`Blog`

При разработке раздела ВК проектировщик сталкивается с задачей подобрать накопительный электрический водонагреватель. (Бойлер подбирается так же, только вместо ТЭНов в конструкции будет змеевик из нержавеющей стали, если учитывать, что 1м² змеевика выдает 22кВт тепловой мощности) 

С использованием СНиП 2.04.01-85* не всегда удается подобрать адекватный объем водонагревателя и его электрическую мощность.

Покажем на примере, как можно подобрать промышленный водонагреватель иначе:

• Исходные данные

Суточное потребление 41,922м³ (62°C) или 30,58м³ (85°C)

Максимальное потребление 6,53м³/ч (62°C) или 4,76 м³/ч (85°C)

Водонагреватель должен быть установлен в помещении высотой 3м и оборудован теплоизоляцией Режим водопотребления 16 часов Температура холодной воды на входе в водонагреватель: 15°С Температура необходимой горячей воды на выходе из водонагревателя: 85°С Рабочее давление в системе: 6 бар

При достаточном напоре в системе скорость заполнения бака будет равна скорости расхода горячей воды даже в часы максимального потребления.

Вначале мы предполагаем вероятную электрическую(тепловую) мощность ТЭНов. Если при такой мощности водонагреватель получается 
слишком большого объема - увеличиваем мощность нагревательных элементов и пересчитываем все заново. 

• Расчет производительности водонагревателя:

Предполагаемая суммарная мощность 150 кВт обеспечивает производительность 1847 л. горячей воды в час при нагреве с 15 до 85 С.

· 300/1,16(85-15) = 3,69 м3.

Максимальная производительность водонагревателей с учетом накопленного резерва за период работы 16 часов равна

32,55 м3. Что удовлетворяет потребность по ГВС объекта 30,58 м3

• 1,847х16+3 = 32,55 м3

Пиковый расход составляет 4760 л. Накопленного объёма 3000л и производительности ТЭНов 1847л/ч достаточно для водоснабжения при пиковой нагрузке в течение 1 часа.

По СНиПу выходили гораздо большие цифры. 
Водонагреватели РусИнж ЭВН способны догревать воду до 85 град.ц., что позводяет пропорционально уменьшить объем емкости.

За подбором обращайтесь по телефону или пишите нам на почту podbor@rusinzh.ru
Необходимые данные:

1. Максимальный часовой расход горячей воды, м3/ч
2. Средний часовой расход горячей воды, м3/ч
3. Период водопотребления, ч
4. Температура холодной/горячей воды, град.ц.
5. Ограничения по габаритам ВхШхГ
6. Ограничения по электрической мощности на объекте

Пример нашего расчета:

Пластинчатые водоподогреватели (по Гост 15518)

Поверхностью теплообмена в этих теплообменниках являются гофрированные параллельные пластины (см. рис. 3.7), с помощью которых создается система узких каналов (см. рис. 3.8) шириной 3–6 мм с волнистыми стенками. Скорость движения жидкости в таких каналах значительна (1–3 м/с), поэтому коэффициенты теплопередачи в пластинчатых теплообменниках достигают больших значений – до 3000–4000 Вт/(м² · К) – при сравнительно невысоких гидравлических сопротивлениях.

На рис. 3.7, а схематично показано движение теплоносителя I пунктирными линиями, а теплоносителя II – сплошными. Теплоноситель I поступает через штуцер 12, движется по нечетным каналам (считая справа налево)

и уходит через штуцер 2. Пакет пластин зажимается между неподвижной головной плитой 3 и подвижной головной плитой 8. На рис. 3.7, б также схематично показано взаимное движение теплоносителей I и II между пластинами.

Пластинчатые теплообменники достаточно просты в изготовлении, их легко разбирать и ремонтировать. Однако герметизация пластин представляет серьезную проблему. По этой же причине их применение при высоких давлениях затруднительно.

Рис. 3.7. Пластинчатый теплообменник и его элеметы:

а – монтажная схема однопоточного аппарата: 1, 11 – штуцера ввода и вывода теплоносителя II; 2, 12 – штуцера вывода и ввода теплоносителя I; 3 – неподвижная плита; 4, 13 – каналы для движения теплоносителя I (пунктирная линия); 5, 14 – каналы для движения теплоносителя II;

6 – четные пластины, считая, слева направо (остальные пластины нечетные), обтекаемые теплоносителем I справа и теплоносителем II слева; 7 – направляющие стержни; 8 – подвижная плита;

9 – неподвижная стойка; 10 – стяжное винтовое устройство; б – схема движения теплоносителя I и II в однопоточном (одноходовом) теплообменнике; в – устройство одного из типов пластин: 1 – прокладка, ограничивающая пространство между пластинами, по которому движется теплоноситель I (снизу вверх); 2, 3 – отверстия для прохода этого теплоносителя; 4 – две малые кольцевые прокладки, уплотняющие отверстия 5 и 6, через которые проходит теплоноситель II; г – характер потока жидкости в пространстве между двумя соседними гофрированными пластинами

Характеристики пластинчатых водоподогревателей

В соответствии с каталогом ЦИНТИхимнефтемаш выпускаются теплообменники пластинчатые для теплоснабжения следующих типов: полуразборные (РС) с пластинами типа 0,5Пр и разборные (Р) с пластинами типа 0,3р и 0,6р.

