21.06.2021

Теплообменник в бане для горячей воды: Горячая вода в бане через теплообменник

Содержание

Теплообменники TMF обзор

Опубликовано 08.08.2016, автор Александр Бутаков

Теплообменник служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды расширяться и подниматься вверх, а холодной воды оставаться внизу.

 

Обычно теплообменники небольшого размера, вода в них быстро нагревается. К теплообменнику присоединяется две трубы – снизу и сверху. Таким образом, горячая вода по верхней трубе, вымещаемая снизу холодной водой, поднимается в бак для воды, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке.  При этом холодная вода по нижней трубе постоянно самостоятельно добавляется в теплообменник для нагрева в нём. Никаких  дополнительных механизмов и насосов, двигателей и моторчиков – голая физика!

 

Компания TMF выпускает два вида теплообменников для нагрева воды в бане:

 

1. Встроенный теплообменник, устанавливаемый внутри банной печи TMF;

 

2. Теплообменник «самоварного» типа Костакан, устанавливаемый на дымоход печи и использующий для нагрева воды тепло выходящих в трубу газов (приобретается отдельно от печи).

 

Все теплообменники TMF изготавливаются из высоколегированной жаростойкой стали с содержанием хрома не менее 13%.

 

Банные печи TMF с встроенным теплообменником

 

Сокращение ТО в названии банной печи TMF означает наличие встроенного теплообменника. Благодаря новой конструкции вода в теплообменнике нагревается непосредственно пламенем, а не через стенку печи, что значительно сокращает теплопотери, расход топлива и время нагрева воды.

 

Банные печи TMF с встроенным теплообменником имеют на боковых стенках симметричные отверстия. С одной из сторон печи внутри топки устанавливается теплообменник, отверстия на противоположной стенке закрываются термостойкими заглушками.

 

 

Для монтажа системы нагрева воды по этой схеме Вам понадобятся:

 

1. Банная печь TMF с встроенным теплообменником, например, печь Ангара 2012 Inox Витра ЗК ТО Антрацит.

2. Соединительные трубы выбирайте с рабочей температурой эксплуатации не менее 95°С и присоединительной резьбой G ¾.

3. Бак TMF «Байкал» выносного типа выпускается объемом 42/52/68/75/80л.

4. Три крана: для разбора горячей воды (6), для слива воды из системы (9) и трехходовой кран (7). Трехходовой кран присоединяется к трубе горячей линии и служит для разбора горячей воды до её попадания в бак, т.е. тогда, когда в баке вода ещё не нагрелась, а срочно надо кипяточку, например, чтобы венички залить.

 

Банные печи TMF с встроенными теплообменниками

 

Посмотреть все банные печи TMF с встроенными теплообменниками можно здесь. На этой же странице в фильтре слева Вы можете выбрать необходимый объём парилки, дровяные или газовые банные печи, материал топки — это может быть конструкционная сталь Carbon или хромсодержащая сталь Inox, конструктивную возможность топить печь непосредственно из парилки (короткий топливный канал) или печи, оснащённые удлинённым топливным каналом для топки из смежного помещения, а также цвет печи и дизайн дверцы — стальная дверца или дверца со светопрозрачным стеклом Витра.

 

Теплообменник для банной печи TMF на дымоход

 

Если Вы хотите увеличить КПД своей банной печи и использовать для нагрева воды тепло уходящих в дымовую трубу газов, Вам подойдёт теплообменник «самоварного» типа «Костакан». Названный в честь озера на Камчатке, он имеет увеличенный объём и позволяет быстро нагревать воду в баках большого литража. Теплообменник «Костакан» устанавливается обычно первым элементом дымохода, чтобы снять тепло с самых первых горячих газов, а также для соблюдения разницы высот между теплообменником и баком.

 

Теплообменник «Костакан» выпускается в 4 модификациях для разного диаметра дымохода: Ø115 – 8л, Ø120 – 8л, Ø140 – 9л, Ø150 – 9л; присоединительная резьба у всех стандартная – G ¾.

 

 

Как видите, монтаж системы нагрева воды с выносным теплообменником идентичен монтажу системы нагрева воды с использованием банной печи с встроенным теплообменником. 

 

Для эффективной работы системы нагрева воды, разница высоты между теплообменником и баком должна быть существенной — минимум 30см между верхним штуцером теплообменника и дном бака.

Бывает, что соблюсти это требование не просто, так как потолки в банях невысокие, теплообменник установлен на печи достаточно высоко, а большинство баков для воды вертикальные.

 

Для таких случаев компания TMF производит горизонтально ориентированный выносной бак «Цеппелин», формой и блеском напоминающий немецкие дирижабли жёсткой конструкции прошлого века, в честь которых и был назван. Греется он лучше, а обслуживать его гораздо удобнее. Большая длинная горловина позволяет легко залить в бак воду, почистить бак и обслужить штуцеры. 

 

Меры предосторожности

 

Обращаем Ваше внимание, что любая система нагрева воды, как и сама банная печь, являются пожароопасными и требуют ответственного подхода во время эксплуатации, поэтому настоятельно рекомендуем внимательно ознакомиться с инструкциями к продукции TMF и строго соблюдать все меры предосторожности!

 

Вот основные требования по монтажу и эксплуатации систем нагрева воды в бане с использованием теплообменников:

 

  • Запрещается эксплуатировать печь с пустым теплообменником и баком для горячей воды или неподключенной системой нагрева воды.
  • Запрещается наливать воду в пустой бак, теплообменник или систему нагрева воды после растопки печи – необходимо дождаться полного остывания печи и бака.
  • Запрещается подключать к теплообменнику систему отопления. Для этого компанией TMF выпускаются натрубные отопители, по принципу действия идентичные теплообменнику «самоварного» типа, только предназначенные не для воды, а для горячего воздуха.
  • Дно выносного бака для горячей воды должно находиться выше уровня верхнего штуцера теплообменника не менее чем на 30 см.
  • При монтаже трубопроводов не допускается использование труб с рабочей температурой эксплуатации менее +95°С. Рекомендуется устанавливать трубы для горячей воды под углом вверх не менее 30°, а для холодной – 1-2°. Не допускается провисание труб на горизонтальных участках. Соединительные трубы расширяются при повышении температуры воды, поэтому нельзя крепить их к стенам неподвижно.
  • Максимальная длина трубопровода для горячей воды – 3м.
  • Резьбовые соединения труб необходимо уплотнить сантехническим герметиком.
  • Заливайте в систему нагрева воды только чистую воду. Она должна соответствовать требованиям качества с точки зрения содержания солей, железа, извести и др. Запрещается попадание в бак разъедающих веществ.
  • Необходимо обеспечить максимально надёжное крепление бака для горячей воды к стене во избежание ожогов и травм. Стена должна выдерживать вес полностью заполненного бака.
  • Не наливайте в бак воду под самую крышку, иначе при закипании вода может выплеснуться наружу. При закипании необходимо слить горячую и добавить холодную воду.
  • Запрещается эксплуатировать бак для горячей воды под избыточным давлением, отличным от атмосферного. Не допускается при эксплуатации печи с встроенным теплообменником превышать рабочее давление в системе нагрева воды более 0,05 Мпа (0,5 кгс/кв.см). Опрессовка системы более высоким давлением должна производиться при отключенном теплообменнике.
  • Запрещается использовать теплообменник и неисправный бак, имеющие видимые повреждения и/или протечки. Запрещается использовать систему нагрева воды, если нарушена возможность для циркуляции воды.

