Узел обвязки теплообменника

Для регулирования производительности калориферов в коммуникационных системах устанавливают узел обвязки теплообменника. Это обеспечивает надежную работу отопления, кондиционирования, вентиляции.

По типу носителя системы бывают водяными, паровыми и электрическими. Все они снабжены теплообменниками, назначение которых – нагревать и охлаждать воздух. Чтобы калорифер работал бесперебойно, в схеме монтажа предусмотрен специальный узел обвязки. 
Этот элемент конструкции выполняет следующие функции:

• Регулирует температуру носителя и давления в установках;
• Не допускает сбоев в работе теплообменника;
• Предотвращает замораживание системы в экстремальных ситуациях (зимой).

Регуляция работы коммуникационных систем обеспечивает процессу линейность и бесперебойность. Это значительно повышает производительность теплообменного аппарата.

Обвязочный узел устанавливается в непосредственной близости от калорифера, соединяется с подающей и обратной магистралью. Каждый элемент смесителя имеет свое назначение:

• Циркуляционный насос обеспечивает равномерное и бесперебойное движение теплоносителя по системе;
• Клапан трехходовой регулирует смешивание воды для поддержания оптимальной температуры; работает в 3-х позициях; врезается в подающую магистраль и через байпас соединяется с обраткой;
• Клапан обратный предотвращает перетекание основного потока теплоносителя в обратную магистраль; устанавливается на байпасе (перемычке);
• Фильтры необходимы для очистки теплоносителя от примесей.

На магистралях монтируются краны шаровые, с помощью которых узел отключается от теплосети. Термоманометры обеспечивают в системе контроль давления.

Регулирование теплообменных процессов происходит по следующей схеме:

• Теплоноситель из сети или калорифера поступает в смесительный узел, предварительно пройдя через очистительный фильтр (в потоке могут находиться мелкодисперсные частицы мусора);
• Далее носитель движется через 3-х ходовой клапан и соединяется с потоком обратной магистрали;
• Потом перемещается через циркулярный насос в калорифер;
• Нагревшись до определенной температуры, поток возвращается в смесительный элемент, где перераспределяется по системе; определенное количество носителя уходит в основную сеть, остатки снова смешиваются с обраткой.

В процессе положение клапана меняется. В начальной стадии он обеспечивает максимальный доступ носителя из подающей магистрали и перекрывает обратный канал. По мере того, как клапан закрывается, основной поток уменьшается и к нему из подмеса добавляется носитель тепла. В конечном итоге клапаном перекрывается подающий поток, и в эту магистраль через калорифер идет носитель обратки, перемещающийся по контуру.
При этом циркуляционным насосом не изменяется объем носителя тепла. Температурное регулирование обеспечивается подмесом обратного потока. Происходит это за счет того, что клапану из блока управления приточной установки поступает определенный сигнал. Регулирующий элемент анализирует принятые показатели датчиков температуры прямого и обратного потока.
Чтобы клапан полностью открылся, температура в магистрали обратного теплоносителя должна быть ниже нормы. Как только показатель достигнет заданного параметра, клапан постепенно закрывается.

В теплообменных системах применяются и 2-х ходовые клапаны. В этом случае предельная мощность аппарата обеспечивается при полном открытии клапана, когда носитель тепла подающей магистрали проходит через нагреватель. 
Смешение потоков происходит при частичном закрытии клапана. Полное закрытие двухходового элемента перекрывает линию подмеса, и поток обратки смешивается в калорифере с основным.

Регулировать работу нагревательного аппарата можно двумя способами. Каждый из них базируется на предварительных расчетах, определяющих оптимальные расходы теплоносителя и учитывающих предельные значения температур.

В данном случае регулирование осуществляется за счет изменения количества теплоносителя в системе. Чем больше его проходит через нагревательные элементы, тем выше получается теплоотдача. Снижают данный параметр уменьшением подачи горячей воды.
Для поддержания подходящего давления в системе подачи горячего потока узел обвязки комплектуется специальным насосом. Но такой «скачущий» расход нерационален и требует постоянного контроля температурных показателей.

