Паяный или разборный пластинчатый теплообменник? Делаем правильный выбор.

Паяные и разборные пластинчатые теплообменники схожи по принципу работы, но у них есть много отличий. Каждый теплообменник обладает своими преимуществами и недостатками. В этой статье мы разберемся, какой вид теплообменника обладает большей эффективностью в различных условиях эксплуатации. Подробно рассмотрим их технические характеристики и предложим несколько полезных советов.

Своим экспертным мнением делится инженер – теплотехник Белгородских тепловых сетей, Сизов Петр Михайлович. Он любезно ответил на наши вопросы, и мы надеемся, это поможет нашим заказчикам сделать правильный выбор теплообменного аппарата.

Что такое паяный теплообменник?

Паяный теплообменник представляет собой цельносварную конструкцию. Основной ее элемент -  это теплообменные пластины. Пластины набираются в пакет и свариваются между собой с помощью медного или никелевого припоя. Также к теплообменнику привариваются патрубки. В итоге получается герметичный теплообменник, состоящий из сваренных между собой пластин.

Теплообмен между рабочими средами происходит через поверхность теплообменных пластин. С одной стороны пластины протекает греющий теплоноситель, а с другой стороны нагреваемая среда (пример нагрева). В результате тепло от греющей среды через поверхность теплообменной пластины передается нагреваемой среде.

Греющая и нагреваемая среда попадают в теплообменник и распределяются во всем объеме пластин, т.е. параллельно проходят сразу через весь пакет пластин. За счет этого достигается высокая эффективность пластинчатых теплообменников. Это можно рассмотреть на примере теплообменника ГВС, где необходимо нагреть воду с 5С до 60С. Греющий теплоноситель 70С. Холодная вода поступает в теплообменник с температурой 5С. Далее она проходит через пакет пластин, нагревается от греющего теплоносителя и на выходе из теплообменника ее температура будет 60С. За один проход через теплообменник жидкость нагревается до необходимой нам температуры.
 

Что такое пластинчатый теплообменник?

Пластинчатый теплообменник представляет собой аппарат, основными элементами которого являются теплообменные пластины и корпус, состоящий из опорной и прижимной плит. Пластины собираются в пакет и зажимаются с помощью резьбовых шпилек между плитами корпуса теплообменника. Пластины, собранные в пакет, образуют каналы, по которым протекают рабочие среды.

Чтобы понять принцип работы такого теплообменника, необходимо рассмотреть отдельную теплообменную пластину. Рассмотрим пример нагрева. С одной пластины протекает греющий теплоноситель, с обратной стороны протекает нагреваемая среда.
Среды в процессе теплообмена контактируют между собой через поверхность пластины. Греющая среда передает тепло нагреваемой. За счет малой толщины пластины (0,5 мм.) и специальных каналов по которым протекают среды, достигается высокая эффективность работы данных аппаратов.
Принцип работы разборного пластинчатого теплообменника и паяного пластинчатого теплообменника идентичен, пластины у обоих теплообменников имеют одинаковый рисунок каналов, толщина пластин схожа, но все же они имеют отличия. Знание этих отличий поможет вам сделать правильный выбор теплообменника.

В чем отличие разборного теплообменника от паяного?

При видимом сходстве обоих теплообменников, все-таки существует много отличий. Чтобы наиболее наглядно показать эти отличия, мы разобьем ответ на несколько пунктов:

Конструктивные отличия
Во первых, разборный пластинчатый теплообменник можно разобрать – это полностью разборная конструкция. Пластины и корпус стянуты с помощью резьбовых шпилек. Вы можете раскрутить шпильки, достать пакет пластин, снять уплотнения с пластин, разобрать корпус на опорную и прижимную плиты. В итоге вы получите набор комплектующих, из которых состоит теплообменник. Выглядеть это будет примерно так.
 

Разборная конструкция теплообменника имеет ряд преимуществ и недостатков.
 Преимущества: 
- Проще сервисное обслуживание.
Если вам необходимо промыть теплообменник, в разобранном виде это сделать проще. Вы сможете очистить каждую пластину от отложений. Можно применять при промывке различные промывочные станции, наподобие керхера.
- Можно увеличить мощность теплообменника.
В разборном теплообменнике это элементарно делается силами 1 человека. Разбирается теплообменник добавляется необходимое число пластин. Теплообменник собирается снова, опрессовывается и он готов к работе.

Паяный теплообменник представляет собой полностью сварную конструкцию. Пластины сварены между собой медным припоем. Разборке он не подлежит. При выходе из строя теплообменника, вы сможете заменить его только на новый. Они практически не подлежат ремонту. Промывка теплообменника возможна только химическим способом, когда к теплообменнику присоединяется промывочная установка и чистящий раствор циркулирует внутри теплообменника, что довольно сложно и результат промывки невозможно проверить визуально.
Так выглядит паяный теплообменник.