 

Итак…

 

Итак, использование теплообменника для нагрева воды в бане — отличный вариант. Выбор между встроенным в печь теплообменником и теплообменником «самоварного» типа на дымоходной трубе может быть обусловлен лично Вашими предпочтениями, размерами и конструкцией бани, желанием использовать для нагрева воды вместо тепла внутри топки тепло газов, «выходящих в трубу». 

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.

Горячая вода в бане. Что такое теплообменник для банной печи?

Баня славится тем, что это единственное место, в котором можно прогреться до самых костей и, как говорится, «заново родиться». Но, кроме этого, у бани есть и вполне утилитарная сторона – в ней можно просто помыться. А что для этого нужно? Конечно, горячая вода.

Реалии таковы, что подвести в баню горячую водопроводную воду могут очень немногие – на загородном участке просто нет водопровода. Первый выход из положения, который приходит в голову – поставить бойлер. Но стоит только вспомнить, что электричество могут непредсказуемо отключать, как возникает желание найти, действительно, практичную альтернативу.

Такая альтернатива есть, и имя ей – теплообменник для воды. Банная печь с теплообменником становится не только источником пара, но и горячей воды – объемом от 60 до 100 литров.

Что такое теплообменник для печи в баню и как он нагревает воду?

Конструктивно теплообменник прост, как три копейки. Работает он на основе прекрасно известного со школьной скамьи закона – тепло поднимается вверх, а холод опускается вниз.

Рис 2. Схема работы теплообменника банной печи

Устройство представляет собой совсем небольшой бачок объемом 1-2 литра. Он оснащен входным и выходным штуцерами, которые сообщаются с навесным баком.

Теплообменник располагается либо внутри банной печи, либо на ее поверхности. Вода в устройстве подогревается и устремляется в навесной бак. При этом холодная вода из резервуара уходит в теплообменник, заменяя ушедшую нагретую.

Три типа теплообменников: внутренний, внешний и бак-регистр

Все представленные устройства принципиально отличаются между собой по способу установки.

Внутренний

Как не сложно догадаться, устанавливается непосредственно в топке печи. Тут могут быть два варианта – либо производитель сразу выпускает печь для бани с теплообменником, либо предлагает покупателю самому решать – нужен ему встроенный теплообменник или нет.

Во втором случае обладатель печи для бани лично покупает и устанавливает девайс. Важно, что устройство может быть только «родным», созданным производителем печи и подходящим к конкретной модели. Конечно, если в выбранной печи производитель в принципе предусмотрел возможность установки теплообменника.

Внешний

Устанавливают снаружи – на стенку топки печи или каменку. Теплообменник этого типа всегда докупают отдельно. Универсального решения здесь нет – нужно выбирать модель того же бренда, что и печь.

На нашем сайте сайте такие печи помечены в характеристиках «Теплообменник (докупается отдельно)»

Бак-регистр на трубе

Такой теплообменник для печи в баню устанавливают на дымоход – в качестве его первого элемента. Бак-регистр представляет собой универсальный теплообменник для банной печи – он подходит для любой модели независимо от бренда. Это не удивительно, учитывая, что это устройство, по сути, является в большей степени частью дымохода.

Условия для работы водяной системы с теплообменником

Получение горячей воды в бане с помощью печи с теплообменником может стать для вас дополнительной проблемой вместо решения основной, если вы неправильно подключите систему. Чтобы этого не произошло, следуйте следующим правилам:

  1. Не подключайте навесной бак объемом больше 100 л. Печь для бани будет очень долго его нагревать или вовсе не нагреет.
  2. Выходной контур из теплообменника должен подниматься к баку под углом не менее 30 градусов к уровню горизонта.

    Рис 4. Схема подключения навесного бака к встроенному теплообменнику

  3. Диаметр используемых труб и фитингов должен совпадать с диаметром штуцеров теплообменника и навесного бака. Как правило, это 3/4 дюйма (20 мм).
  4. Бак не следует вешать на расстоянии более 2 м. от теплообменника.

Запрещено использовать металлопластиковые трубы непосредственно сразу от печи. Минимальная длина труб из металла до начала металлопластиковых должна составлять 500 мм. от теплообменника.

Где купить печь для бани с теплообменником?

Если вы хотите всегда иметь у себя в бане горячую воду – присмотритесь к печам для бани с теплообменником на нашем сайте. Для наглядности можете сразу воспользоваться фильтром в верхней части страницы. В пункте «Нагрев воды» следует выбирать сортировку печей со встроенным или отдельным теплообменником.

«Народный камин» — крупнейшая розничная сеть печных магазинов в России:

  • более 3000 печей в наличии на складе в Северо-Западном федеральном округе;
  • 29 специализированных магазинов по продаже печей в СПб и Лен. области;
  • монтаж с гарантией по договору до 3-х лет;
  • 60 дней на возврат товара;
  • в наличии все сопутствующие материалы: дымоходы, термоизоляция, гидроизоляция, топливо и аксессуары.

Звоните! 8 (812) 605-85-05

Будем рады помочь.

Теплообменник в бане. Как подключить регистр к выносному баку своими руками | Баня на 5+

Всем привет! Ко мне продолжают поступать вопросы по поводу подключения теплообменника банной печи к баку, люди пишут и звонят с вопросами, как правильно подключить теплообменник, чтобы вода циркулировала, чтобы она нагревалась нужным образом!

Сам регистр, даже если это будет не такой как на схеме и в видео ниже, имеет 2 штуцера для подключения. Попросту говоря, в нижний поступает холодная вода, а с верхнего выходит горячая вода.

Для правильного подключения теплообменника к баку, нам нужно понимать на какой высоте находятся эти штуцеры и как высоко нужно будет расположить бак, чтобы вода циркулировала в системе как следует. Чтобы было понятно, о чем я говорю, давайте посмотрим на схеме.

Основная схема подключения теплообменника к баку

Основная схема подключения теплообменника к баку

Рассмотрим вариант подключения к баку Теплов и Сухов объёмом 60 литров. Бак имеет 2 штуцера на дне для подключения подающего и отводящего контура.