Этот вариант наиболее подходящий – регулируются именно показатели носителя (давление и температура). В данном случае работа системы не зависит от положения регулирующих клапанов и всегда остается линейной. Это гарантирует максимальную защиту от замораживания.
Преимущество качественного регулирования перед количественным обусловлено наличием циркуляционного насоса и штокового клапана, устанавливаемого близко к калориферу на магистрали подачи горячего носителя. Проток воды по магистралям не зависит от внешних факторов, благодаря этому повышается эффективность работы всей системы.
В данной системе насос постоянно находится в рабочем положении, осуществляя непрерывную циркуляцию потоков. За регулирование температурных показателей отвечает 3-х позиционный клапан. Руководит им сервопривод, задающий нужную температуру.

Устанавливают смесительные узлы двумя способами. Выбор одного из них зависит от особенностей эксплуатации и места, где расположен аппарат.

Этот вариант менее затратный и чаще всего используемый. Он предусматривает жесткую подводку магистралей теплоносителя. Поэтому в нем применяются трубы, выполненные из стали.

В такой обвязке вместо металлических труб применяют гофрированные шланги. Теплообменный узел гибкого типа оправдан в следующих ситуациях:

• При нехватке площадей для монтажа;
• Ограничение доступа к некоторым частям блока;
• Сложная конфигурация системы.

Сам способ обвязки по данному типу и последующее обслуживание обходятся недешево, но по функциональности гибкий вариант более привлекателен.
Для каждого конкретного аппарата проектируется своя обвязка. При этом варианты размещения узла могут быть как горизонтальные, так и вертикальные. 
Иногда узлы не монтируют в систему. Допускается это только на низкотемпературных одноконтурных теплообменных агрегатах.

Теплообменники, требующие обвязки, используются в различных коммуникационных системах. В каждой из них работа узлов имеет нюансы.

Основная проблема данной системы – грамотный подбор узла обвязки. Главная обязанность блока – защитить систему от замерзания. Важно в зимний период контролировать расход энергии и температуру носителя. Снижение оптимальных параметров приведет к сбою в системе.

В данных системах максимальный нагрев ограничен пределами – в 1-но трубных 105 градусов и 95 в 2-х трубных. Поэтому основная задача узла обвязки – держать под контролем эти параметры. Система охлаждается медленно, а вот нагрев происходит стремительно – из-за прямого контакта теплообменного аппарата с воздухом.

Особенности такой системы мало отличаются от предыдущего варианта. Разве что потолок нагрева носителя сводится к 50 градусам.

Здесь обвязка теплообменника кардинально отличается от предыдущих вариантов. Зависит это от особенностей самой системы. Большую часть времени воздухонагреватели находятся в «спячке» и включаются в работу на 3-5 минут. 
Специфика монтажа заключается в том, что элементы завесы оборудуются под потолком – на значительном расстоянии от других коммуникаций системы. В этом варианте составляющие обвязки выполняют следующие функции:

• Регулирующий клапан не дает возможности инородным частицам попасть в систему;
• На подаче теплоносителя установлено 2 клапана: для регулировки количества носителя и запорно-регулирующий;
• Фильтр защищает калорифер, осуществляя грубую очистку;
• Шаровые краны отключают систему от завесы.

Приводы клапанов получают однофазное питание от сети в 220 В. Клапаны, установленные на подаче носителя тепла, обеспечивают максимальный поток в рабочем режиме, минимальный – в спящем. 
В системе «тепловая завеса» обвязочный узел не только регулирует температуру отопления. Еще одна функция блока – защита аппарата от скачков давления в системе и перепадов температуры.
Узлы обвязки, которыми комплектуют нагревательные аппараты, важный элемент коммуникаций. Обеспечивая регулировку давления и температуры теплоносителей, данный блок повышает эффективность работы систем, обеспечивает их надежность и защиту от экстремальных ситуаций, продлевает срок эксплуатации. Все это возможно только при условии, что работа смесительного узла базируется на качественном способе регулирования.