрывается слоем отложений, вследствие чего не­обходимо его ежегодная прочистка.

 

При разборе горячей воды в зимнее время, когда главный теплообменник работает в режиме отопления, либо по­сле краткосрочного закрытия крана горячей воды, когда вода будет нагреваться остаточным теплом, из крана может на короткое время пойти вода тем­пературой 70-80 *С. со всеми вытекающими из это­го негативными последствиями.

 

Представьте себе, что вы моете ребенка под душем, закрываете воду, чтобы намылить ему голову, затем направляете на него душ и открываете воду…  А из душа польется ки­пяток.

Котлы с вторичными теплообменниками, в отличие от предыдущих, не страдают такими недо­статками, хотя они, как правило, несколько дороже и больше по размерам.

Кроме того, при открытии крана горячей воды, ждать ее придется на несколь­ко секунд дольше, чем в котлах с битермическим теплообменником.

В примере с моющимся ребен­ком у такого котла из душа польется вода несколько холоднее, чем она была перед выключением, и вернется на прежний уровень через 1 -2 секунды.

Кста­ти, в смоделированной выше ситуации вода задан­ной изначально температуры польется из душа при использовании одноконтурного котла с емкостным бойлером, что и подтверждает его большую ком­фортность.

 

На что обратить внима­ние

 

К сожалению, на практике достаточно часто при­ходится сталкиваться с ситуацией, когда недоста­точно осведомленный потребитель обращается за советом в специализированную организацию, а там ему пытаются в первую очередь продать не лучший современный продукт, а тот, что в данный момент есть у фирмы на складе и за что поставщику были заплачены деньги, порой морально устаревший, купленный в свое время на распродаже.

 

При этом неискушенному потребителю расхвали­вают технические параметры и функции котла, пре­поднося его как суперновинку. Для того чтобы тако­го не произошло с читателем, предлагаем ознако­миться с некоторыми техническими характеристи­ками и функциями котлов, имеющими наибольшее значение для его работы.

Экономичность

 

Как уже было сказано, основным параметром, определяющим экономичность котла, является его коэффициент полезного действия (КПД).

 

На его уве­личение направлены все основные разработки веду­щих мировых производителей котлов.

 

КПД совре­менных котлов находится в диапазоне 91-93 %.

 

Именно стремлением обеспечить максимальный КПД можно объяснить появление так называемых конденсационных котлов, которые не просто ис­пользуют теплоту сгорания газа, но и способны час­тично утилизировать тепло конденсации водяных паров, находящихся в продуктах сгорания.

 

По ин­формации, приводимой производителями, КПД та­ких котлов достигает 107-108 %.

 

Отдавая должное такому оборудованию, необходимо отметить неко­торые особенности, часто замалчиваемые перед по­тенциальным покупателем.

 

Во-первых, указанный КПД достигается лишь в низкотемпературных (40-50 °С) системах, в традиционных же (с темпера­турой теплоносителя 80-85 ‘С) — он не превышает 94-96 %.

 

Во-вторых, конденсационные котлы не мо­гут использоваться с обычным классическим кир­пичным дымоходом.

 

В-третьих, при нагревании во­ды для ГВС, КПД у конденсационного котла практи­чески такой же, что и у обычного.

 

Не следует также забывать: котел — только часть системы отопления, и его высокий КПД — лишь один из способов достижения ее экономичности в целом.

 

Для потребителя важно не столько то, как экономично протекает процесс сгорания в котле, а каково потреб­ление газа в целом.

 

Большое значение имеют, например, погрешность, с которой автоматика котла опре­деляет температуру (у разных котлов она колеблется от 1 до 5 ‘С), способность котла эффективно работать в режиме эквитермического регулирования (менять температуру отопительной воды в зависимости от температуры наружного воздуха) и т.д.

 

Практика пока­зывает: использование только погодозависимого ре­гулирования позволяет сэкономить до 10-12 % газа!

 

Что нужно знать при выборе котла? (Часть II)

функция, виды, принцип работы, производители

Содержание статьи:

Прямая передача тепла от сгорающего топлива теплоносителю невозможна. В отопительных котлах она выполняется за счет работы специального устройства. Это теплообменник для газового котла. От его конструкции и материала зависит срок службы аппарата и его КПД.

