Пластинчатый теплообменник с медной пайкой
Пластинчатые теплообменники с медной пайкой: компактные неразборные аппараты для настенных котлов, тепловых насосов, чиллеров. Параметры до 4.5 МПа и 225°C, ниша 5-200 кВт. Сравнение медной и никелевой пайки. Бренды Alfa Laval CB, SWEP B, Danfoss XB, РИДАН РС, КС.
Паяные пластинчатые теплообменники с медной пайкой (Copper-Brazed, CBE) — самые компактные и доступные представители семейства пластинчатых ПТО. Неразборная конструкция из штампованных пластин AISI 316L, спаянных в вакуумной печи медным припоем, обеспечивает рабочее давление до 4.5 МПа, температуру до 225 °C и цену в 2-3 раза ниже разборных эквивалентов. Оптимальная ниша — отопление, ГВС, чиллеры и тепловые насосы мощностью 5-200 кВт.
Конструкция и процесс пайки
Паяный пластинчатый теплообменник (Brazed Plate Heat Exchanger, BPHE) — это монолитный пакет из 10-200 штампованных гофрированных пластин нержавеющей стали AISI 316L (реже SMO 254 для агрессивных сред), скреплённых между собой медным или никелевым припоем в вакуумной печи. В отличие от разборных пластинчатых ПТО, здесь нет ни уплотнений, ни стяжных шпилек, ни прижимных плит — только пластины и припой.
Этапы производства
- Штамповка пластин. Лист AISI 316L толщиной 0.4-0.6 мм проходит через гидравлический пресс с матрицей нужного профиля гофрирования (рисунок «herringbone» с углом 30° или 60°).
- Раскрой портов. Лазерная или гидроабразивная резка четырёх входных/выходных портов.
- Сборка пакета. Пластины складываются в стопку с поворотом каждой следующей на 180° относительно предыдущей — так гофры пересекаются и образуют точки контакта (slip points). Между пластинами укладывается фольга чистой меди ОФ-1 толщиной 0.05-0.1 мм.
- Вакуумная печь. Пакет помещают в печь, откачивают воздух до 10⁻⁵ мбар и нагревают до 1100-1140 °C — выше точки плавления меди (1083 °C), но ниже температуры рекристаллизации стали. Медь плавится, по капиллярным силам растекается во все точки контакта пластин и в зону соединения с боковыми патрубками.
- Контролируемое охлаждение. Медь кристаллизуется, образуя сотни тысяч паяных точек (для CB60 — около 50 000). Каждая точка работает как микрозаклёпка, превращая пакет в жёсткую сотовую структуру.
- Гидравлические испытания. Каждый аппарат тестируется давлением, в 1.43 раза превышающим номинальное (PED 2014/68/EU).
Каналы между пластинами получаются узкими (3-5 мм), но турбулентность из-за пересекающихся гофров достигает Re > 400 при ламинарном течении в трубе. Поэтому коэффициент теплопередачи K у паяных доходит до 2500-5000 Вт/м²·К — выше, чем у кожухотрубных в 3-5 раз. Подробнее о принципе работы пластинчатого ПТО.
Чем отличается от разборного
- Нет уплотнений — нечему стареть, рассыхаться, рваться. Срок службы определяется только коррозией и кальмацией.
- Нет регулировки. Количество пластин и площадь зафиксированы на заводе. Поменять мощность можно только заменой аппарата целиком.
- Компактность. Габариты в 1.5-2 раза меньше при той же площади теплообмена — рамы, шпилек и зазоров для разборки нет.
- Вес меньше. CB60 на 40 пластин весит 12 кг против 35-40 кг у разборного с тем же числом пластин.
- Цена ниже в 2-3 раза — за счёт упрощённой технологии и отсутствия рамы.
Развёрнутое сравнение паяных и разборных теплообменников с таблицей KPI и расчётом TCO — в отдельной статье.
