Холодне та гаряче водопостачання – дві інженерні системи, пов’язані з комфортними умовами проживання в приватному будинку. І якщо з водопроводом холодної води все більш чи менш зрозуміло, тому що це трубна розводка від насоса, який забір води виробляє з колодязя або свердловини. То гаряче водопостачання – мережа більш складна, і умови її експлуатації в основному залежать від нагрівального елемента, в якості якого найчастіше виступає опалювальний котел. А так як котлових агрегатів дуже багато, мається на увазі їх конструктивні особливості, то відповідно і вода в них буде нагріватися по-різному. Один з варіантів, який сьогодні найчастіше використовується, це встановлені в котлі або поза нього теплообмінники для гарячого водопостачання приватного будинку.

Свою назву теплообмінники отримали за прямим своїм призначенням. Тобто, в цих агрегатах відбувається обмін температурами. А оскільки розмова йде про гарячому водопостачанні, то зрозуміло, що тепло від гарячої води передається холодної, щоб на виході вона стала також гарячої. А так як у ГВП немає свого джерела тепла, тобто, безпосередньо вода в системі не нагрівається від енергоносія, то відповідно має бути свій власний нагрівач або система, яка нагрівала б воду. І такою системою виступає опалення.

Виходить так, що гаряча вода в опалювальній системі проходить через теплообмінник і частину свого тепла через стінки приладу віддає холодній воді, розташованої в якійсь ємності. І такі ємності називаються бойлерами. А вся нагрівальна технологія називається непрямою, тому що немає прямого взаємодії енергоносія з конструкцією підігріву системи гарячого водопостачання.

Типи теплообмінників

Найпростіший теплообмінник – це змійовик з металевої труби. Зрозуміло, що метал – ідеальний матеріал з високою теплопровідністю, а значить, передача тепла буде швидкою і максимально ефективною. І чим більше діаметр змійовика, чим більше в ньому витків, тим інтенсивніше вона буде віддавати тепло, тому що таким чином збільшується площа теплообміну. Звичайно, на інтенсивність тепловіддачі буде впливати і різниця між холодною водою в бойлері, і гарячої в системі опалення. І чому різниця буде менше, тим краще. Правда, необхідно відзначити, що вода в свердловині зазвичай становить в середньому +10С, приплюсуйте сюди зимову температуру, то виходить так, що при необхідності довести воду в ГВП до температури +40-45С, потрібно нагріти воду в системі опалення до +80-90С.

Що стосується матеріалу, з якого змійовики теплообмінники виготовляються, то в основному використовуються або сталеві або чавунні прилади.

• У обох матеріалів висока теплопровідність.
• Сталеві агрегати важать менше чавунних.
• За показником удароміцності сталеві виграють. Вони не лопаються при ударах, як чавунні теплообмінники. І в цьому їх велика перевага.
• Вони також добре витримують перепади температур. Тобто, обидва матеріали тримають високі температури, але при різкому їх зміну чавун тріскається і лопається.
• Правда, сталь швидше піддається корозії при контакті з водою і киснем. Якщо в теплообміннику постійно перебуває вода (всередині і зовні), то він прослужить довго, тому що в самій воді незначна концентрація кисню.

Тобто, по багатьом технічним характеристикам сталеві теплообмінники краще. В даний час ці прилади виготовляють і з мідних труб. За всіма показниками мідні теплообмінники перевершують і сталеві і чавунні, але у них є один великий недолік – надто дороге це задоволення.

Увага! Для виготовлення змійовика із сталі необхідно використовувати трубу з мінімальним діаметром 32 мм і товщиною стінки 5 мм

Пластинчасті теплообмінники

Ще один різновид – це пластинчасті теплообмінники для гарячого водопостачання. В основі їх конструкції лежать гофровані пластини, які встановлюються між плитами і стискуються між собою спеціальними болтовими з’єднаннями.

По ефективності пластинчасті теплообмінники перевершують трубні. Вся справа в тих самих пластинах, за рахунок яких прилад і отримав свою назву. У них велика площа тепловіддачі, їх самих велика кількість, вони нагріваються від труб, які пронизують всі пластини в чотирьох місцях, звідси, в принципі, і сильний їх нагрівання. На фото нижче показаний такий агрегат.

Але є у цього різновиду одна велика перевага – це можливість нарощувати довжину приладу за рахунок установки в нього додаткових пластин. При цьому товщина самого гофрованого елемента невелика (0,5-0,6 мм), а площа тепловіддачі величезна. Навіть встановивши додатково 10 елементів, можна підвищити тепловіддачу приладу на 10-15%.

Увага! Рух рідини в колекторах теплообмінника створює турбулентність, яка збільшує тепловіддачу приладу за рахунок самоочищення гофрованих пластин від різноманітного роду нашарувань і накипу.

Самі пластини виготовляються з корозійностійкої сталі методом штампування. Для герметизації стиків між собою і трубами колекторів використовуються гумові прокладки.

Технологія прямого нагріву

Про непрямому нагріванні води сказано, але є і ще одна технологія нагріву, яка називається прямою. Тобто, теплообмінник в системі гарячого водопостачання встановлюється безпосередньо в топку опалювального котла. Тобто, виробляється нагрівання приладу безпосередньо енергоносієм. Як показує практика, в такій системі ГВП зазвичай встановлюються агрегати комбінованого типу. в основі конструкції лежить трубний змійовик, по якому рухається холодна вода. А для посилення теплоприема додатково встановлюються пластини, тим самим збільшуючи інтенсивність забору теплоенергії. На фото нижче такий агрегат показаний. До речі, ці прилади називаються первинними.

Виготовляють їх найчастіше або з нержавіючої сталі, або з мідного сплаву. Необхідно відзначити, що даний тип теплообмінних приладів піддається великим навантаженням. Це стосується не тільки температури. Вся справа в тому, що всередині труб відбуваються процеси під дією високої температури, які призводять до швидкого відкладенню на стінках різних мінералів і солей. А це зменшення діаметра труби, а наслідок – зниження інтенсивності тепловіддачі в бік прохідної по трубах воді. Тому дуже важливо, експлуатуючи водопровідну систему приватного будинку, приділяти увагу якості забирається з свердловини або колодязя води. А найпростіше в цьому випадку – це встановити фільтр різного призначення, тобто, грамотно організувати систему водоочищення.

Є ще один варіант, пов’язаний з нагріванням води для ГВП. Це установка бака на димар опалювального котла. В принципі, функції теплообмінника тут відіграє саме димохідна труба, на яку водяний бак буде встановлений і закріплений. Така конструкція теплообмінника для гарячого водопостачання приватного будинку досить ефективна, і при цьому дуже економічна. Тобто, тут немає складних приладів і конструкцій. Правда, необхідно звернути увагу на матеріал, з якого частина димоходу буде споруджуватися. В даному випадку краще всього використовувати труби з нержавійки. Вони не тільки легко справляються з корозійними процесами, але і добре витримують високі температури, під дією яких не коробляться і не лопаються. Щоправда, коштуватиме такий димар недешево. І це, в принципі, єдиний мінус пристрою.

Висновок по темі

Вибрати ту чи іншу модель теплообмінного пристрою по конструктивним особливостям – це, значить, вибрати саму систему гарячого водопостачання. А точніше сказати, підхід до реалізації принципу нагріву води для ГВП. Тому ще на стадії проектування і планування систем опалення та гарячого водопостачання треба враховувати, яким способом буде проводитися нагрівання води.