Какие трубы использовать для теплотрассы частного дома


Какие трубы использовать для частного строительства | Трубы Флексален

При организации систем вoдoснабжeния и oтoпления в частных дoмах крайне важно уделять внимание не только профессиональному проектированию и мoнтaжу, но и выбору самих материалов. На сегодняшний день наилучшими можно отметить тpубопроводы от компании  flехalеn , которые обладают высоким качеством и долговечностью.

Теплoтpаccы для организации автономной системы oтoпления и вoдoснабжeния от компании  flехalеn  выступают прекрасной альтернативой, не требующей дополнительного утепления. Несомненными их преимуществами стоит отметить:

  • длительный срок эксплуатации;
  • простота проведения мoнтaжных работ;
  • отсутствие потребности в обслуживании;
  • гибкость и т.д.

В наши дни теплоизолированные тpубы нашли свое применение при обустройстве отопительных, водопроводных и канализационных систем. Причем, они пригодны для использования не только в частных дoма х, но и производственных зданиях. Обратившись в компанию ООО «Heating Water», вы сможете получить консультацию, правильный расчет материалов и стоимости работ. Это позволит вам сориентироваться и решить, что для вас необходимо в данной ситуации.

Какие тeплoтpaссы лучше подходят для частных дoмов?

При организации отопительной системы в частном дoме могут применяться различные варианты тpубопроводов. Все зависит от этажности, площади здания, используемых материалов и технологий мoнтaжа. Организовав автономную систему, вы избавите себя от возможных проблем и сможете круглосуточно наслаждаться комфортабельными условиями проживания. В качестве теплоносителя может использоваться обычная фильтрованная вода или антифриз, который убережет вашу систему от промерзания.

Прокладка тeплoтpaссы может осуществляться канальным или бесканальным способом. Последний вариант можно смело назвать наиболее экономичным. Но и здесь имеется недостаток – высокая степень подверженности коррозии. Сама система прокладки также может быть различной: одно тpуб ной, двух тpуб ной или лучевой.

Какие тpубы выбрать для частного дoма ?

На сегодняшний день на строительном рынке представлен довольно широкий ассортимент тpуб , среди которого вы сможете подобрать для себя наиболее актуальный вариант. Как правило, приобретаются оцинкованные или полипропиленовые  тpубы для частного дoма . Оцинкованные могут выдерживать довольно высокие скачки давления и обладают повышенной степенью прочности. Однако, они совершенно не совместимы с «теплым полом» и имеют довольно высокую стоимость. Более доступным в финансовом плане выступают полипропиленовые тpубы , но они имеют ограничение по температуре теплоносителя (90-95 градусов) и давлению (до 9 атмосфер). Несколько схожими параметрами обладает и металлопластик, характеризующийся повышенной степенью гибкости и простотой мoнтaжа.

Теплоизолированные тpубы : особенности и преимущества

Теплоизолированные  тpубы для частного дoма  могут успешно применяться для организации наружных тепловых сетей. Они представляют собой многослойную конструкцию с внешней защитой. Трубопроводы от компании  flехalеn  обладают повышенной степень защиты, длительностью эксплуатации до 50 лет и доступной стоимостью.

Обратившись в компанию ООО «Heating Water» по телефону 8(495) 211-17-01, вы сможете получить консультацию или вызвать специалиста на место для проведения расчетов и составления проекта. Имея солидный опыт практической работы, мы можем гарантировать высокое качество реализуемого проекта.

Отопление в частном доме. Схема разводки отопления дома

Существуют различные схемы систем отопления в частных домах. У каждого есть свои особенности работы, а также достоинства и недостатки. Ту или иную схему отопления частного дома нужно подбирать для каждой конкретной ситуации, иначе вместо комфорта и уюта можно получить большие проблемы.

Отопительный контур по типу циркуляции теплоносителя

По способу циркуляции воды в отопительных контурах выделяют две основные схемы - с естественным и принудительным движением теплоносителя.Естественная, или гравитационная схема отопления частного дома основана на разнице плотности воды. Для нагретого теплоносителя характерна небольшая плотность, в результате чего он обратным ходом вытесняется в контур. Чтобы обеспечить самотечный поток жидкости, необходимо прокладывать трубопроводы с небольшим уклоном.

Основное преимущество гравитационной системы состоит в следующем: ее устройство не требует закупки сложных агрегатов и оборудования. Такая схема независима от других инженерных сетей, а главное - легко монтируется.

