Теплообменник для частного дома с центральным отоплением

Содержание

Введение

Что такое теплообменник? Отвечая на этот вопрос, можно определить устройство или технологию, в которых происходит явление теплообмена между 2 средами с разными показателями температурного статуса.

По принципу работы теплообменники можно разделить на 2 типа:

В рекуператоре движущиеся теплоносители разделены перегородкой. Сюда входит преобладающее количество теплообменников с большим разнообразием типов конструкции. В группу регенеративных устройств входят теплообменники, в которых горячий и холодный хладагенты поочередно находятся в непосредственном контакте с общей поверхностью. Тепло в стене начинает накапливаться при контакте с горячим теплоносителем и может выделяться при контакте с холодным. Одним из примеров является доменная печь Каупера.

opel теплообменник

Отвечая на вопрос, что такое теплообменник, стоит упомянуть его область применения. Прежде всего, они важны в технологическом процессе нефтепереработки, а также в нефтехимической, химической, атомной, холодильной, газовой и других отраслях производственной деятельности человека. Без него не обойтись даже в энергетике и коммунальном хозяйстве.

Выбор промышленного теплообменного оборудования

Для эффективного выполнения производственной деятельности теплообменник должен соответствовать требованиям технологического процесса:

  • возможность регулировать и поддерживать температуру рабочей среды;
  • соответствие скорости обращения продукта минимальной длительности пребывания агента в системе;
  • устойчивость материала теплообменника к воздействию рабочей среды;
  • соответствие устройства давлению теплоносителя.

Второй важный критерий выбора — это эффективность и производительность устройства, сочетание высокой интенсивности теплообмена при сохранении требуемых гидравлических параметров устройства.

Эксплуатация разных видов теплообменных устройств в промышленности

Использование теплообменников может быть реализовано в следующих областях:

  • использование остаточного тепла для производства электроэнергии;
  • точный контроль температуры во время химических процессов;
  • вторичное использование энергии для бытовых нужд;
  • поддержание температуры в бытовых системах отопления в нормированных параметрах.

Исходя из заданных мероприятий, вы сможете выбрать оптимальную модель устройства по мощности, конструкции и другим параметрам.

Пластинчатый теплообменный аппарат

Оборудование с тарелками можно использовать в различных отраслях промышленности, в том числе в пищевой. Его использование экономически целесообразно при пастеризации молока и сока, которая проходит в три этапа. Раствор, нагретый на третьей ступени, используется как горячий теплоноситель для нагрева на двух других ступенях. Это значительно экономит ресурсы.

Не менее распространены пластинчатые модели для отопления паром низкого давления. Это устройство не подходит для работы под высоким давлением из-за высокой вероятности разгерметизации уплотнений между пластинами.

Принципиальная схема пластинчатого теплообменника
Принципиальная схема пластинчатого теплообменника
1,3,5 — нечетные пластины; 2,4 — плиты форменные; I — вход и выход первого теплоносителя; II — ввод и вывод второго теплоносителя

Труба в трубе

Оборудование, имеющее небольшую площадь теплообмена и применяемое только в установках малой мощности для передачи энергии в газожидкостных средах».

Схема теплообменника
Схема теплообменника типа труба в трубе
1 — внутренняя трубка; 2 — внешняя трубка; 3 — патрубок соединительный изогнутый; 4 — патрубки соединительные

Спиральные конструкции

Устройства предназначены для взаимодействия «жидкость-жидкость» рабочих сред. Пар часто выступает в роли агента.

Основное назначение теплообменника: конденсаторы пониженного давления. Если теплоноситель содержит твердые частицы, волокна и другие примеси, устройство устанавливают горизонтально, чтобы предотвратить скопление веществ в нижней части системы.

Схема спирального теплообменника
Схема спирального теплообменника

Элементные модели

Теплообменник состоит из нескольких секций, объединенных в одну конструкцию. Он активно используется, когда необходимо работать с высоким давлением или хладагенты циркулируют с одинаковой скоростью без изменения агрегатного состояния.

Кожухотрубный аппарат

Установка, в которой хладагенты перемещаются по трубам в кольцевое пространство. Для увеличения скорости процесса предусмотрены решетки и перегородки. Область применения: промышленность и транспорт для нагрева, охлаждения и конденсации газообразных и жидких сред.

