Как почистить теплообменник газовой колонки: Чистка газового котла, промывка теплообменника своими руками

Как почистить газовую колонку: 3 проверенных способа

Чтобы обеспечить для своего дома или квартиры регулярную подачу горячей воды, многие хозяева устанавливают на кухне газовую колонку. Прибор компактный, не занимает много места на стене, а с принципом работы разберется даже подросток.

Подобное водонагревательное оборудование прослужит своему владельцу «верой и правдой» не один десяток лет, но только при условии правильной эксплуатации и периодической чистки. Как же промыть и почистить газовую колонку своими руками в домашних условиях (например, модель Zanussi GWH 10 Fonte Glass Rialto)? Подробная информация приведена в статье.

Читайте также: Основные причины неисправности газовой колонки: 6 поломок, которые можно отремонтировать своими руками

Почему засоряются «внутренности» газовой колонки?

Причина таких загрязнений кроется в принципе работы устройства. Прибор греет воду с помощью газа, а потому скоплений сажи и нагара не избежать. Кроме того, очень часто загрязняется сам зажигательный элемент, собирая на своем фитиле копоть.

Но настоящий апокалипсис наступает, когда в трубах водонагревателя «поселяется» накипь. Она не только препятствует нормальной работе оборудования, но может и вовсе вывести его из строя, полностью забив собой водопроводную часть. Особенно опасно появление накипи в теплообменнике.

Теплообменник представляет из себя коллекцию трубок, размещенных над газовой горелкой. По ним постоянно и беспрепятственно должна течь вода, именно в них она равномерно нагревается. Когда в этих трубках накапливается накипь, наступают перебои с подачей горячей воды. 

Возможно, вам будет интересно: 9 важных вопросов при выборе газовой колонки

Настало время чистки: первые признаки

Определить, что газовая колонка (например, фирмы Bosch) нуждается в чистке, можно по 4 характерным признакам:

1. Прибор перестал включаться или часто тухнет во время работы. Когда есть 100% уверенность, что газ в колонку подается бесперебойно, а вода поступает со стабильным напором, причиной для таких самостоятельных отключений может быть чрезмерное количество гари на зажигательном элементе. Устранить проблему получится только чисткой горелки.
2. Активируется тепловая защита прибора. Чтобы колонка не перегревалась, в оборудовании предусмотрен тепловой датчик. Он сигнализирует о повышении температуры, предупреждая владельца о неисправности. При частом срабатывании этого датчика стоит прочистить трубы от накипи. Поскольку накипь обладает хорошей теплоизоляцией, она мешает нормальному охлаждению прибора.
3. Без видимых причин снизилась продуктивность устройства. Если вода начала медленнее нагреваться или существенно упал уровень напора, нужно проверить теплообменник на наличие накипи и вычистить скопившиеся продукты деятельности колонки.

Итак, с загрязнениями прибора понятно, а как же почистить газовую колонку от накипи и сажи, когда такая необходимость возникла? Ответы – в следующих разделах статьи.

Средства для очистки газовой колонки

Правила ухода за газовой колонкой подробно описаны в инструкции к прибору и отступать от этих требований может быть опасно. Если вдруг водонагреватель засорился, использовать для его чистки необходимо только средства, рекомендованные производителем. О них также должно быть указано в соответствующих пунктах мануала по эксплуатации. И доверить процесс чистки лучше профессионалам. В таком случае не только устранится засор, но и будет сохранена гарантия.

Важно! Самовольная читка несанкционированными средствами опасна для здоровья! Если в процессе удаления накипи или гари поврежден один из элементов колонки и появилась утечка газа, нужно немедленно звонить 104.

Только в том случае, если пользователь понимает все возможные последствия и принимает на себя ответственность, почистить прибор можно и самому. Чем же и как промыть газовую колонку (например, бренда Ariston) от накипи в таком случае? Можно применять и готовые препараты или народные методы. Что лучше и эффективнее: «ядреная» химия или «бабушкина» очистка, покажет сравнительная таблица:

Решает проблему	Народное средство	Химический препарат
Накипь внутри теплообменника	Смесь из 0,5 л горячей воды и 100 г лимонной кислоты.	Calgon или Антинакипин (разъедает слои накипи внутри труб).
Плотный слой нагара (можно удалять только с теплообменника, чистку газовой части выполняют специалисты)	Развести столовый уксус и теплую воду в соотношении 1:3.	Можно использовать 7-10% соляную кислоту или другую сильную химию. Важно! Работа требует аккуратности: средство ни в коем случае не должно попасть на кожу или слизистую.

Читайте также: ТОП-5 лучших производителей газовых колонок

3 способа чистки газовой духовки

В инструкции к газовым водонагревателям четко прописано, что самовольная очистка может привести к поломке или, что хуже, утечке газа. Этим правилам эксплуатации нужно следовать. Даже если сохранение гарантии не столь важно, безопасность – в приоритете. Стоит помнить, что в любом случае самостоятельно в приборе можно только удалить накипь с теплообменника и отмыть сажу с поверхности горелки. 

В помощь владельцам газовых колонок предлагается мануал из трех пунктов, которые в комплексе помогут решить главные проблемы с перебоями в водонагревателе.

Удаление накипи: порядок работ

Для проведения такой манипуляции можно использовать как народные средства, так и химические растворы. Отдав свой голос в пользу химии, необходимо в точности следовать инструкции. Если же выбирать лимонную кислоту или уксус, то работа состоит из следующих этапов:

• отключается газовая колонка;
• теплообменник отключается руками от остальных элементов и снимается со стены, из него сливается вода;
• одновременно подключают к трубе, которая подает воду в колонку, шланг, чтобы избежать протечек;
• грушей, шприцом или лейкой в трубы теплообменника заливается полученный раствор;
• теперь корпус теплообменника опускается в глубокий таз с этой же смесью и оставляется в таком состоянии на несколько часов или ночь.

После этого деталь необходимо хорошо промыть под проточной водой, подключить обратно к колонке (как вариант, колонке модели Ariston FAST R ONM) и после этого запустить прибор. Вода под давлением уберет всю накипь, сделав трубы идеально чистыми. 

Нюанс: Проверить эффективность своей работы легко – достаточно посмотреть на цвет воды: если она прозрачная, значит вся накипь вышла.

Всем, кто мечтает о новом приборе, будет интересно почитать: Замена старой газовой колонки на новую: 5 важных пунктов 

Можно ли почистить теплообменник без демонтажа?

Сразу ответ: «Да, можно». Для этого необходимо снять переднюю защитную панель и отсоединить теплообменник от трубы, которая подает воду в газовую колонку. На ее место подключается шланг для слива. 

Когда эти подготовительные процедуры будут выполнены, берется любое химическое средство (или народный состав, по желанию) и заливается в трубы теплообменника через входное отверстие. Заполнять «внутренности» стоит не спеша, тонкой струйкой, чтобы избежать резкой реакции и выталкивания средства обратно.

В таком виде прибор оставляют на 2-3 часа. По истечению времени нужно заново подключить шланг и слить отработанную воду с накипью и остальными нечистотами. После чего включить колонку и проверить ее работу.

Удаление сажи и копоти

Чистку газовой колонки (например, модели Bosch Therm 4000 O WR) от продуктов сгорания, как и от накипи, лучше доверить профессионалам, особенно когда прибор на гарантии. Самостоятельно можно убрать только сажу с поверхности деталей, не разбирая газовую часть. Как это сделать? Процесс занимает 10-15 минут и состоит из таких этапов:

• отключается подача газа и снимается верхний корпус;
• все внутренние элементы аккуратно протираются тряпкой или чистятся пылесосом;
• кожух устанавливается назад и проверяется работоспособность устройства.

Если начал гореть слабо газовый фитиль – значит, засорилась форсунка. Находится она на газовом коллекторе, рядом с датчиком давления. Почистить форсунку можно обычной тонкой проволокой и жесткой щеткой. По завершению работы обязательно проверить элемент на утечку газа. Для этого нужно смазать горелку мыльным раствором (при утечке появляются пузыри).

Лучше профилактика, чем чистка

Профилактика необходима, чтобы предотвратить накипь, которая выступает главным бичом газовых колонок (например, таких, как колонки Zanussi). Она появляется не только в результате отложения солей от жесткой воды, но также и постоянной высокой температуры в приборе. Чтобы трубы засорялись этой «гадостью» как можно меньше, необходимо выставить оптимальный температурный режим.

Еще один способ предотвращения накипи – установка фильтров для очистки воды или электросмягчителей. Они не пропускают вредные соли, позволяя трубам теплообменника служить дольше. Однако за чистотой фильтра и электросмягчителя также необходимо следить.

Возможно, вам будет интересно: ТОП-10 газовых колонок 2017 года

В заключение

Зная, как почистить теплообменник газовой колонки и периодически выполняя изложенные в статье рекомендации, получится существенно продлить срок ее службы. А это, в свою очередь, гарантирует постоянную подачу горячей воды для нужд всей семьи и экономию средств на дорогостоящие ремонты в сервисном центре.

Как почистить и промыть газовую колонку от накипи?

При правильной работе нагревательного оборудования тратят разумное количество топлива. Отсутствие загрязнений внутри теплообменников повышает их производительность, предотвращает аварии. Внимательный уход продлевает срок службы техники. В этой статье рассказано о томи, как почистить газовую колонку от накипи и что можно сделать для предотвращения образования этих загрязнений.

Применение и особенности разных технологий

ОБЯЗАТЕЛЬНО дочитайте данную статью ДО КОНЦА, т.к. в конце будет ОЧЕНЬ полезное видео-лайфхак, как промыть теплообменник и радиатор газовой колонки от накипи БЕЗ ХИМИИ!

Следует помнить о необходимости комплексного ухода за оборудованием данного типа. Здесь используют нагрев открытым пламенем, который сопровождается образованием сажи, нагара. Механические частицы забивают жиклеры горелки, рабочие промежутки между пластинами теплообменника. Но удаление таких загрязнений с внешних поверхностей является относительно простой процедурой. В данном разделе статьи рассмотрена более сложная операция – как почистить газовую колонку от накипи:

• Перед выполнением любых ремонтных работ перекрывают подачу воды, газа, отключают электропитание, сливают жидкость из оборудования.
• Начинают с очистки приемного узла на входе. В составе этого устройства есть сетчатый фильтр. Его промывают напором воды. При необходимости – опускают в емкость с раствором лимонной кислоты для удаления кальциевых отложений.
• Одновременно можно проверить состояние мембраны. Если обнаружены видимые деформации, устанавливают новую деталь. Этот блок устанавливают с применением резьбовых соединений, поэтому демонтажные процедуры выполнять не сложно.
• Далее приступают к извлечению теплообменника. Чрезмерные усилия прилагать не стоит, чтобы не повредить крепления. Если гайки не откручиваются, используют специальное средство «ВД-40», или аналог. Для размягчения твердых загрязнений достаточно нанести несколько капель в область резьбы на 20-30 минут.
• Здесь, как и в предыдущем случае, можно использовать лимонную кислоту в пропорции 150-200 г на 1 литр воды. Созданный раствор заливают внутрь, либо помещают теплообменник в емкость с реагентом.
• В таком состоянии выдержать надо не менее 12 часов. После – промывают теплообменник снаружи и внутри, устанавливают на место. В процессе монтажа проверяют и заменяют при необходимости уплотнительные прокладки.
• Далее открывают магистральные краны, убеждаются в отсутствии протечек. Герметичность соединений с газовой трубой проверяют мыльным раствором.
• Включают электропитание, продолжают нормальную эксплуатацию.

Эту процедуру выполняют регулярно. Временной интервал устанавливают, исходя из реальных значений жесткости воды, с учетом интенсивности эксплуатации. Не следует выполнять процедуру реже, чем 1 раз в 2 года. Ниже приведены признаки накопления загрязнений:

• Нагревательный аппарат не включается вовсе, либо быстро отключается.
• Оборудование отключается по причине перегрева.
• Температура воды стала ниже без изменения пользователем режимов работы.
• Уменьшился напор на выходе.
• Появились посторонние звуки.

Чтобы исключить в том, чтобы почистить бойлер Аристон от накипи и возможные ошибки, проверяют подачу газа, давление в системе водоснабжения. Кроме частиц накипи, специфические шумы создают песчинки, иные механические примеси. Тепловая защита может срабатывать при собственных неисправностях. Следует проверить функциональность температурных датчиков, блока автоматики (при соответствующем оснащении).

Электромагнитная (не химическая) технология очистки и защиты теплообменника газовой колонки от накипи

Выбирают подходящую по дальности действия модель электромагнитного фильтра (преобразователя накипи). Следует обратить внимание, что в данном случае имеет значение не только мощность, но и способ создания магнитного поля. Современные аппараты этого класса обеспечивают защиту по длине трубопровода до 2 км., при потреблении не более 20 Вт. электричества в час.

Применение защитных средств для объекта недвижимости в целом экономически оправдано. Конечно, современную технику этого типа не надо подключать к трубопроводу с горячей водой после газовой колонки. Однако ее нагревательный элемент накипь тоже сможет вывести из строя. Если установить электромагнитный преобразователь, все проблемы будут решены в комплексе.

Особым преимуществом этой технологии является исключительная простота для обычного пользователя. Его подсоединение не займет более 20 минут. После включения в сеть 220 V техника сама настраивается на оптимальный режим. В дальнейшем не понадобится установка картриджей и других сменных элементов. При желании, фильтр преобразователь можно быстро демонтировать и переместить на другой объект.

