Теплопункты на основе теплобменных пластинчатых комплексов

Компания API Schmidt-Bretten GmbH & Ko (Германия) — один из мировых лидеров в области разработки и производства пластинчатых теплообменников и систем на их основе.

Теплообменные пластинчатые комплексы изготавливаются на основе пластинчатых теплообменников, но дополнительно комплектуются терморегулирующей аппаратурой, контрольно-измерительными приборами, обратными клапанами, фильтрами, запорно-регулирующей аппаратурой. Конструктивно ТПК могут быть одно- и двухступенчатыми, моно- и многоблочными, а также предназначенными для систем с открытым теплоснабжением.
В одноступенчатом ТПК, как правило, в теплообмене участвуют две среды. Пластинчатый теплообменник, входящий в состав одноступенчатого ТПК, может быть одноходовым, двухходовым и многоходовым.
Одноходовой теплообменник подсоединяется по параллельной схеме, при этом каждая среда поступает и отводится по одной и той же стороне штуцера, а переходные патрубки для входа и выхода сред размещаются на одной опорной плите. Двухходовые теплообменники подсоединяются по последовательной схеме. Штуцеры и переходные патрубки для входа одной среды монтируются на одной опорной плите, а для выхода — на другой.

Двухступенчатый ТПК, как правило, состоит из двух теплообменников, каждый из которых может быть как одноходовым, так и многоходовым, то есть подключенным по параллельной или последовательной схемам. В двухступенчатом ТПК в теплообмене могут участвовать до четырех сред. Подобные схемы широко применяются при приготовлении горячей воды в жилищно-коммунальном хозяйстве, где, помимо прямого теплоносителя, в первую ступень подается обратный теплоноситель из системы отопления, а в нагреваемую среду — как правило, во вторую ступень — подается вода из циркуляционного трубопровода. Такая схема подсоединения ступеней теплообменников называется смешанной, так как в одной из ступеней происходит смешивание сред.
Моноблочный ТПК также является двухступенчатым, только обе ступени смонтированы в одном пакете между двумя опорными плитами. Моноблочный ТПК применяется при мощности теплового потока до 1 ГКал/час. В моноблочном ТПК в теплообмене могут также участвовать до четырех сред: нагреваемая среда В1, циркуляционная среда Т4, прямой теплоноситель Т1, обратный теплоноситель из системы отопления Т2-1.
Многоблочный ТПК применяется для систем теплоснабжения с мощностью теплового потока 5 ГКал/час и выше с целью уменьшения гидравлического сопротивления и увеличения пропускной способности сред через теплообменники. В многоблочном ТПК пластинчатые теплообменники подсоединяются параллельно через коллектор, количество же их может составлять от 2 до 10 штук.

В системах с открытым теплоснабжением применяется двухконтурная схема. ТПК установлен за источником приготовления теплоносителя (ТЭЦ, котельная), при этом первый контур является замкнутым, и потери теплоносителя исключаются. В ТПК теплоноситель передает тепло среде второго контура для отопления и горячего водоснабжения потребителей. Второй контур в данной схеме является открытым и для компенсации среды устанавливаются подпитывающие насосы. ТПК в системах с открытым теплоснабжением может быть как одноступенчатым, так и двухступенчатым.

Пластины
Пакет пластин является важным составным компонентом теплообменника. Количество пластин и их чеканка зависят от условий применения теплообменника. Пути потоков сред через каналы находятся в зависимости от термодинамических требований пластинчатых теплообменников. Все теплообменные пластины имеют рабочие зоны.

Температура и состав сред, участвующих в теплообмене, определяют материал, из которого изготавливаются пластины. В большинстве случаев это легированные стали, никелевые и титановые сплавы. Толщина материала пластины зависит от типа пластин и требуемых рабочих давлений и колеблется от 0,4 мм до 1,15 мм. Характеристика потоков, проходящих через каналы пластин, зависит от профиля пластин.
API Schmidt-Bretten GmbH & Ko предлагает серию пластин, ширина и профиль которых зависит от специфических особенностей, главным образом гидравлических и термодинамических характеристик. Кроме того, существенно влияют показатели очищенности и консистенции продукта. Пакеты пластин могут состоять из пластин различных чеканных профилей, каждый из которых так или иначе влияет на оптимизацию потоков.

Каждая пластина пластинчатого теплообменника содержит определенный комплект уплотнений. Уплотнения ограничивают каналы как для потока участвующих сред аппарата, так и для воздействия условий внешней среды. Таким образом, каждая теплообменная пластина укреплена двумя кольцевыми и торцевыми уплотнениями. Исключение при этом составляют только те пластины, которые своими уплотнениями находятся напротив пластин станины. На уплотнениях имеются клипсы для закрепления механическим способом к пластине, а также канал для аварийного выпуска при прорыве кольцевого и диагонального уплотнения.

Индивидуальный тепловой пункт
Индивидуальный тепловой пункт (дальше ИТП) устанавливается в отдельных городских зданиях и предназначен для распределения, учета и регулирования тепловой энергии в системах отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения. ИТП включают два пластинчатых теплообменника: один для системы отопления, другой — для системы горячего водоснабжения.
Теплообменник для системы отопления работает по двухконтурной системе: по первому контуру подается прямой теплоноситель (пар, вода), по второму, замкнутому, контуру — нагретый теплоноситель системы отопления. Второй контур включает насосную станцию для подачи теплоносителя к отопительным приборам здания, систему автоматического регулирования количества подаваемого прямого теплоносителя и температуры теплоносителя в систему отопления. Оснащен датчиками контроля режимов температуры, в том числе наружного воздуха. Все параметры температуры задаются программой на контроллере ТРМ-32, который может регулировать температуру системы отопления в режиме реального времени (день/ночь, рабочие дни/выходные дни).

Кроме того, теплообменник для ГВС оснащен автоматическим регулятором расхода прямого теплоносителя и температуры нагреваемой воды, а также насосной станцией для системы циркуляции. В комплекте ИТП по желанию заказчика поставляются шаровые краны, термоманометры, приборы учета расхода воды и тепла, обратные клапаны, фильтры.
Внедрение ИТП позволит отказаться от четырехтрубной магистральной системы и перейти к двухтрубной, сократить протяженность внутриквартальных тепловых магистралей. Параллельная схема подключения теплообменников позволяет уйти от неоправданно усложненной двухступенчатой схемы. В результате снижаются затраты на содержание и ремонт трубопроводов, расход теплоизоляционных материалов, в отдельных случаях исключается отвод земли под здание ИТП и его строительство.

Параметры технологического процесса ИТП, необходимые для теплового и гидравлического расчета отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, вычисляются на основе выданных заказчиком исходных данных с помощью компьютерной программы фирмы API Schmidt-Bretten GmbH & Ko. Разработка ИТП позволяет выбрать наиболее рациональное оборудование и оптимизацию эксплуатационных режимов потребителей, рассчитанные в соответствии с действительными, а не “усредненными” расходами воды. Такой подход отвергает использование устаревших правил и норм проектирования, основанных на предположительных оценках тепловых нагрузок.

Подробности — в API Schmidt-Bretten GmbH & Ko по адресу: Langenmorgen 4 75015 Bretten, Germany.
Тел.: (07252) 53-0.
Факс: (07252) 53-200.

Подготовил Владимир ДАНИЛОВ