Schimbătorul de căldură pentru încălzire este cea mai importantă componentă a oricărui cazan. „Durata de viață” a unității de încălzire depinde de performanța acesteia. Să ne uităm la ce schimbător de căldură pentru sistemul de încălzire va asigura funcționarea eficientă a cazanului și va prelungi durata de viață a acestuia.
Care sunt agregatele acestei categorii?
Un schimbător de căldură cu plăci pentru încălzire este un sistem complex din punct de vedere tehnic care transferă energie între lichidul de răcire cald și rece. În practică, pentru aceasta se folosesc lichide și vapori, mai rar gaze, baze solide.
Cu alte cuvinte, un schimbator de caldura pentru incalzire este un aparat care nu are sursa proprie de caldura, iar functionalitatea sa este asigurata de energia care provine dintr-un sistem centralizat de incalzire. Adică un cazan sau sobă nu aparține unităților din această categorie prin definiție. Cu toate acestea, o bancă sau un scut care reflectă căldura gazelor de ardere de la sobă poate fi considerată exemple de schimbător de căldură, deoarece încălzesc aerul din cameră.
Eficiența transferului de energie aici depinde de următoarele:
- Diferențe de temperatură între medii (prezența unei diferențe semnificative provoacă un transfer de energie mai impresionant).
- Zona de contact a mediilor individuale cu un schimbător de căldură.
- Indicatori ai conductivității termice a materialelor de construcție.
De fapt, un schimbător de căldură pentru apă caldă de la încălzire poate fi reprezentat de orice conductă care este folosită pentru a transfera un anumit mediu de lucru, care are o temperatură diferită de cea a spațiului înconjurător.
Tipuri
Unul dintre criteriile determinante atunci când alegeți un schimbător de căldură dintr-un anumit plan este nu numai natura lichidului de răcire, ci și calitatea acestuia. Dacă utilizarea apei dedurizate sau purificată chimic ar trebui să fie utilizată ca mediu de lucru, este mai bine să acordați preferință structurilor din plăci brazate. Același lucru este valabil și pentru utilizarea lichidelor de răcire care nu lasă în urmă depuneri pe pereții structurii, cum ar fi alcool, freon sau etilenglicol.
Când vine vorba de puncte de încălzire la scară largă, cum ar fi casele de cazane, aici puteți vedea cel mai adesea un schimbător de căldură pentru apă caldă de la un tip de încălzire pliabil. Utilizarea unor astfel de soluții poate fi explicată prin prezența unui mediu de lucru de calitate scăzută, care este utilizat în rețelele de încălzire centralizată.
Simplitatea designului unităților lamelare pliabile contribuie la întreținerea lor convenabilă, în special la dezasamblarea rapidă în timpulnecesitatea de a elimina scara de pe canalele interne. În același timp, chiar și meșteșugarii fără experiență pot înlocui piesele unui astfel de schimbător de căldură, fie că este vorba de flanșe sau supape.
După metoda de transfer de energie, merită evidențiat amestecul și schimbătorul de căldură de suprafață pentru încălzire. Primul funcționează conform principiului distribuției energiei în contact direct între purtători de căldură individuali. Al doilea tip transferă energie prin plăci fără contact direct între mediile de lucru.
Daca este necesara folosirea unui schimbator de caldura pentru incalzire ca element de incalzire a apei intr-o piscina sau ca racitor in instalatii industriale, se recomanda folosirea unitatilor cu placi si braze in acest scop. Astfel de modele permit realizarea rapidă a celui mai eficient transfer de căldură între două fluide.
Materiale
Un schimbător de căldură pentru încălzirea unei case poate fi realizat din plăci de oțel sau fontă, conectate prin lipire cu lipire de cupru sau nichel. Structurile brazate cu cupru sunt comune în sistemele de încălzire centralizată. În același timp, sistemele, ale căror elemente sunt conectate cu ajutorul nichelului, sunt utilizate în principal pentru a satisface nevoile zonelor industriale și, dacă este necesar, pentru a lucra cu medii agresive chimic.
