أي مرجل أفضل ، من الحديد الزهر أو الفولاذ (الغاز والوقود الصلب).

الغرض ، أنواع المبادلات الحرارية المعدنية

يعتمد تصميم وأداء أجهزة التسخين على الغرض ومبدأ التشغيل ومادة المبادل الحراري. على سبيل المثال ، من المستحيل إنشاء منتج مضغوط من الحديد الزهر لحاجز أو سخان حائط. نظرًا لأن الفولاذ الكربوني أو الحديد الزهر لهما كثافة كبيرة ، وبالتالي كتلة. الغلايات القديمة المصنوعة من الحديد الزهر أصبحت شيئًا من الماضي. تحظى هياكل التدفئة صغيرة الحجم بأجزاء خفيفة الوزن ومستوى أعلى من نقل الطاقة بشعبية اليوم. وتشمل هذه الغلايات المعلقة على الحائط بالغاز مع مبادل حراري نحاسي.

في إنتاج الهياكل الديناميكية الحرارية تستخدم مثل هذه المواد: • النحاس. • الصلب من مختلف الدرجات. • الحديد الزهر؛ • الألومنيوم. • سيلومين.

في غلايات التدفئة المنزلية الحديثة ، تحتل وحدة التبادل الحراري معظم سطحها. تعتمد المعلمات الاقتصادية والبيئية للغلاية على التصميم ونوع المادة.

المبادلات الحرارية مصنفة حسب الغرض من أنواع مثل التدفئة والتبريد والتكثيف والتبخير. وفقًا لمبدأ التشغيل ، فإن الكتل قابلة للتجديد والتعافي والاختلاط. النوعان الأولان لهما الاسم العام "جهاز السطح الحراري". أحد الأمثلة على هذه الوحدات هو المشعات في السيارات. الغرض منها هو المشاركة في تشغيل نظام تبريد المحرك. يتلامس الماء الساخن مع الهواء من خلال جدران المبادلات الحرارية المصنوعة من النحاس والألمنيوم.

في آلات الخلط (الملامسة) ، يتم خلط مجاري عمل (ساخن وبارد) مع بعضهما البعض. لوحظت عملية مماثلة في المكثفات النفاثة ، حيث يستخدم السائل المرشوشة طاقة التكثيف. إنها أسهل في التصنيع ولديها سعة حرارية أعلى. لكن النطاق محدود.

تجميع مبادل حراري لوحة الهواء DIY مع مروحة

لنصنع سخانًا منزليًا من مبادل حراري لوحة. يمكن ، على سبيل المثال ، توصيله بغلاية مغطاة بالماء.

• مبادل حراري للوحة جاهزة ، حجم صغير ؛
• وصلات مجاري الهواء
• المعجب؛
• الخشب الرقائقي لتجميع الإطار (يجب أن تتطابق أبعاده مع أبعاد الجدران الجانبية للمبادل الحراري) - 4 قطع ؛
• الخشب الرقائقي للجزء الأمامي من الإطار - 1 قطعة ؛
• صفيحة معدنية؛
• شريط (طويل بما يكفي للإطار و 4 أشرطة قصيرة) ؛
• مفكات ذاتية الطرق؛
• الروليت.
• بانوراما.
• مفك براغي.

1. تم إخراج صندوق من قطع الخشب الرقائقي. تم إصلاح الزوايا الداخلية بقضبان ذاتية التنصت. يجب أن يتلاءم المبادل الحراري بإحكام مع الإطار.
2. نعلق صفيحة معدنية على جانب واحد من الإطار ، ونقطع فتحة في المنتصف يتم إدخال المروحة فيها.
3. نصنع إطارًا من شريط. نصلحه على الجانب الآخر من الإطار.
4. يتم توصيل أنابيب مخرج الهواء بالإطار.

أجهزة تسخين من الفولاذ وسبائك النحاس

نظرًا لأن الإنتاج الضخم للأجهزة المنزلية يركز على تصنيع المبادلات الحرارية من المعادن الحديدية ، فإن غلايات الغاز ذات المبادل الحراري النحاسي تعتبر منتجًا مرموقًا. يتميز النحاس بخصائص عالية في نقل الحرارة. لذلك ، يمكن استخدام الغلايات الصغيرة التي تحتوي على كمية صغيرة من الناقل الحراري لتدفئة منزل كبير. نتيجة لذلك ، الأجهزة مضغوطة للغاية.

