В холодный период года теплоноситель — вода (здесь и далее рассматривается только теплоноситель вода, теплоноситель — пар не рассматривается)может замёрзнуть в трубках теплообменника.
Наибольшей опасности замерзания подвергается группа калориферов с параллельным присоединением их по теплоносителю.
Причины замерзания.
а. Низкая скорость движения теплоносителя по трубкам теплообменников.
Рассмотрим более подробно эту причину.
Скорость движения теплоносителя по трубкам теплообменников (калориферов) определяется по формуле
где: Gν — расход теплоносителя через теплообменник, кг/ч;
ρν — плотность теплоносителя, кг/м3;
Атр — площадь живого сечения трубок одного хода теплообменника, м2.
Внимание!
Формула определяет скорость движения теплоносителя по трубкам теплообменников при последовательном протекании его через каждый теплообменник группы, что обеспечивается соответствующим конструированием трубопроводной обвязки
(см. Рис.1).
Последовательное присоединение теплообменников по теплоносителю.
|
| Рис. 1 |
Параллельное присоединение теплообменников по теплоносителю.
|
| Рис. 2 |
В случаи параллельного присоединения теплообменников по теплоносителю (см.Рис 2), величина живого сечения трубок увеличивается в два раза, что приводит к снижению скорости теплоносителя и ухудшению теплотехнических показателей калориферов (уменьшению коэффициента теплопередачи). Однако, не следует стремиться увеличивать скорость движения теплоносителя в трубках более 0,2 м/сек. Превышение этого предела не приводит к заметному увеличению коэффициента теплопередачи, но гидравлическое сопротивление теплообменника возрастает значительно.
б. Завышенная площадь поверхности теплообмена калориферной установки.
При подборе калориферной установки необходимо иметь запас фактической поверхности теплообмена в пределах 10 — 15 %.
Необходимость иметь этот запас является следствием отклонения фактических значений коэффициента теплопередачи, представленных в каталогах или справочной литературе. Запас фактической теплоотдающей поверхности призван также компенсировать снижение коэффициента теплопередачи вследствии возможного загрязнения внутренних поверхностей трубок калориферов отложениями солей теплоносителя с течением времени. Большой запас теплоотдающей поверхности приводит к переохлаждению теплоносителя и может явиться причиной замерзания его в трубках калориферов и их разрыва. Необходимо стремиться к снижению величины запаса теплоотдающей поверхности, если фирма-поставщик гарантирует соответствие фактических коэффициентов теплопередачи, заявленных в рекламных проспектах или каталогах.
в. В воздухонагревателях с диаметром трубок меньше 10 мм. причиной замерзания теплоносителя может послужить засор.
Рассмотрим причины низких скоростей движения теплоносителя по трубкам воздухонагревателя, которые заключаются в следующем:
- применение одноходовых калориферов;
- применение количественного регулирования (уменьшение количества теплоносителя) калориферной группой, путём установки на трубопроводе регулирующего двухходового клапана. Регулирующий двухходовой клапан производит регулирование температуры приточного воздуха, подаваемого в помещения. В случаях неучтённых расчётами теплоизбытков в помещениях, клапан может снизить расход теплоносителя до недопустимо малой величины.
Избежать нежелательного замерзания теплоносителя возможно следующим образом:
- применять только многоходовые калориферы;
- подбирать калориферы таким образом, чтобы скорость теплоносителя в трубках была в пределах от 0,12 до 0,2 м/сек;
- производить регулирование теплоотдачи калориферов с помощью подмешивающего циркуляционного насоса, позволяющего перейти на качественное регулирование.
Очистку, подаваемого в калорифер теплоносителя, необходимо производить в жидкостных фильтрах, что предотвращает засорение трубок и является существенной мерой против замерзания теплоносителя в теплообменниках.