Битермический теплообменник: что это такое, устройство, плюсы и минусы. Котлы с битермическим теплообменником

Технологический прогресс в сегменте отопительного оборудования развивается в разных направлениях. Одни изготовители делают ставку на улучшение эксплуатационных характеристик элементной базы агрегатов, другие продвигают новейшие устройства автоматического управления, а третьи на базовом уровне также занимаются и оптимизацией конструкций. К последней группе разработок можно отнести битермический теплообменник. Что это такое? По сути, это камера нагрева, способная выполнять две разные задачи – готовить воду непосредственно для отопления, и для нужд ГВС, то есть для бытового потребления.

Общие сведения о битермическом теплообменнике

Классические теплообменники для котлов предусматривают разделение камер нагрева. То есть для обслуживания отопительных контуров предназначается одна камера – как правило, основная, а для ГВС – второстепенный радиатор. Такое исполнение имеет немало преимуществ, однако на фоне объединенных камер нагрева становятся очевидны и его слабые стороны. При этом будет неправильно считать, что во втором случае вода смешивается – такой принцип не допускает и битермический теплообменник. Что это такое в плане подхода к обслуживанию воды? Это то же самое радиаторное оборудование, но с общим корпусом, в котором заключены и камеры для нагрева теплоносителя, и отсеки для подготовки бытовой воды. В битермических системах тоже действует принцип разделения зон обслуживания разных сред, но это относится именно к внутреннему разграничению камер. В то время как стандартный разделенный теплообменник изначально содержит две разные камеры.

Какой вариант лучше?

Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. В случае, если будет выбрано качественное оборудование, а вода внутри системы будет хорошего качества (без посторонних примесей), то со своей работой на отлично справятся оба котла. Существует небольшое различие в режимах их работы, но для потребителя они практически не заметны.

Главным преимуществом, которым обладает битермический теплообменник, является его стоимость. Именно на этот критерий чаще всего обращают внимание покупатели. Но, при этом не стоит забывать о том, что из-за совмещения контуров, ширина каналов в них меньше, что приводит к их быстрому засорению.

Но, стоит отметить, что и двухконтурные котлы так же подвержены отложению накипи на стенках. Поэтому избежать ремонта, выбрав такое оборудование не получится. Принцип очистки у обоих приборов одинаковый.

Конструкционное устройство

Теперь стоит разобраться с конструкционными особенностями битермических радиаторов, которые и позволяют ему раздельно осуществлять нагрев разных сред. Специалисты характеризуют такие конструкции понятием «труба в трубе» или «секция в секции». Если в обычном теплообменнике предполагается набор труб, которые имеют полую нишу, то битермическое устройство отличается внутренним разделением на несколько сегментов – это зоны, в которых циркулирует вода для ГВС и отопления не смешиваясь. И уже по классической схеме к трубам также крепятся медные ребра-пластины, повышающие коэффициент теплоотдачи. Очевидно, что в зависимости от способа интеграции уже в целевое оборудование будут предусматриваться и другие особенности конструкции радиатора. В частности, устройство битермического теплообменника газового котла ориентируется на подогрев горелкой, поэтому корпус может предусматривать дополнительные слои защиты. В обязательном порядке для всех теплообменников предусматриваются и средства обеспечения безопасности от замыкания электрического тока. Поскольку контуры могут сопрягаться с другими линиями инженерно-коммунального обеспечения, заземление и наличие предохранителей в составе котельных станций также является обязательным.

Как правильно смонтировать оборудование

Монтировать такое оборудование можно как самостоятельно, так и при помощи специалистов по монтажу котлов. Единственное условие, которое нельзя нарушать, – это включать котел в саму газовую систему, потому что такую работу придется доверить специалисту. Причем такие люди должны иметь специальные допуски и сертификаты. Если домовладелец нарушит такое положение, то в первую очередь, его отключат от системы, во вторую – наложат очень большой денежный штраф. Но для того, чтобы самостоятельно подключить чугунный газовый котел, понадобятся все-таки строительные навыки.

