Schimbător de căldură pentru încălzirea apei calde

Schimbătorul de căldură pentru încălzire este cea mai importantă componentă a oricărui cazan. Capacitatea sa de lucru depinde de "durata de viață" a unității de încălzire. Să vedem ce schimbător de căldură pentru sistemul de încălzire va permite să se asigure funcționarea eficientă a cazanului și să se prelungească durata de viață a acestuia.

Care sunt agregatele din această categorie?

Placa schimbător de căldură pentru încălzire este un sistem complex din punct de vedere tehnic prin care energia este transferată între agentul de răcire fierbinte și rece. În practică, lichide și vapori sunt utilizate pentru aceasta, mai puțin deseori gaze și baze solide.

Cu alte cuvinte, un schimbător de căldură pentru încălzire este un dispozitiv care nu are propria sursă de căldură, iar funcționalitatea acestuia este asigurată de energia care provine dintr-un sistem centralizat de încălzire. Adică, un cazan sau aragaz nu aparține agregatelor din această categorie prin definiție. Cu toate acestea, o canapea sau un scut care reflectă căldura gazelor de ardere din sobă poate fi considerată ca un exemplu de schimbător de căldură, deoarece încălzesc aerul în încăpere.

Eficiența transferului de energie depinde de următoarele:

• Diferențele de temperatură dintre medii (prezența unei diferențe semnificative determină un transfer mai impresionant de energie).
• Zonele de contact ale mediilor individuale cu un schimbător de căldură.
• Indicatorii conductivitatea termică a materialelor de fabricație de construcții.

De fapt, schimbătorul de căldură pentru încălzirea apei calde poate fi reprezentat de orice țeavă care este utilizată pentru a transmite un anumit mediu de lucru, care are o temperatură diferită de cea a spațiului din jur.

tipuri

Unul dintre criteriile determinante pentru alegerea unui schimbător de căldură al unui anumit plan nu este numai natura lichidului de răcire, ci și calitatea acestuia. Dacă se presupune că se utilizează apă dedurizată sau purificată chimic sub forma unui mediu de lucru, ar trebui să se acorde prioritate structurilor de tipul lipit de tip placat. Același lucru este valabil și pentru utilizarea lichidelor de răcire, care nu lăsă în urmă niciun depozit pe pereții structurii, de exemplu alcool, freon sau etilenglicol.

Când vorbim despre puncte termice de mari dimensiuni, cum ar fi cazanele, aici este mai des posibil să vedem un schimbător de căldură pentru apa caldă de la încălzirea unui tip demontabil. Utilizarea unor astfel de soluții poate fi explicată prin prezența unui mediu de lucru de proastă calitate, utilizat în rețelele centralizate de încălzire.

Simplitatea construirii agregatelor de tip placă demontabilă facilitează menținerea lor convenabilă, în special dezasamblarea rapidă, dacă este necesară îndepărtarea scării din canalele interne. În acest caz, înlocuirea părților unui astfel de schimbător de căldură, fie că este vorba de flanșe sau de zăvoare, este posibilă chiar și pentru maeștrii neexperimentați.

Conform metodei de transfer de energie, merită să se sublinieze schimbătorul de căldură și schimbătorul de căldură de suprafață pentru încălzire. Primele funcții respectă principiul propagării energiei în timpul contactului direct între purtătoarele individuale de căldură. Cel de-al doilea tip transferă energia prin plăci fără contact direct cu mediul de lucru.

Dacă este necesar să se utilizeze un schimbător de căldură pentru încălzire ca element pentru încălzirea apei în piscină sau ca un răcitor în instalațiile industriale, sunt recomandate unități lamelare și brazate în acest scop. Astfel de modele permit atingerea rapidă a celui mai eficient schimb de căldură între două lichide.

materiale

Schimbătorul de căldură pentru încălzirea locuinței poate fi realizat din plăci din oțel sau fontă, conectate prin lipire cu aliaje de cupru sau nichel. Structurile brazate cu cupru sunt comune în sistemele centralizate de încălzire. În același timp, sistemele, ale căror elemente sunt legate de utilizarea nichelului, sunt utilizate în principal pentru a satisface nevoile sferelor industriale și, dacă este necesar, pentru a lucra cu medii agresive chimic.