Технические характеристики указанных пластин и основные параметры теплообменников, собираемых из этих пластин, приведены в табл. 3.4, 3.5.

Таблица 3.4

Техническая характеристика пластин

Показатель	Тип пластины
0,3р	0,6р	0,5Пр
1	2	3	4
Габариты (длина ´ ширина ´ толщина), мм	1370´ 300´ 1	1375´ 600´ 1	1380´ 650´ 1
Поверхность теплообмена, м2	0,3	0,6	0,5
Вес (масса), кг	3,2	5,8	6,0
Эквивалентный диаметр канала, м	0,008	0,0083	0,009
Площадь поперечного сечения канала, м2	0,0011	0,00245	0,00285
Смачиваемый периметр в поперечном сечении канала, м	0,66	1,188	1,27
Ширина канала, мм	150	545	570
Зазор для прохода рабочей среды в канале, мм	4	4,5	5
Приведенная длина канала, м	1,12	1,01	0,8
Площадь поперечного сечения коллектора (угловое отверстие на пластине), м2	0,0045	0,0243	0,0283
Наибольший диаметр условного прохода присоединяемого штуцера, мм	65(80)	200	200

Коэффициент общего гидравлического сопротивления	19,3 Re0,25	15 Re0,25	15 Re0,25
Коэффициент гидравлического сопротивления штуцера x	1,5	1,5	1,5
Коэффициенты: А Б	0,368 4,5	0,492 3,0	0,492 3,0

Допускаемые температуры теплоносителей определяются термостойкостью резиновых прокладок. Для теплообменников, используемых в системах теплоснабжения, обязательным является применение прокладок из термостойкой резины.

Условное обозначение теплообменного пластинчатого аппарата: первые буквы обозначают тип аппарата – теплообменник Р (РС) разборный (полусварной), следующее обозначение – тип пластины, цифры после тире – толщина пластины, далее – площадь поверхности теплообмена аппарата (м²), затем – конструктивное исполнение (в соответствии с табл. П.3.6), марка материала пластины и марка материала прокладки. После условного обозначения приводится схема компоновки пластин.

Пример условного обозначения пластинчатого разборного теплообменного аппарата: теплообменник Р 0,6р-0,8-16-1К-01 – теплообменник разборный (Р) с пластинками типа 0,6р, толщиной 0,8 мм, площадью поверхности теплообмена 16 м², на консольной раме, в коррозионно-стойком исполнении, материал пластин и патрубков – сталь 12Х18Н10Т; материал прокладки – теплостойкая резина 359; схема компоновки:

что означает: над чертой – число каналов в каждом ходе для греющей воды, под чертой – то же для нагреваемой воды.

Дополнительный канал со стороны хода нагреваемой воды предназначен для охлаждения плиты и уменьшения теплопотерь.

Из рассматриваемых трех теплообменников наиболее целесообразно применение теплообменников РС 0,5Пр, поскольку эти теплообменники надежно работают при рабочем давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см²).

Пластины попарно сварены по контуру образуя блок. Между двумя сваренными пластинами имеется закрытый (сварной) канал для греющей воды. Разборные каналы допускают давление в них до 1 МПа (10 кгс/см²).

Таблица 3.5

Техническая характеристика и основные параметры пластинчатых теплообменных аппаратов

Показатель

Тип пластины

	0,3р	0,6р	0,5Пр
Тип аппарата	Разборный	Полуразборный
Расход теплоносителя (не более), м3/ч	50	200	200
Номинальная площадь поверхности теплообмена аппарата, м2, и исполнение на раме: консольной (исполнение 1)	От 3 до 10	От 10 до 25	–
двухопорной (исполнение 2)	От 12,5 до 25	От 31,5 до 160	От 31,5 до 140
Трехопорной с промежуточной плитой (исполнение 3)	–	От 200 до 300	От 160 до 320
Расчетное давление, МПа (кгс/см2)	1(10)	1(10)	1,6(16) 2,5(25)
Габарит теплообменников, мм	650´ 400´ 1665	605´ 750´ 1800	2570´ 650´ 1860 (3500)

Теплообменники типа Р 0,3р могут применяться в системах теплоснабжения при отсутствии теплообменников типа РС 0,5Пр и параметрах теплоносителей до 1,0 МПа (до 10 кгс/см²), до 150 °С и перепаде давлений между теплоносителями не более 0,5 МПа (5 кгс/см²).