مهم! في كثير من الأحيان ، يهتم المشترون بالمبادل الحراري الذي يختارونه - الفولاذ أو النحاس. تحتاج إلى الانطلاق من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعادن الحديدية وغير الحديدية. السعة الحرارية النوعية للنحاس أقل من الفولاذ.

أي لتسخين كمية متساوية من المادة ، يحتاج النحاس إلى نقل حرارة أقل من الفولاذ. وفقًا لذلك ، يكون القصور الذاتي لنظام التدفئة ، حيث توجد وحدة نقل حرارة فولاذية ، أكبر. تتفاعل أتمتة الغلاية ، التي تعمل مع كتلة نقل الحرارة النحاسية ، بشكل أسرع مع زيادة درجة حرارة المبرد. نتيجة لذلك ، يؤدي هذا إلى توفير الوقود. يحدث تفاعل أكبر لنظام التدفئة مع التدفئة عند تشغيل المضخة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر دورانًا محسنًا حتى مع منحدرات الأنابيب المضطربة ويمنع الماء من الغليان.

بمقارنة المبادلات الحرارية النحاسية للغلايات بالصلب ، يمكننا القول أن الأخير يحتوي على المزيد من البلاستيك. هذا العامل مهم لأن هناك عملية مستمرة للتفاعل مع إطلاق النار. ونتيجة لذلك ، تتطور الضغوط الحرارية في المعدن وتظهر تشققات. يعتبر الفولاذ أكثر متانة في هذا الصدد ويمكنه تحمل عدد كبير من الدورات: التدفئة - التبريد.

الملاحظة! تشمل عيوب الفولاذ ، بالإضافة إلى القصور الذاتي ، زيادة السعة الحرارية النوعية: • القابلية للتآكل. • زيادة حجم سطح سخان الهواء؛ • كمية كبيرة من المبرد. • كتلة كبيرة من أجهزة التدفئة.

أي غلاية غازية أفضل: الفولاذ أم الحديد الزهر؟

عندما تحتاج بشكل عاجل إلى تدفئة منزل ريفي ، فمن الأفضل استخدام غلايات الغاز التي أثبتت كفاءتها ، والتي تضمن بقوة مستوى عالٍ من ناتج الحرارة مع استهلاك منخفض للوقود. لكن غلايات الغاز ، المتوفرة على نطاق واسع في السوق ، لا توجد فقط من الحديد الزهر الرمادي الكلاسيكي ، ولكن أيضًا من الفولاذ. ولكن ما هو الخيار المفضل بداهة؟

إذا أخذنا في الاعتبار موارد التشغيل ، فمن الأفضل شراء غلايات غاز من الحديد الزهر ، والتي أصبحت في واقعنا كلاسيكيات حية عمليًا. في الواقع ، نظرًا لوجود نسبة زائدة من الكربون (2٪) في الحديد الزهر ، يميل الحديد الزهر إلى التآكل ببطء شديد.

بالنظر إلى حقيقة أنه في القطاع الخاص ، يتم استخدام مبرد عالي الجودة بشكل أساسي في شكل مياه ناعمة عادية دون إضافة أملاح أو فوسفات ، في الممارسة الواقعية ، يمكن توقع وجود غلاية غاز من الحديد الزهر من أفضل الشركات المصنعة يمكن أن يستمر حقًا لمدة تصل إلى 50 عامًا دون تآكل وإصلاح.

يتميز الحديد الزهر أيضًا بقابليته للإصلاح. إذا ظهر الناسور في مكان ما ، فيمكن لحام كل شيء بلحام الغاز العادي. بالمناسبة ، هذا ما يفعله معظم بائعي معدات تسخين الغاز - يقومون بتجميع معظم غلايات غاز الحديد الزهر باستخدام لحام الأسيتيلين في موقع العميل مباشرةً ، مما يسمح لك بإحضار كتل أحادية مدمجة مسبقًا ثم لحام واحدة- قطعة غلاية غاز بأي سعة! يتم تصنيع الغلايات ذات الطاقة المتوسطة (حتى 20 كيلوواط) ، كقاعدة عامة ، من قبل الشركات المصنعة في شكل جاهز ، مما يسمح للمشتري بشرائها ، وإحضارها إلى منزله ، وتثبيتها بسرعة والبدء في استخدامها على الفور.

