Теплообменник медь или латунь

Различия между теплообменниками газовых котлов

В электрических котлах главным нагревательным элементом является тэн. В газовых — теплообменник. Он служит для того, чтобы нагревать воду, которая через него проходит. Для этого используется горелка с открытым пламенем. Так как условия достаточно агрессивные, следует внимательно подходить к выбору теплообменника. Раньше они представляли собой обычную металлическую трубку, но сейчас их устройство намного сложнее.

Материал теплообменника газового котла: какой лучше

Меня удивляет, когда люди не задумываются о материале, из которого сделан теплообменник в котле. Ведь это один из самых важных элементов отопительного оборудования. Именно от материала зависит КПД, скорость нагрева и главное – срок службы. Помимо этого, они могут содержать второй контур. Чтобы вы поняли, какой теплообменник лучше, я хочу рассказать про преимущества и недостатки каждого из них.

Первые чугунные теплообменники

Именно чугун использовали при создании первых угольных и газовых котлов. Это объясняется его антикоррозийными свойствами и сроком службы от 30 до 50 лет. Да и вообще, чугун слабо воздействует с какими-либо химическими веществами. А вот что касается теплоёмкости, она одна из самых высоких. Поэтому даже сейчас, когда появилось много других видов, теплообменники из чугуна продолжают пользоваться спросом. Они дольше нагреваются, но и гораздо дольше удерживают тепло после прекращения нагрева.

К сожалению, недостатков у них больше. Во-первых, это огромный вес и габариты. Котлы с чугунными теплообменниками занимают много места, а повесить их на стену вообще не представляется возможным. Только напольный способ установки, массивные мощные котлы требовательны к напольному покрытию (их масса часто превышает 300-400 кг).

Во-вторых, они плохо переносят резкие перепады температур. А ведь в отоплении обратка всегда холоднее подачи. В-третьих, чтобы уберечь чугун от этих перепадов, начали применять особые горелки. И тогда теплоёмкость уже перестала быть преимуществом. Поэтому, по сути, единственным преимуществом является большой срок службы.

Стальной

Чтобы избавиться от минусов чугунных, начали использовать стальные теплообменники. Они легче, оборудование занимает меньше места, да и цена гораздо ниже. Помимо этого, стальные теплообменники не так сильно боятся перепадов температур, поэтому в качестве нагревательного элемента подходят очень хорошо. А в случае поломки их можно отремонтировать. Конечно, не все модели, но многие.

Почему же тогда чугунные теплообменники продолжают использовать, если у стальных так много преимуществ? Дело в том, что не всё так гладко. Ведь сталь подвержена коррозии, а это уже огромный минус. Поэтому и срок службы в 2-3 раза меньше, обычно от 12 до 15 лет. Ещё я хотел бы обратить внимание на то, что сталь может прогореть. Если уж вы решили выбирать котёл с теплообменником из этого материала, я советую заранее узнать про толщину стенок. Она должна быть 3 мм и больше. А лучше 5 мм.

Медный

Самый лучший металл по теплоотдающим характеристикам — это медь. Пожалуй, можно назвать только один недостаток медных теплообменников. Это их высокая цена, устанавливаются медные теплообменники обычно на модели среднего ценового сегмента и выше (от 45-50 тыс. руб). Зато преимуществ очень много:

• компактные размеры;
• малый вес;
• высокий КПД;
• медь практически не поддаётся коррозии;
• быстро нагревается и остывает;

Кстати, именно из-за быстрого нагрева тратится гораздо меньше газа, поэтому ещё одним плюсом можно считать экономию. Что касается срока службы, производители обычно указывают 14—17 лет, что соответствует реалиям. Это незначительно больше, чем у стали, но все еще сильно меньше, чем у чугуна. Но за такое время на топливе получится сэкономить гораздо больше.

Обычно медные теплообменники устанавливают в настенных котлах. Хотя встречаются и в напольных.

Алюминиевый

В качестве материала для теплообменника газового котла используют и алюминий. Впервые его применили в конденсационных моделях, но о них я расскажу чуть позже. Алюминиевые теплообменники устанавливают и в обычных конвекционных котлах. Казалось бы, зачем они нужны, если медь хорошо справляется со своими задачами? Всё дело в цене. Чтобы удешевить производство, в медных теплообменниках стараются уменьшать толщину стенок. С алюминием этого делать не нужно. Он и так в несколько раз дешевле меди, а теплоотдающие свойства тоже достаточно высокие.

