Классификация теплообменных аппаратов.
Важным конструктивным элементом систем инженерных сетей и оборудования является теплообменный аппарат (теплообменник) – устройство, предназначенное для передачи теплоты от одного теплоносителя другому. В качестве теплоносителей в нем могут использоваться пар, горячая вода, дымовые газы и другие тела. По принципу действия и конструктивному оформлению теплообменники разделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные. В рекуперативных теплообменниках обмен теплотой между теплоносителями происходит способом теплопередачи от греющего теплоносителя к нагреваемому через разделяющую их твердую стенку. Процесс теплообмена в них протекает при стационарном режиме.
В зависимости от взаимного направления движения теплоносителей теплообменники этого типа бывают прямоточные, противоточные и перекрестные (рис. 1).
Рис. 1. Схема рекуперативных теплообменников:
а) противоточного; б) прямоточного; в) перекрестного
К числу рекуперативных теплообменников относятся паровые котлы, водонагреватели, приборы систем центрального отопления и др.
В регенеративных теплообменниках процесс теплообмена происходит в условиях нестационарного режима. В них поверхность нагрева представляет собой специальную насадку из кирпича, металла или другого материала, которая сначала аккумулирует теплоту, а затем отдает ее нагреваемому теплоносителю. По такому принципу работают, например, отопительные печи.
В смесительных теплообменниках процесс теплообмена осуществляется при непосредственном соприкосновении и перемешивании теплоносителей. Примерами такого теплообменника являются башенный охладитель (градирня), предназначенный для охлаждения воды воздухом, контактные водоподогреватели.
Рекуперативные и регенеративные теплообменники являются поверхностными, поскольку теплопередача в них связана с поверхностью нагрева или охлаждения, а смесительные – контактными.
Бойлер. Конструкция и применение
Водонагреватель — устройство для нагрева воды в местной системе горячего водоснабжения. Существует две разновидности водонагревателей: накопительного и проточного типа.
Накопительный водонагреватель, или бойлер представляет собой сравнительно большую емкость с размещенным в ней или, реже, под ней, источником тепла. Нагрев может производиться при помощи парового или водяного теплообменника — в нем циркулирует горячая вода в замкнутом контуре, нагреваемая, например, с помощью отопительного котла. Такие бойлеры называют бойлерами (водонагревателями) косвенного нагрева.
Бойлер может также нагреваться с помощью размещенного внутри него ТЭНа (трубчатый электронагреватель) или расположенной под нагревательной емкостью газовой горелкой. Существуют также комбинированные модели, включающие два или реже более видов нагревательных элементов. Например: ТЭН + теплообменник; теплообменник, работающий от системы отопления + теплообменник, нагреваемый солнечным коллектором.
Водонагревательная емкость снаружи защищена слоем теплоизоляции и защитным кожухом. Снаружи к нагревательному элементу подсоединяется пульт управления, обязательно включающий управление температурой. Обычно это биметаллический термостат. Нагрев включается, когда термодатчик регистрирует в баке температуру ниже установленной.
Различают водонагреватели закрытого (напорного) и открытого (безнапорного) типов.
Бойлер закрытого типа можно использовать в системе централизованного водоснабжения нескольких водоразборных точек. Нагревательная емкость в них изготовлена из металла (эмалированная сталь, нержавеющая сталь, медь).