Витые приборы

Агрегаты участвуют в разделении газовых смесей методом глубокого охлаждения в аппаратах высокого давления. Одним из основных недостатков конструкции является преобразование теплового напряжения.

Схема плетеного теплообменника
Схема плетеного теплообменника

Теплообменники для систем отопления

Теплообменники для отопления предназначены для обмена теплом между двумя контурами с горячей и холодной водой. Они используются в системах отопления, где передают тепло теплоносителю за счет более высокой температуры теплоносителя. Незаменимость таких теплообменников проявляется в частных домах, где собственное отопление. После установки этих устройств электроснабжение от отопительной системы и тепловой сети становится раздельным. С разных сторон к прибору подключаются внутренний контур системы и патрубок с горячим теплоносителем. Теплообменник можно подключать как напрямую, так и параллельно.

Пластинчатые теплообменники для систем отопления

Пластинчатые теплообменники наиболее популярны в блочных трансформаторных подстанциях для автономного отопления. Он основан на серии пластин, перфорированных путем формования, для увеличения площади теплообмена и создания каналов, по которым происходит движение воды. Пластины собраны в пакет, на последней закрепленной пластине расположены патрубки для входа и выхода теплоносителя теплоносителя и теплоносителя, в которые выводятся каналы от пластин.

Конструкция теплообменника для отопления

Теплообменник для отопления состоит из 2-х стальных пластин с патрубками, которые соединены направляющими и штифтами. Гофрированные пластины и прокладки стягиваются между пластинами. Для регулировки количества пластин одну из пластин делают подвижной. Пространство между соседними пластинами поочередно заполняется холодным и горячим хладагентом, а водонепроницаемость системы обеспечивается прокладками. Небольшие размеры устройства обеспечивают высокую эффективность, так как рельефная поверхность позволяет увеличить площадь теплообмена.

Преимущества и недостатки

— простота установки;

— уменьшенные габариты;

— простота обслуживания;

— возможность менять отапливаемую площадь;

— высокий КПД при энергосбережении;

— длительный срок работы;

— определенные ограничения при использовании максимального давления и температуры;

— необходимость расчета каждого устройства индивидуально по заданным характеристикам;

— восприимчивость к качеству теплоносителя и наличию примесей;

Конструкция и монтаж

Нагревательный элемент может быть выполнен в виде регистра — решетки из равномерно сваренных труб. Это самая распространенная конструкция. Однако его можно упростить, сделав его в форме резервуара, в форме цилиндра или прямоугольника. Главное условие — наличие достаточной площади для осуществления процесса обмена жидкости.

При изготовлении нагревательного элемента необходимо соблюдать следующие правила:

  1. Во избежание закипания воды внутренний объем труб должен быть не менее 50 мм.
  2. Металл не должен гореть, поэтому рекомендуемая толщина — не менее 3 мм.
  3. При нагревании металл имеет свойство расширяться, этот момент следует учитывать, обеспечивая расстояние между стенками печи и нагревательным элементом.

Процесс установки ТЭНа состоит из нескольких простых шагов:

  • на дно камеры духового шкафа поставить теплообменник;
  • предусмотреть отверстия для труб в топке.

Далее нужно подключить ТЭН к системе отопления и запустить воду.

Достоинства и недостатки

Современные агрегаты просты в обслуживании и не вызывают проблем при разборке и мытье устройства. Пластинчатые теплообменники, которые устанавливаются чаще, медленнее загрязняются из-за повышенной турбулентности и качественной полировки.

Отопительные агрегаты ведущих производителей служат дольше, чем водогрейные котлы, водогрейные котлы и печи для дома и гаража. Средний срок службы агрегата составляет примерно 10-20 лет. Большинство устройств практически не имеют недостатков, кроме необходимости чистить устройство при его загрязнении. Чтобы уменьшить скопление грязи внутри устройства, всегда следует использовать теплоноситель хорошего качества.

Использование теплообменных устройств в промышленности

Теплообменники имеют различное технологическое значение. Все модели можно разделить на две большие категории:

  • теплообменные устройства, в которых основным процессом является теплопередача;
  • теплообменные устройства, в которых охлаждение, конденсация, пастеризация и другие процессы являются основными, а передача тепловой энергии служит сопутствующим компонентом.

По основному приложению модели классифицируются по группам:

  • конденсаторы;
  • обогреватели;
  • холодильники;
  • испарители.

Их использование широко востребовано в различных отраслях промышленности. Внедрение устройства в технологический процесс позволяет значительно ускорить работу и повысить эффективность.

