Моноблок ридан схема подключения
Разборные пластинчатые теплообменники применяются для теплообмена между различными жидкими и газообразными средами. Компания КСС ХИТИНГ является ведущим партнером Ридан по продаже разборных пластинчатых теплообменников в России. Специалисты ООО «КСС ХИТИНГ» осуществляют грамотный подбор оптимального теплообменного оборудования, производят расчет и оперативную поставку пластинчатых теплообменников Заказчикам во всех регионах страны.
Размерный ряд разборных пластинчатых теплообменников Ридан
Функциональность, эффективность
В подборе моноблочного теплообменника тоже есть свои нюансы. Зачастую трудно или практически невозможно создать моноблочную компоновку двухступенчатой смешанной схемы ГВС, по эффективности равную двум отдельным теплообменникам. Это обусловлено тем, что используемый тип пластины в моноблоке для обеих ступеней один. И в пределах теплофизических свойств этого типа нам приходится решать задачу по компоновке пакетов для обеих ступеней, в то время, как первая и вторая ступени могут различаться, как минимум, по расходам, особенно по стороне теплоносителя. Например, требования для первой ступени — это способность пропустить суммарный расход теплоносителя системы отопления и теплоносителя второй ступени при обеспечении небольших гидравлических сопротивлений и среднем теплосъеме. Требования же для второй ступени — это относительно небольшие расходы по стороне теплоносителя и воды ГВС, более высокие допустимые гидравлические сопротивления и существенно больший теплосъем. То есть, если бы это были два отдельных теплообменника, то теплообменник первой ступени должен быть с большим диаметром патрубков и с «короткой» пластиной, а теплообменник второй ступени с меньшим диаметром патрубка и более «длинной» пластиной.
Рассмотрим вариант задания для подбора оборудования для двухступенчатой смешанной схемы. шсходные данные таковы: нагрузка системы ГВС 0,4 Гкал/ч, нагрев холодной воды с 5°С до 60°С, нагрузка системы топления 1,2 Гкал/ч, температурный график 150/70.
Разбивая нагрузку по ступеням, в соответствии с СП 41—101-95 для заданных условий получаем исходные данные для подбора теплообменников ступеней:
I ступень
Сторона | Расход, м 3 /ч | Т на входе, °С | Т на выходе, °С | Величина NTU |
---|---|---|---|---|
Греющая | 21 ,4 | 42 ,2 | 31 | 1 ,9 |
Нагреваемая | 7 ,3 | 25 | 30 |
II ступень
Сторона | Расход, м 3 /ч | Т на входе, °С | Т на выходе, °С | Величина NTU |
---|---|---|---|---|
Греющая | 6 ,4 | 70 | 45 | 2 ,8 |
Нагреваемая | 7 ,3 | 38 | 60 |
* NTU — число единиц переноса теплоты. Теплотехника. В. Н. Луканин, М. Г. Шатров и др., Высшая школа, Москва, 1999г.
Фактически величина NTU характеризует тот тепловой режим, на котором будет работать теплообменник. Чем больше NTU, тем больше должна быть тепловая «длина» пластины теплообменника.
В нашем случае видно, что теплообменник второй ступени должен обладать большей, почти на 50%, способностью к теплосъему (тепловой «длиной»), чем теплообменник первой ступени. Кроме того, расходы по греющей стороне обеих ступеней отличаются почти в три раза. Это означает, что если для теплообменника второй ступени достаточны патрубки Ду32, то для теплообменника первой ступени патрубки должны быть больше, не менее Ду50.
Области применения теплообменника Ридан НН:
— системы теплоснабжения;
— электроэнергетика;
— металлургическая промышленность;
— атомная энергетика и промышленность;
— технологические системы и установки речных судов и судов;
— химическая, нефтяная и газовая промышленность;
— пищевая промышленность;
— целлюлозно-бумажная промышленность;
— технологические системы и установки, использующие процессы теплообмена в других различных отраслях промышленности.
Типы рефления пластин в разборном пластинчатом теплообменнике Ридан НН
Теплообменник рассчитывается под конкретные параметры и в результате набирается такое количество пластин, которое необходимо для получения теплопередающей поверхности, достаточной для заданной производительности.