Получается, что алюминиевый теплообменник толще медного. И в этом его огромное преимущество, ведь повышается срок службы. Практика показала, что алюминий ещё и меньше подвержен окислению. Но в интернете мнения на этот счёт расходятся. Поэтому сложно сказать точно, какой теплообменник лучше.

Мы рекомендуем: настенные модели – с медным или алюминиевым теплообменником; напольные – с чугунным. Разумеется, в бюджетных моделях применяют исключительно сталь.

Конденсационные котлы с дополнительным теплообменником

В обычных котлах горелка нагревает теплообменник, а продукты сгорания удаляются через дымоход. Но смысл в том, что часть тепла тоже уходит через дымоход. Чтобы использовать это тепло для обогрева, создали конденсационные котлы. Их конструкция предполагает наличие дополнительного теплообменника. Устроен он достаточно сложно. Из-за разницы температур образуется конденсат, который и служит источником тепловой энергии. Грубо говоря, пар становится водой, она остужается, а её тепло используется для отопления.

Идея создания конденсационных котлов не такая уж новая. Об этом задумывались несколько десятков лет назад. Но тогда технологии не позволяли сделать сплав металла, который мог бы долго проработать в агрессивной среде. Сейчас для этих целей обычно используют высококачественную нержавейку.

Сравнение конвекционных и конденсационных газовых котлов
Окупаемость конденсационных моделей в отечественных условиях

Монотермический или битермический

Когда котёл способен работать только в режиме отопления, его называют одноконтурным. Но многие современные модели способны также работать в режиме горячего водоснабжения (ГВС). Такие котлы называют двухконтурными. Осуществить нагрев воды можно двумя способами: с помощью пластинчатого теплообменника или битермического.

Пластинчатый теплообменник установлен отдельно от основного и состоит из двух частей. Когда через одну часть проходит вода из отопления, она нагревает вторую, которая соединена с водопроводом. Это раздельный, более практичный и надежный, но более дорогой и менее компактный способ.

Битермический теплообменник невозможно очистить механическим путем и довольно сложно промыть. При образовании накипи он быстрее забивается.

В целях экономии средств и пространства придумали сдвоенные или битермические теплообменники. Принцип действия у них совершенно другой. Конструктивно это одна деталь: теплообменник в теплообменнике или труба в трубе. Снаружи обычно проходит отопление, а внутри располагается контур ГВС.

К сожалению, из-за своей конструкции у битермических теплообменников узкие проходы, которые могут быстро засориться. А чистка помогает далеко не всегда, да и сделать это не так просто. Цена у таких теплообменников гораздо выше. Да и всё равно пользоваться водой придётся ограниченное время, так как присутствует риск прогорания металла. Я считаю, что лучше покупать котлы с раздельными теплообменниками. Они более надёжные.

Теплообменник газового котла в разрезе. Использование загрязненного теплоносителя и отсутствие регулярной чистки привело к тяжелым последствиям: серьезный перегрев и практически полное засорение.

Люди покупают котёл не на один год. В худшем случае он должен прослужить несколько лет. А так как теплообменник является важной частью любого котла, то и к его выбору нужно подходить основательно. Также стоит помнить, что это одна из самых дорогих и труднозаменимых запчастей. Лучше следить за правильной работой оборудования и ежегодно его обслуживать, чем потом платить лишние деньги за ремонт.

Источник

Материалы теплообменников

Для изготовления теплообменного оборудования, как правило, используют углеродистые и низколегированные стали, нержавейку, латунь, медь, чугун или титан. Поскольку основной рабочей частью теплообменников является трубный пучок и теплообменный процесс происходит именно за счет него, то необходимо быть уверенным в качестве этой системы.

Выбор материала зависит от многих факторов, одним из основных показателей пригодности материала для изготовления теплообменников являются механические свойства, такие как:

• пластичность,
• скорость изнашивания,
• удобство при монтаже и сварке,
• отсутствие внутренних дефектов и однородность,
• стойкость к резким перепадам давления и температур,
• устойчивость структуры в процессе механических нагрузок,
• стойкость к коррозии в условиях высоких температур и агрессивных сред,
• прочность материала в условиях высокого давления и температурного режима.

Рассмотрим наиболее популярные материалы, из которых производят трубные пучки и теплообменники.

За счет того что медь обладает очень большой теплопроводностью, то изготовленное из нее оборудование имеет высокий коэффициент теплопередачи. Благодаря пластичности данного металла, возможно изготовление из него теплообменника с высокой степенью оребрения.