Методы промывки

Есть простые варианты, которые практически бесплатны, есть дешевые с минимальными вложениями и профессиональные: они намного дороже, но очень эффективны.

Как так или иначе промыть вторичный теплообменник газового котла? И когда их логично использовать. Все зависит от суммы вкладов.

В простейшем случае достаточно механической очистки. Края БТ зачищены снаружи. В работе используется любая жесткая кисть, шпатель, скребок или шнур

здесь очень важно не повредить плиты

Отопление ГВС

Второй способ — стирка в специальном составе. На практике он сочетается с первым методом и следует ему сразу после.

Деталь помещают в емкость с кислотной смесью. Тип используемой кислоты: соляная кислота или лимонная кислота. Подходящие пропорции: 100 грамм на 10 литров. Водопад.

Отопление ГВС

Кислоты можно заменить любым средством для удаления накипи. Через 30-40 минут ЖТ извлекается из емкости. С него аккуратно стираем остатки накипи.

Попутно чистится и змеевик. Здесь используется специальная стальная щетка.

Третий метод — химический. Наиболее агрессивные вещества прокачиваются через ВТ с помощью специального насоса. Подключается к насадкам заготовки.

Подходящие для работы средства представлены в этой таблице:

Фонды Описание Пропорция по воде: граммы: литры Температура

воды

Цена товара (руб.)
Лимонная кислота Народное народное средство 100: 10-12 50-70 ° С 50 — 1 пакетик.
Активный термический агент Универсальная жидкость с мощным эффектом 19 40-50 ° С 1500-10 кг бак.
СТАЛТЕКС Купер Один из самых эффективных препаратов, но подходит для работы с деталями из легких сплавов от 1: 6 до 1:10 40-60 ° С грузоподъемность 1300-5 кг
Детекс Концентрирован с эффективными биологическими веществами. Прекрасно очищает стальные, чугунные и медные детали 200–500: 10 40-50 ° С 4900 — бак 10 л.
Соляная кислота Эффективно удаляет стойкий известковый налет 100: 10 50-70 ° С 50 — 1 кг

В емкость со смесью почти до конца вставляется трубка, одна сторона подсоединяется к ВТ, а другая — к насосу. Таким образом получается необходимый тираж. Процедура занимает 30-40 минут. Затем деталь тщательно промывают простой водой.

Отопление ГВС

Четвертый метод не предполагает извлечения компонента. Это гидродинамическая промывка вторичного теплообменника газового котла. Но это делают только профессионалы. Для этого нужна особая технология и соблюдение критериев безопасности.

Отопление ГВС

Это наиболее эффективный метод, позволяющий аккуратно удалить все отложения и очистить деталь для придания ей коммерческого вида.

  • область,
  • поменять мощность и котел,
  • корпоративная наценка,
  • прикладные технологии и химикаты.

В Москве и Центральном регионе клиенты платят за услуги порядка 3500-9000 рублей, в Санкт-Петербурге — 3000-7000 рублей. В остальных регионах: 1700 — 4500 руб.

Подбор материала

Сразу стоит отметить, что теплообменник в домашних условиях сделать как на заводе практически невозможно. При этом по функциональности самодельная конструкция не будет уступать созданной в компании.

Придать конструкции можно любую форму, но самые популярные варианты — это система, состоящая из нескольких металлических труб в виде решетки или пластин. В связи с тем, что температура горения достаточно высока, особенно при использовании угля в качестве топлива, особое внимание следует уделять выбору материала, а также качеству сварных швов. Кроме того, важную роль играет тип металла, так как каждый имеет свою теплопроводность. Если взять медную трубу, она будет в 7 раз выше коэффициента теплопроводности по сравнению с аналогичной стальной трубой. При идентичном диаметре и объёме передаваемого тепла достаточно 3,5 метра медной трубы, при тех же параметрах стальной трубы потребуется 27 метров.

Медные ТЭНы самые дорогие, но эффективные. Если нет возможности потратиться на покупку таких материалов, то можно приобрести стальные трубы, но их диаметр должен быть не менее 3,5 сантиметра.

Для справки! В том случае, если в качестве топлива используется уголь, наиболее рациональным вариантом будет установка чугунного теплообменника. Это самый прочный и жаропрочный металл. Кроме того, в качестве нагревательного элемента можно использовать старые чугунные батареи.