Таблица 3.6

Характеристики прокладок для пластин

Условно е обозначе ние	Марка материала и технические условия	Каучуковая основа	Температура рабочей среды, °С
0	Резина 359 (ТУ 38-1051023-89)	СКМС-30 и АРКМ-15 (бутадиенметилстирольный каучук)	От -20 до + 80
1	Резина 4326-Г (ТУ-38-1051023-89)	СКН-18 (бутадиеннитрильный каучук)	От -30 до +100
2	Резина 51-3042 (ТУ 38-1051023-89)	СКЭПТ (этиленпропилендиеновый каучук)	До 150
3	Резина 51-1481 (ТУ 38-1051023-89)	СКЭП (этиленпропилендиеновый каучук)	До 150
4	Резина ИРП-1225 (ТУ 38-1051023-89)	СКФ-32 и ИСКФ-26 (фторированный каучук)	От -30 до +200

Применение теплообменников типа Р 0,6р (титан) в системах теплоснабжения ограничено и допустимо только при отсутствии теплообменников РС 0,5Пр и Р 0,3р при параметрах теплоносителей не более 0,6 МПа

(6 кгс/см²), до 150 °С и перепаде давлений теплоносителей не более 0,3 МПа (3 кгс/см²).

Методика теплового и гидравлического расчета (подбора) пластинчатого теплообменника

Методика расчета пластинчатых водоподогревателей может основываться на следующих начальных условиях:

• известны располагаемые напоры теплоносителей;
• задается оптимальная скорость нагреваемой воды.

В первом случае методика базируется на использовании в них всего располагаемого напора теплоносителей с целью получения максимальной скорости каждого теплоносителя и соответственно максимального значения коэффициента теплопередачи.

В втором случае при неизвестных располагаемых напорах принимается значение оптимальной скорости нагреваемой воды (0,4 м/с), при этом потери давления по нагреваемой воде, как и в случае кожухотрубного теплообменника, составят 100–150 кПа.

Ниже приводится последовательность расчета пластинчатого теплообменника.

• В первом случае оптимальное соотношение числа ходов для греющей Х₁ и нагреваемой Х₂ воды находится по формуле
  

Если соотношение ходов получается >2, то для повышения скорости воды целесообразна несимметричная компоновка, т. е. число ходов теплообменивающихся сред будет неодинаковым. При несимметричной компоновке получается смешанное движение потоков: в части каналов – противоток,

в части – прямоток, что снижает температурный напор установки по сравнению с противоточным характером движения теплообменивающихся сред, который имеет место при симметричной компоновке, и в определенной степени уменьшает выгоду от повышения скорости воды при несимметричной компоновке. Поэтому для исключения смешанного тока теплоносителей более эффективно водоподогревательную установку собирать из двух или нескольких раздельных теплообменников с симметричной компоновкой, включенных последовательно по теплоносителю, у которого получается большее число ходов, и параллельно – по другому теплоносителю. При этом обвязка соединительными трубопроводами должна обеспечить противоток в каждом теплообменнике.

 При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость принимается, исходя из получения таких же потерь давления в установке по нагреваемой воде, как при применении кожухотрубного водоподогревателя – 100–150 кПа, что соответствует скорости воды в каналах W_опт = 0,4 м/с. Поэтому, выбрав тип пластины рассчитываемого водоподогревателя горячего водоснабжения, по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде m_н:

где f_к – живое сечение одного межпластинчатого канала.

  Компоновка водоподогревателя симметричная, т. е. m_гр= m_н. Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды   fгр = fн = mн fк , м².

Находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды: 

W ^гр = Gгвс /(3600 × fгр × r), м/с;          (3.50)

W ^н = G Гmax /(3600 × fгр × r), м/с;       (3.51)

В случае если соотношение ходов, определенное по формуле (3.47), оказалось >2 (при подстановке DP_н = 100 кПа, а DP_гр = 40 кПа – для I-й ступени), водоподогреватель собирается из двух раздельных теплообменников и более. В формулах (3.50) или (3.51) расход того теплоносителя, у которого получилось меньше ходов, уменьшается соответственно в 2 раза и более.

Коэффициент теплоотдачи a1 от греющей воды к стенке пластины 

где А – коэффициент, зависящий от типа пластин; принимается по табл. 3.4;

Коэффициент тепловосприятия a2 от стенки пластины к нагреваемой воде принимается по формуле 

Коэффициент теплопередачи К

где b – коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости от качества воды принимается равным 0,7–0,85.

При заданной величине расчетной производительности Q^п и по полученным значениям коэффициента теплопередачи К и температурному напору Dt_ср определяется необходимая поверхность нагрева F_тр.

При сборке водоподогревателя из двух раздельных теплообменников и более теплопроизводительность уменьшается соответственно в 2 раза и более.