Отличия в технических характеристиках
Оба вида теплообменников обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Давайте рассмотрим основные отличия.

Разборные пластинчатые теплообменники
- Рабочее давление. Изготавливаются на 6 бар, 10 бар, 16 бар и 25 бар.
- Рабочая температура. Зависит от типа уплотнений, которые используются в теплообменнике. Уплотнения (EPDM) до 150С. Уплотнения (Viton) до 195С.

Паяные теплообменники
- Рабочее давление. Изготавливаются на 10 бар, 16 бар, 30 бар и 45 бар.
- Рабочая температура до 200С.

Где наиболее эффективен каждый вид теплообменника?

Очень важно правильно подобрать  тип теплообменника для конкретных условий эксплуатации. От этого зависти насколько эффективно будет работать вся инженерная система. Мы рассмотрим, в каких ситуациях  стоит применять каждый тип теплообменника:

Система ГВС.
В этой системе наиболее оптимальным вариантом будет разборный пластинчатый теплообменник. В системе ГВС идет нагрев воды питьевого качества, которая содержит различные соли жесткости. Они выпадают на поверхности пластин в виде накипи - это приводит к более быстрому загрязнению теплообменника, говоря проще, его надо чаще промывать. Промывка разборного теплообменника гораздо проще, чем промывка паяного.  Качество промывки тоже лучше, за счет того, что теплообменник можно разобрать и промыть каждую пластину отдельно. Вы можете проконтролировать качество промывки визуально. Паяный теплообменник предполагает только безразборную химическую промывку.

Система отопления.
Если у вас частная система отопления (частный дом, коттедж и т.д.), где источником тепла является бытовой котел, то стоит рассмотреть паяный вариант теплообменника. В такой системе обе рабочие среды (греющий и нагреваемый контур) являются чистыми, поэтому промывка теплообменника нужна очень редко. Также при малых мощностях паяные теплообменники просто  дешевле.
В случае, когда теплоноситель в ваш теплообменник поступает из тепловой сети, вместе с теплоносителем могут поступать различные загрязнения. Они будут осаждаться на поверхности пластин теплообменника и снижать его теплопередающие свойства. К сожалению, на данный момент поставщики тепла не сильно следят за качеством поставляемого теплоносителя. Поэтому, в этой ситуации, будет логично, использовать разборный пластинчатый теплообменник, из-за того, что его промывка гораздо проще и дешевле.

Система теплого пола.
Это система чаще всего монтируется для частных жилых домов, квартир и коттеджей. Т.е. это простая система и ее мощность не велика. Также источником тепла является бытовой котел. Оба контура теплообменника будут чистые. Паяный теплообменник гораздо компактнее, чем разборный и его можно установить в коллекторный шкаф.  Делаем вывод, что наиболее подходящим вариантом будет паяный теплообменник.

Майниг.
Применение теплообменников в этой сфере имеет небогатую историю. Из-за того, что это довольно специфическая система, у нас нет подтвержденных данных, какие теплообменники более эффективны. Производители майнинг оборудования рекомендуют использовать паяные теплообменники.

Теплообменники для фреона.
Это различные конденсаторы и испарители фреона. В таких системах предполагается высокое рабочее давление, поэтому применяются только паяные теплообменники.

Пищевые системы.
Применение теплообменников в пищевой сфере очень распространено – это охладители сусла, пастеризаторы молока и соков, различные нагреватели и охладители пищевых сред. Чтобы определить какой теплообменник наиболее эффективен, надо отталкиваться от самой пищевой среды и ее физических свойств. Например, для охлаждения сусла, мы чаще всего производим разборные пластинчатые теплообменники.  Сусло может содержать в себе органические примеси и теплообменник надо часто промывать. Поэтому разборный теплообменник наиболее подходит для такой среды.
При поставке теплообменника для пищевого спирта, мы учитывали, что он не содержит никаких примесей и расход спирта небольшой. Для работы с ним подойдет паяный теплообменник.

Пароводяные системы.
В таких системах рабочими средами являются пар и вода. Пар это греющий теплоноситель, а воду, соответственно, мы нагреваем паром. Выбор наиболее эффективного теплообменника зависит от мощности системы и температуры пара. Если мощность небольшая, то подойдет паяный теплообменник. Если мощность системы более 200 кВт., то по нашему мнению, лучше всего подойдет  разборный теплообменник. Но необходимо учитывать, что уплотнения разборного теплообменника выдерживают разные температуры. Уплотнения EPDM до 150С, уплотнения Viton до 195С, Viton более дорогие.

Нагрев бассейна.
Ключевым моментом будет объем бассейна. Если бассейн объемом более 30 м3, мы рекомендуем выбрать разборный пластинчатый теплообменник. При выборе разборного теплообменника, мы получим несколько преимуществ: возможность увеличить мощность теплообменника и более дешевое сервисное обслуживание.