Почему возникают дополнительные трудности: как очистить газовую колонку без повреждения оборудования

Лимонная кислота

В приведенной методике о том, как очистить газовую колонку от накипи и ее радиатор рекомендовано использовать лимонную кислоту, как не слишком агрессивное химическое соединение. Чтобы повысить эффективность такой обработки в некоторых советах предлагают нагреть раствор. Стоит помнить, что долговременное выполнения такой процедуры сопровождается расходом энергетических ресурсов. Если выполнять ее в помещении, атмосфера будет загрязнена вредными для здоровья испарениями. Соответствующие примеси способны повредить различные декоративные покрытия. Лучше перенести подобные операции на открытый воздух.

Соляная кислота

Соляная, или другая сильная кислота, ускорит процесс разложения накипи. Но подобные средства разрушают сварные соединения, изделия из металлов. Лучше – использовать специализированные препараты в комплексе с промывочным оборудованием замкнутого цикла. Соответствующую технику можно приобрести, либо взять на время в аренду. Она обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру с нужным давлением и температурой. Используют алгоритмы обработки соляной кислтой с последовательной сменой нескольких смесей. С их помощью удаляют накипь, агрессивные химические соединения, предотвращают процессы коррозии.

В газовой колонке от накипи надо очищать весь тракт прохождения жидкости. Твердые образования способны накапливаться не только в теплообменнике, но и в других местах — радиаторе. Не имеет значения меньшая интенсивность процесса, так как в итоге так же нарушается работоспособность оборудования. Для того, чтобы промыть газовую колонку от накипи можно применять рассмотренные выше технологии, но с учетом особенностей разных материалов. Редуктор из алюминия, например, быстро будет испорчен, если применить более сильное средство, чем лимонная или соляная кислота.

В слишком тонкие протоки бытовой техники не получиться заглянуть даже с помощью технического эндоскопа. Качество очистки газового котла от накипи проверяют добавлением специальных жидкостей, индикаторов. Они изменяют цвет после контакта с кальциевыми соединениями. Также используют типовые рекомендации производителей промывочных средств.

Низкая точность контроля провоцирует образование повреждений. Следует подготовить паяльник и соответствующие расходные материалы для восстановления целостности теплообменника. В данном разделе мы поняли, как очистить газовую колонку от накипи и ее радиатор. Надо понимать, что регулярная обработка растворами кислот постепенно разрушит стенки.

Есть ли смысл обращаться к профессионалам за помощью?

Для эффективной чистки газовой колонки от накипи Арго или другого производителя, вместо самостоятельных действий можно вызвать по нужному адресу работников специализированного сервиса. Придется оплатить их услуги, но зато будут получены официальные гарантийные обязательства, что накипи в газовой колонке и теплообменнике больше не будет. Впрочем, лучше уточнить действительный состав документарных подтверждений. Отмеченные выше трудности в равной степени относятся и к профессионалам. Даже опытные специалисты не могут тщательно контролировать химические реакции внутри теплообменника и радиатора. Не удивительно, что профильные бригады включают в состав оборудования не только бустеры, но и паяльники.

Как предотвратить появление накипи?

Для выбора эффективного метода чистки теплообменника газовой колонки от накипи надо изучить процесс трансформации солей жесткости. Изначально они находятся в жидкости в растворенном состоянии, большой опасности для оборудования не представляют. Но в зоне интенсивного нагрева (уровень от +78°C до 80°C) негативный процесс образования накипи ускоряется. Твердые частицы прочно присоединяются даже к гладким стенкам. На небольшом шероховатом слое крепление становится еще лучше.

Надо внимательно оценить типовые бытовые процедуры:

• Для наполнения ванны, использования душевой кабины достаточно +40°C. Следует подчеркнуть опасность слишком высоких температур для гипертоников. Определенное негативное влияние они способны оказать на кожные покровы.
• Если добавить еще +5°C – будет быстро растворяться жир при очистке посуды. Здесь надо отметить, что современные моющие средства выполняют свои функции даже в холодной воде. Поэтому для получения хороших результатов очистки газовой колонки от накипи необходимо поддерживать только комфортный для рук температурный режим.
• Стирка многих видов белья также выполняется при сравнительно небольшой температуре. В редких случаях используют уровень +55°C и выше. Более того, эта техника сама поддерживает оптимальный режим без предварительных нагревателей.

Правильные выводы сделать не сложно. Разумная минимизация рабочих температур снизит интенсивность образования накипи, и дополнительно – уменьшит потребление газа.

Действенные защитные методы чистки теплообменника газовой колонки от накипи

После рассмотрения вопросов о том, как удалить накипь в газовой колонке, надо изучить альтернативные решения. Если ли вообще смысл в том, чтобы тратить время и деньги на удаление прочных кальциевых наростов? Вместо этого можно попробовать удалить из воды основные компоненты – соли кальция и магния.

Эти вещества изначально находятся в растворенном состоянии, что усложняет задачу. Если применить механическую фильтрацию, придется уменьшать размеры отверстий. Такой способ чистки теплообменника газовой колонки от накипи используют в установках мембранного типа. Известные многим пользователям комплекты обратного осмоса выполняют свои функции на основе таких принципов. Но их производительности (150-2220 литров в сутки) недостаточно для полного удовлетворения всех бытовых потребностей. Однако небольшие объемы жидкости для промывки такая техника очистит качественно.

Также при малых потребностях применяют насадки на краны, картриджи с ионообменными смолами для промывки теплообменника газового котла своими руками. Эта же технология пригодна для полноценной защиты всего коттеджа. Однако не совсем понятно, чем промыть газовую колонку от накипи и какие средства для этого лучше использовать? Объем засыпки увеличивают до нужного количества. Она задерживает вредные загрязнения, насыщая воду безопасным раствором поваренной соли.

А теперь обещанное видео

Вместо задержания примесей блокируют сам процесс образования накипи. Для этого пропускают жидкость через слой полифосфатов. Эти вещества обволакивают мельчайшие частицы, не позволяют им увеличиваться, прикрепляться к стенкам технологического оборудования.

Какие признаки и последствия загрязнения газовых колонок

Газовая колонка долго будет беспроблемно функционировать, если вовремя выполнять профилактические работы. Наиболее необходимы они теплообменнику (радиатору) колонки, которому требуется регулярная тщательная очистка. Такая профилактика крайне обязательна, когда в поведении устройства обнаружатся заметные отклонения от нормы.

Профилактическое обслуживание более профессионально выполнит, конечно, аттестованный специалист, но, располагая подробной методичкой, сделать это будет под силу даже первокласснику. Ниже будет рассказано, как почистить теплообменник газовой колонки самому.

Причины загрязнения газовых колонок

Характерной особенностью водонагревателей является их запитка от трех систем – водопроводной, газовой и сети электроснабжения. И если с электрической системой проблем обычно не бывает, то о других так сказать нельзя.

В воде, которая приходит, как правило, из центрального водопровода, растворены в приличном количестве всякие соли, содержащие, в частности, кальций и магний. Когда температура воды переходит через отметку 65°С, эти элементы начинают выпадать в осадок и образуют отложения, называемые накипью.

Для уменьшения последствий такого явления нужно постараться не пользоваться чересчур горячей водой. Для душа и ванны вполне хватит 40°С, для мытья посуды, да еще с каким-нибудь патентованным средством, достаточно и 45°С.

В процессе нагрева воды наружная поверхность теплообменника, обдуваемая потоком разогретого газовой горелкой воздуха, смешанного с копотью от сгоревшего газа, обрастает сажей и нагаром. Их образование обусловлено:

• недостаточным притоком воздуха;
• избыточным пламенем горелки;
• плохой вытяжкой отработанных газов;
• примесями в составе газа;
• стеканием грязного конденсата из дымохода.

Признаки и последствия загрязнения

При первых же подозрениях на чрезмерное засорение теплоносителя накипью или копотью нужно принимать адекватные меры, среди которых наиболее важна чистка теплообменника газовой колонки от накипи. Но как узнать, когда это необходимо делать?

Признаки загрязнения теплообменника

Серьёзное засорение радиатора может сопровождаться следующими признаками:

1. после запуска колонки горелка слишком быстро снова отключается;
2. из-под защитного кожуха начала сыпаться сажа;
3. плохо нагревается вода;
4. слабый напор горячей воды;
5. слишком часто срабатывает тепловая защита.

Перечисленные факторы лишь косвенно сигнализируют о появлении отложений в теплообменнике, поэтому, прежде, чем приступать к его очистке, рекомендуется убедиться в исправности других узлов.

Так, причиной плохого напора воды может быть поломка крана на трубе около входа в колонку, плохо нагреваться вода может из-за низкого давления газа, а быстрое отключение горелки бывает при неправильном функционировании газового клапана или блока управления колонкой. Чтобы убедиться в исправности названных узлов, нужно либо воспользоваться заводской инструкцией по проверке работоспособности составных частей аппарата, либо найти нужную информацию в Интернете, либо вызвать специалиста сервис-центра.

Наружное загрязнение радиатора диагностируется проще – достаточно открыть его защитный кожух. Теплообменник классифицируется, как загрязненный, если он на треть и более покрыт черным веществом.

Настоятельно рекомендуется не доводить теплообменник до появления перечисленных признаков, а выполнять осмотр в плановом порядке, с регулярностью не реже, чем раз в год.

Последствия загрязнения теплообменника

Чрезмерная загрязненность неизбежно приводит к следующим последствиям:

• перегреву элементов теплообменника, грозящему их повреждением;
• неэффективному использованию электроэнергии;
• снижению производительности по горячей воде;
• засорению запорных и регулирующих воду узлов аппарата;
• появлению сажи и запаха гари в комнатах дома.

Большое количество отложений может, рано или поздно, привести к поломке устройства. Она может быть как не существенной, так и довольно серьёзной. Возможны даже такие, которые выведут из строя весь агрегат. Наличие систем защиты не гарантирует на сто процентов безопасность эксплуатации газовой колонки, а газ – это вещь опасная.

Наружная очистка теплообменника

Для более качественной очистки радиатора от загрязнений нужно снять его с колонки.

Важно! Перед началом работ по очистке требуется в обязательном порядке перекрыть вентили подачи газа и воды.

Последовательность действий следующая:

1. закрыть подачу газа и воды;
2. снять защитный кожух;
3. открыть самый ближний к колонке кран горячей воды;
4. подставить под входное отверстие радиатора емкость для слива воды;
5. открутить от теплообменника подающий патрубок и слить воду;
6. открутить накидные гайки радиатора и снять его.

Возможно, придется дополнительно разбирать другие детали и элементы колонки, не дающие возможность снять теплообменник. Их количество и назначение зависят от конструкции агрегата. Необходимо аккуратно и последовательно их отсоединять, запоминая все свои действия.

Снятый теплообменник положить в емкость и обработать пластины радиатора жидкостью для удаления нагара или другим эффективным моющим средством.

Очистку проводить щеткой и поролоновой губкой. После этого промыть сильной струей воды. Лучше всего, конечно, обработать радиатор минимойкой высокого давления, если она есть, или можно на время ее где-то достать. Такая мойка способна очень быстро и качественно разрушить слой нагара.

Промывка теплообменника от накипи

Здесь будут даны несколько советов о том, как почистить теплообменник газовой колонки от накипи самостоятельно.

Сначала следует подготовить раствор для промывки. Самые простые рецепты:

• использовать магазинный очиститель от накипи;
• растворить лимонную кислоту в воде в пропорции 200 г на 1 литр;
• растворить 9 % уксус в воде в соотношении 1:5.

А вообще, вариантов, чем еще можно промыть теплообменник газовой колонки, в Интернете опубликовано немало.

Из лейки или через воронку тонкой струйкой влить в радиатор приготовленный раствор. Лить медленно, чтобы не вызвать химическую реакцию, когда антинакипин может вытолкнуться обратно. Жидкость в теплообменнике должна оставаться не менее двух часов. Для растворов лимонной или уксусной кислоты – не менее 4 часов.

Завершить процесс промывкой проточной водой. Для увеличения эффекта очистки, при промывке радиатора, можно осторожно постукивать резиновым молотком (киянкой). Продолжать промывать нужно до тех пор, пока из теплообменника не пойдет чистая вода без посторонних включений.

В качестве реагента можно также использовать имеющуюся в продаже жидкость для промывки теплообменников газовых котлов, которая вполне доступна по цене.

Важно! В Интернете можно найти рекомендации по использованию для очистки соляной кислоты. Это ошибка, использовать ее нельзя! Она вызовет химическую реакцию, которая приведет к окислению металла пластин радиатора, и, как следствие, к появлению протечек.

Наиболее качественную очистку радиаторов в любых водонагревательных приборах обеспечивает специальное оборудование для промывки теплообменников газовых котлов, называемое бустером, которое применяется в специализированных сервис-центрах. Это устройство обеспечивает автономную циркуляцию промывочной жидкости через радиатор.

Принцип работы прост: бустер создает давление и заставляет реагент циркулировать в одном направлении. Через некоторое время аппарат автоматически переключается на рециркуляцию в обратном направлении. Такой способ позволяет максимально очистить внутренние полости радиатора от накипи. Покупать такой аппарат, конечно, нецелесообразно (он очень дорого стоит), но можно сделать самому. В Интернете есть описания.

При установке теплообменника на свое место выполнять все операции по сборке в порядке, обратном разборке.

В заключение

Чистка и промывка теплообменника не представляет большой сложности, главное – правильно разобрать агрегат и не забыть, как его собрать. На нашем сайте есть много рекомендаций, как очистить радиатор, не снимая его с колонки.

Ими можно воспользоваться только тогда, когда загрязнение не достигло критической отметки, и очистка проводится в плановом порядке по установленному графику, но не реже раза в год.