Несмотря на превосходство в простоте, такое распределение тепла в частном доме (фото показано ниже) имеет некоторые ограничения. Не рекомендуется использовать в жилых помещениях с большой площадью, так как гравитационное движение воды предусмотрено только по контуру, длина которого составляет примерно 30 метров.

Принудительное перемещение теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционного насоса, в состав которого входит насосный контур. Использование этих систем не ограничено (кроме обеспечения бесперебойного питания насосных агрегатов).

Схема трубопроводов

В процессе организации системы отопления Важным моментом является разводка отопления в частном доме. Все квартирные приборы водоснабжения или теплоснабжения подключаются к общей системе по определенной схеме.

Многое зависит от того, как сделана разводка. Он может быть горизонтальным или вертикальным. В последнем варианте магистральный трубопровод скрыт в подвале, а от него через квартиры проходит множество трубопроводов меньшего диаметра.Такая разводка дешевле и намного проще горизонтальной схемы. Он может быть однотрубным или двухтрубным.

Вертикальная однотрубная система

В этом варианте разводки подводящий трубопровод проложен под потолком верхнего этажа или на чердаке. Теплоноситель подается к нагревательным приборам по ряду вертикальных стояков. Главное достоинство такой схемы - минимальная протока трубопроводов.

Однако есть и недостатки:

  • Отсутствие регулировки.
  • Невозможность отключения отдельного отопительного прибора.
  • Выбег отопительных приборов.

При однотрубной разводке теплоноситель движется по единому целостному контуру через все отопительные приборы. В двухтрубной системе два стояка - из одного теплоноситель поступает в отопитель, а в другой выходит.

Такая разводка тепла в частном доме (без закрывающихся участков, нерегулируемая) применяется, если требуется естественная циркуляция теплоносителя.

Вертикальная двухтрубная система с нижней разводкой

В такой системе подводящая и обратная линии прокладываются над полом нижнего этажа или в самом полу, вода поступает в каждый отопительный прибор независимо. На верхних радиаторах рекомендуется установить вентиляционные клапаны, которые необходимы для удаления воздуха из системы.

Такие системы имеют следующие преимущества:

  • Возможность отключения отдельного нагревательного устройства.
  • Хорошая настройка системы.
  • Система теплого пола может быть включена по мере возведения здания.
  • На верхнем этаже нет линии подачи и стояков.
  • Устранение перерасхода отопительных приборов.

Недостатки:

  • По сравнению с однотрубной разводкой в ​​двухтрубной системе длина трубопроводов увеличивается.
  • Невозможность установки квартирных теплосчетчиков (впрочем, в таких домах есть домовые счетчики, что по первичным затратам намного выгоднее).

Горизонтальная двухтрубная система с разводкой по периметру

Такая разводка отопления в частном доме (схема приведена ниже) предусматривает подающий и обратный трубопроводы, которые проложены по периметру каждого этажа. На всех обогревателях установлены краны для стравливания воздуха.

Для данной системы характерны следующие преимущества:

  • Систему можно отключать по этажу.
  • Отсутствие стояков на всех этажах (кроме основного).
  • Допускается использование отопительных приборов с нижним подключением.
  • Прокладка магистральных трубопроводов в цоколе или перекрытии не только сокращает количество открытых коммуникаций, но и улучшает общий вид помещения.
  • Возможность установки квартирных теплосчетчиков.

Недостатки:

  • На длинных ответвлениях необходимо устанавливать компенсаторы.
  • Наличие воздушных клапанов на каждом ТЭНе немного усложняет эксплуатацию.

Напольная двухтрубная система с коллектором на каждом этаже

Такое распределение тепла в частном доме предполагает напольное расположение приточного и обратного коллекторов на основном стояке. Линии подачи и возврата от коллекторов подключены напрямую к каждому радиатору.

.

Основы системы отопления и охлаждения: советы и рекомендации

Когда воздух нагревается или охлаждается у источника тепла / холода, его необходимо распределить по различным комнатам вашего дома. Это может быть выполнено с помощью систем с принудительной подачей воздуха, гравитации или излучения, описанных ниже.