Количество ходов в теплообменнике

где f_пл – поверхность нагрева одной пластины, м².

Число ходов округляется до целой величины. В одноходовых теплообменниках четыре штуцера для подвода и отвода греющей и нагреваемой воды располагаются на одной неподвижной плите. В многоходовых теплообменниках часть штуцеров должна располагаться на подвижной плите, что вызывает некоторые сложности при эксплуатации. Поэтому целесообразней вместо устройства многоходового теплообменника разбить его по числу ходов на раздельные теплообменники, соединенные по одному теплоносителю последовательно, а по другому – параллельно, с соблюдением противоточного движения.

Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателя определяется по формуле

F = (2m × X -1)fпл , м².   (3.57)

11. Потери давления DP в водоподогревателях определяются по формулам:

· для нагреваемой воды

· для греющей воды

где φ – коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен единице, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать φ = 1,5–2,0;

Б – коэффициент, зависящий от типа пластины (см. табл. 3.4).

W_н.с. – скорость при прохождении максимального секундного расхода нагреваемой воды.

Пример расчета пластинчатого теплообменника

Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку пластинчатого теплообменника, собранного из пластин 0,6р, для системы горячего водоснабжения того же ЦТП, что и в примере с кожухотрубными

секционными водоподогревателями. Исходные данные, величины расходов и температуры теплоносителей на входе и выходе каждой ступени водоподогревателя принимаются такими же, как и в предыдущем примере.

• Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I-й ступени по формуле (4.47), принимая DР_Н = 100 кПа и DР_ГР = 40 кПа:

  

• По оптимальной скорости нагреваемой воды определяем требуемое число каналов по формуле (4.48)

  

• Общее живое сечение каналов в пакете определяем по формуле (3.49) (m_н принимаем равным 20)

  

• Фактические скорости греющей и нагреваемой воды по формулам (3.50) и (3.51)
  

  

Расчет водоподогревателя I-й ступени: 

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины (3.52), принимая из табл. 3.4 А = 0,492, 

б) коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде (3.54), 

a2 = 1,16 × 0,492 [23000 + 283×19,5 - 0,63×19,5² ]× 0,35^0,73 = 8037 Вт /(м²×o С)

в) коэффициент теплопередачи по формуле (3.55), где β = 0,8,

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя I-й ступени

д) количество ходов (3.55) (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники)

Принимаем три хода:

е) действительная поверхность нагрева I-й ступени (3.56)

F ^I = (2 × 20 × 3 -1)× 0,6 = 71,4 м²;

ж) потери давления I-й ступени водоподогревателя по греющей воде (3.58), принимая φ = 1 и из табл. 3.4 Б = 3, 

DPгр = 1× 3× (33 - 0,08× 36)× 0,35^1,75 × 3 = 43,2

Расчет водоподогревателя II-й ступени:  

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины (3.52)

a1 = 1,16 × 0,492 (23000 + 283× 67,5 - 0,63× 67,5² )× 0,35^0,73 = 10412 Вт/(м²×o С) 

б) коэффициент тепловосприятия от пластины к нагреваемой воде (3.53)

a2 = 1,16 × 0,492 (23000 + 283× 48,5 - 0,63× 48,5² )× 0,35^0,73 = 10017 Вт/(м²×o С) 

в) коэффициент теплопередачи по формуле (3.54), где β = 0,8,

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II-й ступени

д) количество ходов (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники) (3.56): 

Принимаем два хода: 

е) действительная поверхность нагрева II-й ступени (3.57)

F II = (2 × 20 × 2 -1)× 0,6 = 471,4 м²; 

ж) потери давления II-й ступени по греющей воде (4.58)

з) потери давления обеих ступеней водоподогревателя по нагреваемой

воде, принимая φ = 1,5, при прохождении максимального секундного расхода воды на горячее водоснабжение 

(3.58) DPI+II = 1,5× 3× (33 - 0,08× 31)[21,6 × (0,049 ×10³ )]1,75× 5 = 164 кПа. 

В результате расчета в качестве водоподогревателя горячего водоснабжения принимаем два теплообменника (I-й и II-й ступени) разборной конструкции (Р) с пластинами типа 0,6р, толщиной 0,8 мм, из стали 12Х18Н10Т (исполнение 01), на двухопорной раме (исполнение 2К), с уплотнительными прокладками из резины марки 359 (условное обозначение

– 10). Поверхность нагрева I-й ступени – 71,4 м², II-й – ступени – 47,4 м². Схема I-й ступени –С = 20 + 20 + 20 ;X 21+ 20 + 20 схема компоновки II-й ступени –СX= 20 + 20 .21+ 20 

Обратившись за подбором по адресу podbor@rusinzh.ru вы получите два-три расчета пластинчатых теплообменников российского производства для выбора оптимального варианта.