По правилам вход в бак горячей воды должен быть как минимум на 5 см выше верхнего штуцера регистра. И нужно это для должной циркуляции воды в системе и, соответственно, лучшего её прогрева.

В некоторых источниках рекомендуют делать подъём больше и, наверное, правильно, т.к. циркуляция должна быть в таком случае лучше, хотя я пробовал по-разному и не заметил существенной разницы. Но будем исходить из минимума.
Высота подключения для различных моделей печей

Высота подключения для различных моделей печей

Высота различных моделей печей будет отличаться. В нашем случае, при установке дымохода на печь Ферингер Уют с пароиспарителем ПИФ, верхний штуцер регистра будет на высоте около 1,4 метров от пола (это при установке печи на подиуме в 15 см высотой). Следовательно, низ бака должен быть где-то на уровне 1,5 метров. Сам бак 0,5 м. И в сумме это уже будет 2 метра.

Если высота в моечной (или там, где вы будете располагать бак) не сильно выше, то нужно понимать, как будет заливаться холодная вода в бак.

Возможно, у Вас есть водопровод, тогда нет проблемы подвести отдельную трубу с краном для наполнения бака. Если же предполагается наполнение в ручную, то здесь может быть проблема, потому что заливная горловина бака находится сверху и туда будет не подлезть ковшиком и тем более ведром.

Другой вариант подключения — в случае низких потолков

Другой вариант подключения — в случае низких потолков

Другим вариантом может быть установка такого бака. В данном случае бак можно опустить ниже, но есть минус такого варианта. Если уровень воды будет ниже верхнего штуцера, то вода не будет циркулировать, но в тоже время будет закипать в регистре и с шумом выбрасываться в бак периодически.

Не очень удобный вариант, но не плохой, у меня в бане до недавнего времени было что-то похожее. Тогда нужно либо искать бак с похожими штуцерами, либо врезать дополнительный штуцер для подающего контура с боку в имеющемся баке.

В обоих случаях нужно не забыть про краны для забора воды и полного опорожнения системы. Для опорожнения системы кран нужен в самой нижней точке. Нужно это для того, чтобы слить все остатки воды после бани и она у Вас не замёрзла в системе , если баня уходит в минус.

Можно дополнительно установить кран в парной для забора воды на поддачи в каменку, ну или сделать возможность автоматической подачи воды в каменку и пароиспаритель, как было реализовано у меня.

А чем соединять регистр и бак?

А чем соединять регистр и бак?

Остался вопрос, чем соединять бак и регистр. Самым, наверное распространённым вариантом является гофрированная нержавеющая труба.

Её достоинствами являются гибкость, т.е. простота монтажа, материал, который хорошо подходит для бань, отсутствие заужений в фитингах, что не тормозит воду. Недостатком может быть сама форма, т.к. гофра в какой-то мере тормозит движение воды.

У меня по-началу был металопластик и я продолжительное время не видел никаких проблем с ним, пока не сделал режим сауны без воды в регистре и не оплавил металопластик в соединениях с фитингами. Потом уже поставил нержавеющую трубу.
Разницы в нагреве воды я не заметил. Но по монтажу должен сказать металопластик сложнее, т.к. толстая металопластиковая труба гнётся сложно, соединить её с финингами в неудобных местах может быть не простой задачей. Да и сами фининги внутри имеют заужение, что в какой-то мере будет тормозить циркуляцию. Но в общем, система работает и в том и в другом случае.

Как нагреть воду в бане

При строительстве бани один из первых вопросов, с которым мы сталкиваемся, – «Как нагреть воду в бане?». Способы нагрева различаются в зависимости от вида печи – традиционная кирпичная или металлическая. Об их преимуществах и недостатках мы поговорим в другой статье, а пока рассмотрим, каким образом каждая печь может обеспечить нагрев воды в бане.

В случае с кирпичной печью простейшим способом нагрева воды является чугунная плита, расположенная над топкой печи. На эту плиту устанавливается бак из металла с крышкой. Такой бак легко снимается, что позволяет очищать его от накипи. У данного варианта есть свои недостатки: о раскаленные стенки бака легко обжечься, а при продолжительной топке образование пара вынуждает переливать кипяток и добавлять холодную воду или присоединять внешний бак, что лишает мобильности всю конструкцию. Установка сливного крана в баке облегчит доступ к горячей воде. Маленький бак будет закипать слишком рано и пар в бане станет влажный.

Другим способом нагрева воды в бане является бак, расположенный внутри печи или закрепленный на стене. Крепление бака на стене рационально только когда конструкция печи обеспечивает хороший нагрев рядом с баком. В противном случае нагрев воды будет недостаточным, либо потребует слишком много времени. Что касается встроенного бака – его основным недостатком является трудоемкий ремонт при возникновении повреждений, например, течи. Решением такой проблемы может стать особое углубление в печи, внутри которого крепится бак. Мы советуем Вам рассматривать долговечный вариант бака из нержавеющей стали.

Третий способ нагрева воды в бане – использование теплообменника. Данный способ признан оптимальным. Существуют разнообразные виды теплообменников. Простейший из способов – отрезок трубы в виде буквы П. Это может также быть секция чугунной батареи или сваренный из труб регистр. Его габариты определяются мощностью самой печи, объемом и исходной температурой воды и временем нагрева.

Как бы ни была хороша печь с кирпичной кладкой, сегодня многие останавливают свой выбор на металлической печи для бани. Прежде чем Вы остановите свой выбор на той или иной конструкции печи, советуем заранее определиться со способом нагрева воды.

В случае с металлической печью существует три основных способа нагрева:

  • теплообменник располагается в топливнике;
  • теплообменник установлен на трубе печи над каменкой;
  • бак встраивается в cаму печь над топливником или рядом с ним.

В случаях с теплообменником допускается расположение бака в стороне от печи, однако он обязательно должен быть выше теплообменника, иначе не обеспечивается циркуляция воды. Преимущество вариантов с теплообменником – в том, что объем бака для воды и его расположение могут быть произвольными. Встроенный бак ограничен по объему конструкцией печи, но позволяет избежать дополнительных подключений, благодаря чему упрощается установка печи. К тому же такая конструкция более компактна за счет отсутствия соединений.

Для увеличения количества нагреваемой воды часто используется комбинация навесного бака и бака с теплообменником.

Итак, как мы видим, существует довольно много вариантов нагрева воды в банной печи, поэтому советуем Вам осознанно подойти к данному выбору и заранее продумать все основные
моменты именно для вашей бани. Тогда вы получите удобную конструкцию и оптимальный нагрев воды.