Виды теплоносителей, применяемых в системах отопления

Список основных критериев, на которые следует обратить внимание при выборе, включает:

  • тип и качество используемого теплоносителя;
  • простота разборки и сборки;
  • тип теплопередачи;
  • возможность увеличения количества мощности во время работы.

Пластинчатые теплообменники чаще всего используются в системах охлаждения и обогрева холодильников и бассейнов, спиральные теплообменники используются в различных отраслях промышленности, горизонтальные теплообменники больше подходят в качестве нагревательных устройств.

Использование теплообменников в разных системах

Зачем нужен теплообменник? Сфера действия этих устройств можно разделить на несколько категорий: промышленность, ЖКХ и бытовые нужды. В любом случае установка будет отличаться материалом исполнения, габаритами и мощностью, а также оборотными средствами работы.

В системе отопления

Теплообменное оборудование в системе отопления позволяет значительно снизить потребление ресурсов и добиться высокой степени контроля и регулирования процесса.

Система отопления может быть:

  • зависимая — система без теплообменника, когда тепло регулярно подается от центрального теплового пункта в определенном количестве;
  • независимая — система с теплообменником, позволяющая регулировать количество поступающей энергии в соответствии с потребностями конечного пользователя.

Зачем нужен теплообменник в системе отопления? Он разделяет единую структуру на две части: одна принадлежит поставщику, а другая — потребителю тепла. Устройство служит промежуточной станцией, через которую проходит горячая вода с различными примесями — антифризом, маслом и другими компонентами.

Теплообменник в ИТП

Использование пластинчатого оборудования для автоматизации отдельной подстанции позволяет снизить потери энергии до 40% благодаря высокому КПД системы.

Автономная система отопления состоит из основной точки, распределяющей тепло между разными объектами, и дополнительных теплообменников, установленных в едином тепловом пункте, от которых тепло подается конечному потребителю. Наличие теплообменной конструкции в данной схеме — возможность для хозяина квартиры регулировать температурный режим в помещении. Он не будет потреблять лишнее тепло, что приводит к значительной экономии ресурсов.

В системе горячего водоснабжения

Усиление мощности кожухотрубного теплообменника возможно только за счет увеличенной ширины и длины змеевика, что отрицательно сказывается на размерах корпуса. Громоздкая конструкция занимает много места и неудобна в установке. Пластинчатый теплообменник, в 3 раза меньший по размеру, обеспечивает такую ​​же производительность.

В котельной

Распространенной практикой является использование в котельных теплообменников двух типов. Это средство защиты от гидроудара, химических и механических примесей, неровностей. Независимые контуры позволяют автономно контролировать и регулировать каждый проект. В этом случае продолжительность работы котлов значительно увеличивается, на стенках устройства не скапливается известковый налет.

Классификация и принцип работы

Как было сказано выше, сегодня существует несколько типов теплообменников. Они различаются своей конструкцией и расположением. Рассмотрим подробно их свойства и характеристики.

Первичные

Теплообменник первичного типа выполнен в виде широкой изогнутой трубки, похожей на змеевик. Как правило, эта деталь изготавливается из металла, не подверженного вредному воздействию коррозии. Также в плане такого элемента есть специальные плиты с разными размерами.

Обычно поверхности первичных теплообменников обрабатываются специальными красками, защищающими основания от негативных внешних воздействий и появления ржавчины.

Что касается принципа работы такого теплообменника, то он заключается в передаче энергии от газа теплоносителю. Уровень мощности теплообменника зависит от длины трубки и количества ребер.

Часто первичный теплообменник выходит из строя из-за грязи и сажи или внутреннего активного накопления солевых отложений. Если такое загрязнение затронуло деталь, со временем она может начать давать сбой в процессе циркуляции. Кроме того, уровень теплопроводности стенок агрегата от этого также может существенно снизиться.

Отопление ГВС

Отопительное оборудование с такой деталью, как правило, дешевле и отличается простой конструкцией. Такие модели не склонны к выходу из строя, особенно при своевременном обслуживании. Однако необходимо учитывать, что первичный обменник менее функциональный, так как выполняет только одну задачу

Кроме того, очень важно учитывать, что такие продукты рекомендуется дополнять специальными фильтрами. Эти компоненты надежно защитят теплообменник от негативных внешних воздействий и всевозможных отложений

Отопление ГВС

Вторичный

Вторичный, или теплообменник для горячего водоснабжения, отличается от первичного образца тем, что в его конструкции есть специальные пластины, которые соединяются между собой. Наиболее распространены вторичные стальные теплообменники.