Основная функция теплообменника для котла

В теплообменнике происходит нагревание воды, которая циркулирует в системе и передает тепло радиаторам

На горелку котла подают газ и воздух для сжигания. Газ горит, выделяя тепло, продукты сгорания выводятся вовне. Источник тепла в этом случае – элемент неподвижный.

Теплоноситель – вода или антифриз – поступает в теплообменник. Это устройство, которое обеспечивает теплообмен между двумя средами с разной температурой. Последний размещается в камере сгорания над горелкой. Вода, двигаясь по теплообменнику, нагревается и подается в трубы отопления. Чаще всего устройство имеет вид набора пластин или трубок. Чем больше его рабочая поверхность, тем лучше и быстрее нагревается вода.

Материал изготовления

Изготавливают теплообменник для котла из материалов прочных, хорошо проводящих тепло, не склонных к коррозии и достаточно устойчивых к давлению. Поскольку приходится учитывать и стоимость материала, выбор невелик.

Сталь

Стальной теплообменник дешевле в цене, но менее долговечный

Это самый доступный материал. Сталь очень прочная, но хорошо поддается обработке. Цена невелика. Плюс такого варианта – стойкость к высокой температуре. Сталь пластична и при нагреве не покрывается трещинами, не деформируется даже на участках, контактирующих с горелкой.

Стальной теплообменник на твердотопливный или газовый котел склонен к коррозии. Вода внутри трубок и продукты сгорания в камере котла разрушительно действуют на материал. Это сказывается на долговечности. Модель из стали много весит, это приводит к дополнительному расходу топлива на прогрев самого элемента.

Теплообменник из нержавеющей стали устойчив к коррозии и служит не менее 50 лет.

Чугун

Материал гораздо устойчивее к коррозии чем сталь, не боится ржавчины и действия кислотных ангидридов. Срок эксплуатации достигает 50 лет. Однако чугун – сплав хрупкий, под действием температуры может растрескиваться. Чтобы избежать повреждений, чугунный трубчатый теплообменник необходимо промывать: если используется обычная вода, то 1 раз в год; если антифриз – то 1 раз в 2 года; если дистиллированная жидкость – 1 раз в 4 года.

Вес элемента из чугуна еще больше, поэтому на нагрев приходится тратить больше топлива и времени.

Медь

Медь – благородный металл, не подверженный никаким видам коррозии. Она химически инертна, отлично переносит давление. Медь лучше проводит тепло, поэтому для нагрева самого элемента и протекающей жидкости требуется меньше топлива. Вес медной модели невелик, размеры компактны при очень развитой рабочей поверхности.

Недостаток – высокая цена. Также медный теплообменник слишком чувствителен к нагреву до высоких температур. Чаще встречается у котлов от зарубежных изготовителей.

Медный

Чугунный

Классификация теплообменников

Первичный теплообменник для контура отопления в виде змеевика с пластинами

Газовые котлы могут выполнять несколько функций. Главная – обогрев жилища. Однако двухконтурные модели также нагревают воду для разных бытовых нужд: от мытья посуды до ванной. По этому признаку и различают теплообменники.

Первичные

Обслуживает систему отопления. Представляет собой трубу с довольно большим диаметром, изогнутую в виде змеевика в одной плоскости. Чтобы увеличить рабочую поверхность устройства, здесь же размещают пластины разного размера.

Первичный теплообменник подвергается самым высоким нагрузкам. Извне на него действуют продукты сгорания – копоть, грязь, кислотные ангидриды, изнутри – соли, растворенные в теплоносителе. Чтобы снизить износ, деталь покрывают краской и обрабатывают антикоррозийными составами.

Лучший вариант – теплообменник из нержавейки или меди, так как он не подвержен ржавлению и не боится отложения солей.

Вторичные

Вторичный теплообменник для ГВС

Такой теплообменник нагревает жидкость для горячего водоснабжения. Температура его нагрева меньше, но и нагревать воду для бытовых нужд выше +60 С не стоит. Чаще всего это пластинчатая конструкция: собирается из множества пластин с выдавленными ходами, по которым циркулирует водопроводная вода. Многоходовые модели более эффектны, так как в пределах одной пластины жидкость несколько раз меняет направление, то есть находится в ней дольше и прогревается лучше. Изготавливают его из стали, меди, алюминия.