Легенды и мифы современной теплотехники
или пластинчатые и кожухотрубные
теплообменные аппараты
К.т.н. В.Г. Барон, директор ООО «Теплообмен», г. Севастополь

В настоящей статье предпринята очередная попытка осуществить объективное,
без передергиваний и эмоциональной окраски, сравнение двух наиболее известных
типов теплообменных аппаратов – пластинчатых и кожухотрубных. За последнее
десятилетие благодаря массированной, причем зачастую необъективной, рекламе
пластинчатых аппаратов, в среде сотрудников, работающих в сфере теплотехники,
в т.ч. коммунальной, сформировалось ложное мнение об абсолютном превосходстве
пластинчатых теплообменников над кожухотрубными. Впрочем этому не стоит
удивляться, т.к. рекламная кампания пластинчатых аппаратов осуществлялась по всем
правилам воздействия – она была обширнейшей, постоянной и либо бездоказательной,
на уровне заклинаний (например, встречались статьи с названием «Пластинчатые теплообменники –
альтернативы нет»), либо псевдодоказательной, рассчитанной в этом случае на недостаток узко-
специальных знаний у специалистов-теплотехников широкого профиля. Настоящим предпри-
нимается попытка восполнить пробел в доказательном ряду сравнений пластинчатых и кожу-
хотрубных теплообменников. Перечисляя преимущества пластинчатых аппаратов, их апологеты,
как правило, выделяют следующие преимущества: небольшой вес, небольшой габаритный объем,
тонкостенность теплопередающих пластин и высокий коэффициент теплопередачи, повышенный
срок службы, легкость технического обслуживания. О цене предпочитают умалчивать, т.к. она,
как правило, в несколько раз превышает цену кожухотрубных аппаратов (здесь и далее речь идет о
разборных пластинчатых теплообменниках, т.к. неразборные в условиях СНГ, как правило, пред-
почитают не применять и, кроме того, они, имея меньшую стоимость, одновременно теряют ряд
преимуществ разборных аппаратов – прим.авт.). 

Итак, Легенда № 1 – небольшой вес

Тезис о незначительном весе пластинчатых теплообменников сформировался в начале 90-х
годов прошлого столетия, когда западноевропейские фирмы, придя на рынок стран СНГ, в
массовом порядке столкнулись с кожухотрубными аппаратами, использовавшимися в комму-
нальном хозяйстве Советского Союза и разработанными более полувека тому назад. Грешно бы-
ло не использовать такой козырь. Но продолжать эксплуатировать эту легенду в настоящее время
представляется просто непорядочным (ведь нельзя всерьез предположить, что абсолютно
все представители фирм-поставщиков пластинчатых теплообменников совершенно не следят
за событиями, происходящими на соответствующем сегменте научно-технического рынка). А в
настоящее время на рынке есть кожухотрубные теплообменники фирмы САТЭКС [1], сравнение с
которыми по весу уже не дает столь ошеломляющих преимуществ пластинчатым аппаратам, есть
также теплообменники, разработанные ЦКТИ [2,3], по сравнению с которыми выигрыш по массе
у пластинчатых аппаратов становится еще более скромным, и, наконец, есть аппараты ТТАИ пред-
приятия «Теплообмен» [4, 5], сравнивать с которыми пластинчатые аппараты по массе никогда
не возьмется ни один представитель фирм-поставщиков пластинчатых теплообменников, т.к.
вес пластинчатых аппаратов будет выглядеть просто пугающе большим. Для примера приведем
конкретные данные по одному из объектов, для комплектации которого были даны предложения
по западноевропейским пластинчатым теплообменникам и аппаратам ТТАИ предприятия «Теплообмен».
Для нагрева воды в бассейне требовался теплообменник. Заказчик, выбирая наиболее
устраивающий его вариант, выдал исходные данные различным поставщикам (в обоих случаях
предусматривалось титановое исполнение): требуется нагревать морскую воду с расходом
9,4 т/ч от 4 ОС до 27 ОС пресной водой с расходом 10,8 т/ч и температурой на входе в теплооб-
менник 70 ОС. Предложенный для решения этой задачи пластинчатый теплообменник имел су-
хой вес, равный 120 кг, а теплообменник ТТАИ имел вес, равный 5 кг. Комментарии, наверное,
излишни.
Таким образом становится очевидным, что малый вес пластинчатых аппаратов по сравнению с 
кожухотрубными не более, чем легенда. 