Тип рифления показывает, какой профиль расположения гофр пластины. TK – термически короткая («мягкая») пластина, TL – термически длинная («жесткая») пластина, TX – пластина с горизонтальными ребрами, TY – пластина с несимметричной глубиной канала. Соответственно, компонуя их, можно получить разные каналы для течения сред.
Пластины с типом рифления Microplate имеют профиль из полусферических углублений. Так же как у стандартных пластин различают 3 типа пластин – L, M, H. Отличием пластин в теплогидравлических характеристиках обусловлено разным профилем штамповки полусферических углублений (меняется относительный шаг и глубина).
Основные типы каналов
ТК – «мягкий» канал с самым малым коэффициентом теплопередачи и самыми малыми потерями давления, образуется установкой только пластин ТК. Соответствует каналу образованному пластинами L рифления Microplate.
ТМ – средний канал между ТL и ТК, образуется установкой пластин ТL и ТК, чередующихся через одну. Соответствует каналу образованному пластинами M рифления Microplate.
TL – «жесткий» канал с самым высоким коэффициентом теплопередачи и самыми высокими потерями давления, образуется установкой только пластин TL. Соответствует каналу образованному пластинами H рифления Microplate.
Результат
Каждый для себя решает сам, что ему важнее — экономия средств или более надежная работа оборудования.
© 2003—2022 АО Ридан
Cогласие на обработку персональных данных Документы и сертификаты
На сегодняшний день существующие нормативные документы регламентируют выбор схемы построения ГВС при проектировании тепловых пунктов. Согласно СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» в зависимости от соотношения максимального потока теплоты на горячее водоснабжение Qhmax и максимального потока теплоты на отопление Qomax могут применяться следующие схемы ГВС:
— одноступенчатая схема
— двухступенчатая схема
* Параллельная одноступенчатая схема может также применяться в случае теплоснабжения от небольших котельных (
Параллельная одноступенчатая схема
Преимущества этой схемы: простота и относительная дешевизна. Недостатки — схема неэкономична по расходу теплоносителя, ее применение ведет к увеличению мощности насосных станций и диаметров теплосетевых труб.
Среди двухступенчатых схем наибольшее распространение в России получила двухступенчатая смешанная схема подключения ГВС.
Двухступенчатая смешанная схема
является достаточно простой и позволяет экономить до 40% расхода теплоносителя по сравнению параллельной одноступенчатой схемой. Но она при этом обладает рядом недостатков:
- сильное взаимное влияние горячего водоснабжения и отопления;
- относительно быстрое загрязнение первой ступени;
- необходимость тщательного подбора теплообменника;
- высокий уровень капиталовложений на приобретение двух теплообменников.
Двухступенчатая последовательная схема
используется значительно реже, так как, несмотря на значительную экономию теплоносителя (экономия до 60% относительно параллельной одноступенчатой схемы), имеет ряд существенных недостатков:
- сложность расчета;
- необходимость увязки работы горячего водоснабжения и отопления;
- периодические перегревы воды в системе отопления, что увеличивает ее износ;
- колебания температуры в здании;
- высокий уровень капиталовложений на оборудование для автоматизации и на приобретение двух теплообменников;
- частые нарекания в адрес автоматизации процесса.
Согласно СП 41-101-95 п. 3.20, могут применяться также другие схемы присоединения потребителей теплоты к тепловым сетям, обеспечивающие минимальный расход воды в тепловых сетях, экономию теплоты, при технико-экономическом обосновании.