как провести ее своими руками

Любой нагревательный прибор крайне требователен к чистке и профилактике. Особенно это касается газовых горелок. Дело в том, что а процессе нагревания обычной водопроводной воды, резко усиливается коррозионная активность солей калия и магния, которые выпадают в осадок в виде накипи. С внешней стороны собирается сажа, которую так же необходимо удалять. Зачем это делать, как часто требуется чистка колонок, а так все о средствах для чистки колонки расскажем ниже.

Показания к процедуре

Чистить колонку нужно по целому ряду причин:

1. Первая это накипь. Сама по себе накипь никому не мешает, так как не несет вредного воздействия на организм. Однако, накипь служит дополнительной стенкой между пламенем и водой, причем стенкой с низкими показателми теплопередачи. То есть скопившаяся накипь ухудшает теплообмен, вода не может нормально прогреваться. В особенности это касается проточных колонок. Во-вторых, накипь уменьшает сечение трубки для воды, тем самым увеличивая потенциальную энергию потока. Проще говоря, увеличивается давление в трубах колонки, что может привести как как полному прекращению работы прибора, так и к разрыву всех трубок в колонке.
2. Вторая причина это сажа на теплообменнике. Вообще сажа с одной стороны и накипь с другой могут буквально свести теплопередачу к нулю. В котельных с этим борются сложной системой отчистки воды, однако устройство такой системы в квартире или частном доме не рентабельно. Поэтому лучше просто время от времени чистить колонку.
3. Третьей причиной можно назвать загрязнение сажей фитиля. Это приводит к неполному сгоранию газа, что, во-первых, не экономично, а во-вторых, повышает расход газа.
4. Четвертая причина – засорение дымохода все той же сажей. Возможные последствия: опрокидывание тяги и как итог прекращение работы устройства, а то и вовсе попадание газа в квартиру.

Чистка теплообменника газовой колонки

Ну а теперь, если с причинами разобрались, поговорим о том, как понять, что колонка нуждается в чистке.

Признаки загрязнения прибора

Если говорить о чистке приборов, то ее желательно производить раз в 2-3 года. Это позволит поддерживать колонку в рабочем состоянии в течение долгого времени. Если любой из признаков загрязнения начал проявлять себя, значит, профилактика не проводилась или проводилась недостаточно тщательно.

Среди признаков загрязнения прибора можно выделить:

• Уменьшение температуры воды при тех же параметрах напора. Скопившаяся накипь и сажа уменьшают коэффициент теплопроводности, что в итоге приводит к неприятным последствиям.
• Желтый цвет пламя в фитиле. Вообще цвет пламени зависит от качества газа, который в свою очередь характеризуется местностью, где добывают топливо. Но в пределах одного региона всегда подается схожее топливо. Поэтому, если долгое время все было в порядке, а потом внезапно пламя приобрело желтый цвет: фитиль загрязнен.
• Уменьшение напора воды после колонки. Как уже говорилось ранее, накипь заполняет пространство трубок с водой внутри колонки, что способно привести к уменьшению напора. Этот признак наиболее опасный из всех, поэтому после того, как вы заметили уменьшение напора, следует сразу же почистить установку.
• Запах сгоревшего газа, сажи, часто тухнущий фитиль – все это признаки опрокидывания тяги или загрязнившегося дымохода. В продвинутых устройствах существует датчик тяги, который и тушит фитиль при обнаружении попадания продуктов сгорания в квартиру. Если при работе любого газового прибора, включая колонку, появляется запах гари или газа, это яркий признак проблем с оборудованием. Следует сразу же вызвать специализированную службу и почистить оборудование.

Способы и методы очистки газовой колонки

Для того, чтобы отчистить колонку полностью, придется отсоединить ее от коммуникаций, снять с креплений, разобрать на составляющие. Отдельно разберем каждый из этапов отчистки мы немного позднее. А сейчас отметим важный момент: все уплотнители следует сохранить, чтобы согласно их размерам вырезать новые при обратной сборке. При полной чистке колонки резиновые уплотнители лучше заменить.

Средства для чистки

Разберем основные средства отчистки от накипи. Дело в том, что существуют специализированные средства, однако они достаточно дороги и направлены скорее на непрофессионалов или сертифицированные крупные фирмы, которые не имеют возможности готовить раствор самостоятельно. Пройдемся по всем вариантам:

• Весьма популярен миф о возможности использовать воду из аккумулятора для того, чтобы аккуратно растворить накипь. Это действительно миф, поскольку вода не имеет свойств кислоты, а, значит, не способна растворять накипь с чисто химической точки зрения.
• Серная , азотная, соляная кислота. Казалось бы – вот они, кислоты, которые быстро отчистят все от накипи, однако на деле, данная группа кислот куда охотнее разъедает медь и, в меньшей степени, сталь. Именно из этих металлов выполняют теплообменники, то есть применение этих кислот, просто уничтожит устройство раз и навсегда.
• Уксусная кислота. Уксус действительно может помочь в вопросе избавления от накипи, однако сама реакция будет протекать достаточно долго, поскольку слишком уж медленно уксус делает свое дело.
• Куда более эффективным является раствор лимонной кислоты. Для приготовления раствора 70 грамм порошка разбавляют литром воды. В емкость с таким раствором помещают радиатор с теплообменников, а спустя 20 минут вынимают, просушивают, продувают, промывают и снова просушивают.

Уксусная кислота используется при чистки газовой колонки от накипи

К слову, лимонную кислоту можно использовать так же для чистки труб подключения и сетчатого фильтра. Однако для арматуры используется раствор меньшей концентрации. Достаточно 50 гр. На литр чистой жидкости. Воду желательно использовать фильтрованную. Так же, опытные сантехники и газовики, советуют чистку производить в горячей воде, желательно и вовсе обеспечить постоянный прогрев воды до 6- градусов, чтобы ускорить реакцию.

Очистка от накипи

От накипи чистятся патрубки, а так же теплообменник и радиатор. Заранее готовится раствор. Для особо сложных случаев используется повышенная концентрация лимонной кислоты на один литр воды.

Радиатор погружается верхней перегородкой вниз в раствор. Важно, чтобы над выходными патрубками теплообменника оставалось 2-3 см раствора. Радиатор в воду опускается медленно, иначе просто не удастся полностью вычистить накипь.

После того, как 20 минут прошло, все промытые детали следует продуть. Лучше это делать специальным устройством для подачи воздуха, но если его нет, стоит продуть хотя бы своими легкими.

Следующий и заключительный этап: просушка. Ни капельки раствора не должно остаться на поверхности приборов. После обратного подключения, в обязательном порядке следует промыть всю колонку, заодно проверив его работу.

Удаляем загрязнения от продуктов сгорания

С продуктами сгорания борются с помощью все той же лимонной кислоты. Но куда чаще хватает металлической щетки. Начинать стоит с фитиля. Его нужно вычистить особенно тщательно. После фитиля крайне важна чистота дымохода. Для отчистки дымохода можно использовать металлическую щетку на длинной ручке, после которой придется пройтись мягкой щеткой, чтобы собрать все копоть.

Фитиль чистится с помощью специального крючка, который позволяет осторожно достать всю грязь из отверстия. Большая часть копоти с теплообменника убирается простой помывкой.

Так же радиатор в обязательном порядке отчищается с помощью пылесоса. Дело в том, что помимо нагара в колонку скапливается пыль на внешних поверхностях деталей, ее так же нужно собирать. Причем дело не только и не столько в опасности возгорания. Сама по себе пыль вряд ли загорится при рабочих температурах колонки. Но нагретая пыль сублимирует, то есть переходит в газообразное состояние, минуя жидкое. Сублимированные частицы пыли крайне опасны для здоровья.

Кстати, большое количество пыли в комнате это один из косвенных признаков загрязненности оборудования. Грязная колонка вместо нагрева воды, большое количество тепла отдает в окружающее пространство, из-за чего воздух сушиться, выпадает больше пыли на поверхности.

Нюансы очистки газовой горелки без демонтажа

Существует несколько методов промывки горелки без демонтажа. Перед рассказом о каждом из способов отметим, что они подходят только для профилактической чистки. Если уже стали проявляться перечисленные ранее признаки загрязнения, придется разбирать колонку полностью.

1. Первый способ основан на обычной силе гравитации. Заранее подготавливается воронка и гибкий шланг. От колонки отсоединяется газ, вода и при необходимости электричество. После этого следует просто подключить шланг вместо воды и поднять воронку с чистящим средством на достаточную высоту. Средство само пройдет через теплообменники и выльется через кран. Процедуру стоит повторить несколько раз, после чего промыть колонку водой. После промывания стоит подождать несколько часов, промыть колонку еще раз и подключать коммуникации обратно.
2. Второй способ немного труднее в плане реализации. Для него потребуется отсоединить колонку от креплений и перевернуть ее. После этого все делается так же, как и в первом методе: в патрубки заливается чистящая жидкость. Разве что теперь ей нужно дать 20-30 минуть постоять в теплообменниках, чтобы вся накипь была восстановлена.
3. Третий способ куда проще первых двух, но требует наличия или изготовления специального оборудования. Существует насос под названием бустер, предназначенный именно для перекачки жидкости через теплообменники. К слову, устройство можно изготовить самостоятельно из обычного насоса, труб и запорной арматуры.

Существует несколько методов чистки газовой колонки без демонтажа

Меры профилактики

Основной мерой профилактики являются постоянные чистки. Однако каждый год разбирать колонку утомительно, да и не нужно, в общем-то, поэтому есть ряд мер профилактики, которые можно использовать в перерывах между чистками. Это позволит сохранять нормальное состояние устройства:

1. Раз в год следует снимать и чистить сетчатый фильтр. А спустя 5 лет работы его и вовсе стоит поменять. В качестве избавления от этой процедуры, можно просто поставить дополнительную фильтрацию в виде фильтра на входе коммуникаций в колонку. Наилучшим вариантом станет установка комплексной системы фильтрации из магистрального сетчатого фильтра и магнитного фильтра. Во-первых, такие устройства продлят общий срок службы коммуникаций внутридомовой сети, а во-вторых серьезно снизиться скорость образования накипи в самой колонке.
2. Следует покупать колонку только с датчиком тяги. Если колонка уже приобретена без этого устройства, лучше приобрести его отдельно. Так же при возможности стоит поставить клапан обратной тяги на дымовую трубу. Такой клапан предотвратит попадание дымовых газов в дом или квартиру, а датчик просто выключит колонку при крайней степени загрязнения.
3. Раз в 2-3 месяца можно снимать боковые панели и счищать железной щеткой разного рода сажу на теплообменнике и фитиле.
4. Стоит внимательно следить за напором и температурой воды, потому что это наиболее яркие признаки проблем с колонкой, которые помогут определить необходимость чистки колонки.

Все эти меры не так сложны на практике, но в результате можно существенно увеличить срок службы газовой колонки. Так, есть целый ряд газового оборудования, выпущенного в 70-е годы ,которое при нормальной эксплуатации служит своим хозяевам до сих пор. Поэтому не стоит ждать, когда начнутся реальные проблемы с колонкой, куда лучше и проще заниматься профилактикой постоянно, не доводя до серьезных проблем.

Как прочистить радиатор газовой колонки?

Чистка радиатора газовой колонки необходима, если:

1. Аппарат не включается или происходит его отключение, после непродолжительной работы, при условии что вода и газ не отключены от колонки.
2. Частое срабатывание датчиков тепловой защиты у аппарата. Образованная накипь накладывается пористым слоем на поверхность трубы, создавая при этом теплоизоляцию, которая мешает охлаждению устройства.
3. Низкая температура подогрева воды. При условии, что исправно работает горелка.
4. Низкий напор воды из колонки. При том, что напор холодной воды высокий.

Причины образования налета:

1. Низкий напор струи воды.
2. Температура нагрева воды свыше 80 градусов.
3. Непрерывный нагрев воды, когда колонка работает на запальнике.

Рассмотрим способы, как прочистить радиаторы таких газовых колонок, как Астра, Вектор, Нева.

Как почистить колонку соляной кислотой ?

Когда вы сталкиваетесь с вопросом, как можно очистить от накипи радиатор в домашних условиях, а главное, чем это сделать, чтобы не навредить колонке, эффективным и недорогим способом является чистка соляной кислотой.

Этим видом кислоты можно очищать только медные теплообменники.

Начальный этап очистки вашего устройства — это отсоединение кожуха, для этого потребуется снять ручки с колонки и открутить болты, которые фиксируют кожух, затем отключить подачу воды к колонке. Открываете кран с горячей водой, чтобы слить ее из теплообменника. Далее открутите резьбовое соединение теплообменника с краном и отсоедините его, будьте готовы к тому, что потечет вода, приготовьте заранее емкость.

При очистке кислотами потребуется осторожность, так как если вы сделаете раствор большей концентрации, чем это необходимо, или превысите время выдержки, приготовленная жидкость будет растворять не накипь, а поверхность теплообменника. Для проведения чистки нам необходим 3-5% раствор соляной кислоты, если возьмете более концентрированный, можно нанести вред трубе, также нужны две трубы, на концах оборудованные фитингом с резьбой одна вторая дюйма, длиной порядка метра, при отсутствии труб можете использовать шланг.

до очистки — после очистки

Подсоедините один конец к входу радиатора, второй к выходу. Потребуется одеть на руки защитные перчатки. Устанавливаем шланг (трубу) выше уровня колонки, подсоединяем к нему воронку. Если воронки дома не оказалось, можете сделать оригинальное приспособление, возьмите двухлитровую пластиковую бутылку и вставьте ее в шланг, уплотните соединение при помощи изолирующей ленты.

Медленно вливайте очистительную жидкость, будьте готовы к тому, что начнет образовываться пена, это нормальный эффект. Продолжайте процедуру очистки до тех пор, когда на выходе появится сильный напор. Затем потребуется очень тщательно промыть теплообменник, для избежания контакта кислоты с кожей или продуктами питания.