Fontă
Acordând preferință schimbătoarelor de căldură din fontă, ar trebui să acordați atenție câteva puncte:
- Greutate suficient de impresionantătrebuie avut în vedere la elaborarea unui proiect de amenajare a unei cazane. În ceea ce privește introducerea unor astfel de structuri în sistemul de încălzire al unei case private, aceasta din urmă ar trebui să se distingă printr-un volum mic de secțiuni, un număr minim de canale de fum care sunt utilizate pentru a muta produsele de ardere.
- Unitățile din fontă se remarcă prin posibilitatea transportului secțional în formă dezasamblată, ceea ce devine convenabil pentru instalare și întreținere ulterioară.
- În ciuda greutății, materialul este destul de fragil. Prin urmare, în timpul transportului și instalării, impacturile mecanice asupra elementelor structurale trebuie evitate. Un alt pericol este șocul termic. Dacă un volum impresionant de mediu de lucru rece este introdus brusc în unitatea care nu s-a răcit, pereții schimbătorului de căldură se pot crăpa.
- Fonta este susceptibilă atât la coroziune umedă, cât și la coroziune uscată. Primul se formează ca urmare a expunerii la materialul de condensat acid. Al doilea acoperă încet suprafața structurii sub forma unei pelicule de rugină pe măsură ce este utilizat. Deoarece schimbătoarele de căldură pentru încălzirea unei case private din fontă au pereți groși, aceste procese pot dura mulți ani.
- Astfel de sisteme se încălzesc mult timp, dar se răcesc extrem de lent, ceea ce reduce semnificativ consumul de combustibil și crește eficiența încălzirii spațiului.
Oțel
Prezența unei „inimii” 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 adeseafolosit pentru a deservi suprafețe mari.
În ceea ce privește ușurința instalării structurii de oțel, asamblarea finală, spre deosebire de unitățile din fontă, are loc în fabrică. Monobloc dintr-o singură bucată este destul de dificil de adus într-o cameră înghesuită. În plus, asamblarea din fabrică complică repararea și întreținerea sistemului.
Schimbătorul de căldură din oțel instalat în cuptorul de încălzire, care a suferit daune grave, este aproape imposibil de readus la viață acasă. Fie trebuie să apelezi la demontarea completă a sistemului și să-l trimiți la atelierul industrial pentru reparații, fie să scapi de structură prin înlocuirea acesteia.
În același timp, un schimbător de căldură cu apă pentru încălzire din oțel nu se teme nici de șoc termic, nici de solicitări mecanice semnificative. Materialul are o rată mare de elasticitate și, prin urmare, face față bine schimbărilor bruște de temperatură. Cu toate acestea, expunerea prelungită la frig sau căldură extremă poate provoca mici fisuri în suduri.
Dacă vorbim despre capacitatea de a rezista la coroziune, schimbătorul de căldură din oțel este supus doar influențelor electrochimice. Mai ales rapid, cu contact prelungit cu medii agresive, pereții subțiri sunt corodați de rugină. În același timp, durata de viață a sistemului poate fi redusă sistematic cu 5 până la 15 ani. Pe baza acestui fapt, producătorii acoperă adesea pereții interiori ai schimbătoarelor de căldură din oțel cu fontă.
Sistemele realizate din acest material se încălzesc aproape instantaneu și se răcesc la fel de repede. În ciuda confortului evident, dacă este necesarîncălzirea rapidă a spațiului, această proprietate are un dezavantaj, o parte negativă. Astfel, efectul oboselii metalice în anumite secțiuni ale structurii poate duce la avarii minore.
Cum se calculează schimbătorul de căldură?
Calculele făcute de dvs. sunt una dintre cele mai frecvente întrebări ale consumatorilor. De fapt, este extrem de dificil să faci față sarcinii, deoarece producătorii de schimbătoare de căldură încearcă să ascundă secretele propriilor dezvoltări de către persoane din afară, inclusiv utilizatori.