Fontă

Schimbătorii de căldură preferați din fontă ar trebui să acorde atenție mai multor puncte:

1. Greutatea este destul de impresionantă, care trebuie luată în considerare la elaborarea unui proiect pentru amenajarea cazanului. În ceea ce privește introducerea unor astfel de structuri în sistemul de încălzire al unei case particulare, acestea din urmă ar trebui să se distingă prin volumul mic de secțiuni, numărul minim de canale de fum care sunt utilizate pentru a muta produsele de combustie.
2. Unitățile de fontă se caracterizează prin posibilitatea transportului secționat în formă dezasamblată, ceea ce devine convenabil pentru instalare și întreținere ulterioară.
3. În ciuda greutății, materialul este destul de fragil. Prin urmare, în timpul transportului și instalării, este necesar să se evite influențele mecanice asupra elementelor structurale. Un alt pericol este șocul termic. Cu o locație ascuțită într-o unitate neîncălzită cu un volum impresionant de mediu de lucru rece, pereții schimbătorului de căldură se pot sparge.
4. Fonta se supune atât coroziunii umede cât și uscate. Primul este format ca urmare a expunerii la materialul condensatului acid. Cea de-a doua acoperă încet suprafața structurii sub forma unui strat de rugină, așa cum este utilizat. Deoarece schimbătoarele de căldură pentru încălzirea unei case private făcute din fontă au pereți groși, aceste procese pot dura mulți ani.
5. Astfel de sisteme sunt încălzite mult timp, dar se răcesc foarte încet, ceea ce reduce considerabil consumul de combustibil și crește eficiența încălzirii încăperilor.

oțel

Prezența unei "inimi" de oțel nu duce la o ponderare semnificativă a sistemului. Prin urmare, un schimbător de căldură de apă pentru încălzire, realizat din acest material, este adesea folosit pentru a servi suprafețe mari.

În ceea ce privește confortul montajului structurii metalice, montajul final, spre deosebire de unitățile din fontă, are loc în fabrică. Bara de bomboane dintr-o singură bucată este destul de greu de a aduce într-o cameră strâmtă. În plus, ansamblul fabricii complică reparația și întreținerea sistemului.

Instalat schimbător de căldură din oțel în cuptorul de încălzire, care a suferit pagube serioase, este aproape imposibil să vă întoarceți la viață acasă. Este necesar fie să recurgeți la dezmembrarea completă a sistemului și să îl trimiteți spre reparare la atelierul industrial, fie să scape de construcție, înlocuindu-l.

În același timp, schimbătorul de căldură de apă pentru încălzirea din oțel nu se teme de șocul termic și nici de sarcini mecanice semnificative. Materialul are un indice ridicat de elasticitate și, prin urmare, se descurcă bine cu schimbările de temperatură ascuțite. Cu toate acestea, datorită expunerii prelungite la frig sau căldură puternică, pe suduri se pot forma mici fisuri.

Dacă vorbim despre abilitatea de a rezista coroziunii, schimbătorul de căldură din oțel este expus doar efectelor electrochimice. Foarte rapid, cu contact prelungit cu medii corozive de rugină, pereții subțiri sunt erodați. În același timp, durata de viață a sistemului poate fi redusă în mod sistematic pentru o perioadă de 5 până la 15 ani. În urma acestui fapt, producătorii acoperă adesea pereții interiori ai schimbătoarelor de căldură din oțel cu fontă.

Sistemele din acest material se încălzesc imediat și la fel de repede se răcesc. În ciuda confortului evident atunci când este necesar să se încălzească rapid incintele, această proprietate are o latură inversă, negativă. Deci, efectul oboseala de metal în anumite părți ale structurii poate duce la apariția unor daune minore.

Cum se face un calcul al schimbătorului de căldură?

Efectuarea autoevaluării este una dintre cele mai frecvente întrebări din partea consumatorilor. De fapt, este extrem de dificil să se facă față sarcinii, deoarece producătorii de schimbătoare de căldură încearcă să ascundă secretele dezvoltărilor proprii de la exterior, inclusiv de la utilizatori.