Медная vs никелевая пайка
В природе паяных ПТО есть два припоя — медь и никель. Это не маркетинг: химия среды диктует выбор однозначно, и ошибка тут стоит замены аппарата.
| Параметр | Медь (Cu) | Никель (Ni) |
|---|---|---|
| T плавления припоя | 1083 °C | 1455 °C |
| Макс. рабочая t° | 225 °C | 400 °C |
| Макс. давление | 3.0-4.5 МПа | 3.0-5.0 МПа |
| Цена аппарата | базовая (×1) | ×1.6-2.2 |
| Аммиак, нашатырь (NH3) | НЕЛЬЗЯ | подходит |
| Хлориды Cl⁻ > 200 мг/л | НЕЛЬЗЯ | с осторожностью |
| Пищёвка, молоко | только с покрытием | подходит |
| Деминерализованная вода | коррозия | подходит |
| Применение | отопление, ГВС, чиллеры на R410A/R407C, охлаждение масла | холодильные на NH3, пищевая промышленность, агрессивные жидкости |
Практическое правило: если в контуре циркулирует обычная подготовленная вода с pH 7-9, гликоль, минеральное масло или фреон R410A/R134a — берите медный припой. Если речь о промышленных холодильных установках на аммиаке, об оборотном водоснабжении с высокой солёностью или о молочной/пивной отрасли — переплата за никелевую пайку оправдана и обязательна.
Подробности про химию воды и выбор материала пластин — в статье «Теплообменники из нержавеющей стали».
Применение паяных пластинчатых
Паяные ПТО с медной пайкой — рабочая лошадь малой и средней теплоэнергетики. Везде, где нужно компактно, дёшево и без обслуживания передать тепло между двумя жидкостными или жидко-фреоновыми контурами.
Двухконтурные котлы Bosch, Vaillant, Baxi, Buderus используют CB14/CB16 как теплообменник ГВС (10-25 кВт). При жёсткой воде через 3-5 лет требует химической промывки от накипи.
Конденсатор и испаритель ТН — это паяные пластинчатые в 90 % случаев. SWEP B16/B25, Alfa Laval CB30/CB60 работают с R410A, R32, R744 при давлении до 4.5 МПа.
Испарители чиллеров 20-200 кВт на R134a/R410A — CB60/CB76. Конденсаторы для воздушного охлаждения от Daikin, Carrier, Trane — паяные ПТО с DX-распределителем.
Гидростанции, компрессоры, редукторы. CB30/CB60 ставится в обратку для съёма 5-50 кВт с минерального или синтетического масла. Подробнее — каталог охлаждения жидкости.
ИТП многоквартирного дома до 200 кВт, ИТП на частный коттедж — паяный ПТО гидравлически разделяет городской и домовой контуры. Если мощность выше — берётся разборный пластинчатый.
Связка «электрокотёл/газовый котёл + бойлер» уходит в прошлое — её заменяет проточная схема: котёл греет первичный контур, паяный CB30 на лету готовит ГВС. См. теплообменник для частного дома.
Дополнительные ниши
- Бассейны малого объёма — для частных бассейнов до 60 м³ используют CB30/CB60 с пластинами из 316L. Хлорированная вода ограничивает срок — каталог теплообменники для бассейна. Большие бассейны (от 100 м³) требуют титановых пластин — отдельная история.
- Солнечные коллекторы — разделение между гликолевым контуром коллектора и контуром бака-аккумулятора. Площадь 0.3-2 м² хватает для типовой системы на 3-5 коллекторов.
- Снеготаялки и системы антиобледенения — гликолевая петля под брусчаткой, паяный ПТО гидравлически отрезает её от основного контура отопления.
- Майнинг-фермы с водяным охлаждением — съём тепла с иммерсионных систем. Подробнее — водяное охлаждение майнинг-ферм.
- Отопление гаражей и небольших цехов — съём вторички из контура отопления на радиаторы или фанкойлы.
Ограничения паяных ПТО
У монолитной конструкции — обратная сторона: нет ни одного решения для ремонта изнутри. Любое серьёзное вмешательство — это замена аппарата. Поэтому критически важно соблюдать ограничения по среде и режиму.
