Комфорт, присущий городской жизни, часто воспринимается как нечто само собой разумеющееся. А ведь его создает множество невидимых глазу устройств. К примеру, водоводяные подогреватели обеспечивают дома теплом, готовя воду для систем отопления и горячего водоснабжения. Непонятное название (на первый взгляд, ошибочное, заставляющее вспомнить о выражении «масло масляное») объясняется очень просто. Но для того чтобы разобраться в некоторых секретах теплообменных процессов, понадобится немного вспомнить теорию.
Существует общий класс устройств, занимающихся снабжением горячей водой жилых, общественных или производственных домов. Это — кожухотрубные подогреватели: и упомянутые выше водоводяные, и пароводяные модели. Обычно они подсоединены к котлам низкого давления, расположенным в котельных близ вашего дома. Устройства состоят из внешнего корпуса-кожуха и внутреннего трубопровода, на выходе подсоединенного к соответствующим системам. Это позволяет одновременно запускать в конструкцию две среды (одна нагревается, другая охлаждается). С нагреваемой средой все ясно: вода, которая затем поступит в радиаторы или краны квартир. А вот теплоноситель может быть разным. Если это пар, то устройство будет называться пароводяным, если горячая вода – водоводяным. В обоих видах подогревателей среды не смешиваются, тепло передается через стенки внутренних трубок благодаря разности температур. Как видите, все процессы укладываются в рамки школьного курса физики, где все узнали, что более нагретое тело всегда отдает тепло менее нагретому телу.
Стандартные водоводяные подогреватели: виды и принцип работы
Как только не называют в быту это устройство: кожух, теплообменник ВВП, ВВ-подогреватель, просто ВВП. А по сути это — длинная и громоздкая конструкция «труба в трубе», внешне напоминающая огромный полотенцесушитель. На фото ниже приведена схема.
Горизонтально расположены секции-кожухи, выполненные из бесшовных стальных труб (длина 2, 4 м с диаметром от 57 до 530 мм). По ним течет теплоноситель (горячая техническая вода). Внутри кожуха находится пучок трубок малого диаметра (16 мм при толщине стенок 1 мм), изготовленных из латуни или нержавеющей стали. Через них бежит вода, подогреваемая для бытовых нужд. Тоненькая преграда мешает воде смешаться, но абсолютно не препятствует теплообмену. В зависимости от заданной конечной температуры воды количество секций и внутренних трубок может быть разным. Различают односекционные и многосекционные ВВП, а во внутреннем пучке может быть от 4 до 151 штуки (чем больше трубок, тем больше поверхность теплообмена и тем быстрее нагревается вода).
Дугообразные боковые части (фитинги) – это соединительные калачи, с помощью которых техническая вода перетекает из секции в секцию. Подогреваемая вода перетекает через вертикальные короткие отводы. Подаются и выводятся жидкости через переходные патрубки конической формы.
В зависимости от способа сборки различают:
— разъемный, где все части подогревателя собираются с помощью фланцевых соединений. Такой ВВП можно в любой момент разобрать, отремонтировать, заменить испортившуюся часть, добавить к нему дополнительные секции. Для него нужен пучок из гладких трубок. Единственный недостаток – фланцы часто требуют большего внимания, чем остальные части подогревателя;
— сварной, где все части надежно приварены и не требуют дальнейшего обслуживания. Для такого ВВП нужны профилированные внутренние трубки.
И та, и другая модель бывают без компенсатора теплового расширения (для горячего водоснабжения) и с ним (для систем отопления). Кстати, если воду нагревают для отопительных нужд, то ее пускают по большой трубе, в противном случае – по внутренним трубкам.
Теперь вы знаете, что собой представляют водоводяные подогреватели. Принцип же работы для классического случая нагрева очень прост. Есть две среды: теплоноситель (вода более высокой температуры) и нагреваемая жидкость (вода более низкой температуры). Теплоноситель протекает по всей длине подогревателя, омывая пучок маленьких трубок, внутри которых течет холодная вода. Потоки движутся навстречу друг другу с одинаковой скоростью (примерно 0,5-1 м/с). Горячая вода нагревает тонкие стенки трубок, те передают тепло воде. Так, по мере движения ее температура растет. Именно противоток позволяет добиться максимальной разности температур между средами и, следовательно, эффективного теплообмена и быстрого нагрева. На выходе из подогревателя обязательно устанавливают датчик температуры нагреваемой воды, который может подавать сигнал терморегулятору котла, тем самым добиваясь необходимого значения. Также на входе рекомендуется установить смягчающие фильтры, которые уменьшат жесткость воды, а значит, снизят вероятность образования накипи внутри трубок, зарастания, падения КПД подогревателя, снижения срока службы и, в конечном итоге, окончательной поломки устройства. Срок службы водоводяного подогревателя обычно не превышает 25 лет.