В таких моделях тепло передается от жидкости к жидкости. Они более надежны и долговечны. Что касается скорости теплообмена, то она у таких моделей выше. Благодаря этой особенности на поверхности комплектующих не оседает грязь / различные соли. По этой причине теплообменники служат намного дольше и их не нужно постоянно чистить. Чем больше пластин в таких изделиях, тем выше их энергетические параметры, а также эффективность выполняемой задачи.

Отопление ГВС

Эти типы теплообменников отличаются своей универсальностью — они отвечают не только за отопление дома, но и за подачу горячей воды (ГВС). Обычно котлы с этими элементами дороже, но их покупают дороже за удобство и необходимую функциональность.

Отопление ГВС

Совмещенный (битермический)

Такой теплообменник отличается от других вариантов тем, что имеет двойной теплообмен: от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю. Вода в отопительной трубе нагревается снаружи, а внутреннее отделение готовит горячую воду.

Эти детали представляют собой трубу с приваренными к ней медными пластинами-ребрами. При этом сама туба двойная (с двумя отдельными отсеками). Его внутренняя часть отвечает за горячую воду, а внешняя предназначена для самого теплоносителя.

Отопление ГВС

Отопление ГВС

Теплообменник комбинированного типа имеет важное преимущество — он отличается очень простой конструкцией, не подверженной выходу из строя. В этом случае вторичный теплообменник не требуется, как и трехкодовый клапан

Благодаря этим особенностям котлы с такими элементами экономичны и компактны.

Конечно, у этих вариантов обменников есть свои недостатки. Например, они не могут похвастаться большой мощностью в режиме горячего водоснабжения. К тому же такие сорта склонны к солевым отложениям. Соли, содержащиеся в воде, быстро оседают на таких деталях, что негативно сказывается на работе котла в целом.

Также следует учитывать, что ремонт битермических теплообменников — задача не из легких. По мнению специалистов, в 90% случаев отремонтировать эти модели не представляется возможным. К тому же не все мастера соглашаются работать с такой детализацией, а те, кто занимается такой работой, не всегда обладают достаточной квалификацией. Кроме того, подобранные элементы подвержены утечкам из-за большого количества внутренних стыков и соединений.

Отопление ГВС

Отопление ГВС

Расчет мощности

сделать идеальную систему отопления, не зная мощности теплообменника, очень сложно. При расчете этого показателя следует учитывать следующие параметры:

  • диаметр трубы;
  • длина нагревательного прибора;
  • теплопроводность используемого металла;
  • максимальная температура сгорания топлива;
  • скорость циркуляции жидкости.

Если установить эти начальные значения проблематично, можно использовать средний расчет, исходя из того, что для получения мощности в 1 кВт потребуется один метр трубы радиусом не менее 2,5 сантиметра.



Особенности устройства теплообменника газового котла

Одно из важнейших мест в отопительном контуре занимает устройство теплообменника газового котла. Но не все потребители знают, в чем его функция.

Между тем именно от этого компонента, а также от правильности его интеграции в отопительный контур во многом зависит эффективность всей системы.

Функциональное назначение в газовом котле

Основное назначение любого теплообменника — это, во-первых, передача тепловой энергии от источника тепла (чаще всего от газовой горелки) теплоносителю (обычно вода в замкнутом или открытом контуре) и, во-вторых, передача тепла от одного теплоносителя, нагретого до необходимой температуры, к другому, холоду, теплоносителю.

По способу передачи тепловой энергии от источника тепла технической жидкости различают 3 основных типа теплообменников.

При участии первичного контура, состоящего из медных труб и пластин, тепло передается от горящего газа в горелке жидкому теплоносителю. В основном используется в контуре отопления помещений.

Вторичный теплообменник передает тепло от нагретого носителя (в первичном теплообменнике) непосредственно нагретой среде. Это пластинчатое устройство, предназначенное для нагрева воды из водопровода дома.

Третий тип теплообменника — это комбинированный битермический, который осуществляет двойной обмен теплоносителями. Чаще всего на практике используются двухконтурные котлы (с первичным и вторичным теплообменниками), реже — одноконтурное отопительное оборудование (только с одним первичным теплообменником.

