Как подобрать теплообменник для теплого пола

Обновлено: 03.05.2024

5 схем отопления с теплым полом и радиаторами в частном доме

Ассортимент отопительных систем, для создания благоприятного микроклимата в доме, в настоящее время огромен.

Наша статья будет полезна тем, кто строит свой дом, и планирует обустроить комбинированную модель отопления.

Вы узнаете, как совместить радиаторное отопление и тёплые полы, какими плюсами обладает данная схема в сравнении с обычными радиаторами, как сделать проект с учётом произведённых расчётов и осуществить монтаж самостоятельно.

Нормы и ограничения

Тёплый водяной пол — низкотемпературная система отопления. По существующим нормам, максимальный температурный уровень теплоносителя должен составлять +55 градусов. При эксплуатации, стандартный нагрев обычно колеблется в диапазоне от +35 до +45, причём пол нагревается до +26 — +31. Нормы для разных помещений отличаются:

для спальни, кухни, гостиной — +26;
для ванны, туалета, прихожей— +31.

По магистралям пола жидкость циркулирует при помощи насоса. Кроме того, он позволяет регулировать уровень отопления в помещении. Подбирать его нужно отталкиваясь от скорости движения воды. Максимум, который допустим для гидрополов — 0,6 м/с.

Разница между нагревом воды на подаче и выходе не должна быть в приделах 10 градусов.

Особенности комбинированной системы

Подсоединять водяной пол в смешанной схеме возможно двумя способами:

К имеющемуся нагревательному котлу — такой способ уменьшает стоимость оборудования и время монтажа. Недостаток этой конструкции — невозможность работать автономно. При этом увеличивается расход энергии, и снижается эффективность пола.
Путём установки отдельного котельного оборудования для пола — это существенно увеличивает расходы при монтаже. Однако такая система имеет преимущество — автономность, её работа не зависит от батарей. Это удобно, когда радиаторный обогрев уже не функционирует.

Есть несколько рекомендаций, которые надо учитывать, решив создавать в частном доме совместное отопление:

Устанавливать температурные режимы отдельно для батарей и тёплого пола. Так как в батареях нагрев воды на подаче и на выходе составляет около 70 и 55 градусов соответственно, а для греющих полов требуется — 40 и 30, то котлы с этой задачей самостоятельно справится не способны.
Применять специальные комплектующие для настройки нагрева. Насосно-смесительные узлы, запорную арматуру — они сократят затраты, и позволят грамотно произвести соединение системы с ёмкостью, в которой нагревается вода.
Осуществлять настройку комбинированной системы с использованием специальных и правильно установленных технических средств. Например, смесительный узел с термостатической головкой, его функция — регулировка уровня нагрева жидкости, термостат — отвечает за управление степенью обогрева каждой комнаты в отдельности.

При укладке водяного пола, нет смысла ограничиваться только ванной и туалетом. Лучше разместить такую систему по возможности везде, так как увеличение её площади, существенно не сказывается на монтажных и эксплуатационных затратах.

Ведь в любом случаи понадобится установка смесительного узла и устройства, которое обеспечит циркуляцию жидкости. А какой будет коллекторная группа — однотрубной, двухтрубной или больше — не важно.

Расходы на стяжку так же не изменяться, даже если пол монтируется лишь в одной части комнаты, бетонный раствор придётся заливать по всей площади.

Насосно-смесительный узел

Сооружать систему отопления по комбинированной схеме в частном доме можно с применением насосно-смесительного узла. Конструкция с ним наиболее эффективна, но обойдётся дороже, в сравнении с использованием 3-х ходового клапана, хотя принцип функционирования такой же.

Охлаждённая вода из обратной трубы разбавляет горячий теплоноситель, а наличие балансировочных кранов позволяет делать это в требуемых пропорциях.

Данный узел бывает в разных комплектациях. Это зависит от предназначения и стоимости оборудования. В стандартное устройство входит:

термостатический клапан;
погружной термодатчик;
балансировочный кран с фиксирующим пружинным вентилем;
циркуляционный насос;
погружной термометр;
резьбовая гильза;
перепускной и запорный вентиль;
дренажный и шаровой клапан;
воздухоотводчик;
перепускной байпас.

Схемы и инструкция по монтажу от одного котла

Наиболее простым и экономичным способом сооружения комбинированной отопительной системы в частном доме считается схема с радиатором и тёплым полом от одного котла. От него уже монтируются все элементы и циркуляционный насос.

Есть настенные котлы, внутрь которых уже встроен насос. При использовании напольной модели, его придётся устанавливать отдельно.

При прямом подключении к газовому прибору (именно эту модель специалисты советуют устанавливать при обустройстве комбинированного способа отопления в частных домах) — рекомендована установка ёмкости для конденсата. Монтаж обычного котла на газе приведёт к быстрому выходу из строя теплообменника.

Газовое оборудование размещается в помещениях с потолками не ниже 2 метров. Обязательно наличие вентиляции.

Если применяется твёрдотопливная модель, то для подключения тёплого пола к ней, нужна установка буферной ёмкости. Её функция — ограничивать температурный режим, так как напрямую трудно проводить регулировку температуры.