Битермические

Битермические теплообменники при засорении необходимо менять на новые

Представляет собой вставленные друг в друга 2 трубы. По внутренней перемещается теплоноситель, по внешней – вода для ГВС. Жидкость для отопления нагревается в камере сгорания и частично отдает тепло воде для бытовых нужд.

Конструкция гораздо дешевле. Но хотя вода здесь нагревается быстрее, ее объем ограничен. Кроме того, битермический теплообменник очень чувствителен к качеству воды и намного быстрее загрязняется. Чистить прибор недостаточно. Чтобы предотвратить быстрое засорение и вывод из строя, необходимо установить на входе фильтры для воды.

Очистить совмещенный теплообменник как обычный отдельный не удается. При больших отложениях соли или засорении элемент придется поменять.

Критерии выбора

Главный параметр теплообменника – его мощность

При выборе устройства учитывают назначение – в данном случае это нагрев теплоносителя, и тип среды – пар, воду, антифриз. Газовый котел обычно работает с водой, но бывают исключения.

Остальные критерии выбора:

• Температура теплоносителя на входе и выходе – необходимо рассчитать, какое количество тепла должен получать потребитель. Исходя из этих данных вычисляют мощность теплообменника.
• Допустимые потери по давлению – давление воды во время прохождения по теплообменнику снижается. Если оно падает слишком низко, не удается создать столб горячей воды достаточной высоты.
• Максимальная рабочая температура – на горелке достигает 600–700 С. Такую температуру выдерживает чугунный и стальной теплообменник, медный с некоторым трудом. Алюминиевую модель использовать запрещается.
• Максимальное рабочее давление – не ограничивает выбор конструкции или материала.

Значимым параметром оказываются габариты. При одинаковой эффективности кожухотрубный теплообменник занимает площадь в 3–4 раза больше, чем пластинчатый.

Правильная эксплуатация

Промывку теплообменника проводят в зависимости от жесткости воды

Транспортировка, монтаж и эксплуатация теплообменного устройства подробно описаны в инструкции:

• Теплообменник в аппарате размещают так, чтобы к нему был свободный доступ для осмотра и ремонта.
• Запуск выполняют при стабильных показателях давления и температуры. Нельзя повышать температуру быстрее, чем на 10 градусов в минуту или увеличивать давление больше, чем на 10 бар в час.
• При заполнении водой воздушные клапаны и вентили за теплообменником остаются открытыми. После запуска насоса их закрывают. Таким образом добиваются стабильного давления.
  
• Изменять параметры нагрева нужно плавно. Чем медленнее это происходит, тем дольше прослужат уплотнители и сам теплообменник.
• Периодически устройство нужно чистить. Пластинчатый очищают прямо в раме, затем вынимают пластины и промывают. Возможен другой метод: сначала изъятие, а затем очистка пластин. Кожухотрубные чистить не рекомендуют. При сложных засорениях мастер ставит заглушку.
• Перед повторным пуском проверяют состояние всех прокладок. Давление и температуру устанавливают как при 1 запуске.

Чтобы избежать отложения солей, на водопроводную трубу перед входом котел ставят фильтр.

Возможные неисправности

Стальные изделия подвергаются коррозии и подлежат замене

Большинство неполадок требует вмешательства специалистов. Некоторые может устранить и пользователь:

• Снижение давления – если вызвано загрязнением, достаточно почистить теплообменник. При неправильном подключении к сети нужно сверить подсоединение с чертежом в инструкции.
• Снижение КПД – при механическом загрязнении устройство промывают. Если причина в накоплении масла, некондиционных газов, устанавливают дополнительные устройства для их вывода.
• Протечка – чаще всего вызвана разложением уплотнителей. Их заменяют.
• Смешение рабочих сред – возникает при коррозии пластин или трубок. Пластины можно заменить частично, кожухотрубный теплообменник придется ставить новый.

Пока действует гарантия, запрещается самостоятельно вскрывать теплообменник и выполнять какой-либо ремонт.

Популярные производители

Теплообменник чугунный для напольного котла Белето

Теплообменники выпускают многие производители. Наиболее популярными в 2019 году были следующие компании.

