Медно-алюминиевые теплообменники
Пластинчатые медноалюминиевые теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения воздуха в системах воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха различных конструкций.
Теплообменники предназначены для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом.
Представляют собой несколько рядов медных трубок, оребрённых теплообменными элементами в виде гофрированных пластин из алюминиевой фольги. Трубки объединены в группы, концы которых впаяны в коллекторы, выполненные из стали или меди. Через коллекторы осуществляется подвод и отвод теплоносителя или хладагента.
Размер фронтального сечения теплообменников варьируется в диапазоне от 200х100мм до 3000х2000мм.
В качестве теплоносителя или хладагента могут использоваться вода, водные растворы; растворы пропилен-, этиленгликоля; фреон.
Рекомендации по монтажу и эксплуатации теплообменников
По используемому теплоносителю теплообменники разделяются на следующие группы:
— воздухонагреватель водяной: в качестве теплоносителя используется горячая вода;
— воздухоохладитель: в качестве энергоносителя используются холодная вода, растворы этиленгликоля и пропиленгликоля.
Конструкции данных теплообменников в основном идентичны. Конструктивные и технологические особенности каждого типа приведены ниже.
Теплообменник состоит из одного или более рядов медных трубок с внешним диаметром 12 мм, оребрённых теплообменными элементами в виде гофрированных пластин из алюминиевой фольги толщиной 0,12...0,25 мм.
Трубки объединены в группы, концы которых впаяны в коллекторы из стальных или медных труб, через которые осуществляется вход и выход теплоносителя или хладагента.
Для соединения с внешней системой на коллекторах имеются специальные патрубки, обеспечивающие сварное, резьбовое или фланцевое соединение.
Теплообменники имеют размеры фронтального сечения от 200х100 (мм) до 3000х2000 (мм).
Нагрев или охлаждение воздуха происходит при его прохождении через теплообменник в процессе взаимодействия с медными трубками и алюминиевыми пластинами.
По сравнению со стальными калориферами использование медноалюминиевых элементов повышает эффективность теплопередачи и снижает энергозатраты, но накладывает дополнительные требования к монтажу и эксплуатации этих устройств.
Конструкция теплообменников позволяет обеспечить как прямоточную (направление движения воздуха и энергоносителя совпадают), так и противоточную (направление движения воздуха и энергоносителя противоположны) схемы подключения воды.
При выборе схемы необходимо учитывать, что работа воздухонагревателя в противоточном режиме позволяет получить прибавку 10% тепловой мощности, а использование прямоточной схемы существенно уменьшает риск замораживания теплообменника.
При расчётной температуре воздуха на входе в воздухонагреватель выше минус 15 °С целесообразно применять противоточную схему, как обеспечивающую более эффективный теплосъём, а при более низких температурах — прямоточную, как более безопасную.
Для воздухоохладителя применяется только противоточная схема, т. к. угроза замораживания отсутствует.
Значения базовых конструктивных характеристик теплообменников находятся в пределах:
— длина фронтального сечения, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200...3000
— ширина фронтального сечения, мм (при кратности размера 50 мм) . . . 100...2000
— число рядов медных трубок по ходу движения воздуха . . . . . . . . . 1...16
— шаг пластин из алюминиевой фольги, мм . . . . . . . . . . . . . . . 1,8...8
— число ходов по энергоносителю . . . . . . . . . . . . . . . . . . . любое
Рекомендации по монтажу и эксплуатации
Требования к месту монтажа:
— водяные теплообменники можно использовать только в помещениях, где температура не опускается ниже температуры замерзания воды или теплоносителя (не касается обогреваемого воздуха);
— в помещении должно быть предусмотрено место для свободного подключения трубопроводов, крепёжных конструкций и других элементов, обеспечивающих нормальное функционирование теплообменника;
— к теплообменнику необходимо обеспечить контрольный и сервисный доступ, а также пространство достаточное для его замены.