Принцип работы отопления по комбинированной схеме — тёплый пол и батарея от одного котла, состоит в следующем. Нагретая вода направляется в смесительный узел, где она упирается в предохранительную головку. Термоголовка определяет её температуру, и если она превышает необходимый уровень, то вентиль открывается, и происходит смешивание горячего и холодного теплоносителя до нужно градуса.

Затем вода распределяется по контурным магистралям пола и батарей. После прохода всего трубопровода, она возвращается в теплогенератор для нагрева.

В схему подключения от одного котла тёплых полов и батарей входят следующие элементы:

котёл с расширительным баком — нагревает теплоноситель;
гидрострелка — разводка, в виде трубы с четырьмя ответвлениями, по ним движется вода;
радиаторный и половой насос — они обеспечивают подачу жидкости в коллекторный узел;
коллектор — к его выходам подсоединяются петли пола, и осуществляется подача горячей воды;
смесительный узел — в нём происходит разбавление теплоносителя для ТП;
термостат — головка, которая открывает или закрывает поступление воды в контуры.

Монтаж системы

После сооружения «пирога» пола — выравнивания основания, гидро и теплоизоляции и укладки нагревательных элементов, можно переходить к монтажным работам и подключению комбинированной системы отопления от одного котла (тёплого пола и радиаторов). Разберем процесс по шагам:

(в частном доме он чаще монтируется в отдельном строении). Помещение должно иметь дымоход и приток воздуха.

Соединяются трубы от радиаторов с водонагревателем, между ними монтируется насос.

Подключаются контуры пола через устройство, в котором вода разбавляется до требуемой температуры. Для этого применяются: смесительный узел, 2-х или 3-х ходовой клапан, они крепятся к подающей трубе.

Устанавливается циркуляционный насос.

Контуры пола соединяются через гребёнку с источником подачи горячей воды, именно она является теплоносителем, и будет отапливать помещение.

Схемы со смесительным клапаном

В частных домах специалисты советуют отдавать предпочтение схеме отопления комбинированного типа, с использованием смесительного клапана, он бывает 2-х или 3-х ходовым.

Коллекторы теплого пола. Насосно-смесительные узлы.

С 3х-ходовым смесительным клапаном

В данной комбинированной схеме для радиатора жидкость нагревается до 80 градусов, а для тёплых полов требуется 40 градусов.

Главная задача — снизить температуру воды, которая поступает от радиаторов, до требуемого градуса для тёплых полов. Именно эту проблему и решает 3-х ходовая термостатическая головка.

Принцип работы системы — нагретая вода подаётся от источника тепла через это устройство в коллектор, где она разбавляется до нужного градуса охлаждённым теплоносителем из обратной трубы ТП. В таком состоянии жидкость и подаётся в контуры пола.

У этой комбинированной схемы есть недостаток — нет возможности произвести регулировку и ограничить поступление остывшей воды из обратки. В связи с этим, в магистраль будет поступать как чрезмерно охлаждённая вода, так и горячая, а это может привести к перегреву пола, или недостаточному ему обогреву.

Но данные температурные перепады могут пройти незаметно, так как они компенсируются бетонной стяжкой.

Схема с трёхходовым клапаном проста в монтаже, и имеет не высокую стоимость. Она особенно подходит для одноэтажного частного дома, или помещений с небольшой площадью.

Если используется трёхходовой клапан с байпасом, смешивание нагретого и охлаждённого теплоносителя производится внутри устройства.

на подачу устанавливается тройник;
после, подсоединяется циркуляционный насос.

С 2х-ходовым смесительным клапаном

Двухходовой клапан — его термостатическая головка контролирует температурный уровень на входе в трубопровод пола.

Схему рекомендовано использовать в помещениях с большой площадью, но не более 200 м. кв. Наличие балансировочного крана даёт возможность регулировать степень смешивания жидкости для контуров тёплого пола. Он способен перекрывать или открывать поток горячей воды.

Циркуляционный процесс теплоносителя устроен так, что жидкость движется по кругу, а добавление нагретой воды происходит при падении температуры. Так как пропускная способность устройства небольшая, то регулировка осуществляется плавно, без скачков.

Монтируется он также на подаче, и требуется установка прибора для принудительной циркуляции жидкости.

Использование встроенного котлового насоса

Эта схема подразумевает применение котельного оборудования с встроенным насосом, мощность которого до 35 КВТ. Он создаёт напор на выходе из ёмкости в приделах 20 — 25 кПa, при расходе воды 1000 — 1500 литров в час.

Процесс монтажа схож со схемой от обычного тэна, но дополнительный насос для тёплого пола не требуется.

Чтобы полностью использовать потенциал приспособления, и создать циркуляцию теплоносителя в тёплом полу и радиаторах, необходимо правильно соединить устройство с контурами.

Достигнуть это в данной схеме можно кольцевым совмещением — котёл с ТП, и с радиатором. Эти два кольца объединены небольшим общим участком с низким гидросопротивлением, тем самым один контур, не влияет на другой.