لكن الغلايات الفولاذية لها مزاياها أيضًا - فهي تتميز بموصلية حرارية أعلى ووزن منخفض وسعر ديمقراطي ، وبفضل ذلك يمكن لمعظم مالكي المنازل تحمل تكاليفها. في الغلايات الفولاذية ، لا تصنع الجدران الداخلية فقط من الفولاذ المقاوم للصدأ ، ولكن حتى المبادل الحراري ، والذي بسببه يميل المبرد إلى التسخين بشكل أسرع ، وسيبدأ المرجل نفسه في استهلاك الحد الأدنى من الغاز ، وهو ما يسمح في الواقع غلاية فولاذية تؤتي ثمارها في مواسم تدفئة فقط!

غلايات الصلب خفيفة الوزن للغاية. على سبيل المثال ، إذا أخذنا في الاعتبار غلاية أرضية من الحديد الزهر بسعة 17 كيلو واط ، فسيكون وزنها حوالي 180 كجم ، مما يتطلب ذراع تسوية أرضية خرسانية منفصلة في غرفة المرافق. ولكن إذا اشتريت غلاية فولاذية ، فسيكون وزنها بنفس القوة 3-4 مرات ، مما سيسمح لك باستخدام أي أرضية أضعف في كل من غرفة سكنية وغرفة مرافق.عمر خدمة الغلايات الفولاذية أقل بقليل من عمر الحديد الزهر (في المتوسط ​​، لا يزيد عن 15 عامًا) ، ولكن إذا أخذنا في الاعتبار كفاءتها العالية في استهلاك الوقود وسعرها المنخفض ، فإن شراء معدات التدفئة هذه للمنزل سوف أن تكون في البداية حلاً ماليًا وعمليًا مربحًا.

سخان مياه يعمل بالغاز مع مبادل حراري نحاسي

يحتوي عمود الغاز على مبادل حراري ، حيث يتم تسخين الماء بواسطة موقد. ينقل النحاس ذو معامل نقل الحرارة العالي الحرارة بسرعة إلى الماء ، والذي يستخدم للاستحمام. كلما قلت الشوائب في السبيكة ، كلما كانت المنتجات النحاسية أفضل. إذا كانت موجودة ، فإن جدران الحاوية تسخن بشكل غير متساو ، مما يؤدي إلى احتراقها بسرعة. في بعض الأحيان ، من أجل خفض سعر المبادل الحراري النحاسي ، يتم تقليل سمك الجدار وقطر الأنبوب. يصل وزن الجهاز الفارغ إلى 3.5 كجم.

يتم تصنيع وحدة التبادل الحراري على شكل أنبوب. في الجزء السفلي لها شكل ثعبان مع أضلاعه. يتم تثبيت لوح معدني حوله ، ويوجد فوقه أنبوب حلزوني. بالإضافة إلى النحاس ، يتم استخدام الفولاذ المجلفن والفولاذ المقاوم للصدأ. أي مبادل حراري أفضل ، نحاسي أو صلب لا يصدأ ، يقول حقيقة تكلفة الجهاز. النحاس هو أغلى 20 مرة من سبائك الصلب. لكنه ينقل الحرارة بشكل أفضل وأكثر اقتصادا في التشغيل. الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر متانة.

مهم! قبل شراء سخان مياه يعمل بالغاز بمبادل حراري نحاسي ، يجب عليك دراسة معلماته الفنية. الشيء الجيد لن يأتي بثمن بخس. يتأكسد النحاس بشدة عند ملامسته للماء. تتم ملاحظة هذه العملية بشكل خاص في المكان الذي يتم فيه توفير الماء البارد. يتشكل التكثيف هناك. الرطوبة العالية تأكل جدار الأنبوب وتظهر النواسير. تتشكل بسرعة على الجدران الرقيقة. سوف تستمر السلع عالية الجودة في الوقت المناسب.

تصميم النظام

لذا ، فإن الغرض من الجهاز هو نقل درجة الحرارة من بيئة إلى أخرى. يمكن أن تكون السوائل والغازات والبخار المختلفة مصادر للحرارة وناقلات الحرارة. يتم فصل الوسائط غير المستقرة بواسطة مادة لها مؤشر توصيل حراري مناسب لهذا الغرض. أبسط مثال على المبادل الحراري هو مشعاع الغرفة التقليدي. مصدر الحرارة هو الماء في التدفئة. الوسط الساخن هو هواء الغرفة. والمادة الفاصلة هي المعدن الذي يصنع منه المبرد.

