Выбор теплообменника для газового котла и ремонт своими руками

Теплообменник для газового котла предназначен для нагрева греющего теплоносителя для внутридомовой системы в теплоснабжения.

Его конструкционные характеристики определяют многофункциональность источника нагрева. Он является поверхностью нагрева теплоносителя, через которую передает тепло от дымовых газов к воде.

Назначение котлового теплообменного аппарата

Теплообменник – базисный эксплуатационный компонент котельного оборудования, передающий тепло, принятое в результате горения магистрального газообразного топлива. Он располагается около горелочного устройства.

Стенки прибора выполняются из металла, обладающего хорошим коэффициентом теплопередачи. Жидкостный теплоноситель, омывает поверхность нагрева теплообменника нагревается до температуры 65-95 С и поступает во внутридомовую сеть отопления.

Движение теплоносителя к батареям отопления происходит естественным путем, за счет температурной разности нагретого и остывшего теплоносителя или принудительным способом, с использованием центробежного насоса. Проходя через систему отопительных приборов, остывший теплоноситель возвращается к котлу для следующего цикла нагрева

В современных энергоэффективных котлоагрегатах наиболее распространены пластинчатые конструкции. В них нержавеющие пластины надежно спаяны друг с другом по точкам соприкосновения и по краям.

Это на 100% гарантирует плотный режим работы, без утечки и перемешивания жидкостей от разных контуров нагрева.

Предпочтительным материалом для пайки в таких конструкциях применяемся медь. Конструкция предотвращает процессы накипеобразования и коррозию на поверхности нагрева котла. Тем самым обеспечивается экономичность работы котлоагрегата с высоким КПД.

Типы теплообменников

На сегодня имеется ряд альтернативных вариантов теплообменных аппаратов. Они различаются по своей конструкции и принципу действия.

Исходя от метода передачи тепла, полученного от сжигания газового топлива, они подразделяются на 3 основные модификации: первичный, вторичный и совмещенный или битермический.

Первичный теплообменный аппарат

Первичный аппарат выполнен в виде медной трубки, согнутой змеевиком, на которой расположены много медных пластинок, для увеличения площади теплопередачи.

С целью коррозионной защиты поверхность первичного теплового аппарата покрывается защитным слоем. Размер труб и  число оребренний определяют мощность аппарата.

По конструкционному исполнению все первичные теплообменные аппараты идентичны, но различаются тепловой мощностью, геометрическими размерами и схемой подсоединения трубок.

На процесс теплопередачи в таких конструкциях влияет загрязнение пластинок сажей, а также толщина накипи на внутренней поверхности нагрева.

Такие отложения снижают в разы теплопередачу от горячих газов к теплоносителю, тем самым вызывая зональный перегрев металла и возможный разрыв конструкции с выходом горячей воды наружу.

Вторичный теплообменник для газового котла

Модификацию котловых аппаратов нагрева называют теплообменником ГВС. Как правило, он выполняется в прямоугольной форме, и состоит из набора нержавеющих пластин сложной конфигурации.

Чем больше их количество, тем выше мощность аппарата. Их может быть от 10 до 30 слоев. Каждый слой изолирован в границах одной теплообменной конструкции.

При наложении пластин друг на друга создается циркуляционный канал для теплоносителя. Толщина перегородок, как правило, равняется 1 мм. Большая теплопроводность металла и развитая поверхность нагрева обеспечивают расчетный теплообмен и скорость движения теплоносителя.

При открытии запорной арматуры ГВС на домашнем смесителе, котловой трехходовой клапан ориентирует направление движения горячей воды во втором контуре.

Потом горячая среда во вторичном устройстве отдает тепло воде из сети ХВ, при этом остывает и движется в обратный трубопровод, где перемешивается с водой из тепловой сети и попадает в первичный теплообменник на газовом котле.

Битермическое устройство

Битермический теплообменник имеет в своей конструкции два контура: отопления и ГВС. Конструктивно битермический аппарат выполнен по коаксиальному типу "трубу в трубе", на внутренней поверхности выполнено оребрение напаянными медными пластинами. Внутренняя трубка аппарата предназначается для подогрева горячей воды, а наружная — для воды отопительного контура.