Системы нагнетания воздуха

Система принудительной подачи воздуха распределяет тепло, производимое печью, или холод, производимый центральным кондиционером, через вентилятор с электрическим приводом, называемый нагнетателем, который нагнетает воздух через систему металлических каналов в комнаты в вашем доме.По мере того, как теплый воздух из печи втекает в комнаты, более холодный воздух в комнатах стекает через другой набор каналов, называемый системой возврата холодного воздуха, в печь для обогрева. Эта система регулируется: вы можете увеличивать или уменьшать количество воздуха, проходящего через ваш дом. В центральных системах кондиционирования воздуха используется та же система принудительной подачи воздуха, включая вентилятор, для распределения холодного воздуха по комнатам и для возврата более теплого воздуха для охлаждения.

Объявление

Проблемы с системами принудительной подачи воздуха обычно связаны с неисправностью вентилятора.Воздуходувка также может быть шумной и добавляет стоимость электроэнергии к стоимости топочного топлива. Но поскольку в ней используется воздуходувка, система принудительной подачи воздуха представляет собой эффективный способ направлять переносимое по воздуху тепло или холодный воздух по всему дому.

Гравитационные системы

Гравитационные системы основаны на принципе подъема горячего воздуха и опускания холодного воздуха. Следовательно, гравитационные системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха из кондиционера. В гравитационной системе печь располагается рядом с полом или под ним.Нагретый воздух поднимается по воздуховодам и попадает в пол по всему дому. Если печь расположена на первом этаже дома, регистры тепла обычно располагаются высоко на стенах, поскольку регистры всегда должны быть выше печи. Нагретый воздух поднимается к потолку. По мере того, как воздух охлаждается, он опускается, входит в каналы возвратного воздуха и возвращается в печь для повторного нагрева.

Другой основной системой распределения для отопления является лучистая система.Источником тепла обычно является горячая вода, которая нагревается печью и циркулирует по трубам, встроенным в стену, пол или потолок.

Радиант Системс

Излучающие системы работают, обогревая стены, пол или потолок комнат или, чаще, обогревая радиаторы в комнатах. Затем эти предметы нагревают воздух в комнате. В некоторых системах используются электрические нагревательные панели для выработки тепла, которое излучается в комнаты. Как и гравитационные настенные обогреватели, эти панели обычно устанавливают в теплом климате или там, где электричество относительно недорогое.Излучательные системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха от кондиционера.

Радиаторы и конвекторы, наиболее распространенные средства распределения лучистого тепла в старых домах, используются в системах водяного отопления. Эти системы могут зависеть от силы тяжести или от циркуляционного насоса для циркуляции нагретой воды от котла к радиаторам или конвекторам. Система, в которой используется насос или циркулятор, называется гидравлической системой.

Современные системы лучистого отопления часто встраиваются в дома, построенные на фундаменте из бетонных плит.Под поверхностью бетонной плиты прокладывается сеть водопроводных труб. Когда бетон нагревается трубами, он нагревает воздух, соприкасающийся с поверхностью пола. Плита не должна сильно нагреваться; в конечном итоге он будет контактировать с воздухом по всему дому и нагревать его.

Системы Radiant - особенно когда они зависят от силы тяжести - подвержены ряду проблем. Трубы, используемые для распределения нагретой воды, могут забиться минеральными отложениями или наклониться под неправильным углом.Также может выйти из строя бойлер, в котором вода нагревается у источника тепла. В новых домах системы горячего водоснабжения устанавливаются редко.

В следующем разделе вы узнаете, как термостат и другие элементы управления используются для поддержания климата в помещении, создаваемого вашими системами отопления и охлаждения.

.

Разводка труб водопровода в квартире и частном доме: схемы и правила

Если вы решили начать ремонт в ванной или санузле своей квартиры или дома, без замены коммуникаций не обойтись. Не всегда дело в демонтаже труб и установке новых. Если вы хотите взяться за кардинальное расположение помещений, лучше сделать эргономику полезного пространства, разделить или объединить туалет и ванную, дополнив комнаты современной бытовой и сантехникой, а также сделать дизайн более совершенным.Такие меры будут сопровождаться прокладкой водопроводных и канализационных труб. При этом следует знать, как разводятся трубы водопровода по правилам.

Разборка схемы

Преобразование ванной комнаты должно быть определенной планировкой, что является ключевым моментом в создании уюта и комфорта в доме. Схема трубопровода предусматривает единую систему, которая указывает на взаимосвязь всех элементов между собой для функциональной и эффективной работы.Если разводка водопроводных труб в ванной и санузле проведена правильно, даже самые маленькие размеры комнаты сделают этот уголок дома уютным. Для начала необходимо разработать схему расположения сантехнических изделий, к которым будет подводиться трубопровод. Если унитаз отдельный, разводку нужно проводить вместе с санузлом.