В этой схеме шлакоуловителем выступает косой фильтр-грязевик, а воздухоотводчики есть в котле, радиаторе и контуре пола.

Суть функционирования кольцевой схемы — вода поступает от ёмкости, где она нагревается, в трубопроводы. Скачки давления в патрубках подачи и обратки приводят к перемещению жидкости по магистралям и её возврату обратно.

Когда можно совмещать системы

Производить установку комбинированной системы отопления допустимо в помещениях любого назначения. Главное подобрать финишное изделие и тип тёплого пола в соответствии с требованиями. Совмещённая конструкция — идеальное отопление для двухэтажного частного дома.

При укладке нагревательного водяного пола на первом этаже, тёплые воздушные массы, поднимаясь, будут прогревать перекрытия второго, где можно установить только радиаторы. Для отделочного материала на первом этаже лучше выбрать плитку, а для второго подойдёт любой материал.

Соорудить комбинированную систему в многоквартирных домах не представляется возможным, так как подключать гидрополы к источнику теплоснабжения всего дома запрещено. Выходом является обустройство теплообменника.

Ошибки и проблемные моменты

Чтобы сэкономить, многие упрощают конструкцию, исключая важные элементы. Но этого делать не следует, по следующим причинам:

Можно не устанавливать перепропускной клапан, если:

один контур пола будет постоянно открыт;
насос имеет частотное регулирование;
автоматика ТП может управлять циркуляцией, и если надо, отключать оборудование.

Решили обогревать частный дом с использованием системы отопления комбинированного типа — тёплый пол и радиаторы, следует ознакомиться со всеми схемами, их плюсами и минусами. Только потом, нужно переходить к выбору модели, в соответствии с вашими требованиями, финансовыми возможностями и характеристиками помещения.

Каким должен быть теплообменник для тёплого пола?

Теплообменник для теплого пола

И чтобы создавать в помещении благоприятный микроклимат, люди все чаще устанавливают водяной теплый пол в квартире или загородном доме. Такие системы, если сравнивать их с электрическими аналогами, имеют весомые преимущества:

- полностью безопасны для жильцов;
- совмещены со всеми типами напольных покрытий;
- более надежны, энергоэффективны и экономичны;
- универсальны и интегрируемые с уже установленными нагревательными деталями и разными автоматическими устройствами.
Основы установки и схемы подсоединения

Водяной пол в квартире взаимодействует с носителем, температура которого не выше 45 градусов.

Низкотемпературный режим работы позволяет создать более благоприятный микроклимат и насыщает воздух положительными ионами, что актуально для аллергиков, детей и тех, у кого астма.

Если комплектация оснащения и схема теплого пола в доме сделаны правильно и с учетом инженерных подсчетов, то можно не только получить качественный обогрев, но и полностью отказаться от применения батарей, расширив тем самым полезное пространства и изменив планировку комнаты.

Если вам интересно, как обустроить теплый пол в квартире, придется изучить метод расчета гидравлического сопротивления и показателя теплоотдачи, поработать над вопросом комплектации системы эффективным и регулирующим оборудованием, а также над процессом теплоизоляции и внешнего декора полов.

При установке в загородных домах и квартирах системы теплого пола не стоит забывать о риске замерзания самого системы. В такой ситуации в носитель лучше добавить этиленгликоль.

Проживание в многоэтажных домах имеет ряд технических ограничений на снабжение энергосберегающих технологий.

Установленный теплый пол от централизованного отопления в квартире намного повышает общее гидросопротивление, что сказывается на качестве обогрева соседних помещений.

И если в новых зданиях элемент водяного отопления часто уже заложен в конструкцию, то получить официальное разрешение на переоборудование старых домов нереально.

Выход есть. Сегодня многие инженерные специалисты и те, кто решил установить теплый пол своими руками, применяют пластинчатый аппарат для теплого пола. Благодаря монтажу этого небольшого устройства, можно получить:
1. рост эффективности обогрева;
2. компактность и повышенную надежность схемы;
3. гидравлическую автономность устройства.
Пластинчатый теплообменник: компактное и эффективное устройство

Теплообменник для теплого пола в квартире является главным устройством, которое передает тепло от внешнего носителя из общей теплостанции к внутреннему элементу. Он состоит из пластинчатых деталей с оригинальной штампованной конфигурацией.

Они находятся параллельно друг к другу, и внутри устройства формируются два элемента: отдающий и получающий тепловую энергию, которые свободно омывают каждую пластину.

Внешние конструктивные детали скрыты от теплопроводных частей, поэтому потери энергии сведены к нулю, и можно не переживать, что члены семьи, дети и питомцы получат термический ожог от случайного касания к теплообменнику.
Схема пластинчатого теплообменника для теплого пола
Репродуктивный обмен энергиями, которым снабжает теплообменник теплый пол и центральное отопление, позволяет исключить контакта содержащего ржавчину и извести теплоносителя централи с более чистым хладагентом замкнутого элемента отопления полов.