Принцип работы первичного и вторичного устройств в двухконтурном отопительном котле

В схеме двухконтурного котла за работу отопительного контура «отвечает» первичный теплообменник (рис. 1).

Указанный теплообменник (5) получает тепло от горелки (1). Благодаря трехходовому байпасному клапану (3) нагретая вода, циркулирующая в системе благодаря гидравлическому насосу (2), не попадает во вторичный теплообменник, а проходит исключительно по отопительному контуру (A). Охлажденная при передаче тепла в помещение жидкость возвращается в отопительный котел по обратной магистрали (D).

Вторичный теплообменник включается в циркуляцию нагретой воды, если нагретая жидкость перенаправляется в систему горячего водоснабжения (ГВС) с одновременным отключением отопительного контура или проходит через системы отопления и ГВС одновременно. В первом случае (рис. 2) клапан (3), перекрывая нагревательный контур (A), заставляет воду течь из первичного теплообменника во вторичное устройство (4).

Внутри этого теплообменника проходит трубопровод, по которому в водонагреватель подается холодная вода из общей водопроводной сети (С). Проходя сквозь толщу жидкости, нагретой до заданной температуры, холодная вода, в свою очередь, нагревается и в таком виде попадает в систему горячего водоснабжения (В).

Некоторые моменты профилактики

Для качественной работы двухконтурного котла необходимо обеспечить:

  1. на входе в бойлер линии подачи холодной воды необходимо установить фильтр, чтобы избежать загрязнения теплообменника.
  2. Чтобы замедлить образование накипи в трубопроводе, необходимо отрегулировать нагрев воды в системе горячего водоснабжения не более чем на 45-50 ° С.
  3. Тщательно очищайте теплообменники каждые 3-7 лет. Если вода слишком жесткая, очищайте устройство не реже одного раза в 3 года.

При соблюдении этих требований потребитель может рассчитывать на долгую и надежную работу оборудования.

Внешний вид устройства

Любой теплообменник имеет технические характеристики:

  • максимальная рабочая температура, например 200 ° C;
  • максимальное рабочее давление, например 30 бар;
  • испытательное давление, например 43 бар.

указывается страна-производитель, указывается техпаспорт на языке производителя, схема, контуры. При необходимости паспорт может быть переведен на русский язык. Конструкция и принцип работы теплообменника у разных производителей иногда могут незначительно отличаться. Но суть осталась прежней.

Контуры теплообменника для отопления могут располагаться как по вертикали, так и по диагонали. Это не влияет на принцип работы. Самое простое расположение — это диагональное расположение. В этом случае теплообменник необходимо устанавливать строго вертикально.

Горячая вода из системы центрального отопления сверху вниз будет поступать в теплообменник, передавая свое тепло автономной системе через систему разделения. На входе будет очень горячая вода, на выходе уже есть вода с пониженной температурой. В контуре автономной системы теплоноситель будет течь снизу вверх. Внизу вода немного нагревается, и чем ближе к верху, тем сильнее будет нагрев. Благодаря такому устройству пользоваться системой станет проще.

Процесс подачи воды в теплообменник осуществляется с принудительной циркуляцией. ТЭЦ работает с собственными насосами. А автономная система теплого пола в квартире будет работать с собственным циркуляционным насосом.

Технические критерии выбора

Выбирая теплообменник, необходимо в первую очередь обращать внимание на такие параметры, как конструкция и мощность устройства, а также его стоимость. При использовании устройства с емкостью для воды выбор емкости подходящего объема играет важную роль

Конструкция

Для нагрева воды из системы отопления используются устройства различной конструкции, отличающиеся друг от друга скоростью и эффективностью нагрева:

  1. С катушкой. В такой конструкции функцию ТЭНа выполняет змеевик, заполненный водой.

    Сложная форма элемента значительно ускоряет нагрев. Батарею можно установить на дне бака или вертикально для более равномерного нагрева.

  2. С двумя катушками. Две катушки обеспечивают еще больший КПД и скорость нагрева.
  3. Для теплового насоса. Отличается способом подключения к системе отопления, также может быть укомплектована змеевиком.
  4. Устройство с электронагревателем. Дополнительный нагреватель ускоряет процесс нагрева. Этот вариант представляет собой золотую середину между обычным теплообменником и электрическим водонагревателем.