Чистка теплообменника при помощи ортофосфорной кислоты

Для очистки потребуется изъять радиатор из устройства. Применяется реагент кислоты 7-10%. Этот способ предполагает наличие у вас устройства для прочистки, которое представляет собой бак, с встроенным в него центробежным насосом, благодаря которому циркулирует жидкость по радиатору.

Для того, чтобы приступить к прочистке своими руками, вам потребуется отключить подачу газа и воды к системе, перекрыв вентили. Затем откройте кран с горячей водой, чтобы слить оставшуюся воду из колонки.

Снимите кожух с аппарата и извлеките из него теплообменник, поставьте его на ровную поверхность и подключите к нему очистительный аппарат, в который вы заранее залили очистительный реагент. Один конец подсоедините к входу радиатора, другой к выходу и для более крепкого соединения изолируйте при помощи изолирующей ленты.

Длительность процедуры удаления накипи составляет порядка одного часа, все зависит от того, на сколько толстым был слой отложений. По окончанию процедуры тщательно промойте от остатков кислоты и установите на прежнее место.

Чем можно промыть теплообменник, если нет специального аппарата?

Дешевый, более безопасный и не менее эффективный способ чистки, это чистка при помощи лимонной кислоты. Если забился радиатор газового аппарата Нева, вам потребуется 80 грамм лимонной кислоты развести с 700-800 мл горячей воды. Для очистки возьмите большую емкость (выварку) заполните ее на 30% водой, поставьте на плиту.

Снимите радиатор, поместите его в емкость, при помощи воронки влейте приготовленный раствор, включите плиту, время выдержки около часа — полтора. Затем выключите огонь и оставьте до полного остывания, примерно еще на час. После чего промойте под струей сильной воды, возможно, вы заметите вытекающие кусочки налета, если же напор выходящей воды не стал больше, повторите процедуру еще раз. После чего установите его на прежнее место.

Процедуру чистки рекомендуется проводить не менее одного раза в год, для продления срока службы устройства.

Вариант очистки без кислоты

Чистка происходит при помощи ультразвука, на рынке представлены модели электромагнитного преобразователя накипи. Работает он от сети в 220 вольт, на входящую водяную трубу аппарата наматываются два провода на расстоянии 15 см, через которые будут проходить магнитные импульсы.

Они смягчают и преобразовывают воду и способны удалить образовавшуюся накипь, препятствуют образованию новой. Но по словам людей, пользовавшихся этой установкой, накипь все равно появлялась.

На видео ниже узнайте как промыть газовую колонку обратным током:

Техническое обслуживание и уборка дома

• Работы по техобслуживанию
• Промывка дома
• Очистка водоприемника
• Очистка теплообменника от накипи
• Удаление сажи и нагара от горелки
• Знаки для внеочередной очистки
• Прочие работы на м / v
• Запасные уплотнения
• проверка герметичности
• Поверка термостата (стержневой датчик)

Запустить чистку колонки в домашних условиях вполне можно своими руками, если вы знаете обо всех особенностях обслуживания и очистки такого оборудования.Кроме того, важно помнить, что любые работы, связанные с демонтажом колонки, допустимо проводить только после отключения машины и от водопровода, и от выручки от газа.

Ремонтные работы

Чтобы газовая колонка работала исправно и не угрожала здоровью помещения или жильцов, важно ежегодно проводить такие манипуляции:

• Удаление копоти и копоти с горелки. Очистка
• теплообменника, включающая удаление сажи и промывочные трубы, образовавшиеся от накипи, если необходимо.
• Очистка внутренних компонентов от пыли оборудованием.
• очистка водозабора.
• Оценка герметичности основных акустических систем (вода и газ), с заменой уплотнителей в этих системах.
• оценка исправности стержня датчика.
• смазка всех движущихся частей при необходимости.

Промывка дома

Очистите водозаборник

Очистка этого устройства чрезвычайно важна, поскольку она отвечает за чистоту воды, поступающей в колонку.На водозаборной трубе расположен фильтр, который не попадает внутрь теплообменника загрязнений, коррозии или образования накипи. Кроме того, частью водозаборного устройства является мембрана, которая отвечает за подачу газа автоматически при прекращении потока воды.

Отсоедините водозаборник корпуса, чтобы вам было удобнее проводить все работы с этим агрегатом. С помощью отвертки снимите крепеж и снимите крышку. Тщательно очистите фильтр (обычно этого достаточно для промывки водой) и проверьте мембрана (на ней не должно быть вогнутых или деформированных участков).При необходимости замените новую мембрану, установите ее, а затем произведите повторную сборку водоприемника.

Очистка теплообменника от накипи

Для промывки накипи труб выполните такие манипуляции:

• Снимите теплообменник с колонки, а затем поместите его в пустую емкость.
• Лимонную кислоту растворить в теплой воде (на литр жидкости требуется 100-200 граммов порошка).
• Залейте полученные средства внутри теплообменника.
• Через десять или пятнадцать минут слейте раствор.
• хорошая стирка под проточной водой.
• При необходимости повторяйте этот процесс, пока проблема не станет масштабной.

Сбор сажи и нагара от горелки

Для очистки горелки важно выключить первую колонку и перекрыть подачу газа в нее. Далее ваши действия должны быть такими:

• Снимите прокладку, открутив необходимые винты и отсоединив провода, идущие от дисплея к блоку управления и датчику температуры.
• Снимите горелку, а затем отсоедините коллектор.
• Щеткой очистите сначала коллектор, а затем горелку от пыли, а затем протрите детали влажной тканью.
• С помощью «ерша» удалите пыль внутри детали (во внутренних каналах).
• Удалив нагар со свечей зажигания, а также датчика горения, следует за очисткой контактной группы.
• Вымойте горелку заранее приготовленным мыльным раствором, уделяя особое внимание внутренним поверхностям секций (используйте «ерш»).
• Затем промойте горелкой чистой водой (проточной) и просушите.
• Установите деталь на место.

об очистке сажи газовой колонки без ее удаления смотрите на следующем видеоканале на Youtube «ТВорим».

Знаки для внеочередной чистки

Плановую чистку любой газовой колонки рекомендуется проводить каждые 12 месяцев, но бывают ситуации, требующие внеочередной чистки машины:

• в воздухе помещения, в котором работает колесо, нет много пыли.Тот факт, что прибор следует очистить, вызовет смену цвета пламени. Как только цвет станет желтым или дымчатым (нормальное пламя синее), то горелка для пыли забита и ее следует очистить как можно скорее.
• В помещении, где установлен обогреватель, проводились ремонтные или иные работы, которые привели к попаданию пыли в строительную технику. Если не удалить пыль со временем, повышается риск возгорания аппарата.
• Если часто срабатывают датчики термостата, прибор следует очистить от накипи, поскольку это мешает эффективному охлаждению агрегата.Также тот факт, что в каналах теплообменника имеется избыток накипи, приводит к ухудшению циркуляции жидкости.
• обязательно прочистите колонку, если вода начинает нагреваться намного дольше ситуации. Это также прямое указание на чистку устройства выключенной колонки через несколько минут работы. Если динамик не включается, ваше первое действие также должно быть очищено.

Прочие работы по т / о

Замена уплотнителей

Если газовая колонка демонтирована для плановой чистки, а ее коммуникации (газ или вода) демонтированы и затем установлены обратно обязательно установить новые уплотнители.

Проверка на герметичность

Когда пришло время очистить машину, проведя анализ газовой или водяной колонны коммуникаций, важно проверить герметичность сборки устройства, чтобы предотвратить возникновение утечки воды оргазом.

1. подключен к линиям столбцов, сначала включают в себя кран горячей воды, после чего холодная вода подается в машину, открыв запорный кран к column.As только путь к устройству заполнен водой, кран горячей воды закрыт и внимательно осмотрите все стыки.
2. Подключив газовую магистраль, откройте запорную арматуру перед колонкой. При этом оборудование не должно работать. Стыки необходимо тщательно промыть и исследовать. Об утечках и утечках газа подскажут возникшие в обмыленных местах пузырьки.

Проверка термостата (стержневой датчик)

Чтобы оценить исправность такого датчика, сначала необходимо отсоединить от колонки трубку, через которую подается газ. Затем необходимо включить оборудование и установить режим работы, обеспечивающий полное открытие газового клапана и номинальный расход. Возьмите металлический лист и прикрепите его к газовой трубе, закрыв ее. Прибор следует выключить на две минуты.

Если термостат не работает, его снимают для замены на идентичный элемент, а затем выполните те же проверки, чтобы убедиться, что стержень датчика работает нормально. После этого к колонке подсоединяется газовая труба (отводящая трубка) и проверьте герметичность его соединений.

Почему так важно тратить время на обслуживание газовой колонки, смотрите в следующем видео.

Загрязнение теплообменника остановлено и удалено

Загрязнение теплообменников — обычная проблема для многих компаний, и связанные с этим усилия по очистке — обычная задача.

Обычно продукт находится на одной стороне теплообменника, например жидкость или газ с определенной температурой. Жидкость с другой стороны доводит этот продукт до другого температурного уровня. Изделие охлаждают охлаждающей водой или нагревают горячей жидкостью или паром. Чтобы проверить фактическое состояние внутри теплообменника, можно использовать Delta T или Delta P.Другой вариант — вычислить коэффициент u или коэффициент теплопередачи. Если температура или давление изменяются, это показатель сопротивления потоку, пониженной скорости внутри трубок и начала засорения.

Фактор загрязнения

Фактор загрязнения — показатель того, насколько сильно машина склонна к загрязнению. Фактор загрязнения номер один — это характер самой жидкости. Это означает, что примеси, растворенные или взвешенные в жидкости, образуют налет на поверхностях теплопередачи.
Кроме того, тип теплообменника, пластинчатый или кожухотрубный. Сопротивление потоку жидкости, скорость и температура жидкости являются другими факторами.

Загрязнение и корка препятствуют теплопередаче, или, другими словами, засорение препятствует нагреву или охлаждению теплообменника. Чем толще и тверже отложения, тем меньше тепла передается. Как только началось загрязнение, поверхности перестают быть чистыми, а новые налеты образуются легче и быстрее.Коррозия или биомасса также могут влиять на фактор загрязнения.

Можно сказать, что чем выше коэффициент загрязнения, тем более вероятно, что начнется загрязнение в трубчатых или пластинчатых теплообменниках или котлах. И теплоотдача, обмен тепловой энергии будет отрицательно нарушен.

Водная сторона теплообменника

На этой странице мы сосредоточимся на стороне охлаждающей воды в теплообменнике. Это одно из основных приложений Merus-Ring, которое встречается практически в каждом проекте.Есть также случаи, когда мы имеем дело с продуктом, например, с сырой нефтью. Но это очень специфические случаи, которые разрабатываются индивидуально для каждого клиента, потому что нет двух одинаковых продуктов.

В открытых системах водяного охлаждения отложения — результат загрязнения — образуются в зависимости от общего количества растворенных твердых веществ (TDS) в воде. Достаточно чистая речная вода, вызывающая меньшее загрязнение, чем морская вода с несколькими тысячами TDS. Чем выше TDS, тем больше карбоната кальция или других минералов оседает на трубках и поверхностях.
Система охлаждения закрыта, обнаружена ржавчина и коррозия из-за агрессивных веществ в воде.

Поскольку вода подвергается различным внешним воздействиям, биопленка может образовываться легко и быстро. Биообрастание возникает, когда водоросли или бактерии вступают в круговорот с водой и оседают на шероховатых стенках трубы (из-за отложений и коррозии).

Теплообменники с такими отложениями необходимо регулярно чистить. Поэтому теплообменник открывается и его детали очищаются вручную, часто с использованием химических чистящих средств.Для теплообменника с большим пучком труб это означает остановку производства на несколько дней.

Как Merus останавливает и предотвращает засорение теплообменника?

Мы можем уменьшить существующие отложения и во многих случаях снизить уровень обрастания и полностью остановить их. Теплопередача остается стабильной.

Кольцо Merus Ring устанавливается перед теплообменником. В критических случаях он может потребоваться прямо на входе теплообменника. Если обрастания затронуты обе стороны, необходимо по два кольца Merus на обоих входах.
Если охлаждающий контур состоит из нескольких теплообменников, в большинстве случаев нет необходимости устанавливать одно кольцо перед каждым теплообменником. Достаточно установить кольца Merus на выбранных участках.

После установки отложения, вещество растворимое в жидкости, растворяются и больше не оседают. В случае воды минералы часто становятся отложениями. Технология Merus обеспечивает более высокую растворимость этих минералов в воде. Этот эффект не ограничивается водянистыми жидкостями.На стороне продукта также могут обрабатываться маслянистые жидкости, сырая нефть или химические вещества. В какой степени решение применимо к другим жидкостям, необходимо решать или тестировать индивидуально.

Удивительный результат обработки воды состоит в том, что теплообменник почти самоочищается после установки кольца Merus Ring. Многочисленные случаи и клиенты доказывают, что через несколько недель почти заблокированные теплообменники снова стали чистыми — без химической или ручной очистки.

Кольцо Merus делает и то, и другое — удаляет существующие отложения и останавливает новые отложения.Следовательно, обрастание прекращается.

Загрязнение и очистка теплообменника

Загрязнение теплообменников в обрабатывающих производствах — хроническая проблема эксплуатации. Затраты из-за чрезмерного проектирования, дополнительного расхода топлива и технического обслуживания, производственных потерь и т. Д. Оцениваются в 0,25% от ВНП промышленно развитых стран. В дополнение к соответствующему выбору рабочих условий и геометрии теплообменника, существует множество химических и механических методов уменьшения загрязнения и удаления отложений с поверхностей теплопередачи.Однако все методы уменьшения загрязнения требуют определенного понимания механизмов процесса осаждения, а также структуры и адгезии отложений на теплопередающих поверхностях.