Выбор способа установки

После того, как была разработана схема расположения водопроводных труб, можно подумать, как все это будет реализовано на практике.С этим особых сложностей возникнуть не должно, ведь разводка выполняется открытым или скрытым способом. Первый требует расположения коммуникаций извне. Таким образом, монтажные работы не позволяют добиться эстетической привлекательности системы. Это действительно так, даже если все коммуникации расположены ближе к поверхности пола.

Скрытый метод предполагает установку труб в стеновых конструкциях. В вопросе зрительного восприятия в этом случае все в порядке. Стволов не будет видно, но выполнить установку будет сложно.Например, поглаживание требует больших усилий. При скрытой разводке подобные манипуляции нельзя проводить в несущих стенах. При создании схемы водопровода необходимо определить, как будут располагаться трубы: коллектор

  • ;
  • последовательно;
  • с розетками.

Последний метод практически не используется в повседневной жизни, доверить его можно только профессионалам, поэтому рекомендуется рассмотреть первые два метода.

Последовательная разводка

У этого варианта разводки есть одно важное преимущество - простота. Укладка ствола будет осуществляться поэтапно, при этом одно устройство будет подключаться к другому. Если рассматривать данную технологию с точки зрения монтажа, то такой вариант станет отличным решением. У такой схемы водораспределительных труб есть недостаток, который находится в процессе эксплуатации. Напор воды будет распределяться неравномерно, что особенно заметно при использовании нескольких устройств одновременно.

Схема подключения коллектора

Этот метод предполагает установку крана каждой трубы, подходящей к устройству. Это позволяет производить ремонт без отключения системы. Коллекторная разводка водопроводных труб в ванной позволяет создать участок трубопровода для каждого из устройств. Распределение воды будет осуществляться равномерно по каждой точке водозабора. Следует помнить, что при отсутствии опыта этот метод может оказаться непростым, требует усилий и терпения.К тому же технология сопровождается повышенным расходом материалов. Любой вариант разводки предусматривает необходимость соблюдения минимального количества стыков и изгибов. Система должна быть максимально полной.

Основные принципы разводки труб для квартир

Перед ремонтом квартиры вы можете столкнуться только с необходимостью планировки разводки водопровода. Центральное отопление спроектировано строителями. Радиаторы можно только немного сдвинуть.Обвязка водопроводных труб в новостройке может потребовать соблюдения других правил. В таких домах часто встречаются горизонтальные разводки для каждой квартиры. Стыки в этом случае будут расположены на лестнице, а радиаторы - внутри квартиры и объединены сложной разводкой барачного типа. Предусмотрено шлейфование по периметру. В этом случае разводка труб водопровода в квартире дает фантазию дизайнера.

Но этот случай нельзя назвать типичным, и изменения сводятся только к переносу аккумуляторов.Проводка, ко всему прочему, может быть смешанной. При этом проводка к смесителю сделана независимой, а стиральная машина и унитаз могут питаться последовательно. В обычных квартирах применяется последовательная разводка. Его легче выполнять, требует меньше материала. Стена в этом случае будет отделана всего двумя трубами, а не 10 или 6.

Типовая разводка для квартиры

Разводка водопроводных труб в квартире обычно предусматривает использование типовой схемы.В кладовой или ванной стоят стояки, на выходах которых предусмотрены два клапана. После них устанавливается тройник, от которого питается бак. При сварном шве следующим этапом является снятие смесителя, который устанавливается на трубы. Последние крепятся к стене с помощью кронштейнов. На кухне смеситель устанавливается на раковину и соединяется гибкими шлангами.

Варианты разводки для квартиры

Правила разводки труб в водопроводе можно менять, если речь идет о общежитиях или небольших семьях.В этом случае в квартиру уходят два стояка. Смеситель для кухни запитывается от стояков, в разводке разводка соответствует правилам, описанным выше. В ванной есть змеевик.

В «Хру

.

ТЕПЛООБМЕННИКИ

Теплообменник - это устройство, используемое для передачи тепла между двумя или более жидкостями. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и, в зависимости от типа теплообменника, могут быть разделены или находиться в прямом контакте. Устройства, использующие источники энергии, такие как стержни ядерного топлива или огневые нагреватели, обычно не считаются теплообменниками, хотя многие принципы, заложенные в их конструкции, одинаковы.