دور مهم تلعب فيه المواد الوسيطة المستخدمة من خلال درجة الموصلية الحرارية. الرواد في هذا المؤشر هم الفضة والنحاس. ولكن لأسباب واضحة ، غالبًا ما يستخدم النحاس.

النحاس هو 7.5 مرة أفضل في نقل الحرارة من الفولاذ ، والبلاستيك أسوأ 200 مرة من الفولاذ. اتضح أنه ، مع تساوي كل الأشياء الأخرى ، فإن 1.7 مترًا من النحاس ، و 12 مترًا من الفولاذ و 2000 مترًا من الأنابيب البلاستيكية سوف تنقل نفس كمية الحرارة.

عن طريق التعيين ، تنقسم المبادلات الحرارية إلى:

الأول يحتوي على غاز أو سائل بارد. عند الاتصال به ، يبرد المبرد الساخن.

على العكس من ذلك ، تحتوي السخانات على غاز ساخن (سائل) يشترك في الحرارة مع السائل البارد المتداول (الغاز).

جهاز المبادل الحراري السطحي

يمكن أن تختلف كل من "السخانات" و "المبردات" في التصميم:

1. السطح (الحالة عندما تكون الوسائط على اتصال من خلال السطح الوسيط).
2. متجدد (إمداد بديل للوسائط الباردة والساخنة إلى فوهة خاصة ، والتي ، عن طريق التسخين والتبريد ، تنظم درجة حرارة الوسائط).
3. الخلط (تغذية وسط مباشرة بأخرى وخلطها).

يجب أن أقول أن المبادلات الحرارية السطحية تستخدم في أغلب الأحيان. تختلف اختلافا كبيرا في الشكل. يمكن تمييز ثلاثة أنواع هنا:

1. صفائحي (العديد من الأطباق ، مجمعة في أشرطة ، من خلال المتاهات التي يمر منها السائل).
2. لفائف (أنبوب رفيع ملفوف في دوامة).
3. أنبوب في أنبوب.

يمكن أن يكون تسخين الوقود المزدوج مريحًا للغاية ، خاصةً عندما يكون هناك انقطاع في أحد مصادر التدفئة. تحتوي غلايات التدفئة المشتركة على غرفتي احتراق ويتم إنتاجهما في إصدارات مختلفة: غاز - كهرباء ، غاز - فحم وما إلى ذلك. سننظر في تصميم النظام وطرق التثبيت أدناه.

سننظر هنا في ميزات اختيار منظم الحرارة لمبرد التدفئة.

قد تكون طرق التسخين المعتادة غير ملائمة في بعض المواقف. يمكن أن يكون التسخين بدون غاز أو خشب بديلاً جيدًا. هنا https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/bez-gaza-i-drov.html ، فكر في كيفية تنظيم تدفئة غرفة دون استخدام الحطب والغاز.

إصلاح المبادلات الحرارية النحاسية

أثناء تشغيل المبخرات ، تظهر أنواع مختلفة من التلف: • تكسر الأنابيب عند نقطة إمداد المياه ومخرجها ؛ • انتهاك السلامة نتيجة المطرقة المائية. • الخدوش والنواسير. • انتهاك ضيق التوصيلات الملولبة.

قبل البدء في الإصلاح ، يتم إجراء بحث عن شقوق صغيرة غير ملحوظة بصريًا. لا يمكن اكتشاف العيوب المخفية إلا عن طريق العقص. تتم إزالة النواسير عن طريق اللحام بالنحاس للمبادل الحراري النحاسي باستخدام جنود في درجة حرارة عالية

للعمل ، تحتاج إلى مكواة لحام وتدفق ولحام. أولاً ، يتم تطبيق التدفق ، الذي ينظف سطح الجزيئات المؤكسدة. كما أنه يساعد على توزيع اللحام بالتساوي. يتم استخدام عجينة تحتوي على النحاس كتدفق. إذا لم يكن هناك ، فيمكنك تناول الصنوبري وحتى قرص الأسبرين.

الملاحظة! عند لحام مبادل حراري نحاسي ، من الضروري أن يذوب اللحام من الأنبوب ، وليس من ملامسة مكواة اللحام.

