Судовые теплообменные аппараты передают тепло между контурами на борту судна: охлаждают двигатель, масло или рабочую воду и используют тепло для подогрева. Выбор зависит от среды, забортной воды, материала, вибрации, доступного места и режима эксплуатации.
Полный разбор конструкции кожухотрубных подогревателей: как устроены ПП1 и ПП2, в чём разница пароводяного и водоводяного, схемы подключения, таблица параметров, расчёт и выбор по ГОСТ 27590.
Инженеры S22 · подбор и поставка теплообменников
Нужен быстрый подбор? Напишите в чат
Проконсультируем и ответим 24/7 примерно за минуту.
Кожухотрубный подогреватель в разрезе: корпус и трубный пучок
Кожухотрубный подогреватель состоит из цилиндрического корпуса (кожуха) с трубным пучком внутри. Теплообмен происходит через стенки трубок: одна среда движется внутри трубок, другая — в межтрубном пространстве между трубками и внутренней поверхностью кожуха.
Основные элементы конструкции
Кожух (корпус), трубный пучок (трубки диаметром 16–38 мм), трубные решётки (крепят концы трубок), крышки (распределительные камеры), патрубки входа/выхода сред, перегородки (направляют поток в межтрубном пространстве).
Перегородки в межтрубном пространстве
Поперечные перегородки (дисковые, сегментные) направляют поток греющей среды поперёк трубного пучка — это многократно увеличивает скорость и коэффициент теплоотдачи по сравнению с продольным обтеканием. Для пароводяных ПП перегородки часто не ставят — пар и так конденсируется с высоким k.
Число ходов по трубному пространству
Чтобы увеличить скорость жидкости в трубках (и тем самым k), применяют многоходовую схему: перегородки в крышках делят трубный пучок на секции, через которые жидкость проходит последовательно. 2 хода — скорость удваивается, 4 хода — учетверяется. Но ΔP растёт пропорционально квадрату скорости.
В пароводяном подогревателе насыщенный пар поступает в межтрубное пространство (кожух) и конденсируется на внешних стенках трубок. Конденсат стекает вниз и выводится через конденсатоотводчик. Нагреваемая жидкость (вода, масло, технологическая среда) движется внутри трубок.
Преимущества пароводяного ПП
+Высокий k (конденсация пара): 1500–3500 Вт/(м²·К)
+Компактность при большой мощности
+Изотермический процесс (T_пар = const = T_нас)
+Высокий тепловой поток на единицу площади
+LMTD высок при больших перепадах температур
Особенности и ограничения
!Требует конденсатоотводчика в обвязке
!Паровая система сложнее в регулировании
!ТР ТС 032 обязателен (пар T более 110°C)
!Гидравлический удар при прогреве (нужен байпас)
!Высокий ΔT пучок/кожух → нужен ПП2
Применение: ГВС жилых домов с паровой котельной, промышленный нагрев воды и технологических жидкостей, деаэраторные установки, системы отопления от ЦТП с паровым вводом.
В водоводяном подогревателе оба контура — жидкость. Горячая вода теплосети (или другой горячей системы) движется по одной стороне, холодная нагреваемая вода — по другой. Стандартная схема: горячая теплосеть — в межтрубное пространство, холодная ГВС — в трубки.
Преимущества водоводяного ПП
+Простота регулирования (регулирующий клапан на горячем контуре)
+Нет конденсатоотводчика — меньше узлов обслуживания
+ΔT пучок/кожух мал — ПП1 достаточен
+Меньше риск гидроудара
+ТР ТС 032 только при P более 0,4 МПа или T более 110°C
Особенности и ограничения
!k ниже (1200–2500 Вт/(м²·К)) → аппарат крупнее
!LMTD ниже при малом перепаде температур
!Нужна достаточная ΔT (мин. 5–10°C между контурами)
!Накипь в трубках при жёсткой воде
Применение: ГВС от теплосети в ИТП жилых домов, отопление от теплосети (разделение контуров), нагрев бассейна, системы «горячей воды по требованию» в жилых и промышленных объектах.
Критичный параметр: ΔT пучок/кожух
Это разница средних температур трубного пучка и кожуха. При пар 170°C и нагреваемой воде 20→80°C: трубки в среднем ~50°C, кожух ~170°C. ΔT ≈ 120°C — обязателен ПП2. При теплосеть 95°C и вода 10→60°C: трубки ~35°C, кожух ~80°C. ΔT ≈ 45°C — достаточно ПП1.
ГОСТ 27590-2015 регламентирует маркировку, типоразмеры и основные параметры. Обозначение: ПП1 (или ПП2) — X — Y — Z, где X — площадь (м²), Y — расчётное давление в межтрубном (кгс/см²), Z — исполнение.
Основная формула: F = Q / (k × LMTD). Для предварительного расчёта используют ориентировочные значения k. Более точный расчёт — итерационный, с учётом числа ходов, скоростей, диаметров трубок и физических свойств сред.
Подогреватели в каталоге S22.ru
Серийные ПП1 и ПП2 по ГОСТ 27590 в наличии на складе. Поставка от 5 рабочих дней. Нестандартные типоразмеры — под заказ, срок 14–21 р.д. Подробнее — в каталоге подогревателей и разделе кожухотрубных теплообменников.
Частые вопросы о кожухотрубных подогревателях
Что такое кожухотрубный подогреватель простыми словами?
+
Кожухотрубный подогреватель — аппарат, где один теплоноситель нагревает другой через стенки металлических трубок. Трубный пучок — внутри цилиндрического кожуха. Пар или горячая вода — в межтрубном пространстве, нагреваемая среда — в трубках. Применяется в ГВС, промышленности, теплоснабжении.
Чем пароводяной подогреватель отличается от водоводяного?
+
Пароводяной ПП: греющая среда — пар, k=1500–3500 Вт/(м²·К), компактен, нужен конденсатоотводчик. Водоводяной: оба контура — вода, k=1200–2500 Вт/(м²·К), крупнее, но проще в регулировании и обслуживании.
В чём разница между ПП1 и ПП2?
+
ПП1 — жёсткая конструкция с неподвижными трубными решётками. ПП2 — плавающая головка компенсирует температурные расширения, пучок извлекается. ПП1 дешевле, но применим при ΔT пучок/кожух до 50°C. ПП2 для пар-вода схем и высоких температур.
Какой стандарт регулирует производство кожухотрубных подогревателей?
+
ГОСТ 27590-2015 — основной стандарт: типоразмеры, обозначение, параметры. При P более 0,05 МПа — ТР ТС 032/2013 (сосуды давления). Расчёт на прочность — ГОСТ 34233.
Как читается маркировка ПП1-50-13-2?
+
ПП1 — тип (неподвижные решётки). 50 — площадь F=50 м². 13 — расчётное давление 1,3 МПа в межтрубном. 2 — исполнение по расположению патрубков. Всё по ГОСТ 27590.
Сколько стоит кожухотрубный подогреватель?
+
Ориентир 2025: ПП1-4-7-2 — 35–55 тыс. руб.; ПП1-16-7-2 — 85–130 тыс. руб.; ПП1-50-7-2 — 180–280 тыс. руб.; ПП2-63-13-4 — 320–480 тыс. руб. Цена зависит от материала трубок и наличия паспорта ТР ТС 032.
Где применяются кожухотрубные подогреватели?
+
ГВС в ИТП жилых домов, промышленный нагрев воды и масла, деаэраторы, системы ЦТП и котельных, нагрев химических жидкостей, подогрев конденсата перед котлом.
Как часто нужно обслуживать кожухотрубный подогреватель?
+
1 раз в год — визуальный осмотр. 1 раз в 3–5 лет — гидравлическое испытание, химическая промывка. По необходимости — механическая чистка (только ПП2). При качественной водоподготовке ПП1 может работать 15–20 лет без капитального обслуживания.
Можно ли заменить пластинчатый теплообменник на кожухотрубный?
+
Да, с перерасчётом и увеличением габаритов (k ниже). Кожухотрубный работает при высоком давлении, с паром, с загрязнёнными средами. Пластинчатый компактнее, но ограничен давлением до 2,5 МПа и чувствителен к загрязнению.
Как рассчитать поверхность теплообмена?
+
F = Q / (k × LMTD). Q — тепловая нагрузка (Вт), k — коэффициент теплопередачи (для пар-вода: 1500–3500 Вт/м²·К), LMTD — среднелогарифмический напор. К результату добавить запас 10–15%.
Подобрать подогреватель по ТЗ
Отправьте параметры — инженер выберет ПП1 или ПП2, рассчитает F и выдаст КП за 30–60 минут. Подогреватели ПП1/ПП2 — в наличии на складе.
Оборудование работает в ограниченном пространстве и испытывает вибрации, поэтому важны прочность крепления, доступ для очистки и устойчивость материалов к морской воде. В схеме отдельно рассматривают забортный и внутренний контуры.
Охладитель отводит тепло от двигателя или масла к воде.
Подогреватель использует горячий контур для нагрева рабочей среды.
Пластинчатый аппарат удобен при ограниченном пространстве и доступе к пакетам пластин.
Кожухотрубная конструкция подходит для задач, где важны прочность и устойчивость к режиму.
Вопросы и ответы
Для чего нужен судовой теплообменник?
Он охлаждает или нагревает рабочие среды судовой энергетической установки. Передача тепла происходит между разделёнными контурами.
Что охлаждают на судне?
В зависимости от схемы охлаждают пресную воду, масло, воздух или другие среды. Тепло отводится через забортный либо отдельный промежуточный контур.
Как выбрать судовой теплообменный аппарат?
Учитывают среду, тепловую нагрузку, материал, вибрацию, габариты, доступ для обслуживания и направление потоков. Отдельно проверяют совместимость с морской водой.
Чем отличается охладитель от подогревателя?
Охладитель отводит энергию от одной среды, а подогреватель передаёт ей тепло. Конструкция может быть похожей, меняется назначение и схема подключения.