Чтобы обсудить теплообменники, необходимо дать некоторую форму категоризации.Обычно используются два подхода. Первый рассматривает конфигурацию потока в теплообменнике, а второй основан на классификации типа оборудования, прежде всего, по конструкции. Оба рассмотрены здесь.

Классификация теплообменников по конфигурации потока

Существует четыре основных конфигурации потока:

На рисунке 1 показан идеализированный противоточный теплообменник, в котором две жидкости текут параллельно друг другу, но в противоположных направлениях.Этот тип организации потока позволяет максимально изменить температуру обеих жидкостей и, следовательно, является наиболее эффективным (где эффективность - это количество фактически переданного тепла по сравнению с теоретическим максимальным количеством тепла, которое может быть передано).

Рисунок 1. Противоток.

В теплообменниках с прямоточным потоком потоки текут параллельно друг другу и в том же направлении, как показано на рисунке 2. Это менее эффективно, чем противоток, но обеспечивает более однородную температуру стенок.

Рисунок 2. Попутный поток.

По эффективности теплообменники с перекрестным потоком занимают промежуточное положение между противоточными и параллельными теплообменниками. В этих установках потоки текут под прямым углом друг к другу, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Поперечный поток.

В промышленных теплообменниках часто встречаются гибриды вышеуказанных проточных типов. Примерами являются комбинированные теплообменники с поперечным / противотоком и многопроходные теплообменники.(См., Например, рисунок 4.)

Рисунок 4. Перекрестный / противоточный поток.

Классификация теплообменников по конструкции

В этом разделе теплообменники классифицируются в основном по их конструкции, Garland (1990) (см. Рисунок 5). Первый уровень классификации - разделение типов теплообменников на рекуперативные и регенеративные. Рекуперативный теплообменник имеет отдельные пути потока для каждой жидкости, и жидкости протекают одновременно через теплообменник, обмениваясь теплом через стенку, разделяющую пути потока.Рекуперативный теплообменник имеет единственный путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.

Рисунок 5. Классификация теплообменников.

Рекуперативные теплообменники

В регенеративном теплообменнике путь потока обычно состоит из матрицы, которая нагревается, когда горячая жидкость проходит через нее (это известно как «горячий удар»). Это тепло затем передается холодной жидкости, когда она протекает через матрицу («холодный удар»).Регенеративные теплообменники иногда называют емкостными теплообменниками . Хороший обзор регенераторов дает Walker (1982).

Регенераторы в основном используются для рекуперации тепла газа / газа на электростанциях и в других энергоемких отраслях. Два основных типа регенераторов - статические и динамические. Оба типа регенераторов являются кратковременными в эксплуатации, и, если при их проектировании не уделить должного внимания, обычно происходит перекрестное загрязнение горячего и холодного потоков.Однако использование регенераторов, вероятно, расширится в будущем, поскольку предпринимаются попытки повысить энергоэффективность и утилизировать больше низкопотенциального тепла. Однако, поскольку регенеративные теплообменники, как правило, используются для специальных применений, рекуперативные теплообменники более распространены.

Рекуперативные теплообменники

Существует много типов рекуперативных теплообменников, которые можно в широком смысле сгруппировать в непрямой контакт, прямой контакт и специальные. В теплообменниках непрямого контакта теплоносители разделяются с помощью трубок, пластин и т. Д.. Теплообменники с прямым контактом не разделяют жидкости, обмениваясь теплом, и фактически полагаются на то, что жидкости находятся в тесном контакте.

В этом разделе кратко описаны некоторые из наиболее распространенных типов теплообменников, и они расположены в соответствии с классификацией, приведенной на рисунке 5.

В этом типе пары разделены стенкой, обычно металлической. Примерами являются трубчатые теплообменники, см. Рисунок 6, и пластинчатые теплообменники, см. Рисунок 7.

Трубчатые теплообменники очень популярны из-за гибкости, которую разработчик должен учитывать в широком диапазоне давлений и температур.Трубчатые теплообменники можно разделить на несколько категорий, из которых кожухотрубные теплообменники являются наиболее распространенными.

Кожухотрубный теплообменник состоит из ряда трубок, установленных внутри цилиндрической оболочки. На рисунке 8 показан типичный блок, который можно найти на нефтехимическом заводе. Две жидкости могут обмениваться теплом, одна жидкость течет по внешней стороне труб, а вторая жидкость течет по трубкам. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и могут течь в параллельном или перекрестном / противотоке.Кожухотрубный теплообменник состоит из четырех основных частей:

  • Передняя часть - это место, где жидкость попадает в трубную часть теплообменника.