تتراكم طبقة اللحام في مكان التلف تدريجياً حتى يصل سمكها إلى 1-2 مم. يجب أن يكون لهب الموقد متوسطًا ، وإلا فقد يتضرر المبخر أكثر. بعد نهاية اللحام ، تحتاج إلى إزالة التدفق المتبقي. لأن الحمض الذي يحتويه يفسد النحاس.

صنع مبادل حراري أنبوب في أنبوب بيديك

كيف يعمل ، إيجابيات وسلبيات

كما يوحي الاسم ، فإن المبادل الحراري عبارة عن أنبوب كبير بداخله أنبوب أصغر. يتحرك وسيط التبريد أو التسخين عبر الأنبوب الداخلي ، ويتم إمداد السائل المراد تبريده إلى الأنبوب الخارجي.

يمكن أن يتكون المبادل الحراري من الأنبوب من عدة وحدات متصلة في سلسلة.

هذا التصميم البسيط له المزايا التالية:

• مناسبة لأي ناقل حراري ؛
• من السهل أن تجعل نفسك
• سهل التنظيف
• يخدم لفترة طويلة
• مناسبة للعمل تحت الضغط (على عكس اللوحة) ؛
• يمكنك اختيار سرعة حركة السوائل عن طريق تغيير حجم الأنابيب.

ومع ذلك ، يجب حساب كل شيء بعناية ، وقد تكون الأنابيب باهظة الثمن.

تصنيع

• أنابيب بأقطار مختلفة (يفضل النحاس) - 2 قطعة.
• المحملات على شكل حرف T (القطر هو نفسه قطر الأنبوب الأكبر) - قطعتان.
• أنابيب قصيرة متساوية الطول ، القطر = مخرج الإنطلاق. - 2 قطعة.
• اللحام والأقطاب الكهربائية ، أو مكواة اللحام القوية ولحام النحاس.
• البلغارية.
• روليت.

سوف نستخدم أنابيب نحاسية رقيقة الجدران. نختار المقاطع المناسبة في الطول بحيث يكون قطر أحدها أكبر من الآخر بمقدار 4 مم على الأقل (الفجوة ستكون 2 مم على كل جانب).

1. المحملات الملحومة على جانبي الأنبوب الخارجي (الجانب).
2. نقوم بإدخال أنبوب بقطر أصغر بالداخل ، وغلي نهايات الأنبوب الأكبر ، ونصلح الأنبوب الداخلي فيه.
3. نحن نلحم أنابيب قصيرة بمخرجات المحملات على شكل حرف T ، والتي من خلالها سيأتي السائل.
4. إذا تم استخدام الفولاذ بدلاً من النحاس ، فستكون فعاليته أقل بكثير. من المنطقي زيادة مساحة سطح العمل عن طريق صنع بطارية من مبادلات حرارية منفصلة. وهي متصلة في سلسلة بقطع صغيرة من الأنابيب ملحومة إلى نقطة الإنطلاق أو الأخرى. يجب أن تكون النتيجة ثعبان.

ماذا تفعل مع منظم الطاقة؟

سيوفر الجهاز الصغير غير المكلف الكثير من المال ويساعدك على ضبط درجة الحرارة التي تحتاجها في المبادل الحراري.

لتثبيته على أنبوب المبادل الحراري ، تحتاج إلى توصيل منظم الحرارة بالأطراف ، ثم أسلاك الطاقة.

يمكنك تجنب الأعمال غير الضرورية عن طريق شراء منظم بجهاز تدفئة مدمج. لن يكون هناك فرق ملموس في السعر.

يمكن أن يكون المبادل الحراري إضافة ممتازة للفرن ، سيزيد من كفاءته. يمكن تثبيته على فتحات التهوية وتسخين الهواء المار إلى المنزل ، وتزويد المنزل بالماء الساخن ، وجعل الموقد التقليدي ينبعث المزيد من الحرارة ، وأكثر من ذلك بكثير.

الموقد في البلاد ليس تصميمًا غير ضروري ، لأن الطقس قد يكون غير متوقع في غير موسمه فرن من الطوب بيديك لمنزل صيفي: أنواع الأفران ، والاختيار الصحيح للمكان ، وتوصيات للعمل.

اقرأ عن كيفية حساب قوة غلاية التدفئة بشكل صحيح في هذه المقالة.