Объём бака

Важный фактор, который следует учитывать при выборе, — это размер резервуара:

  1. Для небольших помещений подойдет бак на 100 литров. Это компактный и экономичный вариант, его легче всего транспортировать. Стоит помнить, что небольшой объем воды сохраняет тепло гораздо более короткое время, поэтому нагревать ее нужно будет чаще.
  2. Для большинства частных домов подойдет бак на 200 литров. Этого хватит на какую-то сантехнику, при этом температура будет поддерживаться довольно долго.
  3. Для больших домов подойдет бак на 500 л. Эти резервуары также используются в производстве. Однако для большинства помещений такой большой объем был бы бесполезным и неэкономичным решением, поскольку такой резервуар потребовал бы гораздо большего потребления энергии.

Использование разного вида рабочих сред

Правильно подобранный теплоноситель позволяет значительно повысить производительность труда.

Водяной пар

Перегретый (насыщенный) водяной пар — один из самых популярных теплоносителей. Обладает рядом преимуществ: высокая интенсивность теплопередачи, удобство транспортировки по трубам, возможность регулирования температуры. Чаще всего этот вид хладагента используется в технологических процессах с многократным испарением, когда испарившийся продукт направляют в нагреватели или другие выпарные установки.

Горячая жидкость

Не менее распространены горячие жидкости и вода в качестве агентов, циркулирующих через теплообменник. Для них характерны менее интенсивный нагрев и постоянно снижающаяся температура жидкости.

Для пара и воды характерен существенный недостаток: при повышении температуры в системе происходит резкое повышение давления. В пищевом производстве устройства не могут работать при температуре выше 160 ° C.

Масляный раствор

Печное топливо рекомендуется в консервной промышленности; позволяет эксплуатировать теплообменник при 200 ° С.

Горячий воздух и газ

В сушилках и печах используются газ и горячий воздух (максимальная температура 300-1000 ° C). Газообразные вещества имеют много недостатков: их трудно транспортировать и контролировать с точки зрения температуры, они имеют низкий коэффициент теплообмена, а пары сильно загрязняют поверхность теплообменника.

Как изготовить самодельный теплообменник

Многотрубный регистр

Форма теплообменника для отопления своими руками может быть разной. Самый распространенный вариант — бревно из нескольких стальных или медных труб, но используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно когда горит уголь. Таким образом, повышаются требования к металлу, из которого будут изготавливаться элементы теплообменника, к рациональности его конструкции и к качеству сварных швов.

Материалы для изготовления

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кладочной печи

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечить оптимальную теплопередачу, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная труба. Следовательно, для того же диаметра трубы для передачи того же количества тепла потребуется 25 метров стальной трубы вместо 3,5 метра меди.

Медные теплообменники — самые дешевые в использовании, но и дорогие. Теплообменники из стальных труб диаметром не менее 32 мм считаются более удобными для самостоятельного изготовления.

Если планируется топить печь углем, лучше установить чугунный теплообменник. Этот металл прочнее, и стенки устройства долго не выгорят.

Расчет мощности теплообменника

предварительно рассчитать мощность теплообменника для системы отопления довольно сложно. Для этого необходимо учитывать слишком много факторов: диаметр трубки, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру горения топлива, скорость циркуляции теплоносителя и т.д. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями станет ясна только после того, как система отопления заработает.

При расчетах можно учесть, что 1 метр трубы диаметром 50 мм, которая служит теплообменником, обеспечит 1 кВт тепловой мощности.

Вы можете взять, например, любую известную модель котла и, исходя из ее параметров, сделать теплообменник своими руками.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления в доме, сваренный из гладкостенных труб, называется бревенчатым. Он похож на своего рода «гриль» и является самой популярной формой самодельного теплообменника. Помимо этой конструкции, простейшие устройства выполняются в виде прямоугольной или цилиндрической емкости. Главное, чтобы поверхность для теплообмена была как можно большей.

При изготовлении теплообменника своими руками следует соблюдать несколько условий:

  • ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не менее 5 мм, иначе вода внутри него может закипеть;
  • толщина стенок труб должна быть не менее 3 мм, чтобы металл не горел;
  • пространство 10-15 мм между теплообменником и стенками печи должно компенсировать расширение металла при нагреве.

Особенности монтажа

Теплообменник устанавливается внутри духовки при ее установке

Самый простой способ — установить теплообменник одновременно со строительством печи. Если вы установите его в старую духовку, вам нужно будет разобрать часть ее кладки.