А так как пластинчатые детали производятся из качественной легированной стали, которая характеризуется химической инертностью и высокой устойчивостью к коррозии, то чистота рабочей местности поддерживается в течение долгого времени, поэтому:
1. снижается появление отложений извести;
2. уменьшаются расходы на применяемый внешний теплоноситель;
3. возрастает срок эксплуатации оборудования;
4. покупка оптимального теплообменника.
Пластинчатый теплообменник
Широкий выбор конструкций, размеров и коммерческих предложений усложняет выбор теплообменника для теплого пола. Поэтому перед приобретением нужно:
1. грамотно подсчитать рабочее давление, объем и скорость нагревательного и греющего элементов, минимальной площади пластинчатых деталей. Для этого можно воспользоваться услугами специалистов продающей организации или использовать специальное программное обеспечение;
2. грамотно проанализировать технико-эксплуатационные параметры и условия установочного подсоединения. Менеджеры выбранной компании предоставят полный список технических качества и объяснят специфику подсоединения разных вариантов;
3. учесть вариант проведения работы по ремонту и обслуживанию. Теплообменник для теплого пола в квартире, как и другое любое технологическое устройство, нуждается в профилактическом обслуживании. Разборные модели нужно чистить в сервисных центрах, также возможна замена уплотнителей. Паяные модели можно мыть своими руками или воспользоваться услугами специалистов;
4. определить конструктивное исполнение. Разборные модели обладают ярко выраженным техническим дизайном, в базовой комплектации предназначены на предельное рабочее давление до 25 бар и нуждаются в систематическом осмотре. Паяные модели более компактные, обладают обтекаемыми формами и стильным дизайном, могут выдерживать давление до 35 бар.
Устанавливая теплый пол через теплообменник в квартире, вы должны обеспечить его работу и гидробезопасность, сохранить полезное пространство и не испортить дизайн помещения.

Поэтому лучше выбирать паяный пластинчатый теплообменник, стоимость таких модификаций ниже, чем у разборных систем.

Подключение водяного теплого пола к центральному отоплению

Монтаж водяного теплого пола

Домашний уют во многом обусловлен тем микроклиматом, который царит в доме. Однако центральная система отопления далеко не всегда позволяет создать желаемые условия, поэтому часто наилучшим выходом оказывается система теплого пола, которая эффективно справляется со своей задачей даже в лютый холод, обеспечивая быстрый и качественный обогрев. Помещение прогревается наиболее равномерно, в квартирах на первых этажах это настоящее спасение. Из этой статьи Вы узнаете, как правильно подключить водяной теплый пол к центральному отоплению при помощи пластинчатого теплообменника.

Устройство теплообменника, как посредника

Но сначала давайте подробно рассмотрим, как именно он работает. Итак, теплообменники рассматриваемого типа делятся на неразборные (паяные) и разборные, их производят из самых различных материалов. Стать и латунь предусматривают использование в условиях сильного давления. Медные варианты с большим успехом применяются в пивной промышленности, они удобны для резкого охлаждения пива, тут высокое давление отсутствует, зато нужна хорошая скорость теплопроводности, которой как раз таки и обладает данный цветной металл. Поэтому данный теплообменник подходит для подключения водяного теплого пола к центральному отоплению.

Вообще такие теплообменники имеют широкую сферу применения, их успешно задействуют в системах охлаждения, отопления, при работе с химикатами, вместе с солнечными коллекторами при подключении к бойлеру и так же при подключении водяного теплого пола к центральному отоплению.

Для чего нужен теплообменник?

Рассмотрим пластинчатый неразборный теплообменник. На корпусе присутствует четыре выхода, то есть два контура. Устройство разделяет потоки по давлению, по температуре и т. д., может применяться для охлаждения, однако, нам он необходим для отопления, чтобы обеспечить правильное подключение теплых полов. На один контур подключается данная система, а на другой – ТЭЦ. Прямое подключение водяного теплого пола к центральному отоплению может быть связано с опасностью быстрого выхода из строя теплых полов, так как для теплоносителя ТЭЦ свойственны высокие температуры, сильное давление, здесь также специальные химические реактивы и множество мусора. Все эти факторы явно не поспособствуют продлению срока службы теплых полов.

Так, теплообменник позволяет создать в домашних условиях автономную систему теплого пола с незагрязненной водой и оптимальным давлением. С одной стороны пластины идёт грязная вода от ТЭЦ с большим давлением, а с другой – чистая вода от нашей автономной системы с маленьким давлением. Такая пластина обеспечивает четкое герметичное разделение, качественную теплопередачу, смешивание потоков полностью исключается. Число таких тонких пластин определяет мощностные характеристики теплообменника.

Подбор теплообменника для подключению ТЭЦ

Для того, чтобы правильно подобрать теплообменник для подключения водяного теплого пола к центральному отоплению, нужно определить степень загрязненности теплоносителя, чтобы понять, насколько вода нуждается в очистке. Если налет небольшой, то вполне хватит фильтра грубой очистки, задерживающего в себе стружку и окалину. Такой фильтр можно очистить специальными средствами, если через какое-то время он загрязнится и потребует очистки.