Все о водо-водяных теплообменниках

Теплообменники передают или «обменивают» тепло между двумя или более жидкостями или газами разной температуры. Процесс теплопередачи может быть газ-газом, жидкостью-газом или жидкостью-жидкостью 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 — с помощью 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 воздуха 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. Между тем, холодная вода, которая течет в душ для подогрева, накачивается мимо тех же змеевиков, не смешиваясь с грязной водой, но забирая часть ее отработанного тепла и слегка нагревая, чтобы в душе не нужно было ее нагревать. 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 от технологического оборудования

Теплообменник — обзор

9.3.1.1 Введение

Теплообменник — это устройство, передающее тепло от одной среды к другой; среда может быть твердой, жидкой или газовой. Некоторые из наиболее сложных проблем инженерного проектирования относятся к теплообменникам.

Теплообменники делятся на следующие типы.

1.

Рекуператор: стенка, разделяющая текущие жидкости, является наиболее часто встречающейся проблемой.

2.

Регенератор: горячие и холодные жидкости попеременно проходят через пространство, содержащее твердые участки / частицы, которые поочередно обеспечивают теплоотвод и источник тепла.Примером матрицы вращающегося типа является градирня.

Направление потока важно, так как оно оказывает заметное влияние на эффективность теплообменника. Потоки могут быть в одном направлении (параллельный поток, прямоток), в противоположном направлении (противоток) или под прямым углом друг к другу (поперечный поток). Поток может быть как однопроходным, так и многопроходным; последний метод сокращает длину прохода.

Принципиальная схема параллельного (прямоточного) теплообменника показана на рис.9.4.

РИСУНОК 9.4. Теплообменник с обозначениями расхода.

Горячая жидкость: Thi> Thocold жидкость: Tci

Горячие и холодные жидкости обозначены индексами h и c, а вход и выход жидкости — i и o соответственно.

В случае рис. 9.4, T hi = T h2 . Относительные разности температур определяются как

(9,1) δTh = Thi − ThoThi − Tco,

(9,2) δTc = Tco − TciThi − Tci.

Относительную разность температур можно рассчитать, разделив разность температур горячей или холодной стороны на максимальную разность температур, T hi T ci , которая возникает в теплообменнике.

Есть два относительных изменения температуры теплообменника. Наибольшая из них — эффективность теплообменника , ∈:

(9.3) ∈ = max {δTc’δTh}

Максимальная разница температур, которая имеет место в теплообменнике, составляет T hi T ci . Более высокая разница температур не может возникнуть из-за второго закона термодинамики. Максимальная теоретическая скорость теплопередачи в теплообменнике составляет

ϕmax = Ċ2 (Thi-Tci) или ϕmax = Ċ1 (Thi-Tci),

, где

(9.4) Ċ˙ = qmcp

— удельная теплоемкость, q м — массовый расход через теплообменник, а c p — удельная теплоемкость.

Предполагая, что максимально возможный перепад температур находится на стороне жидкости с более высоким показателем теплоемкости, тогда

ϕmax = Ċ2 (Thi-Tci).

Баланс теплообменника составляет

Ċ˙2 (Thi-Tci) = 1 ΔT1,

, где Δ T 1 — разность температур жидкости с наименьшим коэффициентом теплоемкости в теплообменнике.Тогда

ΔT1 = Ċ2Ċ1 (Thi-Tci)> Thi-Tci.

Это уравнение, которое дает более высокую разницу температур, чем T hi T ci , не может возникнуть. Тогда

ϕmax = Ċ1 (Thi − Tci),

, где C l — меньший показатель теплоемкости. Фактическая мощность составляет

ϕ = Ċ˙1ΔT1 = Ċ˙2ΔT2,

, откуда

ϕϕmax = Ċ1ΔT1Ċ1 (Thi − Tci) 1 = ΔT1 (Thi − Tci) = Ċ2ΔT2Ċ1 (Thi − Tci)> ΔT2 TCI).

Отсюда следует, что

(9.5) ∈ = ϕϕmax = разность температур жидкости с меньшей теплоемкостью начальная разница температур.

Эффективность теплообменника показывает, насколько теплообменник работает до максимальной производительности теплопередачи. Уравнение (9.5) справедливо для любого типа теплообменника.

9.3.1.2 Противоточный теплообменник и эффективность теплообменника

В противоточном или противоточном теплообменнике горячие и холодные жидкости входят в теплообменник с противоположных сторон. Противоточный теплообменник на рис.9.5 служит эталоном для всех других конфигураций теплообменников. Поэтому необходим подробный анализ этого типа теплообменника.

РИСУНОК 9.5. Противоточный теплообменник.

Тепло передается конвекцией и теплопроводностью от горячей к более холодной жидкости через бесконечно малую площадь поверхности dA . Температура горячей жидкости снижается на величину dT h , а температура холодной жидкости увеличивается на величину dT c .

Тепловой баланс дает

(9,6) G » dA (Th − Tc) = ĊhdTh = ĊcdTc,

, где G ″ — проводимость на единицу площади поверхности разделительной стенки, которая для плоской стенки может быть записывается как

(9.7) 1G » = 1αc + 1αh + δλ,

где α c и α h — коэффициенты конвективной теплопередачи на холодной и горячей сторонах соответственно, δ — стенка толщина, Λ — теплопроводность стенки.

Для толстой круглой трубки проводимость на единицу длины трубки составляет

(9.8) 1G ‘= 1πdoα0 + 1πdiαi + In (do / di) 2πλ,

, где α o — коэффициент внешней конвективной теплопередачи, α i — коэффициент внутренней конвективной теплопередачи, d i — внутренний диаметр трубы, а d o — внешний диаметр трубы.

Уравнение (9.6) дает

(9.9) dTh − dTc = d (Th − Tc) = (1Ċh − 1Ċc) G » dA (Th − Tc).

Уравнение (9.9), после интегрирования

(9.10) 12d (Th − Tc) Th − Tc = (1Ċh − 1Ċc) G » ∫0AdA,

дает

(9.11) InΔT2ΔT1 = (1Ċh − 1Ċc) G » A = G (1Ċh − 1Ċc)

или

(9,12) ΔT2ΔT1 = exp G » (1Ċh − 1Ċc).

Используя рис. 9.5 и уравнение. (9.12) дает

(9.13) Thi − Tci + Tci − TcoThi − Tci + Tho − Thi = exp (G (1Ċh − 1Ċc)).

Для случая Ċ ч < Ċ c , эффективность теплообменника составляет

(9,14) ∈ = Thi − ThoThi − Tci,

, а тепловой баланс составляет

(9,15) Ċ˙h (Thi-Tho) = Ċ˙c (Tco-Tci).

Тогда это записывается как

(9.16) Tco-Tci = Ċ˙hĊ˙c (Thi-Tho) = R (Thi-Tho),

, где R = Ch / Ċ c <1.

Используя уравнения. (9.13) и (9.16),

(9.17) 1 − R∈1 − ∈ = exp (GĊh (1 − R))

, откуда

(9.18) 1 − ∈1 − R∈ = exp (- z (1 − R)),

, где z = G / Ċ c — безразмерная проводимость.

