Qué caldera es mejor, hierro fundido o acero (tanto gas como combustible sólido).

Propósito, tipos de intercambiadores de calor metálicos.

El diseño y el rendimiento de los dispositivos de calefacción dependen del propósito, el principio de funcionamiento y el material del intercambiador de calor. Por ejemplo, es imposible crear un producto de hierro fundido compacto para un parapeto o calentador de pared. Dado que el acero al carbono o el hierro fundido tienen una densidad significativa y, por lo tanto, una masa. Las viejas calderas de hierro fundido son cosa del pasado. Las estructuras de calefacción de pequeño tamaño con piezas livianas y un mayor nivel de transferencia de energía son populares en la actualidad. Estos incluyen calderas de gas suspendidas en la pared con un intercambiador de calor de cobre.

En la producción de una estructura termodinámica se utilizan materiales como: • cobre; • acero de diferentes grados; • hierro fundido; • aluminio; • silumin.

En las calderas de calefacción domésticas modernas, una unidad de intercambio de calor ocupa la mayor parte de su superficie. Los parámetros económicos y medioambientales de la caldera dependen del diseño y tipo de material.

Los intercambiadores de calor se clasifican dependiendo del propósito para tipos tales como calentamiento, enfriamiento, condensación, evaporación. Según el principio de funcionamiento, los bloques son regenerativos, recuperativos y de mezcla. Los dos primeros tipos tienen el nombre general de "aparato de superficie térmica". Un ejemplo de tales unidades son los radiadores de los automóviles. Su propósito es participar en el funcionamiento del sistema de refrigeración del motor. El agua calentada entra en contacto con el aire a través de las paredes de los intercambiadores de calor de cobre y aluminio.

En las máquinas mezcladoras (de contacto), se mezclan entre sí dos corrientes de trabajo (caliente y fría). Un proceso similar se observa en los condensadores de chorro, donde el líquido rociado utiliza la energía de condensación. Son más fáciles de fabricar y tienen una mayor capacidad calorífica. Pero el alcance es limitado.

Conjunto de intercambiador de calor de placas de aire DIY con ventilador

Hagamos un calentador doméstico con un intercambiador de calor de placas. Por ejemplo, se puede conectar a una caldera con camisa de agua.

• intercambiador de calor de placas acabadas, tamaño pequeño;
• conexiones de conductos;
• ventilador;
• madera contrachapada para ensamblar el marco (sus dimensiones deben coincidir con las dimensiones de las paredes laterales del intercambiador de calor) - 4 piezas;
• madera contrachapada para el frente del marco - 1 pieza;
• Lámina de metal;
• una barra (lo suficientemente larga para un marco y 4 barras cortas);
• tornillos autorroscantes;
• ruleta;
• rompecabezas;
• destornillador.

1. Una caja se rompe con piezas de madera contrachapada. Las esquinas internas se fijan con barras autorroscantes. El intercambiador de calor debe encajar firmemente en el marco.
2. Adjuntamos una hoja de metal a un lado del marco, cortamos un agujero en el medio en el que se insertará el ventilador.
3. Hacemos un marco a partir de una barra. Lo arreglamos en el lado opuesto del marco.
4. Los tubos de salida de aire están unidos al marco.

Dispositivos de calentamiento de acero y aleaciones de cobre.

Dado que la producción en masa de electrodomésticos se centra en la fabricación de intercambiadores de calor a partir de metales ferrosos, las calderas de gas con un intercambiador de calor de cobre se consideran un producto prestigioso. El cobre tiene altas características de transferencia de calor. Por lo tanto, se pueden usar calderas pequeñas con una pequeña cantidad de portador de calor para calentar una casa grande. Como resultado, los dispositivos son muy compactos.

¡Importante! A menudo, los compradores están interesados ​​en qué intercambiador de calor elegir: acero o cobre. Debe partir de las propiedades físicas y químicas de los metales ferrosos y no ferrosos. La capacidad calorífica específica del cobre es menor que la del acero.

Es decir, para calentar una cantidad igual de sustancia, el cobre necesita transferir menos calor que el acero. En consecuencia, la inercia del sistema de calefacción, donde hay una unidad de transferencia de calor de acero, es mayor. La automatización de la caldera, que funciona con un bloque de transferencia de calor de cobre, reacciona más rápido a un aumento de la temperatura del refrigerante. Como resultado, esto conduce a un ahorro de combustible. Se produce una reacción aún mayor del sistema de calefacción a la calefacción cuando la bomba está en funcionamiento. Además, proporciona una circulación mejorada incluso con pendientes de tubería perturbadas y evita que el agua hierva.

