ВОДО-ВОДЯНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ

Водо-водяные подогреватели - теплообменные аппараты, греющим и нагреваемым теплоносителями которых является вода. Применяют в тепловых пунктах для нагрева воды, подаваемой в системы горячего водоснабжения, а также циркулирующей в системе отопления при независимом ее присоединении к тепловой сети. Наибольшее распространение получили кожухотрубные водо-водяные подогреватели, которые обеспечивают многообразие условий работы и значений тепловых нагрузок. Используют также водо-водяные подогреватели пластинчатого типа. Кожухотрубные водо-водяные подогреватели собирают из стандартных секций длиной 2-4 м, поэтому их назвают секционными. Каждая секция состоит из заканчивающегося фланцами цилиндрического корпуса, внутри кожуха которого расположен пучок труб. Один теплоноситель движется внутри трубок, другой — в межтрубном пространстве. Между собой теплоносители не смешиваются. Корпус изготовлен из стальных бесшовных труб с наружным диаметром 57— 325 мм. Трубный пучок состоит из латунных трубок диаметром 1 б х 1 мм, концы которых завальцованы в двух трубных досках. При входе в водо-водяной подогреватель и выходе из него устанавливают патрубки. Трубную доску зажимают между фланцами секции и патрубком. Между собой секции соединены с помощью калачей, при этом трубные доски устанавливают между фланцами калдчей и секцией. Число трубок в пучке в зависимости от диаметра корпуса секции изменяется от 4 до 151. Теплоноситель поступает во входной патрубок, движется внутри трубок секции и по калачу поступает в пучок следующей секции. Пройдя все секции, выходит из водо-водяного подогревателя через выходной патрубок, который имеет штуцер для установки датчика температуры терморегулятора. Другой теплоноситель движется противоточно в межтрубном пространстве, в которое поступает по патрубку, приваренному к корпусу теплообменника в его начале. В конце корпуса имеется такой же патрубок, соединенный фланцами с патрубком следующей секции, через который вода поступает в ее межтрубное пространство. Во избежание провисания латунных трубок и, как следствие, снижения тепловой эффективности применяют поддерживающие перегородки из нержавеющей стали. Для повышения коэффициента теплопередачи скорости воды, движущейся внутри трубок и в межтрубном пространстве, должны быть примерно равными. Площадь живого сечения межтрубного пространства всегда больше площади сечения трубок, поэтому трубки в кожухах размещают с максимальной плотностью. Для выравнивания скоростей больший расход воды направляют по межтрубному пространству, меньший — внутри трубок. Этим достигается и сближение численных значений коэффициентов термоотдачи, а в результате увеличения меньшего а. Увеличение коэффициента теплоотдачи с большим численным значением не приводит к увеличению кооффициента теплопередачи, так как он не можетбыть больше меньшего значения а. Скорости движения теплоносителей в обеспечивают высокие коэффициенты теплопередачи, и их называют скоростными. Водо-водяные подогреватели выпускают па рабочее давление греющей и нагреваемой воды до 1 МПа (10 кгс/см2).
Водопроводную воду, которую нагревают для горячего водоснабжения, обычно не умягчают, и в трубах осаждается накипь. Ее легче обнаружить и удалить, чем в межтрубном пространстве. Кроме того, сетевая вода имеет более высокую температуру, поэтому стальной корпус нагревается больше латунных трубок. Учитывая, что латунь имеет более высокий кооффициент линейного удлинения, чем сталь, такой порядок движения воды не приводит к температурным напряжениям в водо-водяных подогревателях, следовательно, можно не предусматривать температурную компенсацию.
Если секционный водо-водяной подогреватель используют для нагрева воды системы отопления, то сетевую воду пускают внутри трубок, а отопительную — в межтрубном пространстве, так как расход ее в данном случае больше, чем расход сетевой воды, необходимой для ее нагрева. При таком порядке движения воды для компенсации температурных напряжений на корпусе водо-водяного подогревателя устанавливают линзовый компенсатор. Выпускается 16 типоразмеров секций водо-водяных подогревателей с площадью размера нагрева секции 0,37.,.28 м. Размеры секции подбирают по площади живого сечения пучка труб и по скорости движения воды в нем. Скорость воды принимают в пределах 0,5-1 м/с. Рассчитав необходимую площадь поверхности нагрева, определяют число последовательно соединяемых секций. Если принята двухступенчатая схема присоединения водо-водяного подогревателя горячего водоснабжения, то определяют число секций в первой ступени, задавшись температурой нагрева воды в ней на 50-10 С ниже температуры теплоносителя, выходящего из системы отопления. Затем рассчитывают число секций второй ступени.
Основным элементом водо-водяных подогревателей пластинчатого типа является штампованная из листового металла пластина с гофрами "в елку". Пластина типа (),5Е имеет размеры 1370x500x1 мм с площадью поверхности теплообмена 0,5 м . Масса пластины 5,4 кг. Гофры в поперечном сечении имеют профиль равнобедренного треугольника с основанием 14 мм и высотой 4 мм. Каждая пластина имеет по углам четыре окна для прохода воды. Теплообменник компонуют из параллельно расположенных гофрированных пластин. Между двумя соседними пластинами устанавливают резиновую прокладку так, чтобы два отверстия — верхнее и нижнее правое или левое — были объединены с зазором между пластинами, образующими плоский канал, по которому движется греющая или нагреваемая вода. Она входит в одно отверстие (нижнее или верхнее), проходит вдоль теплообменной поверхности и через другое отверстие поступает в зазор между следующей парой пластин, так как соседний зазор отделен от отверстия резиновой прокладкой. В атом зазоре прокладка объединяет канал, образуемый зазором с другой парой отверстий, и по нему вода перетекает в следующую секцию. Таким образом резиновые прокладки, расположенные в определенном порядке, компонуют пакеты пластин. Возможны и другие компоновки. Пакет состоит из группы пластин, которые образуют систему каналов с движением воды по ним в одном направлении (параллельное движение одного теплоносителя). Пластины можно компоновать в симметричные пакеты, то есть с одинаковым числом каналов в каждом пакете, для греющей и нагреваемой сред. При различных расходах греющей и нагреваемой воды применяют несимметричную компоновку для получения одинаковых скоростей движения теплоносителей. Простейший водо-водяной подогреватель должен иметь не менее трех пластин, образующих два канала (зазора). По первому из них идет греющая вода, но второму — нагреваемая. Пластины устанавливаются на раму водо-водяного подогревателя и MOiyr крепиться к ее верхней и нижней несущим штангам. Промежуточная пластина является поверхностью теплообмена. Крайние пластины выполнены в виде плит и имеют штуцеры для подвода и отвода воды. Одна плита — неподвижная прикреплена к полу, вторая — подвижная подвешена на скобе к верхней штанге и может перемещаться. Разборная конструкция Водо-водяного подогревателя позволяет очищать поверхности пластин от слоя накипи и других возможных отложений. Процесс изготовления тонких штампов, пластин индустриален и менее трудоемок, чем производство бесшовных труб малого диаметра для тех же целей. Компоновка водо-водяных подогревателей из тонких пластин с малым зазором между ними позволяет в минимальном объеме разместить максимальную поверхность теплообмена, чего нельзя достичь в других конструкциях Водо-водяного подогревателя. В пластинчатых теплообменниках использованы сложные поверхности нагрева пластин, образующие каналы, в которых вода искусственно турбулизируется. Это существенно повышает интенсивность теплообмена, и в то же время гидравлические потери в каналах остаются небольшими.