Водоподогреватели: их назначение, типы, устройство

В системах отопления и горячего водоснабжения используются водоподогреватели (бойлеры) и по конструктивному выполнению подразделяются на емкостные и скоростные (кожухотрубные и пластинчатые).
Емкостные водоподогреватели. применяются в системе горячего водоснабжения с периодическим разбором горячей воды, т. е. используются как баки-аккумуляторы.

Емкостные водоподогреватели типа СТД и «Энергия» (рис. 97) состоят из корпуса, внутри которого размещен змеевик из стальных труб. Для надежной эксплуатации змеевик устанавливается на опорах, а отдельные части скрепляются скобами.

Холодная вода из водопровода подается в водоподогреватель через нижний патрубок, а нагретая на потребление — через верхний патрубок. Впереди водоподогревателя имеются два патрубка: один — для подачи пара, другой — для отвода с него конденсата. Против повышения давления воды в водоподогревателе более чем на 10 %, устанавливается рычажно-грузовой предохранительный клапан. Давление и температуру нагреваемой воды определяется по манометру и термометру. На входе пара в змеевик должен быть клапан или задвижка.

Емкостные водоподогреватели выполняются нескольких типоразмеров, и для каждого из них принята определенная поверхность нагрева змеевика, обеспечивающая температуру нагрева воды от 5 до 75 °С на протяжении 1 ч при рабочем давлении пара в змеевике 5 кгс/см2 (0,5 МПа). Емкость водоподогревателя подразделяется на общую и рабочую (выше змеевика).

Пароводяные четырехходовые скоростные водоподогреватели (рис. 98) состоят из корпуса, к которому на болтах присоединены передняя и задняя камеры (в последней размещен колпак).

Рис.98. Четырехходовой пароводяной скоростной водоподогреватель: 1 — колпак; 2 — задняя крышка корпуса; 3 — патрубок для выпуска воздуха; 4 — патрубок ввода пара; 5 — корпус водонагреваеля; 6 — трубная система; 7- передняя крышка корпуса; 8 — термометр; 9 — патрубок отвода конденсата

В водоподогревателе латунные трубки Ø16 х 1 мм или Ø16 х 0,75 мм с обеих сторон ввальцованы в трубные решетки: передняя жестко закреплена фланцами между корпусом и передней камерой, а задняя соединена с внутренним колпаком, свободно размещенным в задней камере, которая дает возможность перемещаться и таким образом компенсировать удлинение трубок при их нагреве. Такие водоподогреватели не требуют компенсаторов. Холодная вода через входной патрубок поступает в водоподогреватель, циркулирует по трубам, нагревается и подается в тепловую сеть через выходный патрубок.

Пар через верхний патрубок 4 поступает в межтрубное пространство водоподогревателя, нагревает трубки 6 и, конденсируясь, отводится через нижний патрубок 9.

В скоростных водоподогревателях такого типа устанавливаются трубки длиной 2 или 4 м. Для предотвращения прогиба трубок их устанавливают на специальные опоры. Пароводяные водоподогреватели используются для нагрева воды в системах водяного отопления на котельных с паровыми котлами.

Водоводяные водоподогреватели. В системах горячего водоснабжения на ЦТП и котельных используются скоростные водоводяные подогреватели (рис. 99,100). Корпус 1 изготавливается из бесшовной трубы Ø 57-530 мм с поверхностью нагрева 0,37-83,4 м2. Внутри раз¬мещены латунные трубки 016 х 1 мм в количестве от 4 до 151 шт.

Рис. 99. Водоводяной подогреватель: 1 — корпус; 2 — трубные доски; 3 — трубный пучок; 4 — опорные кольца; 5 — соединительный калач; 6 — пере­ходной патрубок; 7- компенсатор

Такие водоподогреватели компактны, занимают мало места и котельных или бойлерных. Секции водоподогревателей между со бой соединяются с помощью калачей 5. В водонагревателях набивающая вода подается в межтрубное пространство, нагреваемая проходит по латунным трубкам.

Рис. 100. Водоводяные разъемные подогреватели: а — односекционный; б — многосекционный

Теплообменники пластинчатые разборные. Теплообменники предназначены для теплообмена между различными жидкостями, а так же между жидкостью и паром и применяются в качестве холодильников, подогревателей, конденсаторов в различных областях промышленности.

Теплообменники используются для работы при избыточном давлении до 10 кгс/см2 (1,0 МПа) и температуре рабочей среды от -30 до +180 °С и собираются из унифицированных сборных единиц и деталей и могут иметь поверхность теплообмена от 3 до 800 м2. Теплообменник состоит из тонких штампованных пластин из нержавеющей стали с гофрированной поверхностью, собранных на раму консольного типа.

Рама состоит из неподвижной плиты с закрепленными штангами, прижимной плиты и стяжных болтов. Пластины собираются на раму так, чтобы одна пластина относительно другой была повернута на 180°, причем резиновые прокладки повернуты в сторону прижимной плиты. Пустоты между соседними пластинами являются каналами для прохода теплоносителя.

Группа пластин, образовывающих систему каналов, в которых рабочая среда движется только в одном направлении, составляет пакет. Один или несколько пакетов, зажатых между неподвижной и прижимной плитами, называются секцией. По углам пластин есть отверстия, которые образуют в собранной секции распределительные коллекторы для теплоносителя. Уплотнение пластин между собой осуществляется по уплотняющему пазу резиновой прокладкой.
По щелевым каналам из соответствующих коллекторов по одну сторону каждой пластины движется горячий теплоноситель, по другую — холодный. Теплоносители движутся противотоком (рис. 101).

Рис. 101. Схема движения теплоносителей в пластинчатом теплообменнике

За счет гофрированной поверхности пластин поток жидкости за-вихряется. Турбулизация и тонкий слой жидкости дают возможность получить высокий коэффициент теплопередачи при сравнительно малых гидравлических сопротивлениях.
При появлении на поверхности пластин различных загрязнений теплообменник можно легко и быстро разобрать, очистить и снова запустить в работу.