  • Задний конец - это то место, где текучая среда на трубной стороне выходит из теплообменника или где она возвращается в передний коллектор в теплообменниках с несколькими проходами на трубной стороне.

  • Пучок труб - состоит из трубок, трубных решеток, перегородок, стяжек и т. Д. Для удержания пучка вместе.

  • Кожух - содержит пучок труб.

Популярность кожухотрубных теплообменников привела к разработке стандарта для их обозначения и использования. Это стандарт ассоциации производителей трубчатых теплообменников (TEMA). Обычно кожухотрубные теплообменники изготавливаются из металла, но для специальных применений (например, с использованием сильных кислот в фармацевтических препаратах) могут использоваться другие материалы, такие как графит, пластик и стекло. Также нормально, чтобы трубки были прямыми, но в некоторых криогенных применениях используются спиральные или змеевики Хэмпсона .Простая форма кожухотрубного теплообменника - это двухтрубный теплообменник. Этот теплообменник состоит из одной или нескольких трубок, содержащихся внутри трубы большего размера. В наиболее сложной форме многотрубный двухтрубный теплообменник мало отличается от кожухотрубного теплообменника. Однако двухтрубные теплообменники, как правило, имеют модульную конструкцию, поэтому несколько блоков могут быть соединены болтами для достижения требуемой нагрузки. Книга Э.А.Д. Saunders [Saunders (1988)] дает хороший обзор трубчатых теплообменников.

К другим типам трубчатых теплообменников относятся:

  • Печи - технологическая жидкость проходит через печь в прямых или спирально намотанных трубах, а нагрев осуществляется горелками или электрическими нагревателями.

  • Пластинчатые трубы - в основном используются в системах рекуперации тепла и кондиционирования воздуха. Трубки обычно монтируются в какой-либо форме воздуховода, а пластины действуют как опоры и обеспечивают дополнительную площадь поверхности в виде ребер.

  • С электрическим нагревом - в этом случае жидкость обычно течет по внешней стороне электрически нагреваемых трубок (см. Джоулев нагрев).

  • Теплообменники с воздушным охлаждением состоят из пучка труб, вентиляторной системы и несущей конструкции. Трубки могут иметь ребра различного типа, чтобы обеспечить дополнительную площадь поверхности со стороны воздуха. Воздух либо всасывается через трубы вентилятором, установленным над пучком (принудительная тяга), либо продувается через трубы вентилятором, установленным под пучком (принудительная тяга). Они, как правило, используются в местах, где есть проблемы с получением достаточного количества охлаждающей воды.

  • Тепловые трубы, сосуды с мешалкой и теплообменники из графитовых блоков можно рассматривать как трубчатые или помещать в Рекуперативные «Особые предложения». Тепловая труба состоит из трубы, материала фитиля и рабочей жидкости. Рабочая жидкость поглощает тепло, испаряется и переходит на другой конец тепловой трубки, где она конденсируется и выделяет тепло. Затем жидкость под действием капилляров возвращается к горячему концу тепловой трубы для повторного испарения. Сосуды с мешалкой в ​​основном используются для нагрева вязких жидкостей.Они состоят из емкости с трубками внутри и мешалки, такой как пропеллер или ленточный винтовой импеллер. Трубки несут горячую жидкость, а мешалка вводится для обеспечения равномерного нагрева холодной жидкости. Теплообменники с угольным блоком обычно используются, когда необходимо нагреть или охладить агрессивные жидкости. Они состоят из твердых блоков углерода, в которых просверлены отверстия для прохождения жидкости. Затем блоки скрепляются болтами вместе с коллекторами, образуя теплообменник.

Пластинчатые теплообменники отделяют жидкости, обменивающиеся теплом, с помощью пластин.Обычно они имеют улучшенные поверхности, такие как ребра или тиснение, и скрепляются вместе болтами, припаяны или свариваются. Пластинчатые теплообменники в основном используются в криогенной и пищевой промышленности. Однако из-за высокого отношения площади поверхности к объему, малого количества жидкостей и способности обрабатывать более двух паров они также начинают использоваться в химической промышленности.