Din cauza motivului de mai sus, devine dificil să aflați consumul real de energie al transferului de căldură. Dacă acest indicator este în mod deliberat scăzut, în consecință, eficiența schimbătorului de căldură va fi insuficientă pentru a satisface nevoile existente.
Pentru a crește performanța sistemului, este adesea necesar să instalați unități voluminoase. Cu toate acestea, pentru a reduce numărul de plăci de schimbător de căldură utilizate, este suficient să folosiți un program special de calcul pe care îl are fiecare producător serios de echipamente de încălzire.
Schimbătoare de căldură pentru încălzire cu propriile mâini
Cum să faci un design eficient care să facă față funcțiilor de transfer de căldură cu propriile mâini? Pentru a face acest lucru, este suficient să revenim la definiția tipică pentru dispozitivele din această categorie. Se pare că pentru a asambla un schimbător de căldură simplu, este suficient să luați o țeavă metalicăo anumită lungime, rulați-l într-un inel și puneți-l într-un recipient plin cu apă.
Prin scoaterea și admisia conductei în exterior, se poate obține un design funcțional care fie va încălzi, fie va răci fluidul de lucru, în funcție de nevoia existentă.
Schimbător de căldură cu manta de apă
Pe lângă sistemul serpentin, îți poți face propriul schimbător de căldură, cunoscut sub numele de „jachetă de apă”. Asemenea sisteme funcționează pe baza principiului distribuției energiei între mai multe containere etanșate plasate unul în celăl alt.
Schimbul de căldură conform acestui principiu este utilizat cu succes în cazanele cu combustibil solid de dimensiuni mici. În ciuda simplității generale a designului, dezavantajul unor astfel de sisteme este prezența unei presiuni de funcționare relativ scăzute, pentru care sunt proiectate aceste unități. În plus, fabricarea schimbătoarelor de căldură care funcționează pe principiul „manta de apă” ar trebui să fie efectuată de un sudor cu experiență. Este destul de problematic să proiectați și să asamblați un astfel de sistem din materiale improvizate fără a avea abilitățile corespunzătoare.
Schimbător de căldură cu placă tubulară
Probabil cea mai dificilă dintre toate opțiunile disponibile pentru auto-fabricare este un sistem numit „placă cu tuburi”. Această definiție a fost atribuită schimbătoarelor de căldură de casă care conțin o cantitate substanțială de racorduri de țevi expansive.
Asemenea unități sunt prezentate sub forma a trei recipiente sigilate. Două dintre ele sunt plasate pe marginile opuse ale structurii și conectateconductoare metalice ale mediului de lucru, care sunt evazate la capetele unor astfel de vase. Schimbul de căldură se realizează în partea a treia - mijlocie datorită mișcării mediului de lucru lichid între rezervoare prin conducte.
Căutarea de soluții alternative
Dacă nu există nicio modalitate de a auto-asambla schimbătorul de căldură folosind metodele de mai sus, puteți încerca să găsiți materiale pentru fabricarea viitorului sistem în propriul dulap sau într-un depozit de deșeuri. De exemplu, un suport pentru prosoape încălzit vechi ar fi o soluție excelentă pentru crearea unui dispozitiv sub formă de bobină. Orice calorifer de uz casnic care nu are scurgeri va funcționa și el.
În ceea ce privește utilizarea caloriferelor de la sobele auto, de fapt, acestea pot fi folosite imediat ca element de încălzire prin combinarea unităților individuale cu adaptoare pentru a mări suprafața de schimb de căldură.
Un dispozitiv eficient poate fi creat pe baza unui încălzitor de apă vechi. În acest caz, nici măcar nu trebuie să refaceți aproape nimic.
În final
După cum puteți vedea, principiul de funcționare al schimbătoarelor de căldură este aproximativ același peste tot. În funcție de condițiile de funcționare, astfel de unități pot funcționa atât pentru încălzire, cât și pentru răcirea mediului de lucru: gaz, lichid sau solid.
La alegerea unei soluții din fabrică, foarte mult depinde de sarcinile atribuite schimbătorului de căldură, iar în cazul auto-asamblarii, de imaginația inginerească a maestrului.