На каждом теплообменнике обязательно имеется информация о типе изделия, фирме-производителе, указывается максимальное и тестовое давление, максимальная рабочая температура, схема расположения крепления, обязательно обозначение контуров, которые могут располагаться как по диагонали, так и в вертикальной плоскости. Специальная стрелка показывает направление монтажа изделия, то есть, в каком именно положении его следует устанавливать. Важно понимать, как происходит отток теплоносителей. Сама циркуляция осуществляется за счет так называемого циркуляционного насоса.

На схеме в паспорте обычно можно найти, как правильно осуществить установку. Например, один из вариантов – прижать изделие к стене крепежной лентой или консолью и, воспользовавшись специальным уголком, прикрутить. Фильтры являются обязательными к установке, необходим хотя бы грубый фильтр.

Монтаж теплообменника

Монтаж чаще всего осуществляется по вертикали. Диаметр подключения, габариты и мощность подключения водяного теплого пола к центральному отоплению могут быть разными в разных устройствах. Особое внимание хочется уделить именно диаметрам подключения. Мощность лучше брать с запасом, ведь этот параметр не соотносится с размерами, разница может составить лишь несколько сантиметров. При этом увеличивается инерция теплосъема. Это актуально в особенности в тех случаях, когда температура от ТЭЦ не слишком высокая, например, если она составляет не более семидесяти градусов.

После того как установлен распределитель теплого пола, на него собирается насос с трехходовым клапаном. Далее осуществляется монтаж электрокотла (для межсезонного использования), включая необходимое навесное оснащение. То есть, сначала соединяется подача теплообменника от котла, затем врезаются тройники, распределитель с клапаном соединяется, ставятся термометры и в наиболее удобном месте устанавливается расширительный бак, например, можно сделать это под раковиной. Необходимо осуществлять монтаж таким образом, чтобы был обеспечен удобный доступ ко всему оборудованию.

Посмотрите подробное видео по тому, как подключить водяной теплый пол к центральному отоплению через теплообменник:

Если схема была смонтирована неверно, то последствия могут быть негативными, поэтому ошибок допускать ни в коем случае нельзя. Лучше доверить такую работу опытным профессионалам, которые в курсе всех возможных нюансов.

Как выбрать теплообменник

Теплообменник — устройство, в котором происходит процесс обмена энергией (теплом) между средами различной температуры. Конкретные параметры и характеристики оборудования зависят от его типа.

Все устройства делятся на две большие группы. В одних среды смешиваются друг с другом, в других они разделены стенкой. Вторые используют чаще и называют поверхностными. Среди них выделяют регенеративные и рекуперативные установки, в зависимости от направления потока теплоносителя.

По особенностям конструкции разделяют аппараты с плоской поверхностью (пластинчатые, спиральные) и трубчатые (кожухотрубные, змеевиковые, «труба в трубе»).

При выборе оборудования нужно обращать внимание на ряд параметров. Начнем по порядку.

Получить консультацию
Базовые характеристики

Независимо от типа устройства, надо учитывать основные параметры:

Площадь теплообмена. Это площадь одной поверхности изделия, умноженная на количество поверхностей. Плюс, на нее влияют другие факторы: потеря давления в ходе работы, дополнительные ресурсы площади на случай появления отложений, коэффициент теплопередачи и скорости в каналах.

Мощность теплообменника. Объем тепла, который выделяет аппарат.

Габариты и вес. От них будет зависеть, справится ли оборудование с поставленной задачей. Также они влияют на количество требуемых материалов для изготовления устройства.

Дальше необходимо определить технические условия использования оборудования.

Технические условия эксплуатации

При подборе теплообменника важно понимать, в каких условиях оно будет работать.

Тип среды. В качестве теплоносителей обычно используют пар, воду, нефть, газ. Структура прибора будет влиять на расчеты и дальнейший подбор, так как агрессивные вещества требуют повышенных свойств прочности устройства.

При использовании нестандартных сред, могут понадобиться значения теплоемкости, вязкости и теплопроводимости носителя тепла.

Расход рабочей среды. Нужно знать, какая масса рабочей среды проходит через теплообменную установку за определенный интервал времени. Для вычисления этого плотность среды умножают на ее объем.

Температуры сред на выходах и входах теплообменника. Чем больше эта разница, тем дешевле и меньше в размерах аппарат.

Допустимые потери по напору нагреваемой и охлаждаемой стороны. При прохождении через теплообменник теплоносителя и теплопотребителя происходит падение давления рабочей среды. Важно учитывать это при выборе, потому что слишком большое падение давления жидкости не позволит, например, поднимать ее на верхние этажи здания.

Максимальная рабочая температура. Чем выше температура внутри оборудования, тем жестче требования к устройству теплообменного аппарата и материалам его изготовления.

Максимальное рабочее давление. Аналогично предыдущему пункту, чем выше внутри теплообменника давление, тем серьезнее требования к его конструкционным особенностям и используемым при проектировании материалам.

Тепловая нагрузка. Способность теплообменного аппарата передать количество энергии от одной среды другой. Оборудование с высокими нормами тепловой нагрузки обычно имеет большие габариты и работает под большим давлением.

Исходя из технических условий эксплуатации, производят расчет теплообменника.