- Аммиак (NH3) и нашатырь. Медь и аммиак образуют комплекс [Cu(NH3)4]²⁺, который вымывает припой из швов. Аппарат расходится по slip points за месяцы. Только никелевая пайка.
- Хлориды Cl⁻ выше 200 мг/л. Питтинговая коррозия 316L. Морская и сильно солёная техническая вода — это титан или специальные сплавы Hastelloy.
- Деминерализованная и сверхчистая вода. Растворяет медь и пассивный слой 316L. Для бойлерной питательной воды — никелевая пайка.
- Гидроудары и резкие скачки t°. Хрупкая медь не амортизирует — пайка рвётся. На входе обязателен мембранный расширитель и плавная регулировка.
- Замерзание воды в каналах. Лёд расширяется на 9 %, рвёт пластины. На улице — только с гликолем 30-40 %.
- Жёсткая вода без подготовки. Карбонат кальция оседает на пластинах, ухудшает теплосъём в 2-3 раза за 2-3 года. Решение — водоподготовка + регулярная химическая промывка.
Ключевое: нельзя разобрать
У разборного ПТО можно открутить шпильки, достать пакет, осмотреть каждую пластину, заменить уплотнения, докупить пластины и нарастить мощность. У паяного — только химическая промывка, которая помогает от мягких минеральных отложений и не помогает от биообрастания, окалины и шлама. Если каналы заросли намертво — выбрасывайте.
Хорошая новость: при правильной водоподготовке (умягчение или фильтрация на ИТП) средний паяный ПТО служит 15-20 лет без вмешательства. Плохая — каждая ошибка с водой выливается в покупку нового аппарата.
Производители паяных пластинчатых
Мировой рынок паяных ПТО делят между собой 7-8 серьёзных брендов и десяток китайских OEM. На сайте teploobmennic.ru доступны как премиум-серии Alfa Laval/SWEP/Danfoss, так и российская продукция РИДАН, ЭТРА и собственный бренд КС.
| Бренд | Серии | Диапазон | Особенности |
|---|---|---|---|
| Alfa Laval | CB14, CB30, CB60, CB80, CB200 | 5-1500 кВт | эталон, медь и никель, AlfaNova (fusion bonding) |
| SWEP | B8, B16, B25, B45, F80, F120 | 5-2000 кВт | лучшая распределительная зона для DX-испарителей |
| Danfoss | XB12, XB37, XB59, B3, MPHE | 5-800 кВт | сильная пара с фреоновыми системами Danfoss |
| Kelvion (GEA) | GBS, GBH, GCH | 10-1000 кВт | немецкое производство, ассимметричные каналы |
| GEA WTT | WTT M K, WTT U | 5-500 кВт | профильное направление по холоду и тепловым насосам |
| Funke | TPL, FP, GPL | 10-800 кВт | немецкое качество в среднем ценовом сегменте |
| Tranter | Maxchanger MX | 5-300 кВт | прочный конструктив, нишевые применения |
| РИДАН | РС-серия (РС14, РС30, РС60) | 5-700 кВт | российский бренд, ex-Danfoss, отличный выбор для импортозамещения |
| ЭТРА | ЭТ серия паяных | 10-500 кВт | российское производство, конкурентная цена |
| КС НАШ БРЕНД | КС-CB14/CB30/CB60/CB80 | 5-300 кВт | Собственный бренд ТПЛ-Сервис: цена ниже Alfa Laval на 30-40 %, гарантия 24 мес. |
В каталоге паяные пластинчатые теплообменники представлены актуальные модели с наличием на складе. Большая часть позиций отгружается в день оплаты.
Типовые модели: спецификации
Чтобы сориентироваться по физическим размерам и параметрам, ниже — четыре «опорные» модели от Alfa Laval (CB14, CB30, CB60, CB80). Они формируют костяк рынка — у других брендов почти всегда есть полный аналог.
| Параметр | CB14 | CB30 | CB60 | CB80 |
|---|---|---|---|---|
| Площадь пластины, м² | 0.027 | 0.054 | 0.095 | 0.150 |
| Кол-во пластин (мин-макс) | 10-60 | 10-100 | 10-150 | 10-200 |
| Типовая мощность ГВС, кВт | 5-15 | 15-50 | 40-120 | 80-200 |
| Габариты ВхШхГ, мм | 208x76x35 | 315x113x52 | 466x119x95 | 525x180x110 |
| Подключения | G3/4" | G1" | G1 1/4" | G2" |
| Рабочее давление, МПа | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 (4.5 опц.) |
| Макс. температура, °C | 225 | 225 | 225 | 225 |
| Вес (40 пластин), кг | 2.4 | 5.6 | 12.0 | 22.0 |
Параметры выбора паяного ПТО
Чтобы инженер ТПЛ-Сервис мог рассчитать паяный ПТО под вашу систему, нужны пять цифр. Без них любая «оценка по фото из интернета» — гадание.
Берётся из расчёта или из паспорта котла. Для ГВС: Q = G x c x ΔT, где G — массовый расход (кг/с), c = 4.19 кДж/кг·К, ΔT — нагрев воды (типично 50 °C).
T1/T2 первичного контура и t1/t2 вторичного. Типовые: 95/70 °C первичка отопления, 5/55 °C вторичка ГВС. Тепловой расчёт.
Высшая точка системы + запас 1.5x. Для ИТП от теплосети — 1.6 МПа норма. Для фреоновых систем — указывайте хладагент (R410A до 4.5 МПа).
Вода (с какой химией?), гликоль (тип, концентрация), масло (минеральное, синтетическое), фреон (марка). Анализ воды — pH, жёсткость, хлориды, железо.
Гидравлическое сопротивление аппарата. Обычно проектируется 20-40 кПа. Превышение разгоняет насос, заниженное — увеличивает аппарат и цену.
Стандарт ТПЛ-Сервис — добавляем 10-15 % к расчётной площади, чтобы аппарат не уходил «в ноль» по мере отложений.
Decision tree: паяный или разборный?
Подробный гайд — «Как выбрать теплообменник». Если нужно за минуту получить рекомендацию — звоните инженеру по +7 (8043) 337-094, расчёт бесплатный.
Монтаж и обвязка
Паяный ПТО монтируется проще разборного: нет шпилек, не надо контролировать момент затяжки. Но есть набор требований, без которых аппарат проживёт втрое меньше.
Соединения
- Резьбовые (G1/2"–G2"). Стандарт для всех CB14-CB80. Использовать ФУМ-ленту или анаэробный герметик. Не перетягивать — резьба нарезана в патрубке припоем.
- Паяные (Cu-фитинг). Применяется на фреоновых линиях. Греть пайкой при монтаже — нельзя греть выше 350 °C, иначе медный припой ПТО потечёт. Использовать мокрую ветошь как теплоотвод.
- Сварные. Для крупных моделей CB200 и аналогов. Аналогично — теплоотвод обязателен.
- Фланцевые. Через переходник-сгон. Для ИТП и промышленных систем.
Обязательная обвязка
- Запорная арматура на каждом из четырёх портов — чтобы можно было отсечь аппарат для замены или промывки.
- Сетчатый фильтр 200-500 мкм на каждом входе — обязателен. Без него стружка из системы за неделю забьёт каналы 3-5 мм.
- Манометры на входе и выходе обоих контуров — для контроля ΔP и предупреждения о зарастании.
- Термометры или термопары — для контроля КПД и режима.
- Дренаж в нижней точке — для слива при ремонте.
- Воздухоотводчик в верхней точке — для удаления воздушных пробок.
- Мембранный расширительный бак на закрытом контуре отопления.
- Изоляция минимум 10-20 мм каучуковой ленты или мата — снижает теплопотери на 90 % и предупреждает конденсат на холодном контуре.
Ориентация и крепление
- Вертикальная установка — стандарт. Подача горячего теплоносителя сверху, выход внизу; холодного — наоборот, противоток.
- Горизонтальная — допускается, но затрудняет удаление воздуха. Для фреоновых испарителей — категорически нет (масло задерживается).
- Крепление — на хомутах или на штатных «лапках» (есть у CB60+). Зазор от стены минимум 100 мм для обслуживания соединений.
- Защита от вибрации — гибкие шланги или сильфонные компенсаторы, если рядом насос.
Подробный гайд по монтажу пластинчатых ПТО — «Монтаж теплообменника». По вопросам типового ИТП — принципы работы теплового пункта.
Эксплуатация и промывка
У паяного ПТО ровно один способ обслуживания — химическая циркуляционная промывка. Никаких разборок, ультразвуков, гидроимпульсов внутри. И это нужно понимать на этапе проектирования.
Признаки, что пора промывать
- ΔP вырос на 30 % при том же расходе насоса.
- Температура выхода на вторичном контуре упала на 5-10 °C при штатных параметрах первички.
- КПД (соотношение фактического Q к расчётному) упал ниже 80 %.
- У двухконтурного котла перестало хватать горячей воды для душа в зимний период.
- Возраст аппарата больше 2 лет при средней или жёсткой воде без подготовки.
Технология промывки
- Отсечь аппарат шаровыми кранами от системы.
- Слить теплоноситель через дренажи.
- Подключить промывочную станцию (помпа + ёмкость 30-100 л) на штатные порты.
- Залить реагент: для медной пайки — слабые ингибированные кислоты (адипиновая, лимонная, сульфаминовая) с pH не ниже 2. Категорически нельзя соляную, азотную, фосфорную — растворят медь. См. средства для промывки.
- Циркулировать 1-4 часа при t° 40-50 °C, периодически менять направление потока.
- Нейтрализовать слабощелочным раствором (тринатрий-фосфат 1-2 %).
- Промыть водой до нейтрального pH в стоке.
- Заполнить теплоносителем, удалить воздух, запустить.
Каталог оборудования для промывки — компактные станции от 1500 Вт для бытовых и до 3 кВт для промышленных систем. Развёрнутый материал по очистке — «Промывка пластинчатого теплообменника» и «Промывка теплообменника котла».
Что НЕ работает
- Механическая чистка щёткой — невозможна, каналы недоступны.
- Гидроимпульс и пневмоимпульс — разрушают слабые швы пайки.
- Соляная и азотная кислота — растворяют медь и убивают аппарат за один заход.
- «Промывка» проточной водой — снимает только шлам, не накипь.
Если каналы заросли карбонатом кальция намертво (вторая-третья промывка не даёт эффекта), вариант один — замена теплообменника. На паяных это норма после 12-15 лет эксплуатации в жёсткой воде.
FAQ — частые вопросы
Можно ли использовать паяный ПТО для отопления частного дома?
Через сколько лет нужно менять паяный ПТО?
Почему нельзя ставить паяный ПТО на аммиак?
Можно ли подключить паяный ПТО к системе с теплосетью?
Чем паяный отличается от полупаяного (semi-welded)?
Какие пластины внутри — нержавейка или титан?
Можно ли использовать паяный ПТО как теплообменник для бассейна?
Сколько стоит паяный ПТО на 50 кВт?
Чем КС НАШ БРЕНД отличается от Alfa Laval CB?
Какой запас по мощности заложить?
Подбор паяного — расчёт от инженера
Инженеры ТПЛ-Сервис подберут паяный пластинчатый теплообменник под ваши параметры: мощность, температурный график, давление, химия среды. Расчёт — бесплатно, обычно за 1-2 рабочих часа. На складе — модели от КС НАШ БРЕНД, РИДАН, Alfa Laval, SWEP, Danfoss. Большая часть позиций отгружается в день оплаты,
Сопутствующие каталоги: паяные ПТО · все пластинчатые · для отопления · для ГВС · охлаждение жидкости · для бассейна · пластины и уплотнения.
Связанные статьи: паяный vs разборный · как выбрать теплообменник · для частного дома · тепловой расчёт · монтаж · промывка · замена.
- Комментарии
