Основные используемые схемы установки.
Теплообменники в инженерных системах, в том числе и котельных, играют одну из ключевых и значимых ролей в общей схеме работы оборудования. Основной функцией теплообменников -ТО является организация передачи тепловой энергии от одного теплоносителя к другому без их непосредственно смешивания.
В тепловых схемах котельных и инженерных систем данное оборудование используется в большинстве случаев для разделения котлового и сетевого контуров отопления, для осуществления подогрева горячей воды, для разделения внутренних контуров инженерных систем (отопления и вентиляции).
Разделение котлового и сетевого контуров в тепловых схемах
Котловой и сетевой контур требуется разделять в случае, если к ним применяются разные требования к качеству питающей воды, а также в случае, когда требуется защитить котловой контур при возникновении протечек в сетевом. Если котловой и сетевой контура не разделены ТО, то данная схема называется зависимой, если разделены — то независимой. Таким образом, при независимой схеме давление и температура в обоих контурах не зависит друг от друга.
На рисунке №1 указана одна их простых схем зависимого теплоснабжения, в которой отсутствуют теплообменники. Для наглядности данная схема максимально упрощена, в ней отсутствуют системы подачи холодной воды, системы подпитки и тд. Циркуляционные насосы обеспечивают расход теплоносителя через котлоагрегат, а также через сеть отопления. Такие схемы популярны для небольших котельных, в особенности в частных домах. Регулирование температуры теплоносителя осуществляется при помощи трехходового регулирующего клапана. В самых простых схемах регулирование температуры осуществляется при помощи автоматики котлоагрегата. Иногда в таких схемах, применяются гидравлическая стрелка или гидравлический разделитель, который обеспечивает разделение потоков, но регулировать давление и полностью разделять контура при его помощи не получается.
Рисунок 1 Зависимая схема теплоснабжения

На рисунке 2 представлен один из вариантов независимой схемы теплоснабжения, в которой ключевую роль играет уже теплообменное оборудование. В отличие от схемы на рисунке 1, где есть один общий контур теплоснабжения, здесь уже присутствует два независимых контура: котловой и сетевой, разделенные теплообменниками. Ключевые физические параметры теплоносителя, такие как: температура и давление в этих контурах, возможно регулировать отдельно друг от друга. Теплообменники дают в данном случае изолировать котловой контур с заданными параметрами и оптимизировать температурный режим работы котлоаграгета, что позволяет достичь максимального КПД работы и соответственно экономии топливных ресурсов. Следует отметить, так как давление в котловом и сетевом контурах уже не зависит друг от друга, в схемах с теплообменниками требуется устанавливать расширительные баки на оба контура для компенсации температурных расширений.
Рисунок 2 Независимая схема теплоснабжения

Приготовление горячей воды при помощи теплообменников
При приготовлении горячей воды в узле теплообменника нагреваемой стороной будет холодная или слегка подогретая вода. При этом греющей стороной может являться как вода котлового контура или сетевого контура, так и технологический пар. Пар используется в качестве теплоносителя для подогрева горячей воды в ряде случаев при наличии в составе котельной паровых котлов в летний период при выключенных водогрейных котлах.
На схеме на рисунке 3 видно, что водопроводная вода подпитывается через обратный клапан в сетевой контур циркуляции ГВС (горячей воды). Практически для всех промышленных отопительных котлоагрегатов требуется умягчение воды, используемой в качестве теплоносителя. При этом для нужд горячего водоснабжения умягченная вода не используется. В таких случаях, использование теплообменников является необходимым проектным решением. Стоит отметить также наличие в данной схеме повысительного насоса или насосной станции на линии водопровода, обеспечивающего необходимое давление подпитки.
Рисунок 3 Схема приготовления ГВС

Как выбрать правильный теплообменник?
Теперь рассмотрим, как выбрать оптимальный вариант теплообменника.
Чтобы принять взвешенное решение мы предлагаем убедиться в правильности расчетов, в подборе и качестве материалов, и в надёжности производителя.
Чаще всего недочеты возникают из-за того, что при расчете не уточняются все нюансы системы и требования к теплообменнику. Если Вы решите сравнить расчеты самостоятельно, обязательно внимательно изучите расчетные листы теплообменников, особое внимание обратите внимание на следующие характеристики.
Площадь теплообмена ТО – это площадь теплообменной поверхности одной пластины, умноженная на количество пластин. Площадь теплообмена зависит от многих параметров: потери давления, запаса поверхности на загрязнение, коэффициента теплопередачи и скорости в каналах.
Габаритные размеры и вес
Следует учитывать, что теплообменники различаются по габаритным размерам и весу.
Расчетное давление и толщина пластин
Проверьте, совпадает ли значение рабочего давления в расчетах с давлением в вашей системе. Если вы подключаетесь к внешним тепловым сетям, то давление прописано в технических условиях.

Когда максимальное рабочее давление неизвестно, часто в расчет берут самое низкое – 10 атм – его может быть недостаточно, например, городские тепловые сети требуют установку теплообменников рассчитанных на 16 атм.
Расчетное давление влияет на стоимость теплообменников – чем выше значение, тем дороже ТО. Причина в изменении конструктива: при высоком рабочем давлении используют более “толстые” пластины (0,5 мм вместо 0,4 мм) и ставят усиленные рамы. Усиление конструкции добавляет теплообменнику не только стоимость, но и надёжность. Если значение максимального рабочего давления будет ниже давления, которое может возникать в системе, теплообменник начнет течь.
Диаметр присоединения и скорости в портах
Если диаметр присоединения будет меньше (от 2 типоразмеров), в патрубках появятся шумы, а в ТО будут возникать микрогидроудары, которые в итоге снижают ресурс работы ТО. Лучше всего проверить расчетные значения скорости в портах. Если они выше 4-5 м/с, нужно проконсультироваться не является ли это особенностями системы.
Соответствие материалов
Часто, чтобы снизить стоимость теплообменника, в расчетах используют некачественные или более дешевые материалы. Так например, если теплообменник на пластинах Aisi 304 подключат к городским тепловым сетям и будут использовать для горячего водоснабжения, то срок его эксплуатации будет меньше, чем был бы на пластинах Aisi 316 — более устойчивых к коррозии.
Европейские заводы-изготовители всегда используют сырье заявленного состава, регулярно проводят анализ закупаемых партий сырья и готовы подтвердить это сертификатами. Благодаря этому, при правильной эксплуатации, срок службы пластин теплообменников может достигать 20 лет. Другие производители — не всегда. Например, для удешевления, применяют сталь с пониженным содержанием антикоррозионных элементов, но при продаже об этом не предупреждают, ссылаются на марку стали Aisi 316. Вы экономите, но не выигрываете: у оборудования снижается срок эксплуатации, требуется замена комплектующих. Риск ещё больше, если говорить о SMO и Titan, которые работают с ещё более агрессивными средами.
Сервис и правильная эксплуатация теплообменного оборудования являются залогом долгой и бесперебойной службы данного вида оборудования.
По статистике основной причиной вывода из строя теплообменников – возникновения утечек, а также аварийных ситуаций, является нарушение режима эксплуатации или не проведенное вовремя сервисное обслуживание.
Специалисты ООО «ГК ЭНЕРГИЯ» помогут справиться с этой задачей.