Варианты расчета

Есть восемь способов расчета оборудования, каждый нужен для своих целей и задач.

Тепловой расчет. Применяют при проектировании теплообменников известной мощности и при монтаже готовых установок в заданных условиях. Главная задача этого расчета — определить оптимальный тип прибора и форму теплообменной поверхности. Дополнительно он позволяет определить эффективность теплопередачи, площадь теплообменной поверхности, массовый расход теплоносителя и его температуру на выходе.

Основа для расчета — уравнения теплопередачи и теплового баланса.

Уравнение теплопередачи имеет вид:

Q — размер теплового потока, Вт;

F — площадь рабочей поверхности, м²;

k — коэффициент передачи тепла;

Δt — разница между температурами носителей на выходе в аппарат и на выходе из него. Также величина называется температурным напором.

Величину F, которая является целью расчета, определяют именно через уравнение теплопередачи:

Компоновочный расчет. Позволяет определить оптимальное взаимное расположение каналов теплообменника для разных теплоносителей.

Вытекает из теплового расчета и использует его результаты.

Конкретную формулу расчета определяют тип теплообменного аппарата и его конструктивные особенности.

Поверочный расчет. Осуществляется на основе теплового расчета и предназначен для проверки возможности установки справляться с поставленной задачей в конкретных условиях. Для его выполнения нужно знать тепловую производительность и параметры тепловой среды.

Гидравлический расчет. Позволяет вычислить необходимые для работы гидравлические параметры теплоносителя, например, скорость его движения.

С одной стороны, скорость ограничивает величина гидравлического сопротивления, с другой, ее увеличение требует повышения энергозатрат на перекачивание теплоносителя.

Конструктивный расчет. Выполняют на стадии проектирования теплообменного устройства для определения самого типа изделия. С его помощью рассчитывают требуемое число пластин пластинчатого теплообменника, количество труб и их длину, диаметр и высоту прибора в кожухотрубном устройстве.

Исходными данными служат результаты теплового и гидравлического расчетов.

Механический расчет. Определяет способность конструкции теплообменного аппарата выдерживать факторы внутренней и внешней механической нагрузки: изгиб, сжатие, растяжение и подобные.

Если кратко, расчет делают так:
1. Выбирают материал для изготовления элементов конструкции.
2. Проводят расчет толщины корпусной стенки c учетом напряжения, диаметра теплообменника и расчетного давления.
3. Рассчитывают толщину днища, учитывая его форму.
4. Производят расчет опор прибора с учетом типа опоры, количества опор и их исполнения.
5. Рассчитывают максимальный вес аппарата.
6. Проверяют прочность фундамента. Напряжение материала фундамента должно быть больше напряжения опорной поверхности.
Расчет температурных напряжений. Используют для определения изменения геометрической формы теплообменника и отдельных его элементов при тепловом воздействии и для выявления мест напряжения, возникающих из-за температурного расширения. Это позволяет правильно подбирать материалы, из которых изготавливают элементы оборудования.

Прочностный расчет. Объединяет три перечисленные выше вида — механический, гидравлический и расчет температурных напряжений. Проверяет, как установка выдерживает все виды нагрузки, возникающие под влиянием любых возможных факторов.

Для чего нужен теплообменник в системе отопления

Как видно из названия, теплообменник – это устройство для обмена теплом. Среды или поверхности с разными температурами взаимодействуют, изменяя температуру друг друга.

Теплообменники используют в вентиляции, охлаждении, кондиционировании, но велика их роль и в отоплении. Их устанавливают на различных производствах, в коммунальном хозяйстве и для персонального использования.

Важно позаботиться о наличии такого устройства, например, в частном доме с независимой системой отопления. С его помощью можно будет регулировать температуру воздуха в помещении, контролировать забор тепла от основного источника и т.д.

Теплообменники для систем отопления

В системах отопления эти устройства не так популярны в нашей стране, как в других, там, где каждый пользователь может забирать столько тепла от общего источника, сколько ему требуется. ТО играют ключевую роль в отоплении дома или дачи, а также везде, где есть необходимость регулировать температуру. Установка такого устройства в котельной позволяет автоматизировать работу всей системы и сэкономить.

В качестве носителя тепла чаще всего выступает вода, но может быть и антифриз, масло и т.д.

Если теплообменника в системе нет, то от центра (котла) горячая вода передается непосредственно потребителю – в батареи. Но котельная не регулирует подачу тепла, и она не меняется в зависимости от выбора потребителей или погодных условий.

Если в ИТП жилого дома установить теплообменники, то это позволяет существенно экономить. Каждый жилец регулирует температуру по потребностям с помощью кранов на радиаторах в квартирах. Тепло можно увеличивать при сильных морозах и уменьшать при потеплении.

Иногда такие устройства устанавливают и в самой котельной. Такая двойная система, что тоже помогает сэкономить: во внутреннем контуре меньше теплоносителя, а значит, в котлах почти не образуется накипь, они могут служить гораздо дольше.

Теплообменник в домашнем отоплении

В системе отопления дома или дачи теплообменник играет ключевую роль.