Легенда № 2 – небольшой габаритный объем

Рекламируя преимущества пластинчатых
теплообменников, почти всегда подчеркивают такое их достоинство, как небольшой габарит-
ный объем, что позволяет радикальным образом экономить площади, необходимые для раз-
мещения теплообменного оборудования и высвобождать их для использования по другому
назначению. Для крупных городов, где каждый квадратный метр офисной или торговой площа-
ди в центре города стоит немалых денег, это действительно важное качество. Но всегда ли
слово «пластинчатый» обеспечивает преимущество по этому показателю по сравнению со сло-
вом «кожухотрубный»? Или честнее было бы писать «современный пластинчатый по сравнению
с устаревшим, без малого вековой давности разработки, кожухотрубным». Представляется,
что последняя формулировка была бы намного точнее. Впрочем, читатель может судить сам на
основании нижеприведенных данных.
Требуется осуществить 2-х ступенчатый нагрев воды горячего водоснабжения, при этом расход
нагреваемой воды 8,4 т/ч, температуры нагреваемой воды (последовательно по ступеням) – 5 ОС,
43 ОС и 55 ОС. По греющей среде были заданы следующие параметры: расход через 2-ю и 1-ю сту-
пени соответственно 5,6 т/ч и 15,2 т/ч, температуры греющей среды на входе во 2-ю и 1-ю ступе-
ни соответственно – 70 ОС и 52 ОС.
Для решения стоящей задачи был предложен пластинчатый теплообменник одной из западно-
европейских фирм, имеющий габаритный объем, равный 0,19 м3. Решение этой же задачи (при
тех же потерях напора) с помощью теплообменников ТТАИ потребовало применения для 1-й
ступени аппарата с габаритным объемом 0,03 м3, а для 2-й – 0,007 м3. Как видно, суммар-
ный габаритный объем двух аппаратов ТТАИ в 5,1 раза меньше габаритного объема одного
пластинчатого аппарата. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что в данном случае
осуществлено заведомо невыигрышное сравнение для аппаратов ТТАИ, т.к. 2-х ступенчатый на-
грев конструктивно может быть выполнен в одном пластинчатом аппарате, но на данный мо-
мент требует двух аппаратов ТТАИ (сейчас разрабатывается модификация, позволяющая вы-
полнять 2-х ступенчатый нагрев в одном корпусе теплообменника ТТАИ). В тех случаях, где не тре-
буется 2-х ступенчатого нагрева, выигрыш по габаритному объему в случае применения кожухо-
трубных теплообменников ТТАИ достигает 10 и более раз. И при этом надо еще учесть, что аппа-
раты типа ТТАИ зачастую удобнее компонуются в помещении, что также создает выигрыш по про-
изводственным площадям.
Совсем недавно удалось выделить дополнительно 63 м2 торговых площадей в одном из
крупнейших торговых центров Киева только благодаря переходу к теплообменникам ТТАИ от
предварительно предполагавшихся к установке пластинчатых аппаратов.
Исключительно малый габаритный объем аппаратов ТТАИ, т.е. их псевдоодномерность, от-
крывает неожиданные возможности по радикальной экономии производственных площадей
при создании индивидуальных теплопунктов (ИТП). Использование аппаратов ТТАИ позволи-
ло применить принципиально новую идеологию создания ИТП, т.н. «планшетные» ИТП. Такие
ИТП вообще не занимают места в плане, а распределены по ограждающим конструкциям. Та-
кая идеология по определению недоступна при использовании даже самых современных плас-
тинчатых теплообменников. Для примера на фото показан ИТП одного из промышленных объ-
ектов в Воронеже.
Приведенные цифровые и визуальные данные подтверждают, что небольшой габаритный
объем пластинчатых аппаратов тоже относится к области пусть красивых, но все же легенд.

Легенда № 3 – тонкостенность теплопередающих пластин и высокий коэффициент теплопередачи

Описывая положительные потребительские свойства пластинчатых аппаратов, практически
всегда отмечают их более высокий коэффициент теплопередачи, обосновывая это развитой
турбулизацией потока и тонкостеностью теплопередающих пластин.
Здесь мы вообще сталкиваемся с подменой понятий. Действительно, какое дело потребите-
лю до того, за счет чего необходимый ему предмет (в данном случае теплообменник) име-