Comparando los intercambiadores de calor de cobre para calderas con los de acero, podemos decir que estos últimos son más plásticos. Este factor es importante porque hay un proceso constante de interacción con el fuego abierto. Como resultado, se desarrollan tensiones térmicas en el metal y aparecen grietas. El acero es más duradero a este respecto y puede soportar una gran cantidad de ciclos: calentamiento - enfriamiento.

¡La nota! Las desventajas del acero, además de la inercia, el aumento de la capacidad calorífica específica, incluyen: • susceptibilidad a la corrosión; • mayor volumen de la superficie del calentador de aire; • una gran cantidad de refrigerante; • una masa significativa de dispositivos de calefacción.

¿Qué caldera de gas es mejor: acero o hierro fundido?

Cuando necesite calentar con urgencia una casa rural, es mejor utilizar calderas de gas probadas, que garantizan firmemente un alto nivel de salida de calor con un bajo consumo de combustible. Pero las calderas de gas, ampliamente disponibles en el mercado, se encuentran no solo en hierro fundido gris clásico, sino también en acero. Pero, ¿qué opción se considera preferible a priori?

Si tenemos en cuenta el recurso de operación, es mejor comprar calderas de gas de hierro fundido, que en nuestras realidades se han convertido prácticamente en clásicos vivos. De hecho, debido a la presencia de un porcentaje en exceso de carbono (2%) en el hierro fundido, el hierro fundido tiende a corroerse muy lentamente.

Teniendo en cuenta el hecho de que en el sector privado se utiliza principalmente un refrigerante de alta calidad en forma de agua blanda ordinaria sin la adición de sales o fosfatos, en la práctica real se puede esperar con seguridad que una caldera de gas de hierro fundido de los mejores fabricantes Realmente puede durar hasta 50 años sin corrosión ni reparación.

El hierro fundido también se distingue por su capacidad de reparación. Si aparece una fístula en alguna parte, entonces todo se puede soldar con soldadura de gas ordinaria. Por cierto, esto es lo que hacen la mayoría de los vendedores de equipos de calefacción de gas: ensamblan la mayoría de las calderas de gas de hierro fundido utilizando soldadura de acetileno directamente en el sitio del cliente, lo que le permite traer monobloques compactos con anticipación y luego soldar uno. caldera de gas pieza de cualquier capacidad! Las calderas de potencia media (hasta 20 kW), por regla general, son fabricadas por los fabricantes en forma prefabricada, lo que le permite al comprador comprarlas, llevarlas a su hogar, instalarlas rápidamente y comenzar a usarlas de inmediato.

Pero las calderas de acero también tienen sus ventajas: se distinguen por una mayor conductividad térmica, bajo peso y un precio democrático, gracias a las cuales la mayoría de los propietarios pueden pagarlas. En las calderas de acero, no solo las paredes internas están hechas de acero inoxidable, sino incluso el intercambiador de calor, por lo que el refrigerante tiende a calentarse mucho más rápido, y la caldera en sí comenzará a consumir un mínimo de gas, lo que en realidad permite una caldera de acero que se amortiza en solo un par de temporadas de calefacción.

Las calderas de acero son extremadamente ligeras. Por ejemplo, si tenemos en cuenta una caldera de hierro fundido de piso con una capacidad de 17 kW, entonces su peso será de aproximadamente 180 kg, lo que requerirá una regla de piso de concreto separada en el cuarto de servicio. Pero si compra una caldera de acero, su peso con la misma potencia será de 3 a 4 veces menor, lo que le permitirá usar cualquier piso más débil tanto en un cuarto residencial como en un cuarto de servicio.La vida útil de las calderas de acero es ligeramente menor que la del hierro fundido (en promedio, no más de 15 años), pero si tenemos en cuenta su alta eficiencia de combustible y su bajo precio, la compra de este equipo de calefacción para un hogar será inicialmente ser una solución económica y práctica rentable.

