Para crear el nivel de confort requerido en locales residenciales e industriales, es necesario suministrar agua caliente. Hay varias formas de formación, pero en las últimas décadas, los sistemas que utilizan intercambiadores de calor para el suministro de agua caliente y calefacción han ganado popularidad. Son unidades fiables, económicas y eficientes, caracterizadas por dimensiones compactas.
Estas instalaciones están hechas para el intercambio de calor entre transportadores, uno de los cuales es la calefacción. Esta solución se denomina ACS de tipo cerrado. El dispositivo es el elemento principal para preparar agua caliente en el sistema. El intercambiador de calor y el quemador son los principales elementos de trabajo de la caldera.
Dispositivo y principio de funcionamiento.
Los intercambiadores de calor modernos son unidades cuyo funcionamiento se basa en diferentes principios:
- irrigación;
- sumergible;
- soldado
- superficial;
- plegable;
- laminar acanalado;
- mezclar;
- shell-and-tube y otros.
Pero los intercambiadores de calor de placas para el suministro de agua caliente y la calefacción se diferencian favorablemente de otros. Estos son calentadores de flujo continuo. Las instalaciones son una serie de placas, entre las que se forman dos canales: caliente y frío. Están separados por una junta de acero y goma, por lo que se excluye la mezcla de los medios. Las placas se ensamblan en un bloque. Este factor determina la funcionalidad del dispositivo. Las placas son de idéntico tamaño, pero ubicadas en un giro de 180 grados, razón por la cual se forman las cavidades por donde se transportan los líquidos. Así es como se forma la alternancia de canales fríos y calientes y se forma un proceso de intercambio de calor.
La recirculación en este tipo de equipos es intensiva. Las condiciones en las que se utilizará el intercambiador de calor para sistemas de suministro de agua caliente dependen del material de las juntas, el número de placas, su tamaño y tipo. Las instalaciones que preparan agua caliente están equipadas con dos circuitos: uno para ACS y otro para calefacción de habitaciones. Las máquinas de planchas son seguras, productivas y se utilizan en las siguientes áreas:
- preparación de un portador de calor en sistemas de suministro de agua caliente, ventilación y calefacción;
- enfriamiento de productos alimenticios y aceites industriales;
- suministro de agua caliente para duchas en empresas;
- para la preparación del portador de calor en sistemas de calefacción por suelo radiante;
- para la preparación de un portador de calor en las industrias alimentaria, química y farmacéutica;
- calentamiento del agua de la piscina y otros procesos de intercambio de calor.
Fabricación de intercambiadores de calor
Estructuralmente, los intercambiadores de calor para agua caliente pueden ser de dos tipos: externos e internos. Los primeros incluyen una herradura y una serpentina. La herradura es muy liviana, pero no muy potente: para fabricarla, solo necesita soldar dos tubos de hierro fundido o acero; como resultado, obtiene un ensamblaje con una pequeña área de contacto de los portadores y, por lo tanto, con un poder calorífico bajo del agua fría entrante.
Una mejor opción para un intercambiador de calor externo sería una bobina: se fabrica soldando varias tuberías: cuantas más tuberías use, más poderosa será la unidad.
Un intercambiador de calor interno es un tanque en el que se coloca un tubo, que calienta el agua que ingresa en él. Para hacer un dispositivo de este tipo con sus propias manos, necesitará:
- tanque de agua de acero;
- tubo de acero o hierro fundido;
- ánodo;
- regulador de potencia.
La fabricación del intercambiador de calor no lleva mucho tiempo: gire el tubo en espiral, fíjelo en las paredes del tanque y luego haga dos salidas en el contenedor: la inferior para agua fría, la superior para agua caliente .
Intercambiador de calor exterior
Diagramas de conexión
Si decide utilizar un intercambiador de calor de placas para calefacción y suministro de agua caliente en el sistema, antes de seleccionar un modelo específico, debe considerar el tipo de diagrama de conexión. Hay tres opciones:
- Configuración independiente de la conexión del suministro de calor (así es como se conecta la caldera).
- La configuración en paralelo o de una etapa implica la instalación de equipos en paralelo con la comunicación de calefacción. La regulación se realiza mediante una válvula. El proceso es una fijación constante de la temperatura especificada del medio. Se trata de una estructura sencilla que proporciona suficiente intercambio de calor, pero consume grandes volúmenes de refrigerante e implica la conexión de estaciones de bombeo. Este circuito es económico de instalar.
- La configuración de dos etapas garantiza un uso eficiente de la energía de reflujo. La preparación líquida se realiza en 2 unidades. El primero calienta el agua hasta 40 grados, el segundo continúa el procedimiento y lleva los indicadores a la velocidad especificada. Esto es +60 grados. El segundo intercambiador de calor de placas de ACS se puede conectar en paralelo o en serie, según el esquema de ingeniería elegido. Este método se caracteriza por un bajo consumo de portador de calor, hasta un 40% y una alta eficiencia. Este arreglo proporcionará ahorros operativos.
Los costos operativos y si las personas recibirán una cantidad suficiente de agua caliente dependen de la elección competente del esquema de conexión. Pero para que los circuitos sean eficientes, es necesario seleccionar correctamente un intercambiador de calor para calefacción. Los parámetros tienen en cuenta la combinación del régimen hidráulico de suministro de agua y calefacción.
Aplicación de esquemas estándar de ACS
Hasta la fecha, los documentos reglamentarios existentes regulan la elección del esquema para la construcción de suministro de agua caliente en el diseño de puntos de calefacción. Según SP 41-101-95 "Diseño de puntos de calor", dependiendo de la relación entre el flujo de calor máximo y el suministro de agua caliente Qhmax y el flujo de calor máximo para calentar Qomax, se pueden utilizar los siguientes esquemas de ACS:
* También se puede utilizar un circuito paralelo de una sola etapa en el caso de suministro de calor de pequeñas salas de calderas (
Circuito paralelo de una etapa... Las ventajas de este esquema son: simplicidad y relativa economía. Desventajas: el esquema no es económico en términos de la tasa de flujo del refrigerante, su uso conduce a un aumento en la potencia de las estaciones de bombeo y los diámetros de las tuberías de la red de calefacción.
Entre los esquemas de dos etapas, el más extendido en Rusia es el esquema de conexión de ACS mixta de dos etapas.
Esquema mixto de dos etapas es bastante simple y le permite ahorrar hasta un 40% del consumo de portador de calor en comparación con un esquema de una sola etapa en paralelo. Pero al mismo tiempo tiene una serie de desventajas:
- fuerte influencia mutua del suministro de agua caliente y calefacción;
- contaminación relativamente rápida de la primera etapa;
- la necesidad de una selección cuidadosa de un intercambiador de calor;
- alto nivel de inversión para la compra de dos intercambiadores de calor.
Esquema secuencial de dos etapas se usa con mucha menos frecuencia, ya que, a pesar de los ahorros significativos en el refrigerante (ahorro de hasta un 60% en relación con un esquema de una sola etapa en paralelo), tiene una serie de desventajas significativas:
- la complejidad del cálculo;
- la necesidad de coordinar el trabajo de suministro de agua caliente y calefacción;
- sobrecalentamiento periódico del agua en el sistema de calefacción, lo que aumenta su desgaste;
- fluctuaciones de temperatura en el edificio;
- un alto nivel de inversión en equipos de automatización y la compra de dos intercambiadores de calor;
- frecuentes quejas sobre la automatización del proceso.
Según SP 41-101-95 p.3.20, también se pueden aplicar otros esquemas de conexión de consumidores de calor a redes de calefacción, proporcionando un consumo mínimo de agua en las redes de calefacción, ahorrando calor, con un estudio de viabilidad.
Solución "Ridan"
ofrece un esquema alternativo de ACS - esquema con ACS de "bajo retorno"... El uso del esquema es posible siempre que se utilice un intercambiador de calor de placas (no hay ningún efecto económico para un intercambiador de calor de carcasa y tubos). El esquema propuesto es idéntico al esquema paralelo de una etapa, pero difiere en el cálculo del intercambiador de calor para temperaturas no 70/30 (para un gráfico de 150/70), sino para una temperatura más baja del retorno de agua caliente (~ 20 ° C)
Diagrama de flujo de proceso del suministro de agua caliente con "retorno bajo"
Ventajas sobre el diseño de una etapa:
- eonomía del refrigerante a cargas de calor iguales - hasta 40%;
- liberación de la reserva de transporte de calor de la red de calefacción para asegurar cargas pico o conectar nuevos consumidores;> / li>
- el esquema es más efectivo para garantizar la temperatura requerida del suministro de agua caliente, lo cual es especialmente importante cuando los parámetros de temperatura del portador de calor de la red de calefacción no son lo suficientemente altos o cuando la diferencia de presión entre las rutas directas y de retorno de la red de calefacción es insuficiente.
Ventajas en comparación con los esquemas de dos etapas:
- reducir el costo de compra de un intercambiador de calor (se compra un intercambiador de calor en lugar de dos);
- reducir el costo de tubería (hasta un 50%) e instalación;
- la capacidad de trabajar a bajas caídas de presión;
- ninguna influencia en la hidráulica del sistema de calefacción;
- simplificación y reducción de costos (hasta un 25%) para el mantenimiento de equipos debido al uso de un intercambiador de calor;
- simplificación del sistema de suministro de calor, pequeñas dimensiones de la unidad de circuito térmico;
- baja resistencia hidráulica.
LLC "MZ Teplo Systems" — proporciona servicio y reparación de intercambiadores de calor en Moscú y en el Distrito Federal Central.
La lista de regiones servidas: Moscú, Moscú, Kaluga, Yaroslavl, Tver, Tula, Ryazan, Tambov, Lipetsk, Tver, Smolensk, Ivanovo, Kursk, Kostroma, Vladimir, regiones de Bryansk, etc.
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Cómo calcular un modelo para un edificio específico
Para que el intercambiador de calor sea efectivo en el sistema de suministro de agua caliente y calefacción, se deben tener en cuenta los siguientes parámetros al elegir:
- número de consumidores;
- el volumen de agua requerido por 1 consumidor por día (a título informativo, según SNiP, el límite se establece en 120 litros por persona);
- calentamiento del refrigerante, en las redes centrales su temperatura promedia los 60 grados;
- el dispositivo está en uso constante o se apagará: modo de funcionamiento;
- valores medios de temperatura del agua fría en invierno;
- pérdida de calor permitida, valor estándar - 5%;
- el número de instalaciones sanitarias a las que está conectado el ACS.
Para los cálculos, también se requerirán otros datos, dependiendo de la situación y las condiciones. El resultado de este cálculo será un modelo que podrá suministrar los volúmenes de agua caliente necesarios para una vivienda específica.
Instalación del intercambiador de calor
Cuando todos los componentes estén listos, puede continuar con la instalación del intercambiador de calor. En el caso de una unidad externa, el trabajo se realiza de la siguiente manera:
- cortar un hilo en la entrada y salida de la estructura soldada;
- conecte la entrada del intercambiador de calor al sistema de calefacción mediante un manguito
- Con un acoplamiento similar, conecte la salida del intercambiador de calor a la tubería de agua caliente.
El intercambiador de calor interno se monta de acuerdo con el siguiente esquema:
- instale un tanque con un tubo calentador térmico cerca de los radiadores;
- instale el ánodo junto al tubo dentro del tanque;
- Conduzca la tubería del sistema de calefacción a través de la salida inferior hacia el tanque y a través de la salida superior, una tubería que tomará agua fría.
Opcionalmente, puede conectar un regulador de potencia al tubo de calentamiento y un termostato para controlar la temperatura del calentamiento del agua.
¡Importante! La parte superior e inferior del tanque de acero deben sellarse para evitar que entre aire en el tanque, que tomará la temperatura prevista para calentar el agua.
Como puede ver, incluso una unidad de sistema de calefacción tan compleja como un intercambiador de calor para agua caliente se puede construir e instalar con sus propias manos. Lo principal es pensar en cada paso en detalle: desde la elección del material hasta la conexión final. Por lo tanto, no descuide las instrucciones que se le ofrecen, ya que le ayudarán a evitar errores al proporcionar agua caliente ininterrumpida a su propia casa.
Selección de equipos de intercambio de calor para suministro de agua caliente.
Si el cálculo de ingeniería de los intercambiadores de calor para calefacción y suministro de agua caliente se realizó correctamente, y se instaló un modelo de equipo correctamente seleccionado en el edificio, teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento, puede contar con el funcionamiento confiable del equipo durante 15 años. . No descuide los servicios de artesanos profesionales, esto formará garantías adicionales de rendimiento y seguridad del sistema.
En el mercado ruso, hay instalaciones de marcas conocidas e intercambiadores de calor de placas de fabricación rusa, estos últimos no son menos confiables, sino asequibles. Por lo tanto, el intercambiador de calor para el sistema de suministro de agua caliente Ridan (grupo de empresas Danfoss) tiene demanda, incluso los consumidores ricos prefieren comprarlo. Por lo tanto, es mejor elegir un dispositivo no de acuerdo con el nombre de la marca, sino de acuerdo con los parámetros de una estructura específica y las características técnicas del dispositivo. Mejor si lo hace un profesional.