Цель этих проводимых раз в два года конференций — способствовать инновационному мышлению и исследовать новые теоретические и практические подходы к решению огромных проблем, связанных с загрязнением теплообменников. Он также дает возможность экспертам из промышленности, академических кругов и исследовательских центров со всего мира представить свои последние исследования и технологические разработки в области снижения загрязнения и стратегий очистки.Поэтому в дополнение к академическим исследованиям особенно приветствуются промышленные тематические исследования.

После очень успешных встреч в Сан-Луис-Обиспо (1995 г.), Лукке (1997 г.), Банфе (1999 г.), Давосе (2001 г.), Санта-Фе (2003 г.), Ирзее (2005 г.) и Томаре (2007 г.) была проведена восьмая конференция этой серии. проходил в Шладминге, Австрия. Впервые эта конференция была организована не через Engineering Conferences International (ECI), а как часть серии семинаров EUROTHERM командой под руководством председателей конференции.Основным стимулом для этого решения было сокращение накладных расходов и, следовательно, регистрационных сборов для участников, а также улучшение коммуникации и, следовательно, сокращение времени ответа на запросы.

Конференции обычно проводятся в июне, продолжительностью 5 дней, начиная с полудня воскресенья и продолжаясь до полудня следующей пятницы. Утренние и дневные / вечерние занятия запланированы для обеспечения стимулирующего баланса между формальными презентациями, взаимодействием в малых группах и неформальными обсуждениями.Конференции привлекают представителей широкого круга университетов, исследовательских институтов и компаний и, следовательно, могут предоставить участникам отличные технические презентации и очень благоприятную среду для дискуссий. Количество участников ограничено, чтобы избежать параллельных сессий и наладить личные контакты.

Этот веб-сайт предназначен для информирования вас о прошедших и будущих конференциях этой серии. Кроме того, он предоставляет вам бесплатный доступ ко всем рецензируемым публикациям прошлых конференций.

Стул для конференций:

Д-р инж. Ханс У. Зеттлер
Heat Transfer Research, Inc. США

Почетный председатель конференции:

Prof. Hans Müller-Steinhagen
Technische Universität Dresden, Германия

8.6 Загрязнение — SWEP

Загрязнение — очень нежелательное явление в области теплопередачи и теплообменников. В большинстве теплообменников протекающая жидкость не полностью очищена от грязи, масла, жира, химических или органических отложений.Во всех случаях нежелательное покрытие может собираться на поверхности теплопередачи, уменьшая коэффициент теплопередачи. Тепловой КПД теплообменника снизится, а характеристики падения давления могут измениться.

В этом разделе рассматриваются несколько типов обрастания, причины их возникновения и превентивные меры, которые можно предпринять для их предотвращения. Обсуждаются различные типы обрастания:

• Масштабирование
• Твердые загрязнения
• Биологические наросты
• Коррозия

Масштабирование

Накипь — это тип загрязнения, вызванного неорганическими солями в водяном контуре теплообменника.Он увеличивает перепад давления и изолирует поверхность теплопередачи, тем самым предотвращая эффективную теплопередачу. Это происходит при высоких температурах или при низкой скорости жидкости (ламинарный поток) и неравномерном распределении жидкости по каналам и поверхности теплопередачи.

Вероятность образования накипи увеличивается с повышением температуры, концентрации и pH. Исследования показали, что высокая турбулентность и небольшой гидравлический диаметр, как в случае с ППТО SWEP, оказывают положительное влияние на этот тип загрязнения.Правильный уход и обработка охлаждающей воды, например Обработка pH значительно снижает риск образования накипи, особенно в градирнях.

Большая часть накипи происходит из-за осаждения карбоната кальция (известь) или сульфата кальция (гипс). Эти соли имеют перевернутые кривые растворимости (см. , рис. 8.32, ), т.е. растворимость в воде уменьшается с повышением температуры.

Таким образом, соли откладываются на теплой поверхности, когда с ней контактирует холодная вода.Чистый сульфат кальция очень трудно растворить, что затрудняет очистку. Как правило, другие виды накипи удаляются легче.

Наиболее важные факторы, влияющие на масштабирование:

• Температура
• Турбулентность
• Скорость
• Распределение потока
• Обработка поверхности
• Состав и концентрация солей в воде
• Жесткость воды
• pH

Образование накипи более вероятно при высоком pH, поэтому общий подход к этой проблеме заключается в поддержании pH между 7 и 9.Риск образования накипи обычно увеличивается с повышением температуры воды. Опыт показывает, что окалину редко можно найти там, где температура стен ниже 65 ° C. Это означает, что температуры обычно недостаточно высоки, чтобы привести к образованию накипи в конденсаторах хладагента. Это показано в двух приведенных ниже примерах.

Пример 1 — конденсатор

Типичный конденсатор с хладагентом R22 работает при T _в = 85 ° C, а температура конденсации T _cond = 40 ° C на стороне хладагента.Температура воды на входе составляет 29 ° C, а температура воды на выходе (LWT) составляет 36 ° C.

Как показано в температурной программе на Рисунок 8.33 , максимальная температура воды на выходе (LWT) лишь немного выше температуры конденсации (T _cond ). Это связано с тем, что температура воды в точке защемления (обведена в , рис. 8.33, ) всегда ниже, чем температура хладагента (T _cond ) в точке защемления. Пересечение температур невозможно, потому что разница температур является движущей силой теплопередачи (см. Главу 1.1). Кроме того, количество тепла, передаваемого от газообразного хладагента к воде, относительно невелико. Вышеприведенное обсуждение показывает, что температуры в объеме недостаточно высоки, чтобы привести к образованию накипи.

Рисунок 8.34 показывает пример температуры внутри конденсатора. Хотя основная температура газа достигает 85 ° C на стороне хладагента, температура стенок определяется температурой объемной воды (36 ° C). Это связано с тем, что коэффициент пленки намного выше на стороне воды, чем на стороне хладагента.Таким образом, максимальная температура стенок составляет 38 ° C со стороны воды и 38,6 ° C со стороны газа, что все еще ниже температур, при которых образование накипи является проблемой.

Пример 2 — пароохладитель / рекуперация тепла

Типичный пароохладитель на R22 работает при T _при = 85 ° C и T _{на выходе} = 45 ° C на стороне хладагента. Конденсации не происходит. Температура воды на входе составляет 10 ° C, а температура воды на выходе — 50 ° C.

Как видно на рис. 8.35 , в этом случае нет температурного перегиба, препятствующего повышению температуры воды на выходе.Тем не менее, в этом случае нет риска образования накипи, потому что LWT рассчитан только на 50 ° C.

Рисунок 8.36 показывает, что, хотя температура газа на входе высока (85 ° C), максимальная температура стенки не превышает 51 ° C, т.е. обычно отсутствует риск образования накипи. Причиной относительно низкой температуры стенки является низкий коэффициент теплопередачи (α _{, газ,} ) на стороне газа по сравнению с водой (α _{, вода,} ).

Тем не менее, в системах охлаждения / рекуперации тепла важно иметь высокий постоянный поток на стороне воды.Если поток воды уменьшить или отключить, температура повысится и возникнет опасность образования накипи.

Типы шкал

Карбонат кальция (CaCO ₃ ) может образовываться при наличии в воде ионов кальция или бикарбоната (HCO ₃ -, CO ₃ ^2- и OH ^—). Повышение температуры и / или повышения pH вызовет осаждение карбоната кальция в соответствии с уравнением:

Сульфат кальция (CaSO ₄ ) в 50 раз более растворим, чем карбонат кальция, и поэтому осаждается только после образования карбоната кальция.Этот тип накипи может существовать в различных формах, и его образование сильно зависит от температуры. Повышение температуры снижает растворимость этой соли и увеличивает риск образования накипи.

Склонность к образованию накипи

Чтобы оценить склонность природной воды к образованию накипи, необходимо проанализировать и определить несколько параметров:

• pH
• Содержание кальция
• Щелочность
• Ионная сила воды

Первые три параметра определить относительно просто.Однако ионная сила зависит от общего количества растворенных диссоциированных соединений, то есть солей и кислот, а также от относительных концентраций различных солей и кислот.

Индекс насыщения Ланглие, Is, рассчитывается из общего количества растворенных твердых веществ (TDS), концентрации кальция, общей щелочности, pH и температуры раствора. Он показывает склонность водного раствора к осаждению или растворению карбоната кальция. В этом методе pHs (pH в состоянии равновесия) рассчитывается из общего содержания солей (pS), щелочности (pAlk) и содержания кальция (pCa).Затем значения pH сравниваются с фактическими значениями pH воды, что дает индекс Ланглие, I _s :

.

где

Измерение pH несложно и выполняется в обычном порядке. Поскольку pH может меняться в зависимости от сезона и климатических условий, его следует измерять несколько раз. Содержание кальция, pCa, обычно выражается как концентрация кальция либо в виде карбоната кальция (CaCO ₃ ), либо в виде иона кальция (Ca ²⁺ ).Бикарбонатную щелочность, pAlk, можно определить титрованием воды кислотой и подходящим индикатором (например, метиловым оранжевым). Результат выражается по-разному, например как эквивалент CaCO ₃ . Соответствующий pAlk получается из диаграммы Ланглира (см. , рис. 8.37, ). Относительные пропорции различных солей в естественной воде довольно постоянны. Ланглир использует общее содержание соли (мг / л), то есть TDS (Total Dissolved Solids), в качестве измерения ионной силы.Соответствующее общее количество твердых веществ pS получается из диаграммы Ланглие (см. , рис. 8.37, ). Все эти измерения можно получить из общего анализа воды.

Обратите внимание:

• Для анализа воды мг / л равно ppm
• Отношение между кальцием и карбонатом кальция:

• TDS = содержание соли (мг / л) или, возможно, проводимость x 0,63 (мкСм / см).

Если I _s отрицательный, вода имеет тенденцию к коррозии.Эта коррозионная активность действительна для углеродистой стали и, в меньшей степени, меди, но не для нержавеющей стали 316. Если I _s положительный, вода имеет тенденцию вызывать образование накипи.

Рисунок 8.37

Пример использования диаграммы Ланглие

При анализе пробы воды были получены следующие значения:

Используя результаты анализа воды выше, pCa, pAlk и pS можно найти на диаграмме Ланглие следующим образом:

pCa

На диаграмме Ланглира ( Рисунки 8.37 и 8,38 ), обратите внимание на измеренную концентрацию Ca 120 мг / л CaCO ₃ (или 120 ppm). Считайте значение pCa в точке, где концентрация кальция пересекает диагональную линию для Ca / pCa. Это дает pCa = 2,92.

ПАК

На диаграмме Ланглира (, рис. 8.37, и , рис. 8.38, ) обратите внимание на измеренное значение щелочности 100 мг / л CaCO ₃ (или 100 ppm). Считайте значение pAlk в точке, где значение щелочности пересекает диагональную линию для CaCO ₃ / pAlk.Это дает pAlk = 2,70.

пс

На диаграмме Ланглира (, рисунок 8.37, и , рисунок 8.39, ) обратите внимание на измеренную концентрацию TDS, равную 210 мг / л. Считайте значение pS в точке, где концентрация TDS соответствует температурной линии (в данном случае 49 ° C). Это дает pS = 1,70 .

Используя результаты, извлеченные из диаграммы Ланглие, можно рассчитать pH, а затем индекс насыщения I _s :

Поскольку I _s > 0, вода в этом примере имеет тенденцию вызывать образование накипи.

Определить, произошло ли масштабирование

Чтобы можно было легко очистить блок теплообменника, важно обратить внимание на признаки накипи до того, как блок будет полностью забит. Это можно сделать путем измерения температуры на входе и выходе теплообменника, которые показывают, произошло ли загрязнение. Загрязнение поверхности теплопередачи снижает теплопередачу, в результате чего разница температур меньше указанной. Еще один способ обнаружить засорение — измерить падение давления в теплообменнике.Поскольку засорение ограничивает проходы и, таким образом, увеличивает скорость, падение давления увеличивается. При использовании этого метода убедитесь, что расход воды соответствует указанному, поскольку изменения расхода, конечно же, также повлияют на изменение температуры и падение давления.

Предотвращение образования накипи

Образование карбоната кальция можно контролировать, добавляя кислоты или определенные химические вещества (фосфатные соединения, например АМФ, или органические полимеры, напримерполиакрилаты), предназначенные для ингибирования осаждения соединения.

Однако очистка воды — непростая задача, и следует проконсультироваться со специалистом по воде, чтобы определить правильную очистку. Неправильное использование кислот может вызвать сильную коррозию ППТО за очень короткое время. Сульфат кальция Отложения накипи можно наиболее эффективно контролировать с помощью таких химических веществ, как полиакрилаты или АМФ.

Удаление образовавшейся накипи восстанавливает эффективность работы оборудования и поверхностей теплопередачи.Другие преимущества удаления накипи заключаются в том, что она снижает перепады давления, снижает энергопотребление и увеличивает срок службы оборудования.

Твердые загрязнения

Засорение твердыми частицами вызывается взвешенными твердыми частицами (загрязняющими веществами), такими как грязь, ил, песок или другие частицы в теплоносителе. Важными факторами, влияющими на загрязнение твердыми частицами, являются:

• скорость
• распределение потока
• Шероховатость поверхности теплообмена
• размер частиц

Скорость

Скорость является важным фактором в том смысле, что она определяет, является ли поток турбулентным или ламинарным.Турбулентный поток желателен по нескольким причинам. Турбулентный поток будет удерживать частицы в жидкости во взвешенном состоянии, т.е. частицы не могут скапливаться на поверхности, что позволит избежать загрязнения поверхности. Другой очень важной причиной, конечно же, является то, что турбулентный поток улучшает теплопередачу.