Calentador de agua a gas con intercambiador de calor de cobre

La columna de gas contiene un intercambiador de calor, en el que el agua se calienta mediante un quemador. El cobre con un alto coeficiente de transferencia de calor transfiere rápidamente el calor al agua, que se utiliza para bañarse. Cuanto menos impurezas haya en la aleación, mejor funcionan los productos de cobre. Si están presentes, las paredes del recipiente se calientan de manera desigual, lo que hace que se quemen rápidamente. A veces, para reducir el precio de un intercambiador de calor de cobre, se reducen el grosor de la pared y el diámetro del tubo. El peso del aparato vacío es de hasta 3,5 kg.

La unidad de intercambio de calor se fabrica en forma de tubo. En la parte inferior tiene forma de serpiente con costillas. Se instala una hoja de metal a su alrededor, y encima hay un tubo en espiral. Además del cobre, se utiliza acero galvanizado y acero inoxidable. Qué intercambiador de calor es mejor, cobre o acero inoxidable, dice el hecho mismo del costo del dispositivo. El cobre es 20 veces más caro que la aleación de acero. Pero transfiere mejor el calor y es más económico en funcionamiento. El acero inoxidable es más duradero.

¡Importante! Antes de comprar un calentador de agua a gas con un intercambiador de calor de cobre, debe estudiar sus parámetros técnicos. Lo bueno no será barato. El cobre se oxida fuertemente al entrar en contacto con el agua. Este proceso se observa especialmente en el lugar donde se suministra agua fría. Allí se forma condensación. La alta humedad corroe la pared del tubo y aparecen fístulas. Se forman rápidamente en paredes delgadas. Los productos de calidad durarán el tiempo debido.

Diseño de sistemas

Entonces, el propósito del dispositivo es transferir temperatura de un ambiente a otro. Varios líquidos, gases y vapores pueden ser fuentes de calor y portadores de calor. Los medios inestables están separados por un material que tiene un índice de conductividad térmica adecuado para ello. El ejemplo más simple de un intercambiador de calor es un radiador de habitación convencional. La fuente de calor es agua en calefacción. El medio calentado es el aire de la habitación. Y el material de separación es el metal del que está hecho el radiador.

Un papel importante en el que el material intermedio a utilizar lo juega su grado de conductividad térmica. Los líderes en este indicador son la plata y el cobre. Pero por razones obvias, el cobre se usa con mayor frecuencia.

El cobre es 7,5 veces mejor para transferir calor que el acero, y el plástico es 200 veces peor que el acero. Resulta que, en igualdad de condiciones, 1,7 metros de cobre, 12 metros de acero y 2000 metros de tuberías de plástico transferirán la misma cantidad de calor.

Por designación, los intercambiadores de calor se dividen en:

Los primeros contienen un gas o líquido frío. Al entrar en contacto con él, el refrigerante calentado se enfría.

Los calentadores, por el contrario, contienen un gas calentado (líquido), que comparte calor con el líquido frío circulante (gas).

Dispositivo intercambiador de calor de superficie

Tanto los "calentadores" como los "refrigeradores" pueden diferir en el diseño:

1. Superficie (el caso cuando los medios están en contacto a través de la superficie intermedia).
2. Regenerativo (suministro alterno de medios fríos y calientes a una boquilla especial que, al calentar y enfriar, regula la temperatura del medio)
3. Mezclar (introducir un medio directamente en otro y mezclarlos).

Debo decir que los intercambiadores de calor de superficie se utilizan con mayor frecuencia. Difieren significativamente en forma. Aquí se pueden distinguir tres tipos:

1. Laminar (muchas placas, recogidas en casetes, por cuyos laberintos pasa el líquido).
2. Bobinas (tubo delgado retorcido en espiral).
3. Una pipa en una pipa.

El calentamiento de combustible dual puede ser muy conveniente, especialmente cuando hay una interrupción en una de las fuentes de calentamiento. Las calderas de calefacción combinadas tienen dos cámaras de combustión y se producen en diferentes versiones: gas - electricidad, gas - carbón, etc. Consideraremos el diseño del sistema y los métodos de instalación a continuación.

Consideraremos las características de elegir un termostato para un radiador de calefacción aquí.

Los métodos de calentamiento habituales pueden resultar inconvenientes en algunas situaciones. La calefacción sin gas ni leña puede ser una buena alternativa. Aquí https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/bez-gaza-i-drov.html, considere cómo organizar la calefacción de una habitación sin usar leña y gas.