И к такому техническому помещению предъявляются специальные требования:

высота потолков в котельной должна быть не менее 3 метров, и помещение должно быть не менее 4 кв. метров. Такие параметры подходят для котла средней производительности, но чем котел больше, тем больше должно быть вокруг места. Обычно такие вещи рекомендованы самими производителем; наличие хотя бы единственного окна, потому что должен быть приток воздуха. Проем для двери обязан иметь 80 см в ширину и зазор между полом и полотном двери не менее 35 мм; не менее 3,5 метров должно быть расстояние до электрических и газовых установок или приборов; на полу, в том месте, где планируется установка чугунного котла, заливается стяжка цементная, и это место усиливается пластиной из стали

Важно помнить, что лист стали должен быть расположен подо всей поверхностью днища отопительной установки, и также выступать на 3-4 см за пределы на его фронтальной стороне; материалами, обладающими огнеупорными качествами, необходимо укрепить всю часть стены, где будет проходить труба дымохода.

Вам будет интересно >> Что делать если котел задувает ветром

Основной бумагой при самостоятельной подготовке котла к монтировке его в систему должен быть сопроводительный документ в виде инструкции, разработанной производителем.

Такой документ дает параметры и регламентирует порядок, как можно подключить котел к трубопроводу магистральному, к системе дымохода, а также системе обратки и подачи.

Как работает битермический теплообменник?

Рабочие режимы при отоплении и горячем водоснабжении имеют несколько отличий. В первом случае происходит стандартный нагрев воды в процессе сгорания газа – если речь идет о тех же газовых котлах, например. То есть в режиме отопления происходит прямой нагрев теплоносителя, который далее циркулирует по своему контуру. Что касается режима эксплуатации в формате ГВС, то эта функция в некотором роде является вторичной. Также происходит первичный нагрев теплоносителя, и уже от него тепло передается секциям с водой, предназначенной для ГВС. В этом случае теплообменники для отопления не распространяют воду для отопления по соответствующим контурам – она остается в своей секции. Почти для всех битермических котлов действует одно правило – в одно и то же время работать может только один из двух контуров. Одновременная циркуляция воды для отопления и ГВС недопустима.

Плюсы и минусы

Основное преимущество битермических радиаторов уже было озвучено. Они стоят дешевле и при этом несущественно теряют в производительности. Совмещение контура для отопления и ГВС практически не сказывается на скорости нагрева проточной воды и в то же время не снижает количество нагреваемой воды. Сравнивая котлы одной мощности у одного и того же производителя, можно увидеть, что допустимый расход горячей воды практически не отличается.

Второй аспект – это способ нагрева воды. За счет трех-четырех точеного крепления внутренней трубки к внешней увеличивается площадь соприкосновения теплоносителя с теплообменником. Фактически тепло от пластин распределяется не только по поверхности внешней трубки, но и переходит частично на внутреннюю трубу. Тем самым повышается скорость нагрева.

В контуре ГВС во время использования только отопления вода прогревается до установленной температуры обогрева и не отнимает на себя тепло, вплоть до момента пока не откроют кран горячей воды.

Как только кран горячей воды открывается, в трубах уже имеется хорошо прогретая вода. Контур отопления перекрывается, и остаток воды внутри теплообменника дополнительно отдает тепло, не препятствуя его переходу от пластин к горячей жидкости во внутренней полости.

Рекомендуем: Особенности вытяжных труб для котлов отопления

Что же на счет минусов?

И они так же есть. Сложная форма поверхности внутри трубок потенциально повышают скорость отложения солей. Особенно, если установлена высокая температура для отопления в пределах до 95оС включительно. Однако это в большей степени является проблемой не теплообменника, а подготовки воды.

В отоплении по определению теплоноситель необходимо заливать подготовленный. Для этого жидкость избавляют от избытка солей, железа и прочих включений или, по крайней мере, смягчают, добавляют антифриз и прочие добавки, исключающие образование накипи. Даже если не подготавливать воду она в системе теплоснабжения двигается по замкнутому контуру и со временем из нее уходят соли, общее количество которых не пополняется.