ППТО

обладают высокой степенью турбулентности, а жидкость обладает чистящим действием, которое сохраняет поверхность теплопередачи чистой. Это связано с уникальной конструкцией ППТО. Когда жидкость проходит по каналам, она постоянно меняет направление и скорость.Это обеспечивает турбулентный поток даже при очень низких расходах и перепадах давления.

Для кожухотрубных теплообменников (S&T) требуется гораздо более высокая скорость для достижения турбулентного потока.

В S&T вода может течь либо внутри трубок, либо за их пределами. Когда вода проходит через трубку, максимальная скорость находится в центре трубки. Турбулентность на стенках слишком мала, чтобы частицы жидкости оставались во взвешенном состоянии. Эти частицы могут осаждаться и собираться на стенке трубки, что вызывает загрязнение поверхности теплопередачи.Когда вода выходит за пределы трубок, скорость потока снижается, и создаются участки с низким расходом, что увеличивает риск загрязнения. Это означает, что теплообменники S&T гораздо более чувствительны к загрязнению, чем пластинчатые теплообменники. При проектировании теплообменников S&T рекомендуется использовать так называемые факторы загрязнения, чтобы учесть риск загрязнения и, как следствие, снижение производительности.

Распределение потока

Очень важно, чтобы поток по поверхности теплопередачи был хорошо распределен для поддержания постоянной скорости.Распределение потока во многом зависит от рисунка пластины. Специальная схема распределения в портовых зонах ППТО SWEP обеспечивает равномерное распределение потока. В теплообменниках других производителей (S&T, коаксиальные и другие марки паяных теплообменников) могут быть участки с низкой скоростью (что приводит к ламинарному потоку) из-за неравномерного распределения жидкости через теплообменник. Эти участки чувствительны к засорению. Загрязнение начинается в областях с низкой скоростью и распространяется по поверхности теплопередачи.

Шероховатость поверхности теплопередачи

Известно, что шероховатые поверхности способствуют обрастанию за счет сбора твердых частиц.Материал, используемый в каждом ППТО SWEP, — нержавеющая сталь AISI-316, а гладкая поверхность этого материала сводит к минимуму засорение. Круглая форма точек пайки исключает образование карманов застойной воды.

В приложениях, где используется градирня или другая открытая система, охлаждающая вода будет богата кислородом. Это может вызвать коррозию таких материалов, как углеродистая сталь, используемая в обычных теплообменниках. Эта коррозия обычно проявляется в виде отложений оксида железа на поверхности углеродистой стали, но рыхлый оксид железа может откладываться и в другом месте.Нержавеющая сталь, используемая в ППТО SWEP, не подвержена равномерной коррозии, вызывающей проблемы загрязнения. Однако ППТО SWEP не полностью устойчивы к коррозии при определенных условиях.

Размер частиц

Засорение твердыми частицами может влиять на работу теплообменника двумя способами, в зависимости от размера частиц. Во-первых, если частицы большие (> 1 мм) или имеют волокнистую структуру, они могут застревать на входе теплообменника или забивать каналы.Результат — повышенный перепад давления в водяном контуре теплообменника. Забитые каналы также означают низкую скорость воды, что может привести к замерзанию при использовании ППТО в качестве испарителя. Во-вторых, частицы могут прилипать к теплопередающей поверхности и образовывать слой материала с низкой теплопроводностью. Первоначально это приводит к снижению теплопередачи и большему падению давления в тяжелых случаях загрязнения.

Предотвращение загрязнения твердыми частицами

Чистая охлаждающая вода

Лучший способ избежать загрязнения твердыми частицами — поддерживать чистоту охлаждающей воды и тем самым предотвращать попадание частиц в теплообменник.Однако во всех системах охлаждения, особенно при использовании открытых систем охлаждения (с градирнями), в охлаждающей воде всегда будут присутствовать частицы. Правильное техническое обслуживание градирен значительно снизит риск загрязнения, включая загрязнение твердыми частицами, накипь и коррозию. В градирнях неизбежно испарение воды, и их необходимо повторно заполнить подпиточной водой. Однако очень важно спускать (сливать) воду из градирни, иначе примеси будут накапливаться и вскоре достигнут опасной концентрации.Эта сточная вода называется продувкой.

Фильтр

Рекомендуется использовать сетчатый фильтр перед входом в теплообменник. Сетчатый фильтр предотвратит попадание крупных частиц (> 1 мм) в теплообменник.

Рекомендуемый размер сита для этой цели составляет 16-20 меш или размер ячеек от 0,5 до 1 мм. Если используется меньший размер ячеек, это, конечно, приведет к лучшей фильтрации воды, но система также потребует более частой очистки. Это также создает нежелательное падение давления.

Боковая фильтрация

Когда подпиточная вода для градирни содержит значительное количество взвешенных веществ, целесообразно использовать боковую фильтрацию. К бассейну градирни подключается фильтрующая установка (доступны несколько типов). Затем вода из бассейна перекачивается через фильтрующую установку и обратно. Как правило, пропускание нескольких процентов рециркулирующей воды через боковой фильтр снижает содержание взвешенных твердых частиц на 80-90%.

Соответствующий расход

Высокая скорость потока удерживает частицы во взвешенном состоянии и предотвращает их осаждение на поверхности теплопередачи.

Химическая очистка воды

Химическая обработка воды также может быть эффективным методом борьбы с взвешенными твердыми частицами. Как и в случае предотвращения образования накипи, полиакрилаты очень эффективно диспергируют загрязняющие вещества (взвешенные твердые частицы). В открытых рециркуляционных системах требуются концентрации в несколько миллиграммов на литр.

Биологические растения

Загрязнение из-за биологического обрастания (также называемое биообрастанием) происходит, когда живое вещество растет на поверхности теплопередачи.Во многих случаях рециркуляционные системы охлаждения идеальны для поддержания жизни микроорганизмов.

Здесь рассматриваются три типа живых организмов: водоросли, грибы и бактерии.

• Водоросли легко обнаружить по зеленому цвету. Для роста им нужен кислород и солнечный свет, поэтому они могут существовать в градирнях. Помимо снижения тепловых характеристик, водоросли также могут оказывать серьезное влияние на коррозию металлов, создавая условия, повышающие риск коррозии.
• Грибы похожи на водоросли, но не требуют солнечного света. Им нужна влага и воздух, и они существуют на питательных веществах, содержащихся в воде или на материале, к которому они прикреплены, например, бактериях, водорослях или древесине.
• Бактерии могут жить с кислородом или без него. Вода и другие влажные среды с содержанием органических веществ подходят для роста бактерий. Таким образом, теплообменники могут обеспечить отличную среду для этого типа микроорганизмов, что снизит передачу тепла. Бактерии также могут вызвать точечную коррозию.

Профилактика биологического роста

Биоциды — это наиболее практичный и эффективный метод контроля роста микроорганизмов в системах охлаждающей воды. Биоциды убивают или подавляют рост организмов. Хотя эти химические вещества подавляют биообрастание, они не удаляют материал, уже приставший к поверхностям. Это подчеркивает важность чистой системы с самого начала. Доступен ряд методов и химикатов.

Хлорирование

Хлор (Cl2) — отличный бактерицид и альгицид.Хлорирование может быть как непрерывным, так и шоковым. При постоянном добавлении хлора рекомендуются уровни от 0,1 до 0,2 мг / л (ppm). Для наилучшего биоцидного эффекта pH должен быть от 6,5 до 7,5. Более низкий pH ускоряет коррозию, а более высокий pH оказывает меньшее влияние на биоорганизмы.

В методе шокового хлорирования используется концентрация хлора примерно в 10 раз выше, но только на несколько коротких периодов каждый день. Преимущество этого метода — меньший расход хлора.

Поскольку хлор разлагается на ионы хлорида (Cl-), существует риск точечной коррозии нержавеющей стали 316, используемой в ППТО. По этой причине очень важно отводить охлаждающую воду из градирни, чтобы избежать накопления ионов хлора и опасных концентраций хлоридов.

Из-за риска коррозии хлор всегда следует добавлять как можно дальше от теплообменника.

Загрязнение из-за коррозии

В некоторых случаях загрязнение может быть вызвано коррозией.Дополнительный слой продуктов коррозии на поверхности теплопередачи снижает эффективность теплопередачи. Степень коррозии во многом зависит от качества воды.

Предотвращение коррозии

Основной риск загрязнения возникает из-за продуктов коррозии от других частей системы. Эти частицы уносятся водой и могут прилипать к теплообменной поверхности или застревать внутри теплообменника. Этот тип обрастания следует рассматривать как загрязнение твердыми частицами, и его следует предотвращать так же, как и загрязнение твердыми частицами.
Устойчивость к загрязнению благодаря конструкции ППТО SWEP Теплообменники ППТО SWEP
обеспечивают хорошее сопротивление загрязнению поверхности по нескольким причинам. Уникальная конструкция ППТО SWEP позволяет теплообменнику работать с чрезвычайно низкими скоростями при сохранении турбулентного потока. Когда жидкость проходит через канал, ее направление постоянно меняется, что нарушает пограничный слой и обеспечивает турбулентный поток даже при очень малых скоростях. ППТО SWEP на самом деле гораздо менее подвержен загрязнению, чем другие теплообменники.Это связано с его внутренней геометрией (которая обеспечивает равномерное распределение жидкости), более высокой турбулентностью, а также твердостью и гладкостью нержавеющей стали в пластинах каналов. При ламинарном потоке скорость жидкости вблизи поверхности пластины очень мала, что означает, что взвешенным частицам позволяют осесть (см. Рисунок 8.40 ).

• Гладкая поверхность материала канальной пластины положительно влияет на минимизацию засорения. Известно, что шероховатые поверхности способствуют обрастанию, поскольку они собирают твердые частицы, давая им возможность прилипать к поверхности.
• Конструкция ППТО SWEP гарантирует отсутствие мертвых зон (где могут оседать загрязнения). В мертвой зоне жидкость застаивается, и взвешенный материал имеет возможность осесть и накапливаться.
• Частицы удерживаются во взвешенном состоянии из-за очень высокой турбулентности даже при низких скоростях потока, вызванной гофрами на пластинах. Турбулентный поток и небольшой гидравлический диаметр, как в случае с ППТО SWEP, важны для предотвращения оседания взвешенных частиц.При ламинарном потоке частицы имеют гораздо более высокую тенденцию к осаждению.

Оптимизация факторов, влияющих на поверхности в различных условиях

Некоторые факторы, влияющие на поверхности теплообменника, обсуждаются ниже:

• Используйте максимально возможное падение давления воды. Высокий перепад давления подразумевает более высокие напряжения сдвига, а большие напряжения сдвига всегда полезны, если есть масштаб. Напряжения сдвига действуют как средство для удаления накипи, постоянно воздействуя на прилипший материал сил, которые отталкивают материал в виде частиц от поверхности.Напряжения сдвига также помогают удерживать частицы во взвешенном состоянии (см. Рисунок 8.41 ).
• Для теплообменника с температурой выше 70 ° C на горячей стороне и / или с очень жесткой водой (и, следовательно, с опасностью образования накипи) падение давления должно быть максимально увеличено на стороне холодной воды и уменьшено на стороне горячая сторона. Это снижает температуру стенки на стороне охлаждающей воды и увеличивает напряжения сдвига, что затрудняет прилипание составов для удаления накипи.
• Рассмотрите возможность использования прямотока вместо противотока. Самая теплая часть горячей стороны, входное отверстие, тогда будет обращена к самой холодной части холодной стороны. Обычно это снижает максимальную температуру стенок на стороне охлаждающей воды, что автоматически ограничивает температуру воды на выходе.
• Обычно холодная вода попадает в нижнее отверстие. Такое расположение следует использовать всякий раз, когда это возможно, потому что, если холодная вода входит через верхнее отверстие, это может способствовать попаданию мусора в каналы.

<< назад | следующий >>

Типы теплообменников, используемых на судне

На борту судна используются различные типы теплообменников. Тип теплообменника, используемого для конкретного использования, зависит от приложения и требований. Практически все системы на борту корабля зависят от теплообменника, в котором жидкость либо охлаждается, либо нагревается.

Типы теплообменников в основном определяются их конструкцией и включают в себя:

1) Кожухотрубный теплообменник

Это наиболее популярная конструкция, в которой кожух сопровождает несколько трубок, и поток охлаждаемой жидкости в основном проходит через трубки, тогда как вторичная жидкость течет по трубке внутри кожуха.

Кожухотрубный теплообменник чрезвычайно экономичен в установке и прост в очистке; однако частота обслуживания выше, чем у других типов.

В этом теплообменнике весь кожух снабжен пакетом труб, который обычно называют кожухом. Есть две торцевые пластины, которые герметично закрыты с обеих сторон оболочки, а на одном конце предусмотрено приспособление для компенсации расширения. Охлаждающая жидкость проходит через трубки, которые с обоих концов запаяны в трубной пластине.Трубки закрепляются в трубной пластине за счет раструба и расширения.

Связанное чтение: Как выполнять техническое обслуживание судовых теплообменников на судах?

Кожух окружен водяными камерами, которые полностью окружают трубные пластины. Охладители могут быть однопроходными или двухходовыми с потоком охлаждающей жидкости.

Прокладки устанавливаются между трубными пластинами и кожухом; аналогично между трубной пластиной и торцевой крышкой для устранения утечек из охладителя.