Если взять случай Ċ c < Ċ h , то можно показать, что мы также получаем

(9.19) ∈ = 1 − exp (−z (1 − R)) 1 − R exp (−z (1 − R)),

, что совпадает с формулой. (9.18).

Эффективность теплообменника является одним из важных параметров, характеризующих производительность противоточного теплообменника.

В уравнении. (9.19) R = Ċ мин. / Ċ макс. <1 находится между минимальным и максимальным значениями теплоемкости. z = G / C мин. — это теплопроводность, деленная на минимальный коэффициент теплоемкости.В литературе по теплопередаче это также обозначается как z = NTU (количество единиц теплопередачи).

Решение уравнения. (9.19) для безразмерной проводимости z дает

(9.20) z = 11 − RIn (1 − R∈1 − ∈).

Если показатели теплоемкости холодной и горячей жидкости равны, тогда R = 1. Уравнение (9.22) дает неопределенное значение, и это уравнение нельзя использовать напрямую.

Использование правила Л’Опиталя как R → 1 дает

(9.21) lim∈ = limddR (1 − exp (−z (1 − R))) limddR (1 − exp (−z (1 − R) )) = lim (−zexp (−z (1 − R))) lim (−Rzexp (−z (1 − R)) — exp (−z (1 − R))) = z1 + z,

из который

(9.22) z = ∈1 − ∈.

На рис. 9.6 показаны профили температуры в противоточном теплообменнике, когда Ċ h > Ċ c .

РИСУНОК 9.6. Профили температуры противоточного теплообменника, когда Ċ˙h & gt; Ċ˙cċθ = Thi-Tci.

9.3.1.3 Средняя логарифмическая разница температур

Скорость падения температуры жидкости при ее протекании по длине теплообменника непостоянна. Чтобы учесть эту нелинейную зависимость, используется средний логарифмический перепад температур (LMTD).Если температуры на входе и выходе не сильно различаются, можно использовать среднее арифметическое, поскольку зависимость считается линейной.

Чтобы рассчитать теплопередачу от горячей к холодной жидкости, необходимо знать проводимость теплообменника и температуру жидкостей с обеих сторон теплообменника. Измерение массового расхода часто бывает трудно определить; однако температуру легко измерить.

Определена разница температур, которая удовлетворяет следующему уравнению:

(9.23) ϕ = GΔT¯,

где φ — скорость теплопередачи в теплообменнике, а G — проводимость. Для противотока уравнения. (9.12) дает

(9.24) InΔT2ΔT1 = G (1Ċh − 1Ċc) = ϕΔT¯ (1Ċh − 1Ċc).

С другой стороны, уравнение. (9,15) дает

(9,25) ϕ = Ċh (Thi − Tho) = Ċc (Tco − Tci),

дает

(9,26) InΔT2ΔT1 = 1ΔT¯ (Thi − Tho (Tco − Tci)) = 1ΔT¯ (Thi-Tho (Tco-Tci)) = 1ΔT¯ (ΔT2-ΔT1).

Уравнение (9.26) дает разницу температур, определенную в уравнении. (9.23) как

(9.27) ΔT¯ = ΔT2 − ΔT1InΔT2ΔT1 = ΔTIn.

Из рис. 9.6 для противоточного теплообменника

ΔT1 = Tho-Tci

и

ΔT2 = Thi-Tco.

Для противоточного теплообменника логарифмическая разница температур составляет

(9,28) ΔTIn = (Thi-Tco) — (Tho-Tci) InThi-TcoTho-Tci.

Это логарифмическая разность температур для противоточного теплообменника.

Средняя логарифмическая разница температур определяется как Δ T 2 ≠ Δ T 1 .

Рассмотрим случай, когда Δ T 2 ≠ Δ T 1 Логарифмическая разница температур получается путем применения правила Лопиталя как Δ T 2 → Δ T 1 , давая

(9,29) lim ΔTIn = lim ΔT2 − ΔT1InΔT2ΔT1 = lim ddΔT2 (ΔT2-ΔT1) ddΔT1 (InΔT2ΔT1) ΔT2.

Средняя логарифмическая разность температур равна разнице температур на входе и выходе теплообменника, т.е. Δ T 1 = Δ T 2 = Δ T 1 n

Для противоточного теплообменника, когда Δ T 2 = Δ T 1 ,

(9.30) Thi-Tco = Tho-Tci

или

(9,31) Thi-Tco = Tco-Tci.

Тогда из уравнения. (9,15), Ċ h = Ċ c , когда Δ T 1 = Δ T 2 = Δ T In .

Пример 1

Солевой раствор поступает в противоточный теплообменник при T li , = 31,7 ΔC, а воздух поступает при T ai = 24,4 ΔC. Измеренные температуры рассола и воздуха на выходе составляют T lo = 27.2 ΔC и T ao = 30 ΔC соответственно.

Массовый расход горячей жидкости составляет q мл = 0,382 кг с -1 , а холодной жидкости q мА = 0,9 кг с -1 . Удельная теплоемкость для рассола составляет c pl = 3,12 кДж кг-I K −1 , а для воздуха c pa = 1,007 кДж кг -1 K −1.

а.

Рассчитайте общую проводимость теплообменника.

б.

Если массовый расход жидкости снижен до q мл = 0,3 кг с-1 , рассчитайте новые температуры рассола и воздуха на выходе.

Решение

а.

Общая теплопроводность может быть рассчитана по формулам. (9.23) и (9.28) как T hi = T li , T ho = T lo , T ci = T ai и T co = T ао .

Gtot = ϕ (Tli − Tao) — (Tlo − Tai) InTli − TaoTlo − Tai,

, где ϕ = qmacpa (Tao − Tai) = 5,1 кВт — тепловой поток в воздух, что дает G tot = 2310 WK -1 , ϕ = qmlcpl (Tli-Tlo) = 5,36 кВт — тепловой поток от жидкости, что дает G to = 2430 WK -1 . Разница связана с ошибками в измерениях расхода и температуры. Разница теплового потока в двух случаях 5% удовлетворительна. Тогда средняя оценка может быть получена как G tot = 2370 Вт K -1
b.

Показатели теплоемкости жидкости и воздуха рассчитываются соответственно по формуле

C˙l = qmlcpl = 0,3 × 3120 = 936WK − 1,

и

C˙a = qmacpa = 0,9 × 1007 = 906WK − 1.

Следовательно,

Ċ˙a <Ċ˙l.

Максимальная теплопередача в теплообменнике составляет

ϕmax = Ċmin (Tli − Tai) = 906 × (31,7−24,4) = 6,61 кВт.

Общая теплопроводность считается постоянной и не зависит от массового расхода жидкости.

Тогда количество теплообменников будет

z = GtotĊmin2370906 = 2.62.

