Теплообменниками принято называть устройства, предназначенные для передачи тепла от одних тел к другим. Обычно тела, отдающие тепло называются теплоносителями, а тела, получающие тепло называются нагреваемой средой. По принципу действия теплообменные аппараты делятся на поверхностные и смесительные.
В смесительных аппаратах теплообмен осуществляется просто в результате смешения теплоносителя и нагреваемой среды. Мы рассматривать такие аппараты не станем, хотя в советские времена именно такими устройствами в большинстве случаев и нагревалась вода в плавательных бассейнах по всему Советскому Союзу.
В поверхностных аппаратах теплоноситель и нагреваемая среда разделены твердыми теплопроводными стенками, через которые и происходит теплообмен между теплоносителем и нагреваемой средой. Наибольшее распространение как теплоноситель получила горячая вода. Она приготавливается в водогрейных котлах или в водонагревательных установках ТЭЦ. Достоинством воды, как теплоносителя, является сравнительно высокий коэффициент теплообмена. Горячую воду можно транспортировать по трубопроводам на значительные расстояния. Если при этом трубопроводы будут хорошо теплоизолированы, понижение температуры в них будет незначительным.
Конструкции современных теплообменников довольно различны. Существуют кожухотрубчатые, пластинчатые и змеевиковые (спиральные) теплообменники. Наибольшее распространение в практике водоподготовки бассейнов получили именно кожухотрубчатые теплообменники. Они представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб и ограниченные кожухами и крышками со штуцерами. В большинстве случаев теплоноситель (горячая вода) вводится в межтрубное пространство, а нагреваемая жидкость протекает по трубкам. Очень важно для увеличения теплопередачи, чтобы теплоноситель и нагреваемая жидкость двигались в разных направлениях, то есть навстречу друг другу. Достоинством спиральных теплообменников по сравнению с трубчатыми является их повышенная компактность и меньшее гидравлическое сопротивление, недостатком – сложность изготовления.
Несколько слов о пластинчатых теплообменниках. Данные аппараты обладают очень высоким коэффициентом теплопередачи, они компактны. Их основным недостатком является очень высокое сопротивление потоку нагреваемой бассейновой воды. В системах горячего водоснабжения (ГВС) работающих под большим давлением в 5–7 кг/см2 это не играет существенной роли. Однако, в системах водоподготовки бассейнов, где рабочее давление обычно колеблется в пределах от 0,8 до 1,5 кг/см2, использование таких теплообменников может привести к отрицательным результатам и в частности к возникновению гидравлических ударов способных повредить фильтровальное оборудование бассейнов. На практике, к сожалению, такие случаи не так уж и редки.
Компания ООО «Аквамастер» уже на протяжении многих лет сотрудничает с английской компанией BOWMAN, производящей кожухотрубчатые теплообменники. В этих теплообменниках, как и в других аппаратах подобного типа, нагреваемая вода проходит через пучок труб, а теплоноситель подается в межтрубное пространство. Тот, кто хотя бы раз попробовал использовать теплообменники BOWMAN в своей работе, никогда уже от них не откажется. Почему? Ответ до удивительного прост. BOWMAN обладают очень высоким коэффициентом полезного действия (КПД), очень быстро нагревают воду бассейна, даже если температура теплоносителя не превышает 80 °С. Кроме того, они удобны при монтаже и имеют очень неплохой внешний вид.
Несомненным достоинством этих теплообменников является повышенная коррозионная устойчивость. Пучок труб теплообменника выполнен из сплава меди и никеля (мельхиор). Для бассейнов с морской водой используются титановые трубки. Но отличительной особенностью теплообменников BOWMAN является то, что они разборные. Конструкция устройства предусматривает возможность снятия торцевых крышек и выемки пучка труб для очистки или замены. Эффективная работа теплообменника достигается уже при температуре теплоносителя 82 °С. Производятся данные теплообменники мощностью от 20 до 1170 кВт. Всего один теплообменник мощностью 1055 кВт способен обеспечить эффективный нагрев воды в бассейне объемом до 2000 м3.
Опубликовано в журнале «БАНБАС» № 2 (128)/ 2020