Navien

Крупнейший корейский производитель. Выпускает изделия, предназначенные для бытовых котлов. Преимущество – стойкость к низкому качеству воды и гидроударам. Устройство прекрасно адаптировано к плохим условиям эксплуатации.

Baxi

Итальянский изготовитель. Представляет на рынке настенные и конденсационные котлы напольные с чугунным теплообменником, а также электрические обогреватели.

Первичные теплообменники компания выполняет из меди и латуни. Для вторичных пластинчатых используется нержавеющая сталь. Это повышает стоимость изделий, но обеспечивает максимальную долговечность.

И другие

На рынке есть и другие достойные производители:

• Fondital Victoria Compact – итальянская фирма. Предлагает битермические медные теплообменники высокой производительности.
• Белето – известный российский завод, выпускает разнообразное газовое оборудование. Изготавливает стальные, чугунные и медные теплообменники разного типа.
• Аристон – предлагает алюминиевые и медные теплообменники. Материалы нечувствительны к коррозии, а технология изготовления гарантирует их прочность.

Если есть необходимость увеличить КПД котла при замене устройства, консультируются со специалистом, чтобы рассчитать требуемые параметры.

Медно-алюминиевый теплообменник: проектирование и производство

Производство и продажа водяных канальных нагревателей (охладителей) (ВКН/ВКО).

Водяные канальные нагреватели изготавливаются в двухрядном, трехрядном или четырехрядном исполнении. Медно-алюминиевый теплообменник изготовлен из алюминиевых пластин и проходящих через них медных трубок диаметром 9,52 мм. Шахматное расположение трубок. Корпус из оцинкованного стального листа. В стандартном исполнении теплообменник поставляется с медным коллектором, диаметр подводящих и отводящих патрубков R1». Теплоноситель: вода или незамерзающие смеси.
Максимальная температура теплоносителя 130° С, максимально допустимое давление
2,0 МПа.

Посмотреть технические характеристики водяных канальных нагревателей (охладителей).

Паровой теплообменник

Паровой теплообменник используется для нагрева воздуха в системе вентиляции, воздушного отопления и сушильных камерах.
В паровом теплообменнике теплоносителем является пар, который подается сверху в теплообменник и после прохождения через его рабочую часть выходит в виде конденсата.
Максимальная рабочая температура для парового медно-алюминиевого теплообменника — 150С и выше.
Такой теплообменник изготавливается из нержавеющей трубки 16,00 мм с алюминиевыми ламелями. В случае использования парового теплообменника в системах вентиляции в бассейнах, морской воде и в иных агрессивных средах теплообменник изготавливается с ламелью с эпоксидным покрытием.

Фреоновые канальные охладители (ФКО).

Фреоновые канальные охладители изготавливаются в трехрядном или четырехрядном исполнении. Теплообменник изготовлен из алюминиевых пластин и проходящих через них медных трубок диаметром 9,52 мм. Шахматное расположение трубок. Корпус из оцинкованного стального листа. Хладагент: фреоны R22, R407C, R410A.

Поставка испарителей в осушенном виде (заполнены инертным газом).

Канальная группа теплообменников, работающих на охлаждение, по дополнительному согласованию может поставляться в корпусе с каплеуловителем и поддоном.

Посмотреть технические характеристики фреоновых канальных охладителей.

Индивидуальные медно-алюминиевые теплообменники. Проектирование и производство.

Медно-алюминиевый теплообменник (нагреватели/охладители), предназначен для нагрева воздуха в системах вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования, теплоснабжения и технологических установках, изготавливаются по индивидуальному запросу клиента.

Возможно изготовление медно-алюминиевого теплообменника максимальной высотой 2,5м, длиной 4м, и до 12 рядов на двух производственных линиях со следующими характеристиками:

1) оребрение (алюминий или алюминий с эпоксидным покрытием) с геометрией 25,0х22,00, толщиной 0,12 мм, вытяжка от 1,6…3,5 мм, медная труба 3/8 (9,52 мм), толщина стенки 0,35мм

2) оребрение (алюминий, алюминий с эпоксидным покрытием, медь гладкая, сплав AlMg2,5) с геометрией 40х35, толщина от 0,14мм до 0,25 мм, вытяжка от 1,8мм до 7,5 мм, труба медная 5/8 (16,00 мм), толщина стенки 0,35мм.