Расчет коэффициента теплоемкости дает

R = ĊminĊmax

6 = 0,968.

Из уравнения. (9.19),

∈ = 1 − exp (−z (1 − R)) 1 − Rexp (−z (1 − R)) = 1 − exp (-. 2.62 (1−0.968)) 1−0.968 exp (−2,62 (1−0,968)) = 0,73.

Фактическая теплопередача рассчитывается из

ϕ = ∈ϕmax = 0,73 × 6,61 = 4,84 кВт.

Температура жидкости на выходе рассчитывается из

ϕ = Ċl (Tli − Tlo),

, что дает

Tlo = Tli − ϕĊl = 31,7−4840936 = 26,5oĊ.

Аналогично, температура воздуха на выходе рассчитывается из

ϕ = Ċa (Tao-Tai),

, что дает

Tao = Tai + ϕĊa = 24.4 + 4840906 = 29,7oĊ.

Уменьшение расхода жидкости снижает температуру жидкости и воздуха на выходе.

Теплообменник для ванной 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, т.е.Поглотитель образован 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. Необходимо иметь доступ как для слива, так и для входа холодной воды.

Подключения

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. Во время регулярной очистки сифона душевого 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

Испарители с водяной баней для пропана, сжиженного нефтяного газа

ИСПАРИТЕЛИ ДЛЯ ВОДЯНОЙ ВАННЫ

TransTech Energy предлагает полную линейку лучших в своем классе испарителей с водяной баней для газификации жидкого пропана / сжиженного нефтяного газа и бутана в объемах, которые поддерживают широкий спектр коммерческих, промышленных и коммунальных операций по потреблению газа.

Мы предлагаем широкий диапазон испарителей с водяной баней мощностью от 200 галлонов в час до специально разработанных систем, превышающих 12 000 галлонов в час, для поддержки работы практически любого размера.

БЛОКИ, ГОТОВЫЕ К УСТАНОВКЕ

Наши отдельно стоящие автономные блоки предварительно смонтированы, смонтированы и готовы к установке для подключения к входному отверстию подачи пропана / бутана, совместимому источнику электропитания и выходному отверстию для газа.

В испарителях

с водяной баней используется теплоноситель на водной или масляной основе, в который погружены теплообменник для источника тепла и другой теплообменник для жидкого пропана / бутана для облегчения теплопередачи.Часто в качестве источника тепла используется газовая горелка, но также могут использоваться горячая вода, пар или электрические нагревательные элементы.

Все устройства имеют печать ASME «U» и зарегистрированы в Национальном совете. Наши испарители с водяной баней, обеспечивающие постоянное давление и сгорание, обеспечивают непрерывную и надежную подачу газа для бесперебойной работы.

Произведено в строгом соответствии с Разделом VIII Американского общества инженеров-механиков (ASME), разд. 1 Нормы котлов и сосудов под давлением, UL или FM и последнее издание NFPA 58 и / или 59, мы поддерживаем каждый испаритель с водяной баней, который мы поставляем, и вы можете быть уверены в безопасности и надежности вашей системы газификации сжиженного нефтяного газа / бутана. .

Комплексные услуги

Испарители

для водяной бани доступны для заказа со всем необходимым для безупречной интеграции.

Мы также предлагаем комплексные услуги по каждому аспекту вашего проекта испарителя с водяной баней. Позвольте нашей команде экспертов упростить процесс приобретения: от проектирования, проектирования и тестирования до доставки, установки и запуска — одно контактное лицо, один счет-фактура.

Испаритель с водяной баней Характеристики включают:

  • Для пропана / сжиженного нефтяного газа, бутана
  • Производительность от 200 до 12000 галлонов в час
  • Компактность
  • Горелки тягодутьевые
  • Модуляция слабого / сильного пламени
  • Вход горячей воды фланцевый с терморегулятором

Косвенный нагреватель ванны

За последние пару недель я был вовлечен в беседу на Linkedin (группа инженеров-химиков) о целесообразном использовании нагревателей для ванн непрямого действия.Эта тема вызвала у меня интерес, и я начал более подробно исследовать использование таких систем. Несколько опытных инженеров-технологов также прокомментировали эту тему, и я попытался включить как можно больше из этого в следующее резюме.

Нагреватели косвенного нагрева используются в основном в нефтегазовой промышленности для нагрева технологических жидкостей. Этот механизм осуществляется косвенно через ванну (хозяйственную ванну), в отличие от нагрева непосредственно пламенем или печью (прямые жаротрубные нагреватели).Использование бани способствует равномерному нагреву и снижает вероятность возникновения горячих точек. Горячие точки часто возникают в нагревателях с дымогарными трубами прямого действия в результате накопления углерода на огневой стороне трубок. Если не остановить этот процесс, это накопление может стать источником деградации технологической жидкости и может привести к разрывам, взрывам и утечкам (Green and Perry 2007). Из-за косвенного характера нагревателей для ванн риски для безопасности намного ниже (горючие потоки изолированы) по сравнению с нагревателями с прямой дымовой трубой, поэтому они могут использоваться во взрывоопасных зонах, где безопасность является проблемой.

Непрямый нагреватель ванны: общий механизм

«Непрямое» название происходит от того факта, что жаровая труба погружена в ванну, которая обеспечивает нагрев через среду ванны для погруженного змеевика, содержащего технологический поток. Обычно жидкостью для ванны является вода, но в зависимости от климата и требований к отоплению она также может быть маслом (способным нагревать технологические жидкости до более высоких температур) или смесью воды и гликоля (используется в более холодном климате для снижения точки замерзания).

Обычно нагреватели косвенного нагрева для ванны должны обеспечивать эффективность нагрева примерно 50-55%.Этот относительно низкий КПД по сравнению с дымогарными нагревателями прямого действия является результатом большого количества этапов теплопередачи. Например, в каталитических инфракрасных жаротрубных нагревателях есть только два этапа: 1 — инфракрасный от пламени до HX, 2 — HX для обработки жидкости. В то время как косвенные (жаротрубные) нагреватели с ванной имеют четыре: 1 — тепло от пламени к жаровой трубе, 2 — жаротрубка к жидкости ванны, 3 — жидкость ванны к змеевику технологического потока, 4 — змеевик технологического потока для технологической жидкости. Также стоит упомянуть, что нагреватель ванны медленно реагирует на изменения температуры входящего потока, в основном из-за большой теплоемкости среды ванны.

Обычно косвенные нагреватели ванны используются там, где скорость потока технологического потока низкая и операции могут выполняться без присмотра, их также можно использовать для предотвращения образования кокса на трубах, когда требуются низкие тепловые потоки.