Если вы устанавливаете у себя такое устройство, то потом можно развернуть целую систему регулирования: для контроля температуры в разных комнатах, работы теплых полов и т.д. К теплообменнику проводят трубу с горячим носителем от котельной, а с другой стороны – внутреннюю систему с реле, контроллерами и т.д. Вы получаете не только контроль над температурой воздуха в помещении, использование этого устройства помогает прогревать дом более равномерно, стабилизирует давление в трубах, экономит энергию и продлевает срок службы труб.

Кроме того, он сам по себе может служить источником для получения горячей воды: в один контур приходит горячий носитель, а к другому подводится водопровод. Это тоже способ сэкономить: на бойлерах и электроэнергии.

Подключить теплые полы, обогрев ступеней и т.д. тоже не получится без теплообменника. Теплые полы забирают на себя большое количество горячей воды, оставляя соседние помещения в холоде. Кроме того, оптимальной температура носителя тепла для такого пола не должна быть выше 45 градусов.

Виды теплообменников

Все устройства делятся на две большие группы. В первых среды смешиваются друг с другом, во втором случае – они разделены стенкой. Их используют чаще и называют поверхностными. В свою очередь, такие теплообменники делятся тоже на два типа.
1. Рекуператоры. В них тепло передается через стенку, от разных носителей, которые независимо друг от друга движется по разным каналам.
2. Регенераторы. Два потока контактируют с одной и той же поверхностью. Например, горячий поток нагревает ее, а затем холодный забирает тепло.
Самые распространенные ТО первого типа – рекуперативные. К ним относятся
- Кожухотрубчатые: внутри кожуха находятся трубы, внутри которых течет одна среда (горячая), а другая (холодная) движется между ними.
- Погружные: представляют из себя бак, заполненный жидкостью, внутри которого находится змеевик со второй средой.
- Спиральные: несколько спиралей привариваются к одной перегородке. Используются для работы с вязкими средами.
- Пластинчатые разборные: самый распространенный вид. Это особым образом перфорированные (для увеличения поверхности) пластины, собранные вместе, а между ними движутся различные среды.
- «Труба в трубе»: одна труба вставляется в другую, между ними проходит теплообмен. Может состоять из нескольких звеньев. Выдерживают высокое давление, расход воды в системе небольшой.
- Оросительный: собраны несколько труб, по их поверхности течет охлаждающая жидкость. Часто используются в качестве конденсаторов.
Подберем теплообменник для отопления со скидкой до 70 %
Поставка напрямую с завода от официального дилера БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА, без переплат, без посредников
Пластинчатый теплообменник: устройство

В основном, в независимых системах отопления применяются пластинчатые теплообменники. По сути это набор пластин, которые перфорируют для увеличения полезной площади и собирают между двумя плитами. Одна из этих плит обычно не фиксируется, ее можно снимать и увеличивать или уменьшать количество пластин. Бывают с спаянные варианты, их уже не получится разобрать.

Между пластинами движутся горячая и холодная жидкости, попеременно. Конструкция герметична благодаря уплотнителям.

Пластины – это основа конструкции. Их изготавливают из стали, меди, графита, титана и других сплавов, толщиной от 0,4 до 1 мм., в зависимости от давления. Выбор материала обусловлен условиями использования, а также выбором среды, которой будет заполнено устройство. Чаще всего это вода, но бывают случаи, например, на специализированных производствах, где используют агрессивные жидкости.

Пластины плотно прижаты друг к другу и образуют каналы благодаря специальной штамповке. На одной стороне каждой пластины есть пазы, куда вставляются резиновые прокладки для герметичности. Устанавливают их одну за одной, в поворот 180 градусов.

В пластинах по 4 отверстия. Два из них служат для провода и отвода горячей и нагреваемой жидкости. Два другие предотвращают смешение жидкостей за счет дополнительной изоляции. Если произойдет прорыв одного из контуров, то дренажные пазы также препятствуют смешиванию.

Благодаря тому, что греющая и нагреваемая среды направлены в противоток друг другу, и извилистому течению (по каналам) эффективность обмена теплом увеличивается, а гидравлическое сопротивление относительно небольшое.

Система самоочищается за счет турбулентных потоков, но на пластинах может откладываться накипь, осадки веществ, находящихся в воде, потому их нужно периодически промывать специальными растворами. Можно понять, что пришло время для очистки по снижения работоспособности прибора, перепадах давления и т.д.

При сборке сначала закрепляются направляющие на штативе и неподвижной плите. На них нанизываются пластины, и подвижная плита стягивается с неподвижной болтами.

Существует 2 варианта компоновки пластин.

Одноходовая. Теплоноситель разделяется на потоки, которые текут параллельно друг другу по пластинам, потом сливается и выходит в порт для вывода.

Многоходовая. Здесь устройство чуть сложнее. Благодаря перегородкам в разделительных пластинах теплоноситель течет по каналам, как бы разворачиваясь в пластине.

Плюсы и минусы пластинчатых теплообменников

Пластинчатые ТО обладают хорошими характеристиками теплопередачи при компактных размерах. Еще один плюс таких устройств в том, что их можно изготовить индивидуально под конкретные задачи.