В отношении горячей воды все зависит от адекватности пользователя и наличия предварительной очистки и фильтрации. Если есть подозрения, что вода жесткая и способствует образованию накипи, то и одноконтурный котел с большим сечением канала в теплообменнике будет под угрозой.

В любом случае до котла следует установить фильтр или фильтрующую станцию исключающую попадание солей и извести в ГВС и естественно в кран потребителю.

Еще одна особенность – это раздельная работа контура отопления и горячего водоснабжения:

• В первый момент пока открыта горячая вода, при работающем отоплении, потечет почти кипяток (зависит от установленных параметров обогрева).
• Теплоноситель не прогревается во время использования ГВС, однако водяное отопление даже с очень малым объемом все равно обладает высокой теплоемкостью и инертностью. Придется использовать очень долго горячую воду, чтобы ощутить снижение тепла в помещении в зимний период.

Зато в окончании можно сказать и о последнем преимуществе битермического теплообменника. В летний период не возникает проблем с получением горячей воды. Источником тепла для нее остается все тоже горение топлива, и не нужно прогревать весь контур или даже специально подготовленный ограниченный контур по байпасу, чтобы порадовать себя горячим душем.

Котлы на битермических теплообменниках

Использование битермических радиаторов в котельных установках получает все большее распространение. Зачастую крупные производители сами разрабатывают проекты моделей на собственных комплектующих, среди которых и теплообменники. Одним из лидеров в сегменте является фирма Immergas, предлагающая котлы с теплообменниками на 6 трубках. Такая конструкция дает плюс по сравнению с 4 и 5-трубчатыми теплообменниками, поскольку расширенная секция может располагаться близко к пламени горелки. Впрочем, надо учитывать и тепловую мощность, которую обеспечит 6-трубчатый теплообменник котла. Битермический принцип работы в данном случае способен выдавать порядка 24 кВт и это может быть избыточно для частных домов и больших загородных коттеджей. Также разработкой битермических агрегатов занимаются компании Vaillant, Navien, Protherm. Продукцию данных производителей отличает не только современная конструкция, но и функциональность. Инженеры стремятся обеспечивать модели возможностями плавной регулировки пламени, опцией охлаждения теплообменника и т. д.

Преимущества и недостатки устройства

Достоинства радиаторов единого блока:

1. изкий уровень теплопотерь.
2. Надежность материалов – есть только одна связка, объединяющая блок с каналами системы.
3. Высокая эффективность тепловой подачи на двух направлениях.
4. Ориентировка контролирующих термостатов на единый блок даёт 100% точность в получении данных.

Недостатки радиаторов битермальной конструкции:

1. Ограниченная работа слоёв – нельзя одновременно давать циркулировать жидкости для подачи ГВС и на отопление.
2. Коаксиальные контуры могут быстро выйти из строя из-за образования накипи или коррозии металлических частей. Поэтому требуется дополнительно использовать нейтрализующие ингибиторы.
3. Производительность несколько уменьшена по сравнению с котлами с раздельными блоками – для ГВС и обогрева помещений.

Преимущества битермических агрегатов

Достоинства теплообменников с единым блоком распространяются и на эффективность нагрева как такового, и на удобство контроля, не говоря о более высокой надежности агрегатов. Что касается эффективности, то битермические радиаторы функционируют с меньшим коэффициентом теплопотерь. Если в разделенной на два блока системе требуется нагрев двух блоков, то в данном случае обслуживается начинка одного корпуса – соответственно, увеличивается объем выделяемого тепла. В плане управления битермический теплообменник выгоднее по той же причине. Термостаты ориентируются на показатели одного цельного блока, что сказывается на точности получаемых данных. Надежность, в свою очередь, достигается за счет минимизации соединительной инфраструктуры – по сути, требуется лишь связка между теплообменником и снабжающими каналами.

Недостатки конструкции

Основным недостатком битермической конструкции является ограничение при работе с жидкостями, насыщенными солями. В этом контексте можно отметить несовершенство моноблочного корпуса и коаксиальных контуров внутри, которые быстро покрываются накипью. Помимо этого, битермический теплообменник не способен обеспечить ту же производительность, как в случае с разделенными радиаторами. Это касается именно ГВС, поскольку сама конструкция предполагает меньший объем обслуживаемой для таких задач воды.

Сравнение с раздельным теплообменником

Работа котла зависит от конструкции обменного механизма и от его материала. Медь, из которой обычно изготавливаются битермические изделия, обладает высокой теплоемкостью, что позволяет делать компактные агрегаты, пригодные для монтажа на стене или размещения на кухне. Обменники также бывают алюминиевыми и стальными. В раздельных конструкциях часто применяется нержавейка. Теплоемкость у нее ниже, чем у меди, она подвержена коррозии и требует большие объемы теплоносителя. Прочные чугунные обменники были широко представлены на рынке в прошлом, а сейчас вытеснились более легковесными вариантами.

Битермические теплообменники обладают высоким КПД, их конструкция позволяет проектировать более компактные и легкие котлы. Недостаток таких устройств – подверженность зарастанию стенок известковыми отложениями.

Отзывы потребителей

Сами пользователи в основном подчеркивают энергоэффективность данного решения. Владельцы котлов и бойлеров, которые прежде имели дело с традиционными разделенными теплообменниками, указывают и на высокую теплоотдачу, и на низкий расход газа. Но это относится к случаям, когда используется именно газовая снабжающая инфраструктура, в которую вводятся котлы с битермическим теплообменником. Отзывы владельцев, которые редко пользуются отопительной функцией – напротив, говорят о невыгодности таких агрегатов. Дело в том, что котлы с разделенным нагревом позволяют работать целенаправленно на одну из задач – отопление или ГВС, что оказывается экономнее.

Тепловые аппараты из стальных и медных сплавов

Поскольку серийное производство бытовых приборов сосредоточено на изготовлении теплообменников из черного металла, то газовые котлы с медным теплообменником считаются престижным товаром. Медь обладает высокими теплопередающими характеристиками. Поэтому для обогрева большого дома можно использовать небольшие котлы с незначительным количеством теплоносителя. В итоге аппараты получаются очень компактными.

То есть для нагрева равного количества вещества, меди нужно передать меньше теплоты, чем стали. Соответственно инерция отопительной системы, где стоит стальной теплопередающий агрегат больше. Автоматика котла, работающая с медным теплопередающим блоком, быстрее реагирует на повышение температуры теплоносителя. В итоге это приводит к экономии топлива. Еще большая реакция системы отопления на нагрев происходит при работе насоса. Кроме этого, он обеспечивает улучшение циркуляции даже при нарушенных уклонах труб и предотвращает закипание воды.

Сравнивая медные теплообменники для котлов со стальными, можно сказать, что последние более пластичны. Этот фактор важен, поскольку происходит постоянный процесс взаимодействия с открытым огнем. Вследствие этого развиваются тепловые напряжения металла и появляются трещины. Сталь более прочна в этом отношении и выдерживает большое количество циклов: нагрев – остывание.

Заметка! К недостаткам стали, кроме инерционности, повышенной удельной теплоемкости, относят: подверженность коррозии; увеличенный объем поверхности калорифера; большое количество теплоносителя; значительную массу отопительных приборов.

Нюансы эксплуатации

Производители битермического оборудования отмечают, что предотвратить быстрый износ нагревательной начинки можно путем соблюдения нескольких эксплуатационных правил. К таким относится, в частности, игнорирование профилактической проверки контуров. Чаще всего битермический теплообменник на систему отопления и ГВС устанавливают с расчетом на долгосрочную и регулярную эксплуатацию. В режиме интенсивной работы даже относительно чистая вода может негативно сказываться на состоянии труб радиатора. Соответственно, периодически требуется чистка поверхностей секций.

Не рекомендуется и резко увеличивать температуру отопления. В отличие от разделенных теплообменников моноблочные системы требуют больше времени для приготовления ГВС. Когда используются теплообменники для отопления, это практически незаметно, потому что для таких задач вода согревается быстро. Но жидкость для бытовых нужд, как уже отмечалось, нагревается во вторую очередь.