Стоить отметить и габариты таких агрегатов – они имеют малый вес, небольшой объем и весьма компактны. Медь зачастую подвластна коррозии и омеднению, но если придерживаться профилактических мер, этого можно избежать. Пожалуй, основной недостаток такого оборудования – высокая цена.

Латунь

Перед тем как использовать латунный теплообменник, необходимо провести анализ жидкости, с которой аппарат будет взаимодействовать. Латунь используется с пресной водой без примесей и солей, в противном же случае пучок труб начнет ржаветь и приходить в негодность.

Несмотря на то, что тепло- и электропроводность латуни ниже, чем у меди, она обладает более высоким показателем прочности и коррозостойкости. Некоторые латунные сплавы устойчивы к морской воде и перегретому пару – их прочность к специфическим средам и условиям определяет сферу их применения. Более того, латунь значительно дешевле меди.

Нержавеющая сталь

Теплообменники из нержавейки обладают максимальной стойкостью к коррозии и используются в системах с жидкостями, по химическому составу не подходящими ни меди, ни латуни. Это может быть вода с высокой кислотностью, жесткостью, щелочностью, с большой концентрацией сульфатов. Именно нержавейку используют для производства труб, по которым будет течь соленая вода с различными примесями.

Кроме того, нержавейка сочетает достоинства чугуна и стали: она долговечна, невосприимчива к перепадам температур и обладает малой инертностью. Она также не выделяет ионы металла, которые окрашивают и загрязняют воду и обладает более доступной ценой.

Важно помнить, что выбор материала для теплообменника зависит от определенных параметров и в каждом случае индивидуален. К данному вопросу стоит подходить с особой тщательностью, чтобы теплообменник прослужил максимально долго и эффективно.

Возможно, Вас заинтересуют:

о продукции

Источник

Что нужно знать при выборе котла? (Часть I)

Газовый котел , находящийся в вашем доме, служит источником тепла и комфорта.

О днако при определенных обстоятельствах он же мо­жет стать причиной неприятностей и даже бед.

На сегодняшний день на рынке представлено огромное множество котлов всевозможных ти­пов и марок, и потребитель, не чувствуя себя способным в них разобраться, частенько пере­кладывает вопрос выбора котла на кого-либо другого, полностью доверяя постороннему че­ловеку вопрос своего дальнейшего покоя и комфорта.

Основные части любого газового котла — горел­ка и теплообменник.

Сгорающий газ нагревает циркулирующую через теплообменник воду, которая, поступая по трубам в ра­диаторы или конвекторы, пере­дает тепло воздуху жилого по­мещения.

Естественно, что приведен­ная схема работы котла очень упрощена.

Ниже вы познакоми­тесь с разными типами котлов, а также с основными функциями, имеющими влияние на комфорт, надежность и экономичность оборудования.

Как нам кажется, именно эти характеристики должны стать основными при принятии решения о покупке того или иного котла.

Материал теплообменника

В настоящий момент при производстве котлов используются теплообменники трех основных ти­пов: медные, стальные, чугунные и из нержавеющей стали. В последнее время используются также теплообменики из алюминия, но так как извезсно, что алюминий вступает в реацию с водой, мы в этой статье их не рассматриваем.

Можно с уверен­ностью сказать, что, обратившись за консультацией к специалисту, вам придется выбрать один их этих вариантов.

Котлы со стальными теплообменниками.

Они наиболее распространены, особенно среди продукции отечественных произво­дителе:-, и связано это, главным образом, с доступностью материала и сравнительной простотой его обработки.

Основные достоинства котлов со стальными теп­лообменниками — относительно невысокая цена и хорошая пластичность материала.

Последнее имеет большое значение, так как в процессе эксплуатации теплообменник периодически подвергается прямо­му тепловому воздействию пламени горелки, вследствие чего в нем возникает так называемые тепловые напряжения, способные привести к образова­нию трещин в корпусе теплообменника.

К недостаткам стальных теплообменников отно­сится их подверженность коррозии.

В процессе ра­боты котла коррозионному воздействию подверга­ются как внутренняя, так и наружная поверхности теплообменника, вследствие чего может произойти его разрушение.

Минусами стального теплообменника являются также его сравнительно большие вес и объем.

Дан­ные характеристики отражают степень инерционно­сти. Другими словами, часть газа будет расходо­ваться на нагрев теплообменника и находящейся в нем воды, т.е. не все тепло используется по назначе­нию — на нагрев теплоносителя.

Чем больше вес и внутренний объем теплообменника, тем больше топлива будет израсходовано напрасно.