ет те или иные выдающиеся свойства. Ведь покупая автомобиль, мы не интересуемся, напри-
мер, степенью сжатия рабочей смеси в цилиндре двигателя. Нам важно, чтобы двигатель имел
необходимую мощность, потреблял меньше горючего, был более экологически чистым и т.д., и
т.п. А за счет чего этого удалось добиться, нас не интересует. Зачем же навязывать потребителю
теплообменников информацию о том, за счет чего удалось добиться столь малых массо-габа-
ритных характеристик пластинчатых теплообменников? Не для создания ли псевдонаучного
обоснования недосягаемости этих аппаратов другими типами теплообменников?
Впрочем, раз уж тема обозначена и активно обыгрывается, есть необходимость осущест-
вить предметный ее анализ. Итак, главный технический (подчеркнем еще раз – не потреби-
тельский) показатель – коэффициент теплопередачи. Сопоставительный анализ этого показа-
теля для современных пластинчатых аппаратов и современных же кожухотрубных аппаратов, вы-
пускаемых различными производителями (кроме аппаратов ТТАИ), уже не дает основания из-
лишне оптимистично оценивать соответствующие значения для пластинчатых аппаратов [6].
Они, как правило, у пластинчатых аппаратов больше, но не настолько, чтобы придавать этому
столь большое звучание. Но если же провести сравнение этого показателя пластинчатых теп-
лообменников с теплообменниками ТТАИ, то ситуация и вовсе меняется на противоположную –
коэффициенты теплопередачи пластинчатых аппаратов оказываются заметно меньше соот-
ветствующих величин аппаратов ТТАИ. Для наполнения этого утверждения конкретикой, при-
ведем в качестве примера коэффициенты теплопередачи, характеризующие теплообменные
аппараты для первого описанного в данной статье случая (с подогревом морской воды). Пред-
ложенный пластинчатый теплообменник имел значение 5854 Вт/(м2.ОС), а аппарат ТТАИ имел
значение 8397 Вт/(м2.ОС). Превышение почти в 1,5 раза у аппаратов ТТАИ не оставляет никакого
морального права говорить о более высоких коэффициентах теплопередачи пластинчатых теп-
лообменников.
Что касается рассуждений о высокой степени турбулизации и малой толщине пластин, то
это совсем уж очевидно искусственный прием набора положительных качеств. Во-первых,
это еще более узкоспециальные вопросы, чем даже коэффициент теплопередачи, и поэтому
никак не долженствующие выходить на уровень потребителя. Во-вторых, специалистам

известно, что на сегодня методы турбулизации для труб разработаны не хуже, а даже лучше,
чем для пластин. Поэтому, в частности, в теплообменниках ТТАИ осуществляется опти-
мальная турбулизация потока, не уступающая турбулизации в современных пластинчатых ап-
паратах.
Говорить же об исключительно малой толщине пластин (к слову сказать, почти не влияющей
в абсолютном большинстве случаев на коэффициент теплопередачи), достигающей 0,5 мм и
даже, в пределе, 0,4 мм [7], тут же упоминая о достаточно высоких давлениях рабочих сред (на
уровне 1,6 МПа), представляется даже не достаточно профессиональным. Ведь известно, что
цилиндрическая оболочка лучше противостоит избыточным давлениям, чем плоская стенка. И
действительно, аппараты ТТАИ уже более 10-ти лет выпускаются с трубками, имеющими толщи-
ну стенки 0,3 мм. Очевидно, что это меньше, чем 0,5 мм и даже чем 0,4 мм.
Таким образом, становится ясно, что мнение о высоком коэффициенте теплопередачи плас-
тинчатых теплообменников и об исключительно малых толщинах пластин вероятнее всего осо-
знанно формировалось, как научно-техническая легенда.

Легенда № 4 – повышенный срок службы

К существенным преимуществам пластинчатых теплообменников относят их повышенный
срок службы. В качестве аргументации используются в основном ссылки на то, что, во-первых,
пластины изготавливают из специальной нержавеющей стали, благодаря чему они не кор-
родируют, во-вторых, пластины имеют соответствующий профиль, турбулизирующий поток,
что предотвращает образование отложений, и, в-третьих, аппараты снабжаются резиновыми
уплотнительными прокладками из резины EPDM, способной выдерживать достаточно вы-
сокие температуры [8]. Но предприятием «Теплообмен», как было отмечено выше, уже бо-
лее 10 лет выпускаются кожухотрубные теплообменники ТТАИ, в которых, во-первых, трубки
изготавливаются тоже из нержавеющей стали, причем точно тех же марок, что и пластины в
пластинчатых аппаратах, во-вторых, трубки имеют специальный профиль, обеспечивающий
такой же эффект турбулизации и предотвращение образования отложений и, в-третьих, для
уплотнения используется идентичная по составу силиконовая резина, работоспособная в том
же температурном диапазоне. Информация об этом уже много лет дается на многочисленных
выставках, семинарах, конференциях и т.д., где принимают участие представители ООО «Тепло-
обмен», а также публикуется в научно-технической периодике [9, 10, 11].
Следовательно, активно распространяемая информация о повышенном сроке службы плас-
тинчатых аппаратов по сравнению с кожухотрубными тоже не более чем легенда.