Обозначение теплообменника

Наши преимущества:

• собственное производство и конструкторское бюро;
• материалы высочайшего качества пр-ва Греции и Финляндии;
• кратчайшие сроки изготовления;
• оперативная доставка в любой регион России.

Ответы на часто задаваемые вопросы
Опросный лист для расчета медно-алюминиевого теплообменника (ИФ)
Опросный лист для расчета медно-алюминиевого теплообменника (КВ, ВО, ГН, ГО)
Опросный лист для расчета медно-алюминиевого теплообменника (КФ)

---

Теплообменник для газовой колонки — какой лучше, ремонт, замена или новый прибор?

Устройства, которые реализуют обмен теплом между двумя теплоносителями, имеющими различную температуру, называют теплообменниками или калориферами. Современные конструкции имеют различные модификации, позволяющие оптимизировать основные параметры взаимодействия и обеспечить долговечность эксплуатационного периода. Наиболее распространенными видами считаются трубчатые и пластинчатые виды. Трубчатые представляют собой систему трубок, размещенных внутри кожуха, по трубкам протекает вода, а снаружи она подогревается газовой горелкой.

Материал изготовления

Технология производства и конструкция теплообменников непосредственно связана с материалом, из которого он состоит. Наибольшее распространение получили различные виды стали и высококачественная медь.

Преимущество стали в ее низкой стоимости и пластичности, позволяющей переносить высокие температуры нагрева без изменения физических свойств. Но такие устройства имеют относительно большой вес и меньшую, по сравнению с медью и алюминием, коррозийную стойкость. Кроме того, большая масса уменьшает КПД теплообмена.

Использование меди позволяет существенно повысить скорость нагрева воды (коэффициент теплоотдачи составляет 440). Недостатком является высокая стоимость получения чистого металла. Дело в том, что примеси создают точки неравномерного нагрева стенок и трубок теплообменника. Эти точки разрушаются со временем и создают «прогар». Обычно, производители, стремящиеся добиться конкурентных преимуществ при изготовлении газовых приборов, за счет использования менее качественных материалов, окрашивают медный теплообменник для газовой колонки «жаростойкой краской». Сроки службы в этом случае не превышает 2-3 года при небольшой нагрузке.

Взаимодействие с водой предъявляет повышенные требования к коррозийной стойкости материала. В этом отношении медь – эффективное решение, но высокая цена проката обуславливает малую толщину стенок и небольшое сечение трубок. Однако большинство организаций, предлагающих продукцию «из толстой меди», не указывают параметры этой толщины. Хотя вес обычно составляет от 3 до 3,5 кг, если устройство действительно медное.

В колонках с такими теплообменниками вода должна быть предварительно очищенной от примесей и солей. Несмотря на это, через год эксплуатации газовой колонки, необходимо осуществить промывку и очистку от накипи. Признаком высокой засоренности трубок служит снижение максимального нагрева воды по отношению к паспортным данным техники.

Современные технологии пайки

Продолжительность эксплуатации во многом определяется и качеством сварки трубок. Современные устройства запаивают твердым медно-фосфорным припоем МФ9 для увеличения срока службы теплообменника. Передовые производители используют технологию ультразвуковой пайки. Преимущество подобных решений в равномерности нагрева соединяемых конструкций. Обычная пайка может приводить к перегреву трубок в местах их соединения (пайки) и последующему прогару калорифера.

Эффективность ремонта

Попробуем определить что выгоднее: заменить в существующей газовой колонке калорифер или купить новый прибор? Рассмотрим, например, газовую колонку BOSCH, средняя цена около 8 500, плюс монтаж и доставка, обычно, около 6 000 в Москве, итого 14 500. Стоимость теплообменного элемента порядка 3 500, доставка и монтаж 3000, итого 6 500. Таким образом, замена более выгодна.

Среди наиболее продаваемых марок отечественных производителей фигурируют теплообменники для газовых колонок НЕВА. Во всех моделях калорифер изготавливается из чистой меди, производитель предлагает три модификации НЕВА Люкс, Люкс мини и 4510. Первые две модели перекрывают весь модельный ряд бренда «НЕВА». В целях продления срока службы рекомендуется не «кипятить воду в колонке», то есть использовать средний уровень нагрева воды, это позволит снизить скорость образования накипи.