Другая сторона трубной пластины, которая не закреплена, может двигаться и имеет уплотнения с обеих сторон предохранительного расширительного кольца. Охлаждающая жидкость или охлаждаемая жидкость может вытечь и, следовательно, будет видна, предотвращая любое перемешивание или загрязнение.

Охладитель пресной воды для охлаждения основного двигателя и охладитель смазочного масла основного двигателя обычно циркулировали с морской водой, которая, по-видимому, проходит через трубы охладителя.

Связанное чтение: Общий обзор центральной системы охлаждения на кораблях

Оболочка, напротив, контактирует с охлаждаемой жидкостью, в основном с смазкой.нефть или дистиллированная пресная вода с химическими веществами, ингибирующими коррозию, которые добавляются непосредственно в расширительные баки, чтобы сохранить защитный слой внутри трубопроводов, тем самым предотвращая коррозию. Drew marine предлагает Liquidewt, а Unitor предлагает жидкость Rocor NB, которая обычно используется для ингибирования коррозии. Корпус мог быть чугунным или стальным. Рекомендуется устанавливать охладители вертикально, чтобы обеспечить автоматический выпуск воздуха из системы, поскольку воздушный шлюз вызывает чрезмерный перегрев и снижает эффективную площадь охлаждающей поверхности охлаждаемой жидкости.

На пучке труб установлены перегородки, которые направляют охлаждающую жидкость вверх и вниз, увеличивая таким образом эффективную площадь охлаждающей поверхности. Они также поддерживают трубы, обеспечивая прочность и жесткость пучка.

Алюминиевая латунь обычно используется для изготовления трубок, которая на 76% состоит из меди; 22% цинка и 2% алюминия.

Жертвенные аноды используются на стороне забортной воды для предотвращения коррозии, поскольку они в первую очередь подвергаются коррозии и препятствуют тому, чтобы материал с морской водой был электролитом.

Трубки могут выйти из строя преждевременно, так как вода может быть загрязнена в прибрежных районах или из-за чрезмерной турбулентности из-за расхода морской воды. Вода падает с большой скоростью и, следовательно, может выйти из строя. Таким образом, в случае алюминиевой латуни скорость морской воды должна быть ниже 2,5 м / с. Требуется небольшая турбулентность, которая в конечном итоге уменьшает заиление и осаждение в трубах.

Работа кожухотрубного охладителя

• Предполагается, что испытание трубопровода на герметичность должно проводиться до того, как кожухотрубный охладитель будет использоваться для фактической эксплуатации.Охлаждающая жидкость и охлаждаемая жидкость должны циркулировать, промываться и проверяться на утечки.
• Обычно рекомендуется использовать чистую охлаждающую жидкость в трубках на начальном этапе циркуляции, поскольку мусор может разрушить защитный слой в трубках. Впускной и выпускной клапаны забортной воды, как правило, полностью открыты, но охлаждаемая жидкость может быть обойдена, если это необходимо, с помощью трехходового клапана регулирования температуры.
• Вентиляционные отверстия расположены по обе стороны от среды, в основном от охлаждающей жидкости и жидкости, подлежащей охлаждению.Вентиляционные отверстия следует открывать в первую очередь после первоначальной циркуляции жидкости или после технического обслуживания, чтобы удалить воздух, который может значительно увеличить разницу температур.
• Сливные пробки устанавливаются в охладителях в самых нижних точках, чтобы полностью опорожнить охладитель во время технического обслуживания. Однопроходные, вертикально установленные охладители обеспечивают автоматический сброс воздуха, но при горизонтально установленных охладителях входной патрубок охлаждающей воды должен быть направлен вниз, а выходная вода должна быть направлена ​​вверх для автоматического удаления воздуха.

Связанное чтение: Теплообменники на корабле объяснены

Обслуживание кожухотрубного охладителя

Соблюдая меры безопасности, жидкости следует полностью изолировать, а затем открыть охладитель.

• Поверхности теплообмена должны быть очищены должным образом, что является основанием для удовлетворительной работы охладителя кожухотрубного типа. Морская вода загрязняет охлаждающие поверхности из-за роста растений и животных, на что указывает увеличение разницы температур между охлаждающей и охлаждаемой жидкостью.Далее изменения давления будут указывать те же

• Чрезмерная коррозия может привести к утечке трубок. Утечку можно определить следующим методом:
  • Слейте охлаждающуюся жидкость в жидкостной камере через дренажный клапан, предусмотренный в нижней части, и откройте камеру.

• • Заполните основной корпус пресной водой и создайте в нем давление воздуха или гидравлического давления сверху.Соединение могло быть установлено, если не указано

• • Протекающая трубка может быть идентифицирована после полного высыхания

• • Если утечка происходит из расширительной части трубки в трубной пластине, она может немного расшириться, что может остановить утечку

• • Протекающая трубка может быть закрыта с обеих сторон деревянными заглушками, предоставленными производителем, или может быть изготовлена ​​также

• • Протекающая трубка также может быть заменена, в зависимости от ее состояния

• • Протекающая трубка может быть удалена, проделав отверстие внутри трубки с помощью сверла или развертки 0.На 5 мм меньше внешнего диаметра трубки до глубины расширения
• • Затем можно вставить инструмент для волочения трубы и медленно постучать по нему, чтобы выбить его с другого конца
• • Новую трубку можно установить, вставив расширитель трубки с обеих сторон трубки и расширив его.
• • Толщина стенки обжатия = (толщина стенки трубы до расширения — толщина стенки трубы после расширения) / толщина стенки трубы до расширения X100%
• • Вышеуказанное значение должно быть в пределах 5-8%

2) Пластинчатый теплообменник

Пластинчатый теплообменник состоит из тонких гофрированных пластин, соединенных параллельно друг с другом, образуя внутри полость для потока жидкости.На разных сторонах пластины проходят две разные жидкости, между которыми осуществляется теплообмен.

Установка этого типа теплообменника дороже, чем кожухотрубного, но стоимость обслуживания намного ниже.

Эффективность пластинчатого типа выше, чем у кожухотрубного типа при том же размере агрегата, и они могут выдерживать высокое давление.

Пластинчатые охладители легко открываются для очистки, поэтому их удобно устанавливать и чистить, поскольку для их установки требуется минимум места.

Они более эффективны, чем кожухотрубные охладители того же размера и такой же мощности.

Они состоят из одинаковых металлических пластин с узорчатым гофром и изолированы друг от друга соединениями из нитрильного каучука.

Первая и последняя пластины, также называемые самой внутренней и самой внешней пластинами, удерживаются вместе рамами с обеих сторон и дополнительно устанавливаются на место стяжными болтами.

Четыре патрубка на прижимной пластине, совместимые с отверстиями на пластинах, через которые проходят две жидкости.Уплотнения вокруг портов расположены таким образом, что одна жидкость течет попеременно между пластинами и обычно в противоположном направлении.

Гофры пластины способствуют турбулентности потока обеих жидкостей и, таким образом, способствуют эффективной теплопередаче. Турбулентность, в отличие от плавного потока, заставляет больше жидкости проходить между пластинами и вступать в контакт с ними.

Он также разрушает пограничный слой жидкости, который имеет тенденцию прилипать к металлу и действует как тепловой барьер при медленном течении.

Гофры делают пластины жесткими, что позволяет использовать тонкий материал. Они также увеличивают площадь пластины. Оба эти фактора влияют на эффективность теплообмена.

Чрезмерная турбулентность может вызвать эрозию материала пластины, поэтому необходимо использовать умеренные скорости потока. Обычно используются титановые пластины, хотя и дорогие, поскольку они обладают наилучшей устойчивостью к коррозии и эрозии. Резиновые уплотнения между пластинами приклеиваются к поверхностям пластин специальными клеями и удаляются ацетоном, если таковой имеется.

Резиновые уплотнения не подходят для экстремально высоких температур, так как они теряют свою эластичность и затвердевают, становятся хрупкими и в конечном итоге ломаются, когда охладитель открывается для очистки и проверки. Резиновые соединения должным образом сжимаются, когда они затягиваются зажимными болтами, и, следовательно, обеспечивают хорошее уплотнение в них.

Длину стяжных болтов следует правильно измерить, прежде чем открывать пластинчатый охладитель для обслуживания и осмотра, поскольку чрезмерное затягивание пластин может привести к их полному изгибу и сделать их бесполезными и может оказаться дорогостоящим.Недостаточная затяжка может вызвать протекание пластин. Таким образом, стяжные болты следует затягивать с правильным моментом, указанным в руководстве по эксплуатации.

Пластинчатые охладители очень дороги из-за титановых пластин, но их низкие эксплуатационные расходы и низкие эксплуатационные расходы перевешивают их высокую стоимость.

Ремонт пластинчатого охладителя

Когда пластинчатые охладители открываются для проверки, их следует тщательно проверять на наличие отверстий, поскольку они могут протекать позже.Далее следует проверить стыки на герметичность и склейку.

Этот тип охладителей имеет фильтр со стороны забортной воды, который следует регулярно открывать для удаления мусора, который, по-видимому, может вызвать утечку в стыках, а также уменьшить площадь воздействия тепла.

Если охладители должны быть выведены из эксплуатации на длительное время, то сторону забортной воды следует полностью слить, промыть пресной водой и затем высушить для повторного использования.

3) Пластинчато-ребристый теплообменник

Пластинчато-ребристый теплообменник сконструирован аналогично пластинчатому теплообменнику, но также содержит ребра для повышения эффективности системы. Используется алюминиевый сплав, поскольку он обеспечивает более высокую эффективность теплопередачи и снижает вес устройства.

Ребра могут быть закреплены перпендикулярно направлению потока и известны как смещенные ребра. Ребра, закрепленные параллельно направлению потока, представляют собой прямые ребра. Ребра можно закрепить кривизной для увеличения эффекта теплообмена, поэтому они известны как волнистые ребра.КПД этого теплообменника немного выше, чем у пластинчатого типа, но затраты на установку и техническое обслуживание выше.

Связанное чтение: Управление энергоэффективностью в морской отрасли

4) Динамический лом поверхностный теплообменник

В этом теплообменнике из-за непрерывной очистки поверхности достигается длительное время работы, что помогает повысить эффективность теплопередачи и снизить загрязнение системы.

Утилизация осуществляется ножевым блоком, приводимым в действие валом с приводом от двигателя с таймером, перемещающимся внутри рамы. Этот теплообменник обычно используется для теплопередачи высоковязкой жидкости за счет увеличения турбулентности жидкости. Стоимость обслуживания меньше по сравнению с другими типами из-за процесса автоматической очистки.

5) Фазовый теплообменник

Как следует из названия, этот тип теплообменника используется для изменения фазы среды с твердой на жидкую или с жидкой на газ по принципу теплопередачи.Этот тип обычно работает в цикле замораживания и цикла плавления для изменения фазы.

Теплообменник обычно имеет конструкцию кожухотрубного теплообменника, но состоит по крайней мере из двух перегородок, образующих верхнее и нижнее кольцевое пространство для прохода потока. Он также состоит из ребер в обоих проходах для эффективной передачи тепла.

6) Спиральный теплообменник

Теплообменник этого типа состоит из проточных каналов концентрической формы, которые помогают создавать турбулентный поток жидкости, который, в свою очередь, увеличивает эффективность теплопередачи.Стоимость первоначальной установки выше, но она более эффективна по сравнению с другими типами, поскольку экономия места намного выше из-за компактных размеров. Стоимость обслуживания самая низкая по сравнению с другими типами при том же размере блока.

Поток жидкости спирального типа — это вращающийся поток, который сам обладает свойством самоочищения от загрязнений внутри спирального тела.

7) Теплообменник с прямым контактом

В теплообменнике этого типа нет разделительной стенки внутри блока.Обе среды находятся в прямом контакте для процесса теплопередачи.

Теплообменники с прямым контактом могут быть дополнительно классифицированы как

1. Газ-жидкость

2. Несмешивающаяся жидкость-жидкость

3. Твердое-жидкое или твердое-газовое

Охладитель наддувочного воздуха

• Охладители наддувочного воздуха, также известные как охладители воздуха, устанавливаются после турбонагнетателей для снижения температуры воздуха перед его поступлением в цилиндр двигателя.
• Охладители наддувочного воздуха снабжены ребрами для увеличения поверхности теплопередачи, так как сам воздух имеет плохие свойства теплопередачи.
• Цельнотянутые трубы проходят через тонкие медные пластины с ребрами и соединяются пайкой для максимальной теплоотдачи. Концы трубок фиксируются в трубных пластинах путем расширения и пайки трубок.
• Воздух охлаждается до температуры точки росы, так что влага, содержащаяся в воздухе, удаляется с помощью атмосферных осадков, поскольку содержащаяся в нем вода вызывает коррозию серы, если она попадает в цилиндр двигателя.Конденсат поступает в резервуар воздушного охлаждения, если он установлен, в противном случае — непосредственно в трюмный колодец

Связанное чтение: 10 баллов за эффективную работу турбокомпрессора на кораблях

Промежуточный или дополнительный охладитель (для воздушных компрессоров)

• Охладители этого типа очень похожи на охладители наддувочного воздуха, поскольку их функция заключается в снижении температуры воздуха до точки росы и, в конечном итоге, в осаждении влаги, которая может попасть в цилиндр компрессора.
• Охладители данного типа оснащены карманами и сливными клапанами для удаления влаги и масла.
• Охладители этого типа могут быть специальными U-образными трубчатыми охладителями с медными трубками, поскольку они занимают очень мало места и являются неотъемлемой частью воздушного компрессора. Эти охладители также называются змеевиками.
• Они обычно используются для приложений высокого давления. Они дорогие, и их трудно чистить.
• Имеют низкую эффективность теплопередачи из-за большого диаметра трубки.
• Медные трубки могут быть спаяны, если они начнут протекать, или могут быть заблокированы для удобства.

