Теплообменник без сюрпризов: инженерный выбор
Два десятка зим и жарких межсезоний на стройплощадках научили меня главному: теплообменник либо дружит с проектом, либо превращается в гудящую глыбу металла, тратящую топливо без толку.
Я начинаю подбор с баланса энергий. Котёл выдаёт график 90/70 °C, радиаторы ждут 75/60 °C, а подмешивающий узел крутит насос в своём темпе. Между этими мирами стоит теплообменник — бармен, распределяющий калории.
Тепловая нагрузка
Расчёт веду по формуле Q = G × cₚ × Δt, где G — массовый расход, cₚ — теплоёмкость, Δt — разница температур. Для коттеджа хватает трёх-четырёх рядов пластин, промзону греет кожухотрубный «крокодил» длиной два метра. Проверяю запас 15 %, иначе аппарат встанет на пределе режима и быстро обрастает накипью.
Шаг второй — температуру стенки держу ниже точки росы дымовых газов, чтобы конденсат не усаживал на стальную поверхность серу. В расчётах используют коэффициент грязераста 1,25: заводская гладь пластин со временем получает шероховатость, и поток уже не скользит, а царапает металл.
Материалы корпуса
Нержавейка AISI 316 справляется с водой, насыщенной хлоридом до 300 мг/л. Больше солей — беру титан: дорого, зато без коррозионных язв. Чугунный кожух спасает от гидроударов, когда автоматика забывает про плавный пуск насоса. Графитовые прокладки держат 200 °C, но требуют моментного обжима, медную пайку в пластинчатых блоках оставляю для гликолей, где pH колеблется в мягком диапазоне 7,5-8,5.
В редких случаях применяю гельмаризацию — пропитку каналов гелеобразным теплоносителем, который запекается плёнкой и снижает кавитацию. При такой процедуре спиральный апарат шумит тише, а вибрация падает на треть.
Монтаж и сервис
Ставлю аппарат вертикально: воздушные пробки тогда уходят сами, а шлам стекает в нижние штуцеры. Фланцы фиксирую динамометрическим ключом — лишний оборот рушит прокладку быстрее, чем кислотная середа. Обвязку держу на обратном контуре, чтобы температура при запуске росла плавно.
В конце сезона делаю промывку 6-процентным раствором лимонной кислоты. Пластинки серебреют, коэффициент теплопередачи возвращается к паспортному за полчаса. Любой шлам ловлю магниевой ловушкой — компактным цилиндром с вихревыми вставками, который улавливает частицы до 20 микрон.
Совет напоследок: перед покупкой запрашиваю у производителя расчётную карту с Re-числом, коэффициентом загрязнения и границами режима. Если три строчки совпали с условиями объекта, проект пойдёт гладко, а теплообменник тихо прослужит без сюрпризов долгие годы.