Пластинчатые и рамные теплообменники состоят из двух прямоугольных концевых элементов, которые удерживают вместе несколько рельефных прямоугольных пластин с отверстиями на углу для прохождения жидкостей.Каждая из пластин разделена прокладкой, которая герметизирует пластины и обеспечивает поток жидкости между пластинами, см. Рис. 9. Этот тип теплообменника широко используется в пищевой промышленности, поскольку его можно легко разобрать для очистки. Если утечка в окружающую среду вызывает беспокойство, можно сварить две пластины вместе, чтобы гарантировать, что жидкость, протекающая между сваренными пластинами, не сможет протечь. Однако, поскольку некоторые прокладки все еще присутствуют, утечка все еще возможна. Паяные пластинчатые теплообменники предотвращают возможность утечки за счет пайки всех пластин вместе, а затем приваривания входных и выходных отверстий.

Рисунок 6. Классификация трубчатых теплообменников.

Рисунок 7. Классификация пластинчатого теплообменника.

Рисунок 8. Кожухотрубный теплообменник.

Рисунок 9. Пластинчато-рамный теплообменник.

Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из ребер или прокладок, зажатых между параллельными пластинами. Ребра могут быть расположены так, чтобы допускать любую комбинацию поперечного или параллельного потока между соседними пластинами. Также возможно пропустить до 12 потоков жидкости через один теплообменник за счет тщательного расположения коллекторов.Обычно они изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали и спаяны вместе. Их основное применение - сжижение газа из-за их способности работать с близкими температурами.

Пластинчатые теплообменники в некоторых отношениях похожи на кожухотрубные. Прямоугольные трубы со скругленными углами уложены друг на друга, образуя пучок, который помещается внутри оболочки. Одна жидкость проходит через трубки, тогда как жидкость течет параллельно через зазоры между трубками.Они, как правило, используются в целлюлозно-бумажной промышленности, где требуются большие проточные каналы.

Спиральные пластинчатые теплообменники образуются путем наматывания двух плоских параллельных пластин вместе в змеевик. Затем концы уплотняются прокладками или свариваются. Они в основном используются с вязкими, сильно загрязняющими жидкостями или жидкостями, содержащими частицы или волокна.

В теплообменниках этой категории не используется поверхность теплопередачи, из-за чего они часто дешевле, чем косвенные теплообменники.Однако, чтобы использовать теплообменник прямого контакта с двумя жидкостями, они должны быть несмешиваемыми, или, если будет использоваться одна жидкость, она должна претерпеть фазовый переход. (См. Прямая контактная теплопередача.)

Наиболее легко узнаваемая форма теплообменника с прямым контактом - градирня с естественной тягой, которая используется на многих электростанциях. Эти агрегаты состоят из большой приблизительно цилиндрической оболочки (обычно более 100 м в высоту) и насадки внизу для увеличения площади поверхности. Охлаждаемая вода распыляется на набивку сверху, в то время как воздух проходит через дно набивки и поднимается вверх через башню за счет естественной плавучести.Основная проблема с этим и другими типами градирен с прямым контактом - это постоянная необходимость восполнения подачи охлаждающей воды за счет испарения.

Конденсаторы прямого контакта иногда используются вместо трубчатых конденсаторов из-за их низких капитальных затрат и затрат на обслуживание. Есть много вариантов конденсатора прямого контакта. В простейшей форме охлаждающая жидкость разбрызгивается сверху емкости над паром, поступающим сбоку емкости. Затем конденсат и охлаждающая жидкость собираются внизу.Большая площадь поверхности распылителя гарантирует, что они являются достаточно эффективными теплообменниками.

Закачка пара используется для нагрева жидкости в резервуарах или в трубопроводах. Пар способствует передаче тепла за счет турбулентности, создаваемой впрыском, и передает тепло за счет конденсации. Обычно конденсат не собирается.

Прямой нагрев в основном используется в сушилках, где влажное твердое вещество сушится путем пропускания его через поток горячего воздуха. Другой вид прямого нагрева - это горение под водой.Он был разработан в основном для концентрирования и кристаллизации коррозионных растворов. Жидкость испаряется пламенем, и выхлопные газы направляются вниз в жидкость, которая находится в резервуаре.

Воздухоохладитель с мокрой поверхностью в некоторых отношениях похож на теплообменник с воздушным охлаждением. Однако в блоках этого типа вода распыляется по трубкам, а вентилятор всасывает воздух и воду по пучку труб. Вся система закрыта, и теплый влажный воздух обычно выводится в атмосферу.