Маслоохладители.
Выбор наиболее эффективного теплообменника будет зависеть от температуры масла, его вязкости и мощности системы. Масла очень сильно отличаются по своим физическим характеристикам, каждый случай индивидуален, поэтому только расчет обоих вариантов и их сравнение может дать информацию о том, какой вариант теплообменника наиболее эффективен.

Тепловые насосы.
Эта система предполагает работу с фреоном, поэтому подходят только паяные теплообменники.

Какие параметры наиболее важны при выборе вида теплообменника?

Если вам необходим правильно подобранный теплообменник, то все детали важны. Мы рассмотрим те факторы, которые оказывают ключевое влияние на выбор теплообменника:

Рабочие среды.
От того какие среды протекают в теплообменнике, зависит его конструкция. Например, если рабочая среда фреон, то использовать можно только паяный теплообменник. Если среда содержит много примесей и загрязнений, то мы рекомендуем использовать разборный пластинчатый теплообменник.

Мощность теплообменника.
При малых мощностях экономически выгоднее применять паяные теплообменники. По нашему опыту, при мощности более 150 кВт. более выгодны становятся разборные пластинчатые теплообменники.

Давление.
Если давление одной из сред превышает 16 бар, то применение разборных пластинчатых теплообменников невозможно.  Необходимо применят паяные теплообменники, они выдерживают давление до 45 бар!

Рабочая температура сред.
Максимальная рабочая температура разборных пластинчатых теплообменников – 195С. Далее можно применять только сварные конструкции теплообменника.

Вязкость рабочих сред.
Если рабочие среды обладают повышенной вязкостью, то применяются разборные пластинчатые теплообменники с увеличенной шириной канала. Например, такие теплообменники применяются при обработке вязких пищевых сред (сливки, йогурт и т.д.)

Качество (чистота) теплоносителей.
При загрязненных теплоносителях, мы рекомендуем использовать разборные пластинчатые теплообменники. Вы сильно сэкономите на сервисном обслуживании и промывках.

Размеры оборудования.
Иногда, это параметр является ключевым. Например, в системах теплых полов теплообменник, часто, устанавливают в коллекторный шкаф, поэтому он должен быть компактным. В таком случае подойдет паяный теплообменник.

Агрессивность рабочих сред.
Рассмотрим пример, когда теплообменник работает с агрессивной средой – кислотой. Если мы будем применять паяный теплообменник, то пластины в нем должны быть спаяны не медью, а никелем.
Другой пример, разборный теплообменник работает для нагрева бассейна с морской водой. В этом случае необходимо применять титановые пластины, т.к. они не реагируют на хлориды содержащиеся в морской воде.

Стоимость монтажа.
Этот фактор обычно не учитывают. Но он напрямую влияет на конечную стоимость оборудования. В некоторых случая, стоимость монтажа может составлять до 30% от стоимости оборудования. В этом случае давать советы сложно, все зависит от конкретной ситуации. Правильно будет сравнить оба варианта, для одного и того же применения  и сделать выводы.

Простота сервисного обслуживания.
Разборные пластинчатые теплообменники проще в сервисном обслуживании. Их легче и дешевле промывать, все комплектующие легко заменить на новые.

Ремонтопригодность.
Разборные теплообменники можно отремонтировать. Паяные теплообменники нет.

Примеры расчета цены и срока поставки для паяных и разборных теплообменников.

Эти примеры показывают соотношение цен для паяных и разборных теплообменников, при одинаковой мощности. Расчеты провели для наиболее распространненых инженерных систем.

Теплый пол.
Рассмотрим расчет теплообменников мощностью 15 кВт. Для системы теплого пола площадью 100 м2.

- Разборный пластинчатый теплообменник
Цена: 19 200 руб.
Срок изготовления: 1 день.

- Паяный теплообменник
Цена: 16 000 руб.
Срок отгрузки: 1 день.

ГВС (горячее водоснабжение)
Рассмотрим расчет теплообменников мощностью 70 кВт. Для системы из 8 точек водоразбора.

- Разборный пластинчатый теплообменник
Цена: 34 000 руб.
Срок изготовления: 1 день.

- Паяный теплообменник
Цена: 27 000 руб.
Срок отгрузки: 1 день.

Отопление
Рассмотрим расчет теплообменников мощностью 100 кВт. Для отопления жилого здания площадью 1000 м2.

- Разборный пластинчатый теплообменник
Цена: 38 000 руб.
Срок изготовления: 1 день.

- Паяный теплообменник
Цена: 28 500 руб.
Срок отгрузки: 1 день.

Какие основные выводы мы можем сделать?

Основной вывод – это наличие четкого понимания,  для чего нужен теплообменник. Необходимо определить сферу применения теплообменника. Далее определить, какими техническими характеристиками должен обладать теплообменный аппарат, чтобы он смог справиться с поставленной задачей. Если у вас возникло непонимание какого-то этапа, обратитесь к специалистам, они помогут разобраться. Тщательно просчитайте экономику, скупой всегда платит 2 раза.