Компания Electrolux разработала собственную технологию повышения надежности за счет предварительной обработки поверхности меди на молекулярном уровне (в названиях устройств присутствует приставка Nano). По информации компании, подобная технология (Exothermic) создает дополнительную защиту от окисления и высоких температур.

В ремонтных целях можно рассмотреть аналоги фирменных теплообменников, производимые в Туле для моделей Electrolux, Vaillant и AEG. По информации производителя в радиаторах используется утолщенная медь, окрашенная жаростойкой краской.

Стоимость теплообменников для основных моделей газовых нагревателей

Наименование теплообменника	Стоимость
Electrolux GWH 275 RN Vaillant 19/2 XZ-C+)	3 090 — 3 400
НЕВА 3010/НЕВА 3110/НЕВА 3212/НЕВА 3216 /ДАРИНА 3010/	3 600 — 3 900
Vaillant MAG 11 / 19	4 600 — 4 800
Electrolux GWH 275 / 250 RN	4 600 — 4 800
Bosch WR15-2B	4 500 — 8 000

 

Материал теплообменника — Статья о выборе котлов

Теплообменник является основной частью глвного прибора отопительной системы – котла. Именно с его помощью теплота сгорания топлива преобразуется в теплоту теплоносителя, которая разносится по зданию. От материала и конструкции теплообменника зависит скорость реагирования системы на изменение внешних условий. Причем его конструкция напрямую зависит от материала (нельзя сконструировать компактный чугунный компактный теплообменник для настенного котла).

Сегодня основные производители котельного оборудования предлагают котлы с теплообменниками из следующих материалов:

• медь;
• чугун;
• сталь;
• нержавеющая сталь;
• силумин

Медный теплообменник.

Медь является отличным проводником тепла и очень пластична, что позволяет изготавливать из нее теплообменники с высокой степенью оребрения и с небольшим объемом воды внутри. В результате размер и вес котла минимальны. Инерция системы отопления при этом значительно снижается, что позволяет автоматике быстро реагировать на повышение или понижение температуры в здании, что, в свою очередь, ведет к экономии топлива. Так как объем такого компактного прибора очень мал и вода в нем быстро нагревается необходим насос для обеспечения постоянной циркуляции и предотвращения закипания.

Чугунный теплообменник.

Каждый производитель теплообменников держит в секрете состав чугуна для их изготовления, так как он определяет основные потребительские свойства (габариты, вес, ударостойкость). Можно сказать только одно, что в импортных котлах применяется серый чугун, как материал более пластичный и более стойкий к тепературным перепадам. Котлы из него массивные и громоздкие. Их несомненное преимущество – высокая жаропрочность и коррозионостойкость, однако, они «боятся» неквалифицированной установки и очень инертны.

Стальной теплообменник.

Дешев в изготовлении, обладает большими размерами (хотя и меньше чугунного), недолговечен и инертен (из-за большого количества теплоносителя в нем находящегося). Производятся, в основном, отечественными заводами. Из достоинств можно упомянуть высокую ремонтопригодность и невосприимчивость к термическим нагрузкам, нетребовательность к монтажу. Отлично подходят для открытых систем отопления с естественной циркуляцией воды.

Теплообменник из нержавеющей стали.

Очень редки из-за высокой стоимости. Сочетают в себе достоинства чугуна и стали: долговечность, высокую коррозионную стойкость, невоспиримчивость к термоударам, малую инертность. На рынке чаще встречаются конденсационные и дизельные котлы с теплообменником из этого материала, для предотвращения его разрушения от высокой температуры и образовавшейся при горении солярки серной кислоты.

Силуминовый теплообменник.

Силумин – это сплав силумина с кремнием. Стал применяться недавно, используется в конденсационных котлах, чтобы противостоять химически агрессивному конденсату, который образующется в них в больших количествах. Теплообменники из него литые, что в тяжелых условиях работы конденсационного котла предпочтительнее, так как сварные швы, обязательно имеющиеся у теплообменников из нержавейки, нарушают структуру материала и ослабляют его коррозионную стойкость.