На рынке кожухотрубных подогревателей воды для систем отопления и горячего водоснабжения главными производителями и основными типами теплообменников являются:

  • подогреватели ПВ неразборные, секционного типа по ГОСТ 27590-88 и ТУ 4933-002-57728543-2006 с опорными перегородками в межтрубном пространстве или без них, одним трубным ходом, поверхность теплообмена скомпонована из гладких латунных и профилированных кольцевой накаткой стальных труб диаметром 16х1 мм. Диаметр корпуса секций 57 — 325 мм, длина секций 2 и 4 м;
  • подогреватели блочного типа неразборные по ТУ 4933-005-05108104-99, с диаметром кожуха 57-325 мм, опорными перегородками в межтрубном пространстве и одним трубным ходом, количеством секций от двух до пяти, поверхность теплообмена скомпонована из гладких латунных и профилированных кольцевой накаткой стальных труб диаметром 16´1 мм длиной 2 и 4 м;
  • подогреватели ПВВР разборные с возможным совместным применением продольной и поперечных сегментных перегородок в межтрубном пространстве и двумя трубными ходами. Обечайки кожуха изготовлены либо стальными вальцованными, либо из типовых стальных труб диаметром 114 – 630 мм, длина трубных пучков унифицирована и составляет 2 м, трубный пучок состоит из двух стальных трубных решеток с закрепленными в них прямыми трубами диаметром 16´1 мм с профильной накаткой или латунными трубами;
  • подогреватели неразборные с винтообразными перегородками в межтрубном пространстве, с диаметром обечайки кожуха от 108 до 530 мм с одним трубным ходом. Трубы диаметром 16´1, 20´1 могут быть изготовлены из латуни или коррозионно-стойкой стали с накаткой кольцевых плавноочерченных выступов на внутренней поверхности или (чаще) без них;
  • подогреватели ТТАИ разборные без перегородок в межтрубном пространстве или с одной поперечной перегородкой, нужной для дистанционирования труб. Трубы диаметром 8´0,3 или 8´0,5 мм из нержавеющей стали или титана, закрепляются в трубных решетках или с помощью клея-полимера (при толщинах стенки 0,3 мм) или сваркой (при толщине стенки 0,5 мм). Трубные решетки плавающего типа, аппараты изготавливаются преимущественно с одним трубным ходом;
  • подогреватели ВВПИ (АО «ЦЭЭВТ») неразборные с двумя или четырьмя ходами в межтрубном пространстве при продольном отекании труб, с 1 –4 ходами в трубах или разборные (ОВМК) с поперечными сегментными перегородками в межтрубном пространстве и 1– 4 трубными ходами. Трубы диаметром 12´1 или 12´0,8 мм и трубные решетки изготавливаются из нержавеющей стали. Закрепление труб в трубных решетках сваркой;

Нами выполнен детальный расчетный анализ достоинств и недостатков перечисленных выше типов теплообменников с сопоставлении с подогревателями ВВПИ ЦЭЭВТ.

Установлено следующее:

1. Применение в подогревателях ПВ труб с накаткой и опорных перегородок в межтрубном пространстве способствует заметному повышению теплового потока таких ПВ по сравнению с аппаратами, оборудованными трубами без накатки, без опорных перегородок в межтрубном пространстве. Однако, значений теплового потока водоводяных подогревателей ЦЭЭВТ при прочих равных режимных условиях теплообменники ПВ даже с накатными трубами достичь не могут.

Массогабаритные показатели подогревателей ВВПИ ЦЭЭВТ лучше, чем у подогревателей ПВ. Это относится как к отдельным секциям подогревателей ПВ, так и к секционному аппарату с двумя и более секциями. В отношении последнего это объясняется и тем, что подогреватели ПВ собираются в секции с помощью калачей, существенно утяжеляющих многосекционный аппарат. Трубы подогревателей ПВ провисают после нескольких лет эксплуатации. Размещение секционных подогревателей ПВ требует больших объемов и площадей помещения, в котором они устанавливаются.

2. Кожухотрубные водоводяные подогреватели блочного типа, выпускаемые ЗАО «САТЭКС», имеют преимущество перед пластинчатыми теплообменниками, по приспособленности к российским условиям и способность обеспечивать необходимый теплосъём при тех свойствах воды, которые фактически имеются в действующих системах теплоснабжения в различных регионах страны. По тепловым и массогабаритным показателям блочные конструкции САТЭКС превосходит подогреватели ПВ, однако, по всем важным показателям (по тепловой эффективности, теплосъему с 1 м3 габаритного объема и с 1 кг массы теплообменника) они, уступают водоводяным подогревателям ЦЭЭВТ или равноценны (по ресурсу, способам очистки труб) им.

3. Массогабаритные показатели теплообменных аппаратов ЦЭЭВТ и ПВВР сопоставимы, а следовательно, превосходят аналогичные характеристики подогревателей секционного и блочного типа.

Однако установлено, что теплосъем с 1 м3 габаритного объема водоводяных подогревателей ЦЭЭВТ и тепловой поток этих аппаратов при прочих равных условиях на 28–60 % больше, чем у подогревателей ПВВР. Теплообменные аппараты ЦЭЭВТ в реальных режимных условиях всегда эффективнее подогревателей ПВВР, а их ресурс, предопределенный целевым выбором скоростей воды, больше, чем у водоводяных подогревателей ПВВР.