«Простота» монтажа
Кажется естественным то, что смонтировать маленький аппарат гораздо проще, чем два таких же. Но что мы получаем в результате монтажа моноблока? Смонтированный моноблок выглядит как человек-паук, опутанный гирляндами трубопроводов арматуры и измерительных приборов, если они присутствуют, конечно. Сразу же теряется такая важная вещь, как удобство обслуживания. Если в обычном пластинчатом теплообменнике все патрубки расположены на неподвижной плите (Н1—Н4) и для его обслуживания и ремонта требуется всего лишь отключение теплообменника и сброс давления, то для разборки моноблока потребуется отсоединение патрубков от подвижной задней плиты. Далее, если трубопроводы задней плиты перекрывают доступ к моноблочному теплообменнику, то это также усложняет доступ к нему. То есть для нормальной эксплуатации моноблока следует,во-первых, сделать грамотный проект привязки его к существующим трубопроводам теплоносителя, холодной и горячей воды с целью обеспечения нормального доступа для обслуживания и ремонта. И, во-вторых, следует предусмотреть специальный вариант крепления трубопроводов к задней плите (через какие либо съемные элементы) для того, чтобы обеспечить подвижность задней плиты без передвижения теплообменника с места. Поэтому зачастую смонтированный моноблок занимает объем не меньший, чем два отдельных теплообменника.
Размерный ряд разборных пластинчатых теплообменников Ридан
Пакет пластин
Как уже отмечалось выше, моноблок — это, по сути, два теплообменника, размещенных в одной раме. А значит, и два пакета пластин, размещенных в одной раме, разделенных разворотной пластиной, имеющей два (верхних или нижних) глухих отверстия порта. Обычно ближе к неподвижной плите находится пакет второй ступени, а за ней пакет первой ступени. Но из-заразных функций, выполняемых этими пакетами (см. выше), они имеют разную компоновку и количество пластин. ш так как все эти пакеты находятся в одном корпусе, есть вероятность того, что в процессе обслуживания произойдет ошибка при сборке всего пакета пластин моноблока. То есть, если после разборки моноблока пакеты поменять местами или неправильно их скомпоновать (например, пластины первой ступени с малой тепловой «длиной» установить для второй ступени и наоборот), то, вновь собрав аппарат, мы не получим от него тех характеристик, которые были заложены в него изначально.
С двумя отдельными аппаратами ситуация проще. В этом случае, даже неправильно собрав весь пакет, мы не получим такого фатального снижения тепловой мощности, расходов и изменения гидравлического сопротивления, как в случае с моноблоком.
Подводя итоги, сведем все плюсы и минусы пластинчатого теплообменника с моноблочной компоновкой в одну таблицу.
Вопросы надежности
Естественно, два отдельных аппарата надежнее одного, выполняющего такую же функцию. Что мы имеем при выходе из строя одного из теплообменников? В этом случае мы сможем работать с частичной нагрузкой системы ГВС, пока ремонтируется или обслуживается второй. Моноблок же при выходе из строя даже одной из ступеней должен быть выведен из работы весь, т. к. корпус один на обе ступени.
Решение «Ридан»
Компания «Ридан» предлагает альтернативную схему ГВС — схему с «заниженной обраткой» ГВС. Использование схемы возможно при условии применения пластинчатого теплообменника (для кожухотрубного теплообменника экономический эффект отсутствует). Предлагаемая схема идентична параллельной одноступенчатой схеме, но отличается расчетом теплообменника на температуры не 70/30 (для графика 150/70), а на более низкую температуру обратки горячей воды (~20°С)
Технологическая схема горячего водоснабжения с «заниженной обраткой»
Преимущества по сравнению с одноступенчатой схемой:
- экономия теплоносителя при равных тепловых нагрузках– до 40%;
- высвобождение теплотранспортного резерва тепловой сети для обеспечения пиковых нагрузок или присоединения новых потребителей;
- схема обладает большей эффективностью по обеспечению необходимой температуры горячего водоснабжения, что особенно важно при недостаточно высоких температурных параметрах теплоносителя тепловой сети или при недостаточной разнице давлений между прямой и обратной трассой тепловой сети.
Преимущества по сравнению с двухступенчатыми схемами:
- снижение затрат на приобретение теплообменника (приобретается один теплообменник вместо двух);
- снижение стоимости обвязки (до 50%) и монтажа;
- возможность работы на малых перепадах давления;
- отсутствие влияния на гидравлику системы отопления;
- упрощение и снижение затрат (до 25%) на обслуживание оборудования за счет применения одного теплообменника;
- упрощение системы теплоснабжения, малые габариты узла тепловой схемы;
- низкое гидравлическое сопротивление.