Теплообменники могут работать в любом положеннии, обеспечивающем отвод воздуха и слив теплоносителя и конденсата из гидравлического тракта. Рекомендуемое рабочее положение теплообменника — вертикальное.
По специальному заказу изготавливаются теплообменники, которые работают в горизонтальном положении.
Перед теплообменником необходимо устанавливать воздушный фильтр класса G3 или выше, защищающий его от загрязнений.
Обрабатываемый воздух не должен содержать твёрдые, волокнистые, клейкие, а также агрессивные примеси, способствующие коррозии меди, алюминия, цинка, стали.
В энергоносителе также не должно быть веществ, взаимодействующих с медью.
Допустимые характеристики энергоносителей:
Горячая вода:
— максимально допустимая температура воды . . . . . . . . . 180 °С;
— максимально допустимое давление . . . . . . . . . . . . . 1,6 МПа;
— рекомендуемый диапазон скорости течения в трубках . . . . 0,5…2,0 м/с.
— минимально допустимая температура воды . . . . . . . . . .3 °С;
— рекомендуемая верхняя температура . . . . . . . . . . . . 80 °С;
— максимально допустимое давление . . . . . . . . . . . . . 1,6 МПа;
— рекомендуемый диапазон скорости течения в трубках . . . . 0,6...1,0 м/с.
Пар:
— максимально допустимая температура пара . . . . . . . . . 150 °С;
— максимально допустимое давление . . . . . . . . . . . . . 1,2 МПа.
При использовании других энергоносителей значения указанных характеристик будут иными.
Очистка воды
Существенным фактором, влияющим на работоспособность теплообменников , является сужение проходного отверстия контура, по которому циркулирует вода, из-за различного рода примесей в ней содержащихся.
Первая группа примесей (ил, песок и т.п.), существующая в виде взвеси, при прохождении воды выпадает в осадок, забивая тем самым внутренний объём контура. Для устранения этого явления на входе в теплообменник необходимо установить грязевой фильтр, отсекающий эти примеси.
Вторая группа — соли кальция растворенные в воде, отлагаются на внутренних поверхностях, постепенно уменьшая диаметр трубопровода. Для минимизации этого явления целесообразно применять специально подготовленную воду из сетей центрального теплоснабжения.
Защита от замерзания
Для исключения замораживания отключённого на зиму водяного теплообменника при наличии возможности понижения температуры окружающей среды ниже +4 °С необходимо слить воду (теплоноситель) через сливное отверстие и продуть его сжатым воздухом до полной очистки трубок теплообменника от воды.
Для защиты водяного воздухонагревателя от замораживания в процессе эксплуатации система автоматического управления должна предусматривать автоматический переход в защищенный режим работы теплообменника при снижении температуры окружающей среды ниже +4 °С.
В процессе эксплуатации следует систематически проводить профилактические работы. Особое внимание следует обратить на состояние болтовых соединений (при их наличии), теплообменных пластин (загрязнённость, деформация), медных трубок (герметичность).
Не реже одного раза в год необходимо очищать рабочую поверхность теплообменника. Для этого нужно отсоединить трубопроводы, отключить датчики (при их наличии) и произвести очистку промышленным пылесосом, сжатым воздухом или/и тёплой водой с добавлением моющих средств.
Необходимо регулярно проверять состояние каплеуловителя воздухоохладителя и поддона воздухоохладителя и проходимость водяного затвора. При загрязнении каплеуловителя и поддона их следует промыть тёплой водой с моющими средствами.
Отдельную проверку теплообменников и смесительных узлов следует проводить в начале и конце отопительного и летнего сезонов. При этом необходимо прежде всего проверить работу системы воздухоотвода, давление воды.
Требуется также убедиться в нормальном функционировании насоса, клапанов, сервопривода и системы автоматического управления в целом. Обязательна регулярная очистка грязевого фильтра, в противном случае велика вероятность выхода из строя циркуляционного насоса и засора трубопровода.
Следует отметить, что в отличие от теплообменников на основе стальных трубок в медноалюминиевых теплообменниках отсутствуют коррозионные процессы с сопутствующими им загрязнениями в виде ржавчины и разрушением трубопроводов.
При высоких скоростях теплоносителя значительно уменьшается количество илистых и песчаных отложений, однако наличие инородных включений с размерами более 2…3 мм может привести к образованию непроходимых участков теплообменного тракта.
— воздухонагреватель водяной: в качестве теплоносителя используется горячая вода;
— воздухоохладитель: в качестве энергоносителя используются холодная вода, растворы этиленгликоля и пропиленгликоля.
Конструкции данных теплообменников в основном идентичны. Конструктивные и технологические особенности каждого типа приведены ниже.
Теплообменник состоит из одного или более рядов медных трубок с внешним диаметром 12 мм, оребрённых теплообменными элементами в виде гофрированных пластин из алюминиевой фольги толщиной 0,12...0,25 мм.
Трубки объединены в группы, концы которых впаяны в коллекторы из стальных или медных труб, через которые осуществляется вход и выход теплоносителя или хладагента.
Для соединения с внешней системой на коллекторах имеются специальные патрубки, обеспечивающие сварное, резьбовое или фланцевое соединение.
Теплообменники имеют размеры фронтального сечения от 200х100 (мм) до 3000х2000 (мм).
Нагрев или охлаждение воздуха происходит при его прохождении через теплообменник в процессе взаимодействия с медными трубками и алюминиевыми пластинами.
По сравнению со стальными калориферами использование медноалюминиевых элементов повышает эффективность теплопередачи и снижает энергозатраты, но накладывает дополнительные требования к монтажу и эксплуатации этих устройств.
Конструкция теплообменников позволяет обеспечить как прямоточную (направление движения воздуха и энергоносителя совпадают), так и противоточную (направление движения воздуха и энергоносителя противоположны) схемы подключения воды.
При выборе схемы необходимо учитывать, что работа воздухонагревателя в противоточном режиме позволяет получить прибавку 10% тепловой мощности, а использование прямоточной схемы существенно уменьшает риск замораживания теплообменника.
При расчётной температуре воздуха на входе в воздухонагреватель выше минус 15 °С целесообразно применять противоточную схему, как обеспечивающую более эффективный теплосъём, а при более низких температурах — прямоточную, как более безопасную.
Для воздухоохладителя применяется только противоточная схема, т. к. угроза замораживания отсутствует.
Значения базовых конструктивных характеристик теплообменников находятся в пределах:
— длина фронтального сечения, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200...3000
— ширина фронтального сечения, мм (при кратности размера 50 мм) . . . 100...2000
— число рядов медных трубок по ходу движения воздуха . . . . . . . . . 1...16
— шаг пластин из алюминиевой фольги, мм . . . . . . . . . . . . . . . 1,8...8
— число ходов по энергоносителю . . . . . . . . . . . . . . . . . . . любое
Рекомендации по монтажу и эксплуатации
Требования к месту монтажа:
— водяные теплообменники можно использовать только в помещениях, где температура не опускается ниже температуры замерзания воды или теплоносителя (не касается обогреваемого воздуха);
— в помещении должно быть предусмотрено место для свободного подключения трубопроводов, крепёжных конструкций и других элементов, обеспечивающих нормальное функционирование теплообменника;
— к теплообменнику необходимо обеспечить контрольный и сервисный доступ, а также пространство достаточное для его замены.
Теплообменники могут работать в любом положеннии, обеспечивающем отвод воздуха и слив теплоносителя и конденсата из гидравлического тракта. Рекомендуемое рабочее положение теплообменника — вертикальное.
По специальному заказу изготавливаются теплообменники, которые работают в горизонтальном положении.
Перед теплообменником необходимо устанавливать воздушный фильтр класса G3 или выше, защищающий его от загрязнений.
Обрабатываемый воздух не должен содержать твёрдые, волокнистые, клейкие, а также агрессивные примеси, способствующие коррозии меди, алюминия, цинка, стали.
В энергоносителе также не должно быть веществ, взаимодействующих с медью.
Допустимые характеристики энергоносителей:
Горячая вода:
— максимально допустимая температура воды . . . . . . . . . 180 °С;
— максимально допустимое давление . . . . . . . . . . . . . 1,6 МПа;
— рекомендуемый диапазон скорости течения в трубках . . . . 0,5…2,0 м/с.
— минимально допустимая температура воды . . . . . . . . . .3 °С;
— рекомендуемая верхняя температура . . . . . . . . . . . . 80 °С;
— максимально допустимое давление . . . . . . . . . . . . . 1,6 МПа;
— рекомендуемый диапазон скорости течения в трубках . . . . 0,6...1,0 м/с.
Пар:
— максимально допустимая температура пара . . . . . . . . . 150 °С;
— максимально допустимое давление . . . . . . . . . . . . . 1,2 МПа.
При использовании других энергоносителей значения указанных характеристик будут иными.
Очистка воды
Существенным фактором, влияющим на работоспособность теплообменников , является сужение проходного отверстия контура, по которому циркулирует вода, из-за различного рода примесей в ней содержащихся.
Первая группа примесей (ил, песок и т.п.), существующая в виде взвеси, при прохождении воды выпадает в осадок, забивая тем самым внутренний объём контура. Для устранения этого явления на входе в теплообменник необходимо установить грязевой фильтр, отсекающий эти примеси.
Вторая группа — соли кальция растворенные в воде, отлагаются на внутренних поверхностях, постепенно уменьшая диаметр трубопровода. Для минимизации этого явления целесообразно применять специально подготовленную воду из сетей центрального теплоснабжения.
Защита от замерзания
Для исключения замораживания отключённого на зиму водяного теплообменника при наличии возможности понижения температуры окружающей среды ниже +4 °С необходимо слить воду (теплоноситель) через сливное отверстие и продуть его сжатым воздухом до полной очистки трубок теплообменника от воды.
Для защиты водяного воздухонагревателя от замораживания в процессе эксплуатации система автоматического управления должна предусматривать автоматический переход в защищенный режим работы теплообменника при снижении температуры окружающей среды ниже +4 °С.
В процессе эксплуатации следует систематически проводить профилактические работы. Особое внимание следует обратить на состояние болтовых соединений (при их наличии), теплообменных пластин (загрязнённость, деформация), медных трубок (герметичность).
Не реже одного раза в год необходимо очищать рабочую поверхность теплообменника. Для этого нужно отсоединить трубопроводы, отключить датчики (при их наличии) и произвести очистку промышленным пылесосом, сжатым воздухом или/и тёплой водой с добавлением моющих средств.
Необходимо регулярно проверять состояние каплеуловителя воздухоохладителя и поддона воздухоохладителя и проходимость водяного затвора. При загрязнении каплеуловителя и поддона их следует промыть тёплой водой с моющими средствами.
Отдельную проверку теплообменников и смесительных узлов следует проводить в начале и конце отопительного и летнего сезонов. При этом необходимо прежде всего проверить работу системы воздухоотвода, давление воды.
Требуется также убедиться в нормальном функционировании насоса, клапанов, сервопривода и системы автоматического управления в целом. Обязательна регулярная очистка грязевого фильтра, в противном случае велика вероятность выхода из строя циркуляционного насоса и засора трубопровода.
Следует отметить, что в отличие от теплообменников на основе стальных трубок в медноалюминиевых теплообменниках отсутствуют коррозионные процессы с сопутствующими им загрязнениями в виде ржавчины и разрушением трубопроводов.
При высоких скоростях теплоносителя значительно уменьшается количество илистых и песчаных отложений, однако наличие инородных включений с размерами более 2…3 мм может привести к образованию непроходимых участков теплообменного тракта.