Скребковые теплообменники состоят из емкости с рубашкой, через которую проходит жидкость, и вращающегося скребка, который непрерывно удаляет отложения с внутренних стенок емкости. Эти агрегаты используются в пищевой и фармацевтической промышленности в тех случаях, когда отложения образуются на нагретых стенках сосуда с рубашкой.

Статические регенераторы или регенераторы с неподвижным слоем не имеют движущихся частей, кроме клапанов. В этом случае горячий газ проходит через матрицу в течение фиксированного периода времени, в конце которого происходит реверсирование, горячий газ отключается, а холодный газ проходит через матрицу.Основная проблема с этим типом агрегата состоит в том, что и горячий, и холодный поток прерывистый. Для преодоления этого и обеспечения непрерывной работы требуются по крайней мере два статических регенератора или можно использовать роторный регенератор.

В роторном регенераторе насадка цилиндрической формы вращается вокруг оси цилиндра между парой газовых уплотнений. Горячий и холодный газ протекает одновременно по каналам с обеих сторон газовых уплотнений и через вращающуюся насадку. (См. Рекуперативные теплообменники.)

Термический анализ любого теплообменника включает решение основного уравнения теплопередачи.

(1)

Это уравнение рассчитывает количество тепла, передаваемого через область dA, где T h и T c - местные температуры горячей и холодной жидкости, α - местный коэффициент теплопередачи, а dA - местная дополнительная площадь, на которой α основано. Для плоской стены

(2)

где δ w - толщина стенки, а λ w - ее теплопроводность.

Для однофазного обтекания стенки α для каждого из потоков является функцией Re и Pr. Когда происходит конденсация или кипение, α также может зависеть от разницы температур. Как только коэффициент теплопередачи для каждого потока и стены известен, общий коэффициент теплопередачи U определяется как

(3)

где сопротивление стенки r w равно 1 / α w . Общая скорость теплопередачи между горячей и холодной текучими средами тогда определяется выражением

(4)

Это уравнение предназначено для постоянных температур и коэффициентов теплопередачи.В большинстве теплообменников это не так, поэтому используется другая форма уравнения

(5)

где - общая тепловая нагрузка, U - средний общий коэффициент теплопередачи и ΔT M - средняя разница температур. Расчет ΔT M и отказ от предположения о постоянном коэффициенте теплопередачи описаны в разделе «Средняя разница температур».

Расчет U и ΔT M требует информации о типе теплообменника, геометрии (например,g., размер проходов в пластине или диаметр трубы), ориентация потока, чистый противоток или поперечный поток и т. д. Затем можно рассчитать общую нагрузку с использованием предполагаемого значения AT и сравнить с требуемой нагрузкой. Затем можно внести изменения в предполагаемую геометрию и U, ΔT M и пересчитать, чтобы в конечном итоге перейти к решению, которое равно требуемой нагрузке. Однако при выполнении термического анализа на каждой итерации также следует проверять, не превышен ли допустимый перепад давления.Компьютерные программы, такие как TASC от HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow Service), автоматически выполняют эти вычисления и оптимизируют конструкцию.

Механические аспекты

Все типы теплообменников должны подвергаться механической конструкции в той или иной форме. Любой теплообменник, работающий при давлении выше атмосферного, должен быть спроектирован в соответствии с местным кодом конструкции сосуда под давлением , например ASME VIII (Американское общество инженеров-механиков) или BS 5500 (Британский стандарт).Эти нормы определяют требования к резервуару высокого давления, но не касаются каких-либо специфических особенностей конкретного типа теплообменника. В некоторых случаях для определенных типов теплообменников существуют специальные стандарты. Два из них перечислены ниже, но в целом отдельные производители определяют свои собственные стандарты.

ССЫЛКИ

Гарланд, У. Дж. (1990) Частное сообщение.

Уокер, Г. (1982) Industrial Heat Exchangers-A Basic Guide , Hemisphere Publishing Corporation.

Rohsenow, W. M. и Hartnett, J. P. (1973) Handbook of Heat Transfer , New York: McGraw-Hill Book Company. DOI: 10.1016 / 0017-9310 (75)

-9

Сондерс, Э. А. Д. (1988) Теплообменники - выбор, проектирование и изготовление, Longman Scientific and Technical. DOI: 10.1016 / 0378-3820 (89)

-5

Ассоциация производителей трубчатых теплообменников, (1988) (TEMA), седьмое издание. Кожухотрубные теплообменники .

Американский институт нефти (API) 661: Теплообменники с воздушным охлаждением для нефтяной промышленности .

.

Смотрите также