Применения:
Предварительный подогрев сырой нефти, подогрев газа / сырой нефти на устье скважины (предотвращает охлаждающий эффект расширения газов), подогрев высоковязких жидкостей для снижения давления нагнетания, подогрев топливного газа на объектах выработки электроэнергии, подогрев на компрессоре станции, контроль точки росы топливного газа, нагрев потоков углеводородного газа высокого давления, испарение технологических жидкостей и нагрев ребойлера.

Нашли дополнительную информацию? Не стесняйтесь делиться в разделе комментариев ниже.

Грин, Дон и Роберт Перри. Справочник инженеров-химиков Перри. McGraw-Hill Companies, 2007.

G.L.Hayett. «Инженерный справочник: техническая информация». Нью-Йорк: Industrial Press Inc., 2004.

.

Мэннинг, Фрэнсис С. и Ричард Э. Томпсон. Нефтепромысловая переработка нефти: сырая нефть. Оклахома: Pen Well, 1995.

Пьетро Фиорентини. «Нагреватели косвенного нагрева.Пьетро Фиорентини. 2010. http://www.fiorentini.com/media/files/503_systems_-_indirect_fired_heaters_-_eng_-_apr2010.pdf (по состоянию на 08 2012 г.).

Следующие две вкладки изменяют содержимое ниже.

ProcessPrinciples.com — это мой личный блог, который позволяет мне делиться некоторыми знаниями, которые я получил на пути к тому, чтобы стать инженером-химиком. Моя цель — создать сайт, поддерживающий обмен информацией с помощью учебных пособий, презентаций, статей и записей в блогах. Не стесняйтесь обращаться ко мне с предложениями или отзывами.

Солнечные теплообменники для горячей воды в баке

Практически каждая установка солнечного отопления, которую я завершил за последние годы, включала резервуар для горячей воды для бытового потребления (SDHW), нагреваемый солнечными батареями. Самые маленькие системы иногда не включают в себя никакой другой солнечной тепловой нагрузки. В то время как более крупные солнечные комбинированные системы могут включать в себя теплые полы с подогревом, плинтусы с горячей водой, бассейны и другие виды обогрева, бак SDHW практически всегда включен.

На рис. 38-0 показана принципиальная схема трубопроводов новой стандартной солнечной гидронной системы отопления, типичной для большинства систем для всего дома, установленных для наших клиентов.Рекомендуемое размещение резервуара горячей воды бытового потребления показано синим цветом. Вы заметите, что это косвенный резервуар с внутренним змеевиком теплообменника.

Я стараюсь избегать внешних солнечных теплообменников в открытых водных системах (например, в этом примере с питьевой водой), потому что в моем регионе Северного Нью-Мексико жесткая вода — это реальность. Я потерял счет, сколько раз разбирал старый солнечный водонагреватель и обнаруживал, что сторона с питьевой водой исходного внешнего теплообменника полностью забита минералами.По той же причине вышел из строя циркуляционный насос. Теплообменник выглядит так, как будто кто-то залил его бетоном, и в некоторых случаях это происходит примерно через несколько лет после установки.

Эти потенциально опасные внешние теплообменники были (и до сих пор продаются) как экономичный способ преобразования обычного резервуара для горячей воды в воду в резервуар для солнечной энергии. Но когда это оборудование забивается и преждевременно выходит из строя, где в этом экономия?

В ситуациях, когда качество воды в долгосрочной перспективе может быть сомнительным, решение, которое я считаю надежным и эффективным, — это внутрибаковый теплообменник.Этот тип теплообменника продолжает производить солнечную горячую воду год за годом, даже когда внутренние поверхности покрываются минералами. И нет необходимости в циркуляционном насосе со стороны воды, поскольку теплообменник погружен в питьевую воду внутри резервуара. Моя цель как проектировщика солнечной гидроники всегда заключалась в том, чтобы солнечное оборудование прослужило столько же, сколько и обычное оборудование, или дольше. Установленный в баке теплообменник оправдал эти ожидания, как правило, с очень низкими затратами на техническое обслуживание в течение длительного срока службы.

У меня нет возражений против использования внешних теплообменников в закрытых системах, где жидкость остается чистой, потому что она герметизирована и рециркулирует на протяжении всей своей нормальной работы. Фактически, вы можете увидеть внешний теплообменник на рис. 38-0, отделяющий солнечный гликоль от внутренней котловой жидкости (воды), где оба водопроводных контура являются замкнутыми системами.

Одностенные или двустенные

Многие производители внутрибаковых теплообменников предлагают на выбор конструкцию змеевика с одной или двумя стенками.Одностенные теплообменники стали более популярными в последние годы, поскольку нетоксичный жидкий теплоноситель стал обычным стандартом в солнечных гидронных системах. Одностенные конструкции обычно дешевле и имеют более высокие тепловые характеристики. Эти теплообменники обычно допускаются, если они отвечают этим трем требованиям:

  1. Средой теплопередачи является питьевая вода или она содержит только вещества, признанные безопасными Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (например, пропиленгликоль).
  2. Давление теплоносителя поддерживается ниже нормального минимального рабочего давления в системе питьевой воды.
  3. Оборудование имеет постоянную маркировку, указывающую на то, что в теплоносителе должны использоваться только добавки, признанные FDA безопасными.

Утечка в одностенном теплообменнике приведет к смешиванию воды под более высоким давлением с жидкостью более низкого давления, что обычно приводит к выпуску клапана сброса давления в жидкости и разбавлению жидкости жидкости водой.Когда токсичность жидкости ставится под сомнение, или если административные органы запрещают использование одностенных жидкостей по какой-либо другой причине, теплообменник с двойными стенками обычно проходит проверку. Лучше всего подтвердить эту деталь в соответствующем органе перед заказом цистерны.

Водонагреватели с двустенными теплообменниками соответствуют Единым правилам водоснабжения для установки во всех системах питьевого водоснабжения. Конструкция с двойными стенками обеспечивает защиту в случае проникновения через поверхность питьевого или водяного теплообменника.Жидкость будет перемещаться по интегрированному каналу утечки между стенками теплообменника, покидая теплообменник через дренажное отверстие, расположенное в фитингах на внешней поверхности резервуара. Таким образом, любая утечка станет видимой в механическом помещении на водопроводных соединениях резервуара.

Ребристые змеевики

Когда большинство людей думают о теплообменнике, они обычно думают о трубах с ребрами. Ребристые змеевики хорошо известны, поскольку они уже много десятилетий используются внутри резервуаров с боковыми рукавами котлов (a.к.а. бойлерные косвенные водонагреватели). К трубке малого диаметра добавляются ребра для увеличения ее внешней поверхности. Теплопередача погруженной трубки обеспечивается только естественной конвекцией воды, окружающей змеевик. Добавление ребер позволяет большему количеству жидкости контактировать с трубкой, увеличивая конвекцию в любой момент времени. Ребристые трубы свернуты в спираль и сложены в компактную форму, которая проходит через небольшое отверстие для доступа.