Такая конструкция теплообменного аппарата устраняет необходимость в добавочных узлах: трехходовом клапане и вторичном нагревающем аппарате, что приводит к существенному снижению стоимости котлоагрегата и увеличивает уровень безопасной работы.

Недостатком такой конструкции считается то, что теплопередача в режиме ГВС ограничивает подачу тепла на отопительный контур.

Если водозабор ГВС будет продолжаться долго, то температура внутреннего воздуха в доме может снизиться, а воздушный режим не будет соответствовать санитарной норме в помещении. Кроме того такие аппараты недопустимо применять в районах, где питательная вода для котлов жесткая, способная забивать накипью котловые поверхности нагрева.

Какой материал лучше

Котловые теплообменные аппараты изготавливаются из разных металлов, выбор которых выполняется производителем в процессе проектирования источника нагрева.

В основном современные устройства комплектуются теплообменниками из стали, чугуна, меди и алюминия. Они имеют разные коэффициенты теплопередачи, допустимую температурную среду и стойкость к коррозионным процессам. Напольный газовый котел с чугунным теплообменником наиболее экономичный и долговечный.

Стальной

Стальной нержавеющий нагревательный аппарат технологически наиболее простой, как в изготовлении, так и в эксплуатации. Поэтому он обладает самой демократичной ценой, что влияет на общую стоимость котла.

Сталь имеет неплохую пластичностью, поэтому такая конструкция в среде высокотемпературных горячих газов менее подвержена температурной деформации.

Но при этом сталь поражается коррозией, как внутренней из-за растворенного кислорода в теплоносителе, так и наружного из-за кислотной влаги в дымовых газах, особенно в момент запуска из холодного состояния. Поэтому данные теплообменники не долговечны, имеют большой вес и создают низкий КПД котла.

Алюминиевый

Многие западные модели комплектуются алюминиевыми теплообменниками, которым специалисты приписывают большое будущее в бытовой теплоэнергетике.

Они при высокой пластичности имеют теплопроводность выше в 9 раз, чем у стали. Кроме того они обладают высокой функциональностью при незначительном весе.

В таких конструкциях не создаются зоны напряжения при сварном соединении, подобно нержавеющим аппаратам, а, следовательно, будут отсутствовать коррозионные опасные участки.

Компоненты из алюминия характеризуются сильной химической устойчивостью, которая используется в низкотемпературных режимах или котлах конденсационного типа.

Тем не менее, алюминиевые конструкции прослужат меньше, если будут использовать жесткую водопроводную воду, они практически сразу забиваются накипью.

Поэтому изначально производители котлов с алюминиевыми поверхностями нагрева рекомендуют владельцам устанавливать водоподготовку с системой умягчения воды.

Медный

Медные поверхности в устройствах котлового теплообмена компактны и обладает малым весом, поэтому их устанавливают на газовый котел Навьен.

Медь по существу не коррозирует в агрессивных кислотных средах. Котлоагрегаты с подобными аппаратами компакты и удобны в использовании. По причине низкой инертности, медные устройства стремительно прогреваются и охлаждаются.

Плюсов у медных теплообменных аппаратов больше, чем отрицательных качеств. Медная конструкция владеет малый весом, компактностью, небольшой емкостью.

Она не боится коррозийных процессов и требует меньшего расхода газа для нагрева теплоносителя. К недостаткам пользователи относят высокую стоимость и ненадежность при нестандартных холодных пусковых режимах.

Газовые котлы с чугунным теплообменником

Чугунный котловой теплообменный аппарат, считается самым эффективным и долговечным, поскольку не подвержен коррозии. При этом, поскольку материал очень хрупкий, он требует правильной эксплуатации.

Неравномерный нагрев конструкции, который происходит в момент пуска из холодного состояния или в местах накипеобразования, приводит к возникновению различных трещин в стенках конструкции.

Пользователям такого устройства потребуется контролировать качество питательной воды, устанавливать систему очистки и при появлении накипи для газовых котлов с чугунным теплообменником проводят промывку теплообменника.

Обычно ее выполняют 1 раз в году перед началом отопительного сезона. Если питательная вода предварительно очищается перед подачей в котел, то периодичность промывки составляет 1 раз в 4 года.

Неисправности и ремонтные работы

Работа агрегата с двумя теплообменниками зависит от металла: сталь или чугун, способна продолжаться соответственно от 8 до 15 лет, при выполнении пользователем всех регламентных работ, установленных производителем котельного оборудования.

Наиболее распространенные сбои теплообменного аппарата — это накипь и разрывы поверхностей нагрева из-за пережога стенки теплообменника или высоких параметров теплоносителя по давлению/температуре.

Если с первой проблемой собственник агрегата может справиться сам и выполнить ремонт теплообменника газового котла своими руками, то разрыв аппарата, практически не ремонтируется, а подлежит полной замене, на однотипную конструкцию. Специалисты могут выполнить пайку теплообменника для газовых котлов, но, как правило, после такого ремонта он не долговечен.

Замена дефектного теплообменника

Замена теплообменного аппарата западной сборки, находящегося на гарантийном обслуживании выполняется сервисным центром, а отечественные модели можно заменить самостоятельно.

Для этого предварительно подбирают нужную модификацию, если нет в торговой сети, обращаются на завод-изготовитель. Для того чтобы заменить неисправный элемент котла, потребуется выполнить снятие дефектного устройства.

Алгоритм демонтажа теплообменного аппарата котла для замены или промывки от накипи:

1. Отключают котлоагрегат от газовой магистрали и электрической сети.
2. Снимают лицевую панель.
3. Закрываю арматуру на патрубке подачи и обратки теплоносителя.
4. Открывают дренажный вентиль и спускают воду из сети и котла.
5. Снимают крепление на газовой трубе и отсоединяют газовый патрубок.
6. Снимают крышку системы автоматики от первичных приборов.
7. Демонтируют датчики с топочной камеры, снимают крепления на крышке и снимаю ее.
8. Отключают и демонтируют вентилятор, для того чтобы снять теплообменник.
9. Снимают фиксаторы на трубах, подведенных к первичному теплообменному аппарату.
10. Снимают топку котлоагрегата и переносят ее в помещение.
11. Убирают верхнюю крышку отсека.
12. Снимают первичный аппарат.
13. Устанавливают новый теплообменник на газовый котел и собирают котел в обратном порядке.

Как прочистить теплообменник газового котла

Для промывки теплообменника от накипи используются механический, химический и магнитный способы очистки. Первый вариант выполняется с помощью шомпола и скребка.

Инструменты могут быть ручными и электрическими. Химический вариант предполагает применение ракообразных химических средств, способных разрыхлить и растворить загрязнения.

Для промывки теплообменника данным методом используют специальную насосную схему и средство для промывки, указанное производителем, например, для газового котла Baxi.

Алгоритм промывки теплообменника от накипи:

1. Отключают котел.
2. Готовят жидкость для промывки теплообменников газовых котлов по рецепту завода-изготовителя.
3. После полного охлаждения отключают от него инженерные сети и дренируют воду.
4. Снимают стяжные шпильки, отодвигают прижимную плиту и потом аккуратно снимают одну за другой каждую пластину. Работу выполняют в перчатках, чтобы не поранить руки.
5. При работе с кислотой сменяют перчатки на резиновые.
6. Приготавливают емкость для очистки пластины, чтобы они были полностью покрыты рабочим раствором.
7. Пластины опускают в состав на 1 час, после чего под водопроводной водой с применением щетки удаляют остатки отложения.
8. Сборку очищенной конструкции ведут в обратном порядке.

После промывки теплообменного аппарата проверяют герметичность котла, под рабочим давлением теплоносителя. Подключают все инженерные сети, газ и электричество и выполняют первый после промывочный запуск оборудования.

При выявлении утечки необходимо подтянуть гайки либо поставить новую прокладку на теплообменник.