Reparación de intercambiadores de calor de cobre.

Durante el funcionamiento de los evaporadores aparecen diferentes tipos de daños: • roturas en las tuberías en el punto de suministro de agua y su salida; • violación de la integridad como resultado de un golpe de ariete; • abolladuras, fístulas; • violación de la estanqueidad de las conexiones roscadas.

Antes de comenzar la reparación, se realiza una búsqueda de microfisuras que no se notan visualmente. Los defectos ocultos solo se pueden detectar mediante prensado. Las fístulas se eliminan soldando el intercambiador de calor de cobre con soldaduras de alta temperatura.

Para trabajar necesita un soldador, fundente y soldadura. Primero, se aplica un fundente, que limpia la superficie de partículas oxidadas. También ayuda a distribuir la soldadura de manera uniforme. Una pasta que contiene cobre se utiliza como fundente. Si no está allí, puede tomar colofonia e incluso una tableta de aspirina.

¡La nota! Al soldar un intercambiador de calor de cobre, es necesario que la soldadura se derrita del tubo y no del contacto con el soldador.

La capa de soldadura en el lugar del daño se acumula gradualmente hasta que su grosor alcanza 1-2 mm. La llama del quemador debe ser media, de lo contrario el evaporador puede dañarse aún más. Una vez finalizada la soldadura, debe eliminar el fundente restante. Porque el ácido que contiene corroe el cobre.

Hacer un intercambiador de calor de tubería en tubería con sus propias manos

Cómo funciona, pros y contras

Como sugiere el nombre, el intercambiador de calor es un tubo grande con un tubo más pequeño en su interior. El medio de enfriamiento o calentamiento se mueve a través del tubo interior y el líquido a enfriar se suministra al exterior.

Un intercambiador de calor de una tubería puede constar de varias unidades conectadas en serie.

Este diseño simple tiene las siguientes ventajas:

• adecuado para cualquier portador de calor;
• fácil de hacer tú mismo;
• fácil de limpiar;
• sirve durante mucho tiempo;
• adecuado para trabajos bajo presión (en contraposición a placa);
• puede elegir la velocidad de movimiento de los fluidos cambiando el tamaño de las tuberías.

Sin embargo, todo debe calcularse cuidadosamente y las tuberías pueden ser bastante caras.

Fabricación

• Tubos de diferentes diámetros (preferiblemente cobre) - 2 uds.
• Tees en forma de T (el diámetro es el mismo que el del tubo más grande) - 2 uds.
• Tubos cortos de igual longitud, diámetro = salida en T. - 2 uds.
• Soldadura y electrodos, o un potente cautín y soldadura para cobre.
• Búlgaro.
• Ruleta.

Usaremos tubos de cobre de paredes delgadas. Elegimos segmentos que sean adecuados en longitud para que el diámetro de uno sea al menos 4 mm más grande que el otro (el espacio será de 2 mm en cada lado).

1. Suelde en T en ambos lados del tubo exterior (lateral).
2. Insertamos un tubo de menor diámetro en el interior y, hirviendo los extremos del tubo más grande, fijamos el tubo interior en él.
3. Soldamos tubos cortos a las salidas de las T en forma de T, por donde pasará el líquido.
4. Si se usó acero, en lugar de cobre, su efectividad será significativamente menor. Tiene sentido aumentar el área de la superficie de trabajo haciendo una batería a partir de intercambiadores de calor separados. Están conectados en serie con pequeños trozos de tubos soldados a una u otra te. El resultado debería ser una serpiente.

¿Qué hacer con el regulador de potencia?

Un dispositivo pequeño y económico le ahorrará mucho dinero y le ayudará a ajustar la temperatura que necesita en el intercambiador de calor.

Para instalarlo en el tubo del intercambiador de calor, debe conectar el termostato con los terminales y luego los cables de alimentación.

Puede evitar trabajos innecesarios comprando un regulador con un dispositivo de calefacción incorporado. No habrá diferencia tangible de precio.

El intercambiador de calor puede ser una excelente adición al horno, aumentará su eficiencia. Se puede instalar en los orificios de ventilación y calentar el aire que entra a la casa, proporcionar agua caliente a la casa, hacer que una estufa convencional emita más calor y mucho más.

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Lea sobre cómo calcular correctamente la potencia de una caldera de calefacción en este artículo.