На рис. 38-1 показаны два примера резервуаров с ребристыми трубами, которые в прошлом успешно использовались в солнечных установках.Примеры Amtrol слева — это резервуары с боковыми рукавами для бойлеров, которые сделали простой переход в мир SDHW. Пример Вона справа позволяет немного легче снимать катушки через боковую часть резервуара, а не через верх и низ.

При воздействии жесткой воды на пластинах и между ними образуются отложения минералов. Хотя ребра могут быть полностью покрыты минералами, теплопередача значительно замедлится, но система по-прежнему будет производить горячую воду, поскольку ребристые трубы нагревают минеральное покрытие за счет теплопроводности, которая, в свою очередь, нагревает воду, окружающую его.

Во многих случаях, обнаруженных в полевых условиях, техническое обслуживание не выполнялось в течение десяти или более лет из-за значительного накопления минералов. Однако можно снять змеевики и окунуть их в чистящий раствор для удаления минеральных отложений. Эта процедура может быть менее частой и менее затратной, чем ремонт или замена забитых трубок и вышедшего из строя насоса от внешнего теплообменника SDHW.

Гладкотрубные змеевики

Другой способ увеличить площадь поверхности погруженной катушки — использовать гладкую трубу большего диаметра без ребер.Пример показан на рисунке 38-2. В последние годы на рынке появляется все больше таких резервуаров, включая различные высококачественные версии из нержавеющей стали. Например, HTP, Caleffi, Viessmann, Stiebel Eltron и Heat-Flo предлагают резервуары с гладкой спиралью. Эти резервуары имеют большие перспективы как в отношении долговечности, так и в отношении тепловых характеристик.

По мере того, как трубки большего диаметра нагреваются и охлаждаются в повседневной работе, металлическая поверхность расширяется и сжимается. Гладкая поверхность имеет тенденцию отламываться от минеральных отложений, которые фактически могут выпасть из трубки.Таким образом, гладкая трубка с большей вероятностью будет «самоочищаться», чем оребрение во время термоциклирования. Однако даже покрытые минералами большие гладкие поверхности будут продолжать обеспечивать тепло окружающей воде.

Другой вариант этого можно увидеть на рис. 38-3, где резервуар для воды из нержавеющей стали находится внутри второго резервуара. Сама поверхность внутреннего резервуара для воды становится гладкотрубным одностенным теплообменником. Резервуар для воды по существу погружен в ванну с горячей жидкостью.Если минералы накапливаются, это происходит на всей внутренней поверхности резервуара для воды.

Опять же, это не остановит производство горячей воды в баке. В последние годы мы установили все большее количество резервуаров, таких как те, что показаны на рисунках 38-2 и 38-3, и до сих пор они оправдали наши ожидания.

Промышленные нагреватели для паровых бань | Корпорация Exotherm

Работа нагревателя промышленной паровой бани

Технологические змеевики и жаровые трубы устанавливаются внутри сосуда высокого давления с двумя отличительными секциями.Жаровая труба погружена в воду в нижней части емкости, а технологический змеевик расположен в верхней части емкости над уровнем воды. Во время работы тепло передается воде в нижней зоне и вызывает испарение воды. Это создает паровую зону в верхней части емкости, которая окружает технологические змеевики. Этот пар, окружающий технологический змеевик, конденсируется на технологическом змеевике и падает обратно в жидкую зону ниже. Это изменение фазы конденсации создает экспоненциальную и равномерную передачу тепла процессу без какой-либо потенциальной возможности превышения температурных ограничений технологической жидкости.Этот косвенный метод нагрева в сочетании с высокой скоростью теплопередачи обеспечивает безопасный, равномерный и регулируемый нагрев технологической жидкости.

Емкость нагревателя работает при давлении, необходимом для поддержания заданной температуры пара, а технологические змеевики рассчитаны на рабочее давление до 10 000 фунтов на квадратный дюйм.

Быстрый отклик тепловыделения из дымовой трубы удовлетворяет потребность в нагреве технологической жидкости без каких-либо препятствий, ограничивающих тепловой поток.Типичные температуры на выходе процесса находятся в диапазоне от криогенных до 400 F.

Мощность розжига горелки с наддувом регулируется сигналом управления контура ПИД. Этот сигнал управляет скоростью розжига горелки на основе сигнала обратной связи по температуре от температурного элемента, установленного в ванне нагревателя. См. Также наши нагреватели для водяной бани.

Поверхностные конденсаторы

Применения, требующие высоких скоростей теплопередачи с ограниченной площадью поверхности технологической трубы, идеально подходят для конденсационных нагревателей с принудительной тягой Exotherm.Exotherm предлагает более безопасный и компактный обогреватель с нашей уникальной конструкцией с принудительной тягой, которая включает в себя дымовые трубы меньшего размера.

Конструктивные особенности нагревателя паровой бани

  • Компактная конструкция — использование технологии горелки с наддувом (меньшие пожарные трубы)
  • Безопасная эксплуатация — система управления горелкой, соответствующая требованиям NFPA. Соответствие FM, UL, CSA, SIL
  • Специальные функции — Exotherm обладает опытом и знаниями, чтобы удовлетворить уникальные требования клиентов.
  • Разработан в соответствии с API-12K, ASME Section VIII или ANSI B31.1 Код
  • Температура процесса до 400 F.
  • Намного меньше площадь поверхности технологического змеевика
  • Нет потенциала для перегрева технологической жидкости
  • Давление технологической жидкости до 10 000 фунтов на квадратный дюйм.
  • Съемная пожарная трубка и технологические змеевики

Технические характеристики дополнительного нагревателя для паровой бани

  • Технологический змеевик изготовлен из стандартной трубы с толщиной стенки и выбором материала, совместимым с расчетным давлением, расчетной температурой и допуском на коррозию.
  • Горелка газовая, наддувная, трубчатая. Горелка должна быть горелкой с низким уровнем выбросов.
  • Горелка имеет диапазон регулирования 3: 1 или лучше.
  • Система поставляется с элементами управления безопасностью в соответствии с NFPA 85.
  • Электрическое управление для предварительной продувки камеры сгорания и теплообменника с восемью заменами воздуха перед любой попыткой воспламенения пламенем

Строительный материал

  • Углеродистая сталь SA516-70 Корпус сосуда.Толщина должна определяться Кодексом ASME по котлам и сосудам высокого давления. В местах, где корпус резервуара подвергается воздействию чрезвычайно низких температур, должна использоваться нержавеющая сталь 304.
  • Технологический змеевик изготовлен из нержавеющей стали 304. Труба сертифицирована ASTM.
  • Опоры змеевика изготовлены из нержавеющей стали 304
Щелкните здесь, чтобы построить свой обогреватель, или позвоните нам сегодня по телефону 1.866.762.9041 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *