Автор Андрей Сангурский, инженер координационного отдела ЧП «Компания «Водная Техника»

Основные процессы в отопительном оборудовании выполняет теплообменник. Именно это устройство определяет конструкцию и назначение котла. Этот важный узел служит для передачи тепла от нагретого (жидкого или газообразного) теплоносителя к более холодному. С помощью теплообменника происходит передача тепловой энергии от сгораемых газов к теплоносителю и от теплоносителя к санитарной воде.

В этом обзоре мы рассмотрим, какие теплообменники используются в навесных котлах. По принципу теплопередачи их можно классифицировать так:

❏ первичные, в которых теплопередача происходит от газа к жидкости;

❏ вторичные, в которых тепло передается от жидкости (теплоноситель) к жидкости (контур ГВС);

❏ совмещенные (битермические), в которых происходит двойной теплообмен от газа к теплоносителю и от теплоносителя к санитарной воде.

Первичный теплообменник представляет собой медную трубу, изогнутую в форме змеевика в одной плоскости, на которой находятся медные пластины ( рис. 1 ).

Поверхность первичного теплообменника покрыта защитным слоем для защиты от коррозии. В зависимости от длины трубы и количества ребер определяется его мощность. По конструкции первичные теплообменники одинаковы, но отличаются мощностью, габаритными размерами и способом подключения труб. На процесс теплообмена существенно влияют загрязнение пластин теплообменника грязью и копотью, а также отложение солей жесткости и грязи внутри теплообменника ( рис. 2 ).

Отложение солей жесткости и грязи внутри теплообменника существенно снижают теплообмен из-за уменьшения теплопроводности стенок теплообменника и нарушения циркуляции теплоносителя. Поэтому в регламентных сервисных работах сервисного обслуживания обязательна проверка состояния пластин и стенок теплообменника. По этой же причине обязательным условием при введении в эксплуатацию котла является наличие фильтра в системе отопления.

Вторичные теплообменники (либо теплообменники ГВС) — соединенные между собой пластины из тонкой нержавеющей стали ( рис. 3 ).

Они установлены в котлах Micra 2 ( Hermann ), Major kW , Mini kW , ( Immergas ), Linea ( Bongioanni ) . Благодаря большой площади теплообмена и высокой теплопроводности пластин обеспечивается необходимый теплообмен, даже несмотря на высокую скорость потока теплоносителя. Из-за скорости потока вторичный теплообменник не подвержен рискам отложения солей жесткости на своих стенках. К конструктивным особенностям пластинчатых теплообменников ГВС можно отнести направление потоков теплоносителя и холодной воды, которые, как правило, направлены навстречу друг другу.

Мощность пластинчатого теплообменника зависит от количества пластин, спаянных между собой. Чем больше пластин, тем больше площадь теплообмена и тем выше мощность.

Битермические теплообменники совмещают в себе два контура: отопления и горячего водоснабжения ( рис. 4 ). Они установлены в котлах Hermann Habitat 2 (Hermann), Immergas Star kW (Immergas) и Linea Isy (Bongioanni) .

Конструктивно битермический теплообменник представляет собой коаксиальную трубу (трубу в трубе), на поверхности которой напаяны медные пластины — ребра теплообменника ( рис 5 ).

Внутренняя труба теплообменника предназначена для санитарной воды ГВС, а наружная — для теплоносителя системы отопления. Во время работы в режиме отопления тепло от сгораемых газов передается непосредственно теплоносителю. Когда котел работает в режиме ГВС, тепло сгораемых газов передается теплоносителю, а затем контуру ГВС; при этом циркуляция в контуре отопления должна быть остановлена.

Применение битермического теплообменника в котле устраняет необходимость в дополнительных гидравлических узлах: трехходовом клапане и вторичном теплообменнике. Это снижает стоимость котла и повышает надежность его работы. Недостатком этого теплообменника является то, что теплопередача в режиме работы горячего водоснабжения ограничена.Соответственно, количество приготовляемой горячей воды ниже, чем в котлах с двумя теплообменниками. Кроме того, не рекомендуется использовать котлы с битермическими теплообменниками в тех районах, где вода содержит повышенное количество солей жесткости. Это обусловлено тем, что из-за большого перепада температур в контурах отопления и ГВС процесс отложения солей происходит более интенсивно.

В заключение скажем несколько слов о теплообменниках с повышенной ёмкостью. Они установлены в котлах VIP-класса, например, Eura (Hermann) . По конструкции они представляют собой бойлер емкостью на 6-8 литров, внутри которого практически по всему объему расположен медный змеевик. Указанные теплообменники еще называют мини-бойлерами ( рис. 6 ).

Через стенки мини-бойлера проходит контур ГВС, а по змеевику — контур теплоносителя.

Преимущества данного теплообменника в том, что благодаря большому объему теплоносителя в теплообменнике во время изменения температуры и скорости потока воды ГВС сглаживаются пульсации температуры воды на выходе котла. Другими словами, на выходе из котла всегда обеспечивается горячая вода стабильной температуры независимо от скачков температуры воды на входе и изменении напора воды. Кроме того, теплообменник с повышенной ёмкостью позволяет использовать функцию «быстрого старта», что обеспечивает горячую воду заданной температуры сразу после включения крана.

В этом обзоре мы описали основные виды теплообменников, которые применяются в газовом отопительном оборудовании. Надеемся, что этот короткий экскурс вместе с опубликованными в предыдущих выпусках журнала статьях (о газовом и трехходовом клапанах, о датчиках) поможет больше узнать об особенностях конструкции газовых котлов. ■