Din motivele de mai sus, devine dificilă determinarea consumului real de energie în timpul transferului de căldură. Dacă acest indicator este cu siguranță scăzut, eficiența schimbătorului de căldură nu va fi suficientă pentru a satisface nevoile existente.

Pentru a crește performanța sistemului, este adesea necesar să instalați unități volumetrice. Cu toate acestea, pentru a reduce numărul plăcilor schimbătorului de căldură utilizate, este suficient să folosiți un program de calcul special pe care îl are fiecare producător serios de echipamente de încălzire.

Schimbătoare de căldură pentru încălzire cu mâinile proprii

Cum de a face un design eficient cu mâna proprie, care va face față funcțiilor de schimb de căldură? Pentru aceasta, este suficient să reveniți la definiția, care este tipică pentru dispozitivele din această categorie. Se pare că pentru a construi un schimbător de căldură simplu este suficient să luați o conductă metalică de o anumită lungime, să o rotiți într-un inel și să o plasați într-un recipient umplut cu apă.

Datorită ieșirii exterioare și intrării țevii, este posibil să se obțină un design funcțional care va încălzi sau răci fluidul de lucru, în funcție de necesitățile existente.

Schimbătorul de căldură "jachetă de apă"

În plus față de sistem sub formă de bobină, este posibil să se facă un schimbător de căldură cunoscut sub numele de "jachetă de apă". Aceste sisteme funcționează pe baza principiului distribuirii energiei între mai multe recipiente sigilate plasate unul în celălalt.

Transferul de căldură conform acestui principiu este utilizat cu succes în cazanele cu combustibil solid de dimensiuni mici. În ciuda simplității generale a designului, lipsa unor astfel de sisteme este prezența unei presiuni de lucru relativ scăzute, pentru care sunt proiectate aceste unități. În plus, fabricarea schimbătoarelor de căldură, care funcționează pe principiul "jachetei de apă", ar trebui să angajeze un sudor cu experiență. A construi și a asambla un astfel de sistem din materiale improvizate, fără a avea abilitățile corespunzătoare, este destul de problematic.

Placa de schimb de căldură

Probabil cea mai complexă dintre toate opțiunile disponibile pentru producția independentă este sistemul, care se numește "placa de țevi". Această definiție a fost atribuită schimbătorilor de căldură auto-făcuți, care conțin un număr substanțial de rosturi de rulare.

Aceste agregate sunt reprezentate sub forma a trei containere sigilate. Două dintre acestea sunt plasate pe marginile opuse ale structurii și sunt conectate prin conductori metalici ai mediului de lucru, care se extind la capetele acestor vase. Transferul de căldură se efectuează în cea de-a treia parte a mijlocului datorită mișcării mediului de lucru lichid dintre containere prin țevi.

În căutarea de soluții alternative

Dacă nu există posibilitatea auto-asamblării schimbătorului de căldură prin metodele de mai sus, puteți încerca să găsiți materiale pentru producerea viitorului sistem în camera dvs. de depozitare sau într-un depozit de deșeuri. De exemplu, o soluție excelentă pentru crearea unui dispozitiv sub formă de bobină va fi o șină veche de prosop încălzită. Orice radiator de uz casnic care nu prezintă scurgeri este, de asemenea, potrivit.

În ceea ce privește utilizarea radiatoarelor de la sobe de mașini, de fapt, ele pot fi utilizate imediat ca element de încălzire, combinând unități individuale cu adaptoare pentru a crește zona de schimb de energie termică.

Un dispozitiv eficient poate fi creat pe baza unei coloane vechi de încălzire a apei. În acest caz, nici măcar nu trebuie să faceți nimic în privința asta.

În final,

După cum puteți vedea, principiul funcționării schimbătoarelor de căldură este aproximativ același peste tot. În funcție de condițiile de funcționare, aceste unități pot funcționa atât pentru încălzirea, cât și pentru răcirea fluidului de lucru: gaz, lichid sau solid.

Atunci când alegeți o soluție din fabrică, depinde mult de sarcinile atribuite schimbătorului de căldură, iar în cazul auto-asamblării - de fantezia ingineriei comandantului.