Чугунный теплообменник

Он характеризуется стойкостью к коррозии и долговечностью. Чугун предъявляет высокие требования к соблюдению правил проектирования и эксплуата­ции котла.

Его неравномерный нагрев (например, из-за появления отложений в надгорелочной части при использовании плохо подготовленной воды) вы­зывает растрескивание материала.

Существует так­же понятие «низкотемпературная коррозия» — рас­трескивание чугунного теплообменника из-за раз­ности температур в зоне нагрева и месте входа в не­го воды из обратной линии системы отопления.

Что­бы избежать этого, в схему включают дополнитель­ный элемент — четырехходовой смесительный кла­пан, добавляющий в «обратку» на входе в котел го­рячую воду из прямой линии.

Если вместо обещан­ных 20 лет эксплуатации чугунный теплообменник прослужил сезон, продавец, как правило, сослав­шись на несоблюдение условий эксплуатации, отка­зывается бесплатно выполнить замену теплообмен­ника, стоимость которого часто составляет 50-60 % . стоимости котла.

К сожалению, наиболее уязвимыми оказываются именно дорогие импортные котлы, и связано это с высокой технологией литья, позво­ляющей изготавливать теплообменники с более тонкими стенками.

Минусы чугунных теплообменников — высокая стоимость, хрупкость (подверженность образова­нию трещин при неправильной эксплуатации), высо­кая инерционность, вследствие большого веса и объема, а также громоздкость.

Теплообменник — медный

Его положительные качества — устойчивость к коррозии, небольшой вес и объем (низкая инерционность), компактность.

Дело в том, что медный тепло­обменник способен при значительно малых размерах передавать больше тепла, и на единицу его массы приходится значительно большее тепловое воздействие, чем у стального и, особенно, чугунно­го теплообменника.

Именно поэтому в котлах старых конструкций теплообменник быстро разрушался. В современных котлах по мере нагрева воды мощ­ность горелки уменьшается до 30 % (а у некоторых моделей и более), снижается и температурное воз­действие на теплообменник, что продлевает срок его службы.

Практика показывает: по долговечности медные теплообменники котлов, оснащенных необ­ходимыми функциями, практически не уступают чу­гунным.

Напольный или настенный котел?

В настоящий момент на рынке представлены котлы в напольном и настенном вариантах.

Напольные котлы, как правило, тре­буют дополнительной установки насоса, расшири­тельного бака, предохранительной аппаратуры (за исключением варианта использования в гравита­ционной системе отопления).

Если потребитель предпочитает котел, не зависящий от электричест­ва, и, как следствие, гравитационную систему отоп­ления, вариант навесного котла заведомо неприем­лем.

Необходимо, однако, иметь в виду: при прочих равных условиях гравитационная система потребля­ет на 10-15% больше газа, по сравнению с циркуля­ционной.

В связи с тем, что разнообразие напольных кот­лов, представленных на рынке, ограничивается, в основном, материалом теплообменника и мощнос­тью, следующие несколько пунктов мы посвятим на­стенным котлам.

«Настенники» предлагаются на рынке в двух ос­новных модификациях: одноконтурные, предназначенные для отопления, и двухконтурные, — для отопления и приготовления горя­чей воды. Наибольшим спросом пользуются вторые, что связано с их компактностью и экономичностью.

Одноконтурные котлы нуждаются в дополнительной установке бойлера для нагрева горячей воды, в то время как двухконтурные нагревают воду во встроенном проточном (скоростном) теплообмен­нике.

Выбор между ними — выбор способа приготов­ления горячей воды: в проточном теплообменнике или отдельном емкостном бойлере.

Главные преимущества проточного нагрева­теля — его способность обеспечивать нагрев определенного количества воды практически неограниченное время, а также относительная дешевизна.

Основные недостатки — необходи­мость запаса мощности для покрытия пикового расхода горячей воды (если проток слишком велик, теплообменник не будет успевать ее на­гревать) и достаточно высокие требования к качеству воды и уровню сервиса.

Еще одно преимущество емкостного нагревателя — спо­собность реаги­ровать на пико­вый расход за счет имеющего­ся запаса воды.

Он, кроме того, нечувствителен к изменению и даже сущест­венному умень­шению протока воды, а также менее подвер­жен выходу из строя вследст­вие образова­ния отложений.

Другими сло­вами, двухконтурный котел с проточным нагревате­лем представляется экономичным, компактным, но недостаточно надежным. Комбинация одноконтур­ной модели с емкостным бойлером надежна и ком­фортна, но более дорога и довольно громоздка.

Если двухконтурные, то какого типа?

