В системах отопления и ГВС в зависимости от типа контуров (зависимые/независимые) могут применяться два вида теплообменных устройств: гидравлический разделитель или теплообменник. Сегодня поговорим об их отличиях, принципе действия и особенностях.
Зависимые и независимые контуры
Для начала разберемся, какие контуры называют зависимыми, а какие независимыми. В зависимых контурах теплоноситель нагревается на ТЭЦ или котельных, и он же отправляется к потребителю. Такие системы считаются недорогими и простыми в монтаже и эксплуатации. Главный их недостаток – низкое качество подаваемого теплоносителя, поэтому их применение возможно только в контурах отопления.
В независимых контурах теплоноситель подготавливается уже на объекте и не контактирует напрямую с теплоносителем, поступающим от ТЭЦ или котельной. Независимые системы дороже и требуют к себе большего внимания, но и качество теплоносителя в таких контурах заметно выше.
Гидрострелка или по-другому гидравлический разделитель представляет собой полый сосуд из труб большого диаметра. В верхней части обычно располагается воздухоотводчик, а в нижней – кран для удаления шлама. Для циркуляции теплоносителя имеется четыре патрубка: два для подающей и два для обратной линии. Выравнивание температуры и давления в системе происходит за счет смешения потоков котлового контура и контура потребителя.
Теплообменники бывают различных конструкций, но наиболее распространенными считаются пластинчатые. В таких теплообменниках передача энергии от греющего потока к нагреваемому осуществляется через рифленые пластины из нержавеющей стали. Пластины плотно прилегают друг к другу, их количество может достигать ста и более. Горячие и холодные пластины чередуются, за счет чего и происходит теплообмен. Энергия от горячей пластины передается холодной. В отличие от гидрострелки в теплообменниках потоки полностью изолированы друг от друга.
Как работает гидрострелка
Теплоноситель одновременно циркулирует по двум контурам: котловому и отопительному. Между контурами устанавливается гидравлический разделитель, в котором и происходит смешение двух потоков. За счет того, что теплоноситель котлового контура более горячий, при смешении тепловая энергия от одного потока передается другому до тех пор, пока их температура не выровняется.
Выравнивание температуры позволяет поддерживать разницу между подачей и обраткой в безопасном диапазоне, для большинства котлов это значение не должно превышать 10 ℃. Это важно для защиты поверхностей нагрева котла от коррозии и постепенного разрушения.
В случае скачков давления при подключении дополнительных контуров, например, теплого пола, они будут сглаживаться за счет низкого гидравлического сопротивления разделителя.
Работа системы с гидрострелкой очень требовательна к подбору мощности насосов каждого контура. Например, очень важно, чтобы суммарная мощность насосов у потребителей не превышала мощность насоса в котловом контуре. Иначе возможна такая ситуация, когда все насосы потребителей будут включены, в этом случае произойдет так называемое опрокидывание гидрострелки, т.е. потоки системы развернутся и нагрев будет невозможен.
Еще одним важным моментом является подбор мощности насосов в контурах потребителя. Часто случается так, что все контуры работают и обогревают, а последний нет. В большинстве случаев это говорит о том, что насосы подобраны неверно. Такое случается, даже если все насосы имеют одинаковую мощность.
Когда нужен теплообменник?
Теплообменники используют в контурах, где горячий и холодный теплоноситель напрямую не взаимодействуют друг с другом. Такие схемы удобно применять на крупных объектах. Например, при снабжении теплом многоэтажного дома за счет подъема теплоносителя давление системы превышает рабочее давление водогрейных котлов, которое имеет значение 5-6 атмосфер. Проблема легко решается разделением контуров с помощью теплообменника, который выдерживает высокие нагрузки.
Также в большинстве случаев теплообменник устанавливается в системы ГВС. Потому как теплоноситель в котловом контуре проходит специальную подготовку для смягчения воды, дегазации и т.д. При этом используются химические вещества, после которых вода не может применяться в бытовых нуждах. Для этого контуры разделяют теплообменником, и на контур ГВС отдельно устанавливается система водоподготовки через обратный осмос, минерализатор и т.п.
Подведем итоги
В системах с гидравлическим разделителем происходит смешение теплоносителей котла от потребителей, благодаря которому температура и давление системы выравнивается. Такие системы считаются недорогими и подходят для объектов средних размеров.
В системах с теплообменником горячий и холодные потоки полностью изолированы друг от друга. Такие системы подходят для крупных объектов, где требуется работа с высоким давлением. Независимая система обойдется дороже, но в результате будет получена надежная система с высоким КПД и качественным теплоносителем.
Подобрать оборудование для автоматизации можно посылке: https://owen.ru/catalog