Достоинством типоразмерного ряда подогревателей ПВВР является наличие аппаратов с диаметром кожуха 630 мм (таких подогревателей ЦЭЭВТ не выпускает вследствие увеличения трудоемкости при сборке трубных пучков с числом труб около 1500), обеспечивающих большие тепловые потоки в одном корпусе.

4. Теплообменники Lotus с диаметром трубы 16´1 мм имеют сопоставимую с подогревателями ЦЭЭВТ тепловую эффективность, однако проигрывают аппаратам ВВПИ по массогабаритным (существенно) и теплотехническим показателям. Стремление проектантов Lotus к повышению скоростей движения сред имеет оборотную сторону — уменьшение ресурса теплообменников вследствие повышенного износа теплообменных поверхностей абразивными включениями, повышенной вибрации труб и гидроударов.

5.Теплообменники ТТАИ превосходят все сопоставляемые с ними кожухотрубные теплообменные аппараты по тепловым и массогабаритным показателям. Однако, трубы малого диаметра с малой толщиной стенки чувствительны к вибрации, скачкам давления и гидроударам, что ставит под сомнение надежность теплообменников ТТАИ в эксплуатации. Заявляемая в рекламных материалах ООО «Теплообмен» возможность выемки трубного пучка благодаря обеим плавающим решеткам (достоинство) с целью замены трубного пучка для ремонта свидетельствует о том, что теплообменники ТТАИ в эксплуатации выходят из строя и в этих случаях требуется ремонт или замена трубного пучка (недостаток).

Механическая очистка трубного и межтрубного пространства теплообменников ТТАИ невозможна, что нейтрализует преимущество разборности аппарата. Провисание труб теплообменников ТТАИ неизбежно и приводит к их слипанию и трению труб друг о друга при срыве вихрей с труб, что уменьшает ресурс труб и трубного пучка. Вероятность непровара или перегрева труб малого диаметра в зоне термического влияния сварки может привести к структурным превращениям металла и проявиться течью в процессе эксплуатации теплообменника.
Обязательным условием успешного применения теплообменников ТТАИ является хорошая очистка теплоносителей от солей жесткости и других включений, выпадающих в осадок. В реальных условиях российского ЖКХ недостатки теплообменников ТТАИ проявятся быстро, в результате чего эксплуатационные издержки на ремонт и очистку теплообменных поверхностей за короткий срок станут сопоставимы с ценой нового аппарата. В этом отношении теплообменные аппараты ЦЭЭВТ с низкими эксплуатационными издержками имеют существенное преимущество перед теплообменниками ТТАИ, хотя и уступают им на начальных этапах эксплуатации по теплотехническим и массогабаритным показателям.

Для рассмотрения результатов сопоставления показателей различных кожухотрубных теплообменников с показателями подогревателей ЦЭЭВТ была привлечена группа экспертов – специалистов по проектированию и эксплуатации теплообменников. Каждому эксперту было предложено оценить проектные и эксплуатационные свойства каждого из рассматриваемых аппаратов по 10-балльной шкале, после чего была произведена обработка результатов экспертного опроса с округлением средних (результирующих) оценок до целых значений.

Итоговые экспертные оценки приведены в таблице.

Проектное или эксплуатационное свойство теплообменного аппарата
Наименование или тип теплообменника
ПВ
Блочный ОАО «САТЭКС»
ПВВР
Lotus
ТТАИ
ВВПИ (ЦЭЭВТ)
1. Теплосъем с 1 м3 габаритного объема
6
7
8
8
10
9
2. Теплосъем с 1 кг массы аппарата
4
5
8
6
10
9
3. Малое гидравлическое сопротивление
6
8
8
7
8
7
4. Возможность работы в составе систем, в которых отсутствует обработка воды.
8
8
8
9
2
8
5. Возможность механической очистки теплообменных поверхностей с помощью стандартного инструмента и доступного материала
10
10
10
10
0
9
6. Безотказность при переменных режимах работы и возможных нарушениях нормальных условий эксплуатации (гидравлические удары, повышение тепловой нагрузки, ухудшение качества воды и т. д.)
10
10
10
10
4
10
7. Низкие эксплуатационные издержки
10
10
10
10
5
10
8. Компактность
6
7
8
7
10
9
9. Ремонтопригод-ность
7
7
8
7
8
8
Итоговая сумма баллов
67
72
78
74
57
79

Объясним теперь, почему у двух самых лучших, если судить по итоговой сумме баллов, конструкций – ПВВР и ВВПИ ЦЭЭВТ расходятся некоторые оценки. Теплосъем с 1 м3 габаритного объема и 1 кг массы аппарата у подогревателей ВВПИ больше вследствие больших передаваемых тепловых потоков при прочих равных условиях. Механическая очистка труб диаметром 16´1 мм подогревателей ПВВР более удобна, нежели труб диаметром 12´1 мм подогревателей ВВПИ, что отражается разницей в оценках, пусть небольшой, этого свойства. Подогреватели ВВПИ более компактны, чем подогреватели ПВВР вследствие применения труб меньшего диаметра — в один и тот же объем «входит» большее количество труб.

Мы полагаем, что читатель, зашедший на наш сайт, на основе представленной информации сам сделает для себя необходимые выводы.