Процедура:

  1. На подготовленном основании печи прямо в полости печи устанавливается трубчатый теплообменник.
  2. При дальнейшей кладке кирпичных рядов остается место для входных и выходных патрубков устройства.
  3. После завершения кладки печи теплообменник подключается к системе отопления, система заполняется водой и включается испытательная печь.

В каких сферах используется теплообменник

Сфера применения теплообменников очень широка:

  • системы отопления;
  • системы охлаждения;
  • при работе с химическими веществами;
  • с солнечными коллекторами;
  • для подогрева бассейнов;
  • системы вентиляции;
  • системы кондиционирования;
  • в области машиностроения;
  • металлургическая промышленность;
  • фармацевтическая индустрия;
  • пищевая промышленность (сахар, пиво, молочные продукты и др);
  • автомобильная промышленность;
  • химическая индустрия.

Конструкция и принцип работы теплообменников влияют на работу различных сфер, включая как промышленные производства, так и объекты социально-культурного значения. В то же время их использование возможно и в системах отопления частных жилых домов, где проблема поддержания температуры стоит более остро. Монтаж и сборка теплообменников может производиться как самостоятельно, так и с помощью специалистов. Смысл устройства в том, чтобы равномерно распределять тепло в помещении.

Типы рекуперативных теплообменников

Рекуперативные теплообменники сегодня пользуются большим спросом. Согласен
но конструктивное решение различает следующие типы представленных агрегатов:

Кожухотрубный

Это устройство, состоящее из пучков труб, приваренных к кожуху и прикрепленных болтами к трубным решеткам.
Движение первого теплоносителя в кольцевом пространстве осуществляется через имеющуюся на корпусе арматуру. Другой теплоноситель течет по трубам. На корпусе или крышке представленных устройств есть перегородки.
Для увеличения теплоотдачи трубы подвергаются процессу загибания путем скручивания или наматывания ленты.

Погруженный

Его конструкция предполагает погружение хладагента в одну емкость с другой. Такие устройства отличаются невысокой стоимостью и простотой.

Теплообменные устройства типа «труба в трубе»

он состоит из нескольких звеньев, размещенных друг над другом и связанных между собой. Каждое соединение представляет собой конструкцию из вставленных друг в друга труб, между которыми происходит теплообмен.
Их рекомендуется эксплуатировать при высоком давлении и низком расходе воды в системе.

Выбираете алюминиевые радиаторы для дома? Узнайте больше о технических характеристиках алюминиевых радиаторов отопления.

Здесь вы можете узнать, как выбрать тепловой насос

Оросительный

он состоит из нескольких рядов труб, расположенных друг над другом, по внешней поверхности которых тонкой пленкой течет охлаждающая вода

Его активно используют в холодильных установках, так как они выполняют роль конденсаторов.

Узнать больше: Давление в системе центрального отопления многоквартирного дома

Графитовый

Конструкция теплообменника предполагает наличие графитовых блоков, скрепленных между собой резиновыми прокладками и
фиксируется крышками.
Графит считается отличным проводником тепловой энергии. Для устранения пористости его обрабатывают специальными составами.

Пластинчатый

Это устройство состоит из пластин, на поверхность которых нанесена печать особым методом. Результатом этой работы является образование каналов, по которым движется теплоноситель. Посуда запаяна.
Процесс изготовления такого устройства отличается простотой, он легко чистится, имеет высокую теплоотдачу. Минус: не выдерживает высокого давления.

Пластинчато-ребристый

Он состоит из системы разделительных пластин, между которыми расположены ребристые поверхности — насадки, прикрепленные к пластинам с помощью вакуумной сварки.

Предназначен для теплообмена неагрессивных жидких и газообразных сред в диапазоне температур от плюс 200 ° C до минус 270 ° C.

Он имеет небольшой вес и габариты, высокую прочность и жесткость.

Оребренно-пластинчатый

Его конструкция предполагает наличие оребренных панелей небольшой толщины, производство которых осуществляется методом высокочастотной сварки.
Благодаря такой конструкции и используемым материалам можно достичь режима высокой температуры охлаждающей жидкости, низкого гидравлического давления, высокого КПД, длительного срока службы и низкой стоимости.

Спиральный

Оборудован двумя каналами, закрученными по спирали возле основной перегородки. Их назначение — нагрев и охлаждение жидкостей с высоким индексом вязкости.

Adblock
detector