К первому относятся вторичные теплообменники, сделанные в основном из нержавеющей стали, в которых вода нагревается путем передачи тепла от горячей отопительной воды (которая нагревается в верхнем теплообменнике от газовой горелки) через стенки теплообменника к протекающей водопроводной воде

К второму — так называемые битермические теплообменники, в них вода нагревается непосредственно от горелки в специальных трубках, проходящих внутри главного теп­лообменника.

Их главные преимущест­ва — дешевизна, ком­пактность и несколько меньший промежуток времени, необходимый для нагрева воды до за данной температуры.

Вместе с тем, данная конст­рукция не лишена недостатков. Внутренняя поверх­ность такого теплообменника достаточно быстро покрывается слоем отложений, вследствие чего не­обходимо его ежегодная прочистка.

При разборе горячей воды в зимнее время, когда главный теплообменник работает в режиме отопления, либо по­сле краткосрочного закрытия крана горячей воды, когда вода будет нагреваться остаточным теплом, из крана может на короткое время пойти вода тем­пературой 70-80 *С. со всеми вытекающими из это­го негативными последствиями.

Представьте себе, что вы моете ребенка под душем, закрываете воду, чтобы намылить ему голову, затем направляете на него душ и открываете воду. А из душа польется ки­пяток.

Котлы с вторичными теплообменниками , в отличие от предыдущих, не страдают такими недо­статками, хотя они, как правило, несколько дороже и больше по размерам.

Кроме того, при открытии крана горячей воды, ждать ее придется на несколь­ко секунд дольше, чем в котлах с битермическим теплообменником.

В примере с моющимся ребен­ком у такого котла из душа польется вода несколько холоднее, чем она была перед выключением, и вернется на прежний уровень через 1 -2 секунды.

Кста­ти, в смоделированной выше ситуации вода задан­ной изначально температуры польется из душа при использовании одноконтурного котла с емкостным бойлером, что и подтверждает его большую ком­фортность.

На что обратить внима­ние

К сожалению, на практике достаточно часто при­ходится сталкиваться с ситуацией, когда недоста­точно осведомленный потребитель обращается за советом в специализированную организацию, а там ему пытаются в первую очередь продать не лучший современный продукт, а тот, что в данный момент есть у фирмы на складе и за что поставщику были заплачены деньги, порой морально устаревший, купленный в свое время на распродаже.

При этом неискушенному потребителю расхвали­вают технические параметры и функции котла, пре­поднося его как суперновинку. Для того чтобы тако­го не произошло с читателем, предлагаем ознако­миться с некоторыми техническими характеристи­ками и функциями котлов, имеющими наибольшее значение для его работы.

Экономичность

Как уже было сказано, основным параметром, определяющим экономичность котла, является его коэффициент полезного действия (КПД).

На его уве­личение направлены все основные разработки веду­щих мировых производителей котлов.

КПД совре­менных котлов находится в диапазоне 91-93 %.

Именно стремлением обеспечить максимальный КПД можно объяснить появление так называемых конденсационных котлов, которые не просто ис­пользуют теплоту сгорания газа, но и способны час­тично утилизировать тепло конденсации водяных паров, находящихся в продуктах сгорания.

По ин­формации, приводимой производителями, КПД та­ких котлов достигает 107-108 %.

Отдавая должное такому оборудованию, необходимо отметить неко­торые особенности, часто замалчиваемые перед по­тенциальным покупателем .

Во-первых, указанный КПД достигается лишь в низкотемпературных (40-50 °С) системах, в традиционных же (с темпера­турой теплоносителя 80-85 ‘С) — он не превышает 94-96 %.

Во-вторых, конденсационные котлы не мо­гут использоваться с обычным классическим кир­пичным дымоходом.

В-третьих, при нагревании во­ды для ГВС, КПД у конденсационного котла практи­чески такой же , что и у обычного.

Не следует также забывать: котел — только часть системы отопления, и его высокий КПД — лишь один из способов достижения ее экономичности в целом.

Для потребителя важно не столько то, как экономично протекает процесс сгорания в котле, а каково потреб­ление газа в целом.

Большое значение имеют, например, погрешность, с которой автоматика котла опре­деляет температуру (у разных котлов она колеблется от 1 до 5 ‘С), способность котла эффективно работать в режиме эквитермического регулирования (менять температуру отопительной воды в зависимости от температуры наружного воздуха) и т.д.

Практика пока­зывает: использование только погодозависимого ре­гулирования позволяет сэкономить до 10-12 % газа!

Источник