Связанное чтение: Эффективность воздушного компрессора и использование сжатого воздуха на судне

Отказ от ответственности: Взгляды авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом.Автор и компания «Марин Инсайт» не утверждают, что они точны, и не принимают на себя никакой ответственности за них. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

li {float: left; width: 48%; min-width: 200px; list-style: none; margin: 0 3% 3% 0 ;; padding: 0; overflow: hidden;} # marin-grid-81401> li .last {margin-right: 0;} # marin-grid-81401> li.last + li {clear: both;}]]>

Теплообменники и химическая очистка для морских судов — Теплообменник с воздушным охлаждением | Прокладки пластинчатого охладителя | Ультразвуковая чистка

Брайан Сполдинг

РЕФЕРАТ

Традиционные методы проектирования теплообменников плохо предсказывают установившиеся характеристики однородных свойств; и они совершенно неспособны предсказать влияние зависимости от времени и изменяющихся свойств или связанных с этим напряжений в оболочке и трубах.

С другой стороны, традиционные методы CFD (вычислительная гидродинамика) с их акцентом на решетки, подогнанные к телу и сложные модели турбулентности, могут способствовать только мелкомасштабным явлениям, таким как распределение скорости и температуры в пространстве, занимаемом несколькими -трубная секция банка трубок.

Тем не менее, практическое значение теплообменников, включая те, которые включают химические реакции и фазовые превращения, настолько велико, что инженеры должны найти инструменты проектирования, которые являются экономически доступными и более реалистичными в прогнозировании, чем любой из вышеупомянутых крайностей.

Такие инструменты дискретизируют пространство и время с точностью, допускаемой современными компьютерами; но они по-прежнему неизбежно используют пространственные интервалы, большие по сравнению с диаметром трубы. Они уже много лет используются в исследовательских целях;

, однако, трудности с предоставлением им всех соответствующих эмпирических входных данных удерживают разработчиков от их использования.

В лекции будут описаны способы значительного уменьшения сложности; принимает формулы (коэффициенты теплопередачи, зависимости вязкости от температуры и т. д.) в той форме, с которой знакомы проектировщики; а также дает информацию, например, о локальных тепловых потоках, горячих точках и концентрациях напряжений, которые в противном случае ускользают от внимания.

Примеры будут представлены и объяснены.

Содержание

• Историческая справка
• Требования к методу проектирования теплообменника
• Три способа удовлетворения требований
• Практические примеры
• Заключительные замечания
• Благодарности
• Список литературы
• Фигуры

1 ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Первая публикация, описывающая применение методов CFD для моделирования теплообменников, по-видимому, была сделана более тридцати лет назад Патанкаром и Сполдингом [1], которые пришли к выводу: «Таким образом, кажется, что инструмент значительной практической полезности находится в зачаточном состоянии. существование ».

Сначала казалось, что их ожидания оправдались; поскольку тот же метод, обобщенный для применения к двухфазным потокам, сыграл важную роль в выяснении и разрешении практических трудностей, с которыми в середине 1970-х годов столкнулась ядерная энергетика.

В частности, пароводяная смесь в межтрубном пространстве, циркулирующая в котлах и нагретая водой под давлением из ядерного реактора, вызвала вибрацию труб и коррозию перегородок.Следовательно, сначала Combustion Engineering Inc и Kraftwerk Union, затем Babcock и Westinghouse и, наконец, Институт исследований в области электроэнергетики, спонсировали разработку семейства компьютерных программ для моделирования потоков.

Работа носила новаторский характер; и поэтому не всегда действовали так быстро, как хотелось бы. Это побудило одну шутку предположить, что название, принятое для кода, спонсируемого EPRI, URSULA, было аббревиатурой от срочно требуемого решения, необычно поздно.

Несмотря на подразумеваемую критику, к которой пионеры должны привыкнуть, работа была успешной; за этим последовала разработка компьютерных программ для моделирования паровых конденсаторов и градирен.

Тем не менее, сообщество разработчиков теплообменников не проявило большого энтузиазма по поводу использования методов CFD; и авторы недавней статьи [2] по этому вопросу пришли к выводу, что «очень мало приложений можно найти для использования метода CFD в качестве инструмента для оптимизации конструкции теплообменника».Вместо этого дизайнеры по-прежнему предпочитают использовать методы, например, методы Тинкера [3] или Белла [4], в которых схемы потока выводятся из (обоснованных) предположений, а не вычисляются.

Причины того, что методы CFD не смогли привлечь внимание разработчиков теплообменников, не совсем ясны. Однако то, что они отчасти имеют психологический характер, подтверждается замечаниями Дж. Таборека [5] в Руководстве Hemisphere Handbook of Heat Exchanger Design. Там он полагает: «Только если расчеты выполняются вручную, инженер сможет« почувствовать »процесс проектирования по сравнению с безличными расчетами« черного ящика »компьютерной программы».

Остается надеяться, что подход, рекомендуемый в данной статье, будет сочтен более подходящим для разработчиков теплообменников; поскольку это позволяет им вставлять те же формулы, включая «поправочные коэффициенты» Тинкер-Белла, которые они будут вводить в «портативные калькуляторы», предпочитаемые Табореком. Действительно, скорость развития компьютерного оборудования и программного обеспечения настолько велика, что компьютеры, выполняющие полный анализ CFD, могут вскоре действительно стать «портативными».

Описываемый метод может быть применен к теплообменникам всех типов, к любым участвующим жидкостям и к любым условиям эксплуатации.Однако, чтобы сосредоточиться на главном, обсуждение в дальнейшем будет ограничено:

• кожухотрубных теплообменников с перегородками,
• однофазные нереагирующие жидкости,
• в установившемся режиме и
• тепловые характеристики и характеристики перепада давления.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕПЛО-

СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА

2.1 Входные геометрические данные

Никакое предсказание невозможно, пока рассматриваемое устройство не будет описано в геометрических терминах, которые включают (для простейших случаев):

• внутренний диаметр оболочки
• внутренний диаметр кожуха-сопла
• наружный диаметр трубы
• толщина стенки трубы
• шаг компоновки труб
• характеристический угол разводки трубки
• длина трубки
• перегородка вырез
• расстояние между перегородками
• количество пробирок
• количество проходов трубы

2.2 Данные о свойствах материала

В спецификации должны быть:

• теплопроводность материала трубки
• теплопроводность жидкостей со стороны кожуха и трубы
• удельная теплоемкость обеих жидкостей
• плотности обеих жидкостей и
• вязкости обеих жидкостей.

Однако известно, что для большинства материалов эти свойства зависят от температуры; и это знание выражено в виде:

• формул,
• таблиц чисел, или
• графиков разного вида.

Если речь идет о графиках, их содержимое необходимо преобразовать в формулы или таблицы, прежде чем его можно будет передать в компьютерную программу. Однако даже когда это было сделано, проблема использования информации остается; ведь смысл теплообменника в изменении температуры; и заранее неизвестно, какие температуры будут преобладать в любой выбранной точке внутри трубок или оболочки.

Следовательно, необходимо найти средства передачи компьютерной программе всего содержания формул или таблиц вместе с инструкцией: «Вы определяете, какие значения проводимости, плотности и т. Д. Использовать в каждой точке.”

Как это можно сделать — основная тема данной статьи.

• Граница теплового и массового расхода

Условия

Также, конечно, необходимы (известные):

• массовый расход и температура межтрубной жидкости во входном сопле; и
• — массовый расход и температура жидкости со стороны трубы во входном коллекторе.

Задача прогнозирования рабочих характеристик состоит в том, чтобы определить, какими будут (средневзвешенные по массе) температуры жидкостей на сторонах кожуха и трубы на их выходах из теплообменника.

2.4 Эмпирические корреляции

Если бы рассматриваемая геометрия была чрезвычайно простой, например, если бы была только одна труба, а оболочка имела бы длину многих диаметров и не имела бы перегородок, и если бы поток был ламинарным и с однородной температурой, его можно было бы оставить на любая хорошо построенная программа CFD для определения производительности на основе приведенных выше данных.

Однако промышленные теплообменники состоят из сотен или тысяч трубок; присутствуют перегородки, и поток часто бывает турбулентным.Это влечет за собой, что, если производительность должна быть спрогнозирована исключительно на основе вычислительной гидродинамики, должна быть использована очень мелкая сетка. Даже если удастся найти компьютер с достаточным объемом памяти, время, потраченное на прогноз производительности, будет на порядки больше, чем любой дизайнер может позволить себе ждать.

Более того, научные знания о турбулентности в схемах течения, таких как наблюдаемые в рядах труб, все еще остаются настолько рудиментарными, что надежность прогнозов все равно будет далека от ста процентов.

Поэтому единственное практическое решение — ввести дополнительную информацию, полученную из таких экспериментальных данных, которые могут быть найдены, относительно скоростей передачи тепла и количества движения на единицу площади границы раздела твердое тело-жидкость. Эта информация, которая является основным результатом тысяч человеко-лет исследований теплопередачи и потока жидкости, обычно выражается в форме математически выраженных соотношений между хорошо известными «безразмерными параметрами»:

• Число Нуссельта или Стентона для коэффициента теплопередачи;
• число Рейнольдса для характеристики состояния потока и
• Число Прандтля, характеризующее относительную легкость тепломассопереноса в жидкости.

Все эти параметры включают свойства материала, перечисленные в разделе 2.1; таким образом, использование эмпирических корреляций не позволяет избежать выраженной в них потребности, а именно, дать компьютерной программе возможность вычислить значения свойств на основе данных формул и температуры, которые она обнаруживает в каждой точке.

• Прогнозирование структуры потока и распределения температуры

Температуры текучих сред, выходящих из теплообменника, являются основными величинами, которые желательно предсказать; однако, даже если бы структура потока была такой же простой, как у идеализированного одномерного противоточного теплообменника, эти выходные температуры зависят от температуры непосредственно перед выходом.Эти температуры непосредственно перед выходом зависят от температуры перед ними; и так далее. Следовательно, необходимо рассчитать полное распределение температуры.

Если картина потока отличается от описанного выше простого, то какая точка находится «прямо перед» данной точкой не очевидно a priori ; поэтому способность вычислять распределение температуры зависит от способности вычислить распределение потока, вызывающего это. Следовательно, это то, что компьютерная программа должна делать дополнительно, предоставляя, между прочим, две другие части информации, необходимые проектировщику: потери давления, понесенные двумя потоками.

К счастью, существуют компьютерные программы (так называемые коды CFD) для одновременного расчета полей потока и распределения температуры. Хотя их точность зависит от тонкости используемой вычислительной сетки, и желательно, чтобы мелкие сетки действительно увеличивали компьютерное время и, следовательно, затраты, требования, относящиеся к кожухотрубным теплообменникам, обычно приемлемы.

Однако, так же, как корреляции теплопередачи и трения требуют свойств материала, которые изменяются в зависимости от температуры в соответствии с формулами, которые должны быть известны в коде, они также содержат другие величины, которые не могут быть определены a priori , а именно три компонента скорости оболочки.

Отсюда следует, что, даже если бы изменения температуры были достаточно малы, чтобы не влиять на свойства материала, потребность в коде для оценки формул на основе значений, которые варьировались от места к месту, осталась бы. Таким образом, число Рейнольдса входит в большинство формул для расчета перепада давления и конвективного теплопереноса; и его значение зависит от локальной скорости, которая изменяется в зависимости от положения неизвестными вначале способами.

Таким образом, прогнозирование производительности кожухотрубных теплообменников требует использования программы с возможностью обработки формул.

3. ТРИ СПОСОБА УДОВЛЕТВОРЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ

3.1 Метод 1: «Подпрограммы, предоставляемые пользователем»

Конечно, многие коды CFD уже имеют встроенные последовательности оценки корреляции, представляющие процессы трения и теплопередачи; и они также содержат модули компьютерного кодирования, которые выражают изменения в зависимости от температуры и давления соответствующих свойств часто встречающихся материалов.

В принципе, нет предела возможного расширения этих положений.Но на практике, как бы много ни было предоставлено, некоторым пользователям кода потребуется больше; они сразу захотят этого; и они не захотят оплачивать расходы, понесенные разработчиком кода при его предоставлении.

Поэтому с самых первых лет коммерческого CFD разработчики позволяли пользователям добавлять собственные модули кодирования, обычно в форме подпрограмм Fortran или C, которые дополняли бы встроенные корреляции в желаемом направлении.

Пользователи кода PHOENICS 1981 года, например, будут помнить, как умно некоторые пользователи использовали так называемое «ЗЕМЛЕВОЕ кодирование», которое, действительно, продолжают использовать многие старожилы.Ссылка [1] — отличный пример использования этой техники.

Однако доля пользователей CFD-кода с необходимыми навыками постоянно сокращается; и доля разработчиков теплообменников, которые обладают ими (или имеют время на их приобретение), должна быть очень небольшой.

• Метод 2: «Автоматизированная подпрограмма

Письмо

Для того, чтобы пользователи PHOENICS могли пользоваться преимуществами «GROUND-кодирования», не будучи знакомыми ни с Фортраном, ни с C, в 1997 году была введена так называемая функция «PLANT».

Это позволило пользователю выражать свои пожелания с помощью формул, написанных в соответствии с установленными правилами; после чего сама PHOENICS:

• интерпретировал формулы;
• создал соответствующие подпрограммы Fortran;
• их составили;
• перестроил исполняемый файл; и
• выполнил требуемый расчет по моделированию потока.

Это был большой шаг вперед; и он, по крайней мере потенциально, удовлетворял требованию «обработки формул», которое было указано выше.

No related posts.