К плюсам однозначно можно отнести:
- Вариативность размеров теплообменника и материалов, из которых его изготавливают.
- Возможность изменять количество пластин и таким образом изменять мощность устройства (если речь не идет о запаянном ТО).
- Высокий процент теплопередачи.
- Низкие теплопотери.
- Простота использования: устройство легко разобрать, промыть, собрать.
- Легко ремонтировать: пластины, в случае необходимости, можно просто заменить.
Но есть у пластинчатых теплообменников и минусы:
- Давление в пластинах не должно превышать 25 кг/кв.см.
- Температура не выше 200 градусов.
- Если теплоноситель содержит большое количество примесей, на пластинах будет быстро образовываться накипь.
Некоторые изменения в конструкции повышают прочность и КПД пластинчатых теплообменников. Есть такие разновидности, как пластинчато-ребристый и оребренно-пластинчатый. В первом варианте между разделительными пластинами проложены ребристые насадки. Подходят для теплообмена с неагрессивными жидкостями и газом. Оребренно-пластинчатые актуальны при газовом отоплении.

Как правильно выбрать теплообменник

Есть огромное количество теплообменников и нужно знать, как правильно их выбрать. Лучше всего, если такой прибор изготовят под конкретные задачи профессионалы. Он будет рассчитан на определенную нагрузку, материалы будут подходить для теплоносителя и срок службы прибора будет значительно больше, чем при выборе наугад. Что нужно знать для выбора теплообменника:
- температура в контуре теплосети;
- тепловая нагрузка;
- температура во внутреннем контуре;
- рабочее давление;
- допустимые потери напора;
- загрязненность рабочей среды;
- характеристики теплоносителя и т.д.
Подробнее об этом можно узнать на странице
Рассчитать теплообменник
где вы можете указать нужные вам характеристики и получить предложение по ПТО от наших менеджеров.

Теплообменники необходимы для систем отопления как юридическим организациям (поставщикам услуг, управляющим компаниям и т.д.), так и частным лицам – для установки теплого пола или подогрева ступенек в доме, контроля расходов на отопление, экономии на энергии. Современные ТО просты и безопасны в использовании.

Теплый пол от батареи центрального отопления в квартире – схемы, монтаж и первый запуск

Сегодня, решая проблему обогрева своего жилья, большинство владельцев обращают внимание на следующий вид отопления — нагревательные полы.

При этом, наиболее популярным видом, как в частном доме, так и в квартире являются водяные тёплые полы, запитанные от батареи, а в ванной комнате не редко делаются гидрополы от полотенцесушителя.

Преимущество тёплого пола перед батареями

В отличие от радиаторов, отопление тёплыми водяными полами приводит к равномерному прогреванию помещения. Кроме того, данное устройство обеспечивает более комфортные условия для человека, так как, при половом отоплении, внизу температура выше, чем вверху.

Поэтому, ноги будут находиться в тепле, а голова в более прохладном пространстве, что полезно для здоровья.

Ещё один положительный момент такого отопления — экономия, теплопотери уменьшаются до 20%. Без сомнения, большой плюс — эстетичность конструкции. «Начинка» тёплого пола спрятана под напольным покрытием, тем самым не портя интерьер в квартире, в сравнении с радиаторами, которые размещаются на стене.

Немаловажное значение играет и тот факт, что не происходит пересушивания воздуха и горячие потоки не гоняют частицы пыли по помещению, как при радиаторном обогреве.

К недостаткам такого сооружения относится достаточно трудоёмкий и продолжительный процесс, требующий значительные финансовые затраты. Кроме того, при подключении тёплого пола к радиатору, он будет функционировать только при наличии отопления в батареях.

В квартире многоэтажного дома обустроить тёплый водяной пол от батареи возможно, но потребуется решить ряд вопросов. Основной — получить разрешение на врезку в центральное отопление дома от теплосетей, так как это может сказаться на работе радиаторов у соседей. Кроме того, неправильно произведённые монтажные работы могут привести к аварийной ситуации, и затоплению квартиры снизу.

К сведению! Без наличия данного разрешения, установка тёплого пола будет незаконной, и при обнаружении такой врезки на вас будут наложены штрафные санкции.

Чтобы сохранить тепловой баланс в доме существует три законных варианта монтажа тёплого пола к радиатору:
1. Если в квартире двухтрубная схема подключения батарей;
2. При нахождении магистрали отопления в подвале дома, для жителей первого этажа, получить согласие на подсоединение отдельного ввода для подающего и обратного контура проще;
3. при наличии верхней разводке на чердаке, легко получить такое разрешение для жителей последнего этажа.
Только в таких случаях, установка пола с обогревом в одной квартире не влияет на режим отопления во всем доме. Врезка в однотрубную конструкцию однозначно приведёт к нарушению гидравлического баланса, что скажется на работоспособности всей системы.

К сведению! При невозможности врезать пол с обогревом в магистраль напрямую, законно получить разрешение на установку водяного пола нельзя.

Схемы подключения

Для подключения тёплых полов существует несколько схем, которые рекомендуют использовать специалисты.

Читайте также: