Теплообменное оборудование в котельной. Основные используемые схемы установки

Теплообменное оборудование в котельной. Основные используемые схемы установки.

Теплообменники в инженерных системах, в том числе и котельных, играют одну из ключевых и значимых ролей в общей схеме работы оборудования. Основной функцией теплообменников является организация передачи тепловой энергии от одного теплоносителя к другому без их непосредственно смешивания.
В тепловых схемах котельных и инженерных систем данное оборудование используется в большинстве случаев для разделения котлового и сетевого контуров отопления, для осуществления подогрева горячей воды, для разделения внутренних контуров инженерных систем (отопления и вентиляции).

Разделение котлового и сетевого контуров в тепловых схемах

Котловой и сетевой контур требуется разделять в случае, если к ним применяются разные требования к качеству питающей воды, а также в случае, когда требуется защитить котловой контур при возникновении протечек в сетевом. Если котловой и сетевой контура не разделены теплообменниками, то данная схема называется зависимой, если разделены — то независимой. Таким образом, при независимой схеме давление и температура в обоих контурах не зависит друг от друга.
На рисунке №1 указана одна их простых схем зависимого теплоснабжения, в которой отсутствуют теплообменники. Для наглядности данная схема максимально упрощена, в ней отсутствуют системы подачи холодной воды, системы подпитки и тд. Циркуляционные насосы обеспечивают расход теплоносителя через котлоагрегат, а также через сеть отопления. Такие схемы популярны для небольших котельных, в особенности в частных домах. Регулирование температуры теплоносителя осуществляется при помощи трехходового регулирующего клапана. В самых простых схемах регулирование температуры осуществляется при помощи автоматики котлоагрегата. Иногда в таких схемах, применяются гидравлическая стрелка или гидравлический разделитель, который обеспечивает разделение потоков, но регулировать давление и полностью разделять контура при его помощи не получается.

На рисунке 2 представлен один из вариантов независимой схемы теплоснабжения, в которой ключевую роль играет уже теплообменное оборудование. В отличие от схемы на рисунке 1, где есть один общий контур теплоснабжения, здесь уже присутствует два независимых контура: котловой и сетевой, разделенные теплообменниками. Ключевые физические параметры теплоносителя, такие как: температура и давление в этих контурах, возможно регулировать отдельно друг от друга. Теплообменники дают в данном случае изолировать котловой контур с заданными параметрами и оптимизировать температурный режим работы котлоаграгета, что позволяет достичь максимального КПД работы и соответственно экономии топливных ресурсов. Следует отметить, так как давление в котловом и сетевом контурах уже не зависит друг от друга, в схемах с теплообменниками требуется устанавливать расширительные баки на оба контура для компенсации температурных расширений.

Приготовление горячей воды при помощи теплообменников

При приготовлении горячей воды в узле теплообменника нагреваемой стороной будет холодная или слегка подогретая вода. При этом греющей стороной может являться как вода котлового контура или сетевого контура, так и технологический пар. Пар используется в качестве теплоносителя для подогрева горячей воды в ряде случаев при наличии в составе котельной паровых котлов в летний период при выключенных водогрейных котлах.
На схеме на рисунке 3 видно, что водопроводная вода подпитывается через обратный клапан в сетевой контур циркуляции ГВС (горячей воды). Практически для всех промышленных отопительных котлоагрегатов требуется умягчение воды, используемой в качестве теплоносителя. При этом для нужд горячего водоснабжения умягченная вода не используется. В таких случаях, использование теплообменников является необходимым проектным решением. Стоит отметить также наличие в данной схеме повысительного насоса или насосной станции на линии водопровода, обеспечивающего необходимое давление подпитки.