Для правильного подбора теплообменного аппарата должны быть фиксировано указаны не менее 5 из 7 параметров — тепловая мощность, температуры сред на входе и выходе, расходы сред. Указание диапазонов позволяет недобросовестным поставщикам подобрать аппарат по варианту с наименьшей площадью теплообмена, минимальной стоимости, но фактически не работоспособным. Если у Вас значительно изменяются режимы работы, то нужно указать их все с требованием обеспечить работу теплообменного оборудования во всех режимах — тогда производитель выберет наиболее неблагоприятный режим работы и произведет расчет по нему.

Выбор «недостижимых», максимизированных параметров. Довольно часто мы сталкиваемся с ситуацией когда персонал для расчета теплообменного оборудования выбирает из разных режимов работы теплообменного оборудования недостижимую совокупность параметров. Например указывает минимально возможную температуру среды на входе из одного режима, максимально возможную температуру на выходе, из другого режима и т. д. — это приводит к тому что аппарат считается с огромным, иногда кратным запасом, дорогостоящим и громоздким, но фактически такие параметры никогда не потребуются. Если у Вас значительно есть несколько различных режимов работы, то нужно указать их все с требованием обеспечить работу теплообменного оборудования во всех режимах — тогда производитель выберет наиболее неблагоприятный режим работы и произведет расчет по нему.

Для примера можно привести расчет теплообменного аппарата отопления. Если подбирать аппарат по расчетным температурам для проектирования систем отопления, то его площадь теплообмена окажется меньше на 25−40% меньше площади теплообменного аппарата подобранного по температурам в точке излома. Т. е. даже если теплоснабжающая организация выдержит температурный график, то тепловой мощности такого аппарата будет не хватать все больше, по мере удаления от максимальных температур, и даже запас поверхности, составляющий как правило 10−20% не способен покрыть необходимую потребность, и в итоге получаем — перегрев обратки.

Указанное выше явление происходит из-за того, что коэф. теплопередачи зависит от средней температуры поверхности теплообмена. Можете попробовать отравить Вашему поставщику теплообменных аппаратов на расчет один и тот же объект, но один по максимальным температурам, а второй по температурам в точке излома графика — и с вероятностью 95% это будут разные аппараты, с различной площадью теплообмена.

Любой теплообменный аппарат обеспечивает передачу тепла от одной среды к другой, с пренебрежимо малыми потерями теплоты на рассеивание внешней поверхностью корпуса. Таким образом должен соблюдаться тепловой баланс — изменение теплосодержания каждой из сред будет одинаковым. Насколько уменьшается теплосодержание одной среды, настолько же увеличивается теплосодержание другой. Если среды одинаковы, например вода, то изменение температур будет обратно пропорционально расходам. Например греющая среда, вода с расходом 150 т/ч в процессе теплообмена охлаждается со 100 град до 60, то нагреваемая вода с расходом 100 т/ч нагреется на (100−60)*150/100 = 60 градусов.

Отсутствие температурного напора на одном из концов ТОА. Все реже, но все еще встречается, что при подборе аппарата на систему отопления заказчик указывает температуры вида «греющая среда — 130/70, нагреваемая 70/95». — т. е. на холодном конце аппарата температурный напор равен нулю, и в этом случае для охлаждения воды до 70 градусов, водой с температурой 70 градусов, потребуется теплообменный аппарат с бесконечной площадью теплообмена. Не очень добросовестные поставщики, конечно же подберут Вам теплообменный аппарат, и он даже будет работать, но только температура греющей среды на выходе из аппарата будет совсем не 70 градусов, и остается только гадать какой температурный напор на холодном конце заложил поставщик — 5, 10 или даже 15 градусов. Гораздо лучше взять расчет под свой контроль и указать температуры с учетом допустимого температурного напора (для отопления 5−10 градусов).

Классический случай — подбор аппарата ведется по графику, без учета срезки. Например для аппаратов отопления при наличии срезки нужно указать температуры в точке излома температурного графика, и температуры при наиболее холодной пятидневки, но с учетом срезки — производитель выберет наиболее нагруженный режим и выполнит подбор по нему.

Очень часто указываются не фактически достижимые параметры пара на входе в ТОА, а паспортные данные котла. Например паспортное давление пара котла — 10 бар, а фактически на теплообменник подается не более 3 бар —, в одном случае температура конденсации 184 градуса, в другом — 143. Например, при нагреве сетевой воды до 115 градусов, температурный напор в этом случае отличается почти в 2,5 раза!

Конечно же нужно приводить максимально возможное давление пара — для расчета прочности аппарата, например при отключении РОУ и отсутствии защит, но для теплотехнического расчета нужно указывать рабочее давление.

Аналогичным образом возникают ошибки при подборе ТОА при указании температуры пара без указания давления или давления без указания температуры пара — и в том и в другом случае это приводит к ошибке, более существенной, конечно же в первом случае. Если подается перегретый пар, то температура конденсации его значительно отличается в меньшую сторону, а для подбора парового теплообменного аппарата решающую роль играет именно температура конденсации. Производитель всегда принимает указанную температуру пара, как температуру конденсации и тогда, чем больше перегрет пар — тем больше ошибка при расчете ТОА.

Для повышения эффективности ООО «Теплообмен» всегда разделяет ТОА на конденсатор и охладитель конденсата — в одном из них греющая среда только пар, в другом только конденсат, а между ними устанавливается поплавковый или термостатический конденсатоотводчик. Такой подход позволяет подобрать наиболее эффективный комплект, более компактый и стабильно работающий. Но нужно понимать, что на выходе из конденсатора конденсат имеет температуру конденсации пара при его давлении и при понижении давления в конденсатопроводе или емкости куда подается конденсат, способен закипеть. Поэтому конденсат нужно стабилизировать — понизить его температуру до температуры на 2−5 градусов ниже температуры кипения воды при давлении в трубопроводах и оборудовании в которое после ТОА подается конденсат. Например давление пара на входе 2 бара (изб), температура 150 град, и конденсат подается давлением пара в бак-аккумулятор атмосферного давления на более высокую отметку. В этом случае конденсат на выходе из ТОА будет иметь температуру 133 град и по мере движения по конденсатопроводу вверх, давление будет снижаться, а кондесат вскипать. Очевидно, что в данном примере конденсат нужно охладить ниже температуры кипения воды при атмосферном давлении — до 90−95 град.

На некоторых станциях мы наблюдали ситуацию когда регулирование температуры нагрева воды осуществляется за счет снижения параметров пара, но при нагреве сетевой воды до температур меньше 100 градусов, снижается рабочая температура конденсации и соответственно давление пара, опускается ниже атмосферного — аппарат начинает тянуть конденсат в себя, ни о каком продавливании конденсата речи уже быть не может. В этом случае регулирование нагрева должно осуществляться через байпас — в теплообменнике вода нагревается до температур выше 100 градусов, давление пара должно обеспечивать продавливание конденсата, а через байпас осуществляется подмес воды и понижение температуры воды до заданного значения.