Легенда № 5 – легкость технического обслуживания

В качестве одного из существенных преимуществ пластинчатых теплообменников выделя-
ется такое его свойство, как легкость технического обслуживания. Это действительно важный
показатель назначения теплообменников, т.к. не существует техники, которую не требовалось бы
обслуживать, а обслуживание на месте эксплуатации, в условиях котельной или энергетическо-
го цеха, всегда создает дополнительные сложности. Поэтому возможность разобрать плас-
тинчатый теплообменник и доставить пластины, например, в мастерскую, чтобы их там очистить
или заменить, дает этим аппаратам преимущество по сравнению с кожухотрубными, но опять
же необходимо подчеркнуть, более полувековой давности, аппаратами. Если не лукавить и
осуществлять сравнение с современными кожухотрубными теплообменниками, в частности с
аппаратами ТТАИ (кстати, тоже разборными вплоть до извлечения трубного пучка из корпуса
[12]), то это преимущество пластинчатых аппаратов также из разряда конкретных переходит в
разряд легенд. Дело в том, что при разборке и сборке пластинчатых теплообменников, что
приходится выполнять на месте их эксплуатации, зачастую (а применительно к варианту ис-
пользования клеевых уплотнительных прокладок – всегда) страдают многочисленные рези-
новые уплотнительные прокладки, имеющие сложную форму, и их требуется заменять. Одна-
ко стоимость комплекта таких прокладок сопоставима с ценой нового теплообменника (состав-
ляет порядка 30% полной стоимости нового пластинчатого теплообменника). В то же время
в теплообменниках ТТАИ резиновые прокладки имеют исключительно простую кольцевую фор-
мы, их всего две штуки, да и менять их (если в этом возникнет необходимость) придется не на
месте эксплуатации, а в приспособленном для техобслуживания помещении. Обеспечивается
это тем, что, как отмечалось выше, теплообменники ТТАИ в среднем в 10 раз легче современ-
ных пластинчатых аппаратов. Поэтому всегда, когда возникает необходимость выполнить
техобслуживание аппарата, имеется легко реализуемая возможность теплообменник ТТАИ це-
ликом, не разбирая на месте, доставить в специально приспособленное для этого помеще-
ние (мастерскую, ремонтный участок и пр.). В соответствующих условиях осуществить необ-
ходимые работы и вернуть аппарат на место. Ведь самый тяжелый теплообменник ТТАИ,

используемый уже не в ИТП, а в крупных ЦТП, весит порядка 60 кг. Очевидно, что такой тепло-
обменник легко демонтирует и доставит к месту обслуживания бригада из 3-х и даже 2-х чело-
век. Чего уж никак не скажешь про пластинчатый теплообменник весом более полутонны. Значит,
его придется все же разбирать, а главное, потом собирать на месте. Это удается успешно сде-
лать далеко не всегда даже специалистам, а штатному персоналу котельных тем более.
Таким образом, информация о легкости выполнения технического обслуживания пластин-
чатых теплообменников на поверку является тоже легендой.

Эпилог

Вышеперечисленные и ряд не названных, менее популярных, легенд активно пропагандируе-
мых в течение последнего десятилетия, создали  миф о выдающихся свойствах зарубежных плас-
тинчатых теплообменников, породивший, с одной стороны, мнение о необходимости примене-
ния только таких аппаратов, а с другой стороны, вызвавший к жизни бум по организации сбороч-
ных или даже почти полномасштабных производств таких аппаратов. На самом же деле это
действительно высокоэффективные и высококачественные теплообменные аппараты, но они не
являются панацеей. В ряде случаев их применение оправдано и на сегодня является наиболее
оптимальным. Но в большинстве случаев им есть достойная альтернатива и даже больше: за-
частую современные кожухотрубные аппараты превосходят современные пластинчатые тепло-
обменники по всему комплексу потребительских свойств. Десятилетний опыт эксплуатации в ус-
ловиях СНГ почти двух тысяч теплообменников ТТАИ, выпущенных за это время, позволяет с
уверенностью сказать, что утверждение о безальтернативности пластинчатых аппаратов
(такие пассажи доводилось встречать в научнотехнической периодике) не более чем миф.
Располагая достоверной информацией о состоянии дел в этой области, хочется подчерк-
нуть, что если бы за минувшее десятилетие хотя бы 10% финансовых средств, ушедших в адрес
западноевропейских фирм в оплату за пластинчатые аппараты, были адресованы фирмам, ра-
ботающим в этом направлении и использующим задел еще советских научных исследований обо-
ронного комплекса, то, может быть, и не родился бы тот миф, развенчанию которого посвящена
настоящая статья, и на сегодня применялись бы и высокоэффективные пластинчатые, и массово
применялись бы не менее высокоэффективные кожухотрубные аппараты отечественной разра-
ботки. Впрочем, еще не все потеряно.

Один из возможных вариантов подключения водонагревателя к системе ГВС приведён на схеме Рис. № 2.

1. кран запорный на линии подачи хол. воды;
2. редуктор понижающий давление на подаче;
3. клапан обратный на подаче;
4. расширительный бачок;
5. манометр;
6. клапан предохранительный;
7. кран запорный на выходе горячей воды;
8. трехходовой смесительный клапан;
9. кран запорный на линии циркуляции;
10. насос циркуляционный;
11. краны запорные слива воды;
12. линия канализации;
13. клапан автоматического сброса воздуха (сбросник).