© 2003—2022 АО Ридан
Cогласие на обработку персональных данных Документы и сертификаты
Специализированный теплообменник для двухступенчатой системы ГВС называется моноблок. По сути, это два теплообменника в одном корпусе. Реализовано такое решение с помощью дополнительных патрубков на задней плите (т.е. в моноблоке 6 портов, в отличии от стандартного ТО с 4-мя портами) и двухходовой схемой работы.
При заказе ЗиП стоит учитывать, что в теплообменнике существует специальная пластина с двумя портами, которая и перенаправляет потоки.
Решение по применению двухступенчатой системы ГВС принимает проектная организация, исходя из отношения нагрузок ГВС и СО в тепловом пункте. Основанием служит (Описанная в СП 41-101-95 "Проектирование тепловых пунктов", простая формула:
Т.е. если отношение нагрузки ГВС к нагрузке СО находится в пределах от 20 до 100% - принимают двухступенчатую систему, для качественного обеспечения нагрева воды.
Принцип работы моноблока:
Для простоты понимания, нужно вспомнить экономайзер. Первая ступень моноблока выполняет как раз функцию устройства. Первоначальный подогрев холодной воды, ориентировочно до 20 - 30С осуществляет "обратка" системы отопления.
А окончательный догрев до нормы ГВС - 65С осуществляет вторая ступень моноблока. Данное решение позволяет на 30-40% экономить расход и теплосъем с сетевой воды, а для конечного потребителя означает фактическую экономию денег.
Так же моноблок более компактен, что становится решающим фактором на некоторых объектах. Использование конструкции позволяет экономить в 2 - 3 раза площадь размещения теплового узла. Но компактность имеет и свои минусы, это прямо скажется на сервисном обслуживании аппарата. Для проведения периодического разбора и дефектовки могут потребоваться более квалифицированные специалисты.
Существуют и альтернативные варианты двухступенчатой системы. В частности, специалисты компании-производителя Ридан, разработали решение "Схема с заниженной обраткой", которая эффективно применяется. Но об этом, мы расскажем в следующей статье.
Профессионально занимаетесь теплообменниками или интересуетесь теплоэнергетикой - подписывайтесь на наш канал, что бы не пропустить новые статьи.
Мы постарались представить в этом разделе общую информацию, предназначенную преимущественно для проектировщиков. О том какие бывают схемы подключения теплообменников ГВС, их преимущества и недостатки, как совместить две ступени в моноблок, расположение патрубков, и некоторые другие вопросы освещены в этом разделе. Свои пожелания и предложения по улучшению статьи направляйте This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it .
Существуют 3 основные схемы присоединения:
Рассмотрим каждую схему по отдельности:
1. Параллельная. Обязательна установка регулятора температуры.
Подключение теплообменника ГВС по параллельной схеме (с циркуляцией)
+ самая простая и наиболее дешевая схема;
+ занимает мало места;
- не экономичная схема (нет подогрева холодной воды);
Расположение патрубков на теплообменнике см. раздел Схемы сборки
1 – пластинчатый теплообменник;
2 – регулятор температуры прямого действия:
2.2 – термостатический элемент;
3 – циркуляционный насос ГВС;
4 – счетчик горячей воды;
5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)
2. Двухступенчатая смешаная. Обязательна установка регулятора температуры.
Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой смешаной схеме
+ экономичная схема, т.к. используется тепло обратной воды после системы отопления в теплообменнике 1 ступени;
- почти в 2 раза дороже параллельной;
- специфика при подборе теплообменников;
Расположение патрубков на теплообменнике см. раздел Схемы сборки
1 – пластинчатый теплообменник;
2 – регулятор температуры прямого действия:
2.2 – термостатический элемент;
3 – циркуляционный насос ГВС;
4 – счетчик горячей воды;
5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)
С целью удешевления этой схемы возможно применение теплообменника - моноблока, который объединяет в себе 1 и 2 ступени:
Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой смешаной схеме (моноблок)
+ экономичная схема, т.к. используется тепло обратной воды после системы отопления в теплообменнике 1 ступени;
+ занимает мало места;
- Несколько дороже параллельной, но существенно дешевле (1ст + 2ст);
- специфика при подборе теплообменников;
Расположение патрубков на теплообменнике см. раздел Схемы сборки
1 – пластинчатый теплообменник;
2 – регулятор температуры прямого действия:
2.2 – термостатический элемент;
3 – циркуляционный насос ГВС;
4 – счетчик горячей воды;
5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)
3. Двухступенчатая последовательная. Обязательна установка регулятора температуры.
Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой последовательной схеме
+ экономичная схема, т.к. используется тепло обратной воды после системы отопления в теплообменнике 1 ступени;
- почти в 2 раза дороже параллельной;
- специфика при подборе теплообменников;
Расположение патрубков на теплообменнике см. раздел Схемы сборки
1 – пластинчатый теплообменник;
2 – регулятор температуры прямого действия:
2.2 – термостатический элемент;
3 – циркуляционный насос ГВС;
4 – счетчик горячей воды;
5 – электро-контактный манометр (защита от «сухого хода»)
С целью удешевления этой схемы также возможно применение теплообменника - моноблока:
Подключение теплообменника ГВС по двухступенчатой последовательной схеме (моноблок)
+ экономичная схема, т.к. используется тепло обратной воды после системы отопления в теплообменнике 1 ступени;
Устройство и работа пластинчатого теплообменника Ридан НН
Теплообменник состоит из рамы и пакета теплообменных пластин с прокладками, размещенного внутри рамы. Рама, состоит из неподвижной плиты — 1, в которой выполнены отверстия для подвода и отвода сред (одноходовая компоновка). Неподвижная плита — 1 соединена при помощи верхней — 2 и нижней — 6 направляющих с прижимной плитой — 4 и задней стойкой — 3.
Пакет пластин с прокладками — 5 размещен между неподвижной и прижимной плитами и обжат при помощи стяжных шпилек — 7. Каждая вторая пластина в пакете повернута по отношению к предыдущей на 180°. Это означает, что каждый второй вход в канал между пластинами имеет двойное уплотнение.
В теплообменнике используются пластины различной формы и толщины в зависимости от типоразмера теплообменника, материала пластин и условий эксплуатации.
Пакет пластин с прокладками образует ряд параллельных каналов (пространство между парой пластин), в которых протекают, обычно в режиме противотока, среды, участвующие в теплообмене.
Каналы для горячей среды (красный цвет) располагаются через один, чередуясь с каналами для холодной среды (синий). На рисунке представлена схема теплообменника с параллельным подключением.
Схема течения сред организована таким образом, что две среды, участвующие в процессе теплообмена, движутся по разные стороны одной пластины. Пластины разборного теплообменника одинаковы по конструкции. Они устанавливаются одна за другой с поворотом на 180°.
Такая компоновка образует теплообменный пакет с четырьмя коллекторами для подвода и отвода сред. Первая и последняя пластины не участвуют в процессе теплообмена, последняя пластина выполняется обычно без отверстий.
Под каждую конкретную задачу подбирается необходимая компоновка пластин, которые образуют необходимое количество параллельных каналов, организованных в один или несколько ходов.
Прокладки, расположенные на пластине и закрепленные на ней при помощи клея или механической самофиксации, после стяжки пакета гарантируют эффективное уплотнение между внутренними полостями теплообменника и атмосферой.
Уплотнение отверстий (портов) на неподвижной плите осуществляется либо специальными кольцами, устанавливающимися между первой пластиной и неподвижной плитой, либо специальной прокладкой первой пластины.
Назначение пластинчатого теплообменника Ридан
Теплообменник предназначен для работы в различных технологических процессах, где требуется передача тепла, нагрев или охлаждение различных жидкостей (морской и пресной воды, топлива, смазочного масла, масла систем гидравлики, а так же различных сред нефтяной, газовой и химической промышленности, различных паров и газов.
Теплообменник предназначен для работы во всех макроклиматических районах на суше (О), кроме макроклиматического района с антарктическим холодным климатом и в макроклиматических районах, как с умеренно-холодным, так и тропическим морским климатом. В стандартном исполнении теплообменник изготовляется для применения в районах с температурой окружающей среды до минус 40°С, по отдельному заказу возможно изготовление в арктическом исполнении для применения в районах с температурой окружающей среды до минус 60°С.
Плюсы и минусы
Плюсы
- Меньшая начальная стоимость.
- Отдельно моноблок компактнее двух теплообменников.
Минусы
- Более сложный монтаж и неудобство в обслуживаниииз-запатрубков на прижимной плите.
- Меньшая надежность.
- Менее эффективная работа.
- Требовательность при сборке пакета пластин.
Промежуточные типы каналов
ТМTL – канал образуется смешением каналов ТМ и ТL. Изменяя процентное соотношение этих типов каналов в компоновке теплообменника, можно создавать общий тип канала со свойствами от чистого TL до чистого ТМ.
ТКТМ – канал образуется смешением каналов ТК и ТМ. Изменяя процентное соотношение этих типов каналов в компоновке теплообменника, можно создавать общий тип канала со свойствами от чистого TМ до чистого ТК.
ТКТL – канал образуется смешением каналов ТК и ТL, изменяя процентное соотношение этих типов каналов в компоновке теплообменника, можно создавать общий тип канала со свойствами от чистого TL до чистого ТК.
Различные пластины L, M, H с рифлением Microplate нельзя смешивать друг с другом. Поэтому смешанные типы каналов в компоновке теплообменника можно организовать 15 только с установкой между ними промежуточной плоской пластины. Теплообменники с такой компоновкой называются bloсk-mix .
Таким образом, существует возможность точно подбирать и изготавливать теплообменник под заданные условия. Существуют различные вариации компоновок пакета теплообменника, например, с дополнительной линией циркуляции, с несколькими ходами и т.д.
Для каждого конкретного теплообменника существует своя схема компоновки. При многоходовой компоновке потоки меняют направление в одном или нескольких ходах. В таком теплообменнике порты располагаются как на неподвижной, так и прижимной плите. Это касается и моноблочного теплообменника (специальный тип теплообменника для двухступенчатой системы ГВС).
Расположение портов для каждой конкретной компоновки указывается в расчетном листе теплообменника.
Для присоединения трубопроводов к теплообменнику в зависимости от типа используются резьбовой по ГОСТ 6357 или фланцевый по ГОСТ 33259 (выпущен взамен ГОСТ 12815) тип присоединения. По требованию Заказчика теплообменники могут быть изготовлены с другими специальными соединениями.
По специальным требованиям все типы теплообменников могут изготавливаться только с уплотнительными поверхностями фланцевых соединений по ГОСТ 33259 (выпущен взамен ГОСТ 12815) и поставляться с ответными фланцами по ГОСТ 33259 (выпущен взамен ГОСТ 12820, ГОСТ 12821, ГОСТ 12822).
Конструкция теплообменника исключает возможность взаимного проникновения теплоносителя и среды, а также внешнюю течь.
Всем уже давно известна двухступенчатая смешанная система горячего водоснабжения, реализованная на таком типе пластинчатых теплообменников, как моноблок. Моноблок — специальный тип пластинчатого теплообменника для двухступенчатой системы ГВС, в котором обе ступени размещены в одном корпусе, такой теплообменник имеет шесть патрубков.
Широту применения моноблока обусловили следующие факторы: большая компактность, по сравнению с двумя отдельными теплообменниками, и, соответственно, меньшая стоимость. Эти же факторы являются основными и, пожалуй, единственными плюсами моноблока. Попробуем определиться с минусами.
Разборные теплообменники Ридан могут быть трех типов:
— стандартные разборные теплообменники (пластины с шевронным типом рифления и с рифлением Microplate);
— разборные теплообменники типа free-flow (имеют увеличенную ширину канала, относительно стандартных разборных теплообменников);
— полусварные разборные теплообменники.
Читайте также: