- 1 Le choix du matériau pour les travaux à venir
- 2 Éléments structurels de l'équipement
- 3 Choix raisonnable du design
- 4 Règles de conception et d'installation
- 5 Les principales nuances de travail et d'utilisation
Les fours sont des conceptions traditionnelles pour un chauffage complet, uniforme et de haute qualité des bâtiments. Cependant, ils sont souvent installés pour de telles maisons, qui sont de grande taille et plusieurs pièces assez éloignées les unes des autres. Dans ce cas, un poêle ne sera pas en mesure de fournir un chauffage uniforme de chaque pièce en raison d'une puissance insuffisante. Dans cette situation, la solution la plus optimale est un serpentin, également appelé échangeur de chaleur. Il est connecté à un appareil de chauffage, après quoi il est effectué dans toutes les pièces du bâtiment lui-même, ce qui permet un chauffage optimal et uniforme.
Le choix du matériau pour les travaux à venir
La bobine est généralement créée à l'aide d'un tuyau qui a un longueur et diamètre... Lors de la sélection, il convient de garder à l'esprit que tous les paramètres de cet élément affecteront directement la qualité du chauffage dans la maison, ainsi que son efficacité. Par conséquent, le matériau à partir duquel l'échangeur de chaleur sera formé doit avoir une bonne un indicateur de conductivité thermique.
Les types de tuyaux les plus populaires à ces fins sont:
- produits en cuivre dont la conductivité thermique est 380;
- tubes en acier avec une conductivité thermique égale à 50;
- éléments en métal-plastique dont la conductivité thermique est égale à 0,3.
Le plus souvent utilisé des tuyaux de cuivre, à partir de laquelle une bobine de haute qualité avec tous les éléments nécessaires est obtenue. Le matériau est du plastique, par conséquent, si nécessaire, il peut avoir absolument n'importe quelle forme et configuration pour lesquelles le processus de pliage est utilisé. Il est considéré comme assez simple, il est donc facile de mettre en œuvre toutes les étapes de vos propres mains. De plus, les tuyaux en cuivre diffèrent en ce qu'ils sont faciles à divers raccords sont connectés.
Cependant, souvent, pour un chauffage complet dans chaque pièce de la maison, les propriétaires préfèrent utiliser des éléments improvisés qui ont déjà servi à d'autres fins pour se connecter au poêle. Pour cela, des radiateurs de chauffage anciens ou des chauffe-eau instantanés peuvent être utilisés, cependant, travailler avec ces objets assez durde plus, ils ne fourniront pas résultat de chauffage parfait.
Méthodes de fabrication de bobines
Il existe trois schémas principaux pour obtenir des serpentins de surfaces chauffantes de chaudière (Fig. 7): élément par élément, fouet et par la méthode de montage séquentiel. Indépendamment de la méthode, le processus technologique de fabrication de serpentins comprend: l'inspection entrante des tuyaux; trier les tuyaux d'origine par longueur; développement de schémas de découpe de tuyaux en éléments; coupe de tuyaux, coupe et dénudage d'extrémités de tuyaux. Nous choisissons la méthode par élément.
Figure 7. Diagrammes élément par élément pour la fabrication de bobines
Avec la méthode de fabrication élément par élément, les tuyaux droits préparés sont d'abord pliés sur des machines-outils, suivis d'un placage, puis les éléments pliés sont soudés ensemble en une bobine (Fig.7).
Éléments structurels de l'équipement
En règle générale, un système holistique est utilisé pour créer un chauffage domestique à part entière. Il se compose principalement d'un réservoir métallique, ayant une capacité assez importante. Des tuyaux spéciaux y sont connectés. Cet élément n'entre en aucun cas en contact avec le feu ouvert. L'équipement de four est utilisé pour produire chauffage à l'eau, après quoi il entre dans les pièces séparées du bâtiment le long de la bobine. Dans ce cas, un chauffage uniforme et de haute qualité de toute la maison peut être fourni. Ici, il est important de connecter correctement l'équipement au four, et l'appareil lui-même peut être connecté à l'extérieur ou à l'intérieur fours.
Échangeurs de chaleur de four
Schéma de disposition des bobines
Le diagramme montre l'une des options de bobine. Il est bon de placer ce type d'échangeur dans les poêles de chauffage et de cuisson, car sa structure permet facilement de placer un réchaud sur le dessus.
Afin de réduire la complexité du processus de fabrication, vous pouvez apporter des modifications à cette conception et remplacer les tuyaux en U supérieur et inférieur par un tuyau profilé. De plus, les tuyaux verticaux sont également remplacés par des profilés rectangulaires si nécessaire.
Si une bobine de cette conception est installée dans des fours où il n'y a pas de plaque de cuisson, alors pour augmenter l'efficacité de l'échangeur, il est conseillé d'ajouter plusieurs tuyaux horizontaux. Le traitement et le prélèvement de l'eau peuvent se faire de différents côtés, cela dépend de la conception du four et du dispositif du circuit d'eau.
Choix raisonnable du design
Il n'est pas si facile de choisir un échangeur de chaleur de haute qualité et adapté à tous égards, car sur le marché moderne, divers éléments sont présentés dans de nombreuses variétés. Il est important d'être guidé par le fait que l'ensemble de la structure doit assurer un chauffage uniforme et constant des locaux. Dans le même temps, il est important que les éléments soient créés à partir de matériaux de haute qualité résistants à diverses influences, car dans ce cas, l'équipement durera longtemps, pendant lequel il n'y aura pas besoin de travaux de réparation complexes.
Il est important de choisir la bonne bobine. Récemment, les registres à bobines sont considérés comme les plus populaires. Ils sont créés à partir de tuyaux d'un diamètre d'environ 45 mm.et ils ont aussi des murs lisses. En apparence, ils ressemblent à Treillis en forme de L... Ils sont fabriqués à l'aide non seulement de tuyaux lisses, mais également de tuyaux profilés. La sortie d'eau chaude, ainsi que le retour, peuvent être connectés à ces serpentins de différents côtés. Cependant, ici, il est important de parcourir les caractéristiques de conception du poêle lui-même, ainsi que la manière la plus facile de faire la tuyauterie dans le système de chauffage de vos propres mains.
Indicateurs de qualité
Des indicateurs de qualité sont utilisés pour évaluer les mérites opérationnels de l'unité, les principaux étant: le niveau technique, la fiabilité et la durabilité, les caractéristiques structurelles, esthétiques et ergonomiques de l'unité.
A. Niveau technique.
Distinguer les niveaux techniques absolus, relatifs et prospectifs.
Le niveau technique absolu du produit se caractérise par ses performances. Leur nombre doit être minimal. Afin d'éviter la multiplicité et l'ambiguïté dans l'évaluation du niveau absolu, il est nécessaire de se limiter uniquement au plus important d'entre eux: la productivité, l'efficacité, la continuité des processus et le degré d'automatisation.
Le niveau technique relatif caractérise le degré de perfection du produit en comparant (selon les indicateurs pertinents) son niveau technique absolu avec le niveau du meilleur monde moderne - national et étranger - des échantillons et des modèles à des fins similaires.
Le niveau technique prospectif détermine les tendances prévues et planifiées dans le développement de cette industrie sous la forme d'un ensemble de ses indicateurs prospectifs.
B. Durabilité et fiabilité.
Ces indicateurs sont les indicateurs de qualité les plus importants.
Durabilité - la propriété de l'unité de rester opérationnelle avec les interruptions les plus courtes possibles pour l'entretien et les réparations jusqu'à la destruction ou à un autre état limitatif.Les principaux indicateurs quantitatifs de durabilité sont les ressources techniques et la durée de vie.
Ressource technique - la durée totale de fonctionnement de l'unité pour la période de fonctionnement.
Durée de vie - la durée calendaire de fonctionnement de l'unité jusqu'à la destruction ou à un autre état limite (par exemple, avant la première révision majeure). La durée de vie est limitée par la détérioration physique et morale de l'unité.
La fiabilité est une propriété de l'unité, déterminée par la fiabilité, la durabilité et la maintenabilité de l'unité. Indicateurs quantitatifs de fiabilité: temps de fonctionnement, probabilité de fonctionnement sans défaillance, facteur de disponibilité.
Temps de fonctionnement - la durée ou le volume de travail de l'unité, mesuré par le nombre de cycles, le nombre de produits fabriqués ou d'autres unités.
Probabilité de fonctionnement sans défaillance - probabilité qu'aucune défaillance ne se produise dans certaines conditions de fonctionnement et conditions de fonctionnement pendant la durée de fonctionnement spécifiée. Le facteur de disponibilité est le rapport entre le temps de fonctionnement de l'unité en unités de temps pour une certaine période de fonctionnement et la somme de ce temps de fonctionnement et du temps passé à trouver et à éliminer les pannes au cours de la même période de fonctionnement.
B. Ergonomie et esthétique technique.
Création d'échangeurs de chaleur modernes qui répondent aux meilleurs échantillons et aux normes mondiales de qualité, de facilité d'entretien et d'apparence. La conception d'un échangeur de chaleur industriel doit être basée sur les conditions techniques et, dans le même temps, sur les exigences posées par les nouvelles disciplines scientifiques - ergonomie et esthétique technique.
L'ergonomie est une discipline scientifique qui étudie les capacités fonctionnelles d'une personne dans les processus de travail afin de lui créer des outils parfaits et des conditions de travail optimales. L'esthétique technique est une discipline scientifique dont le sujet est le champ d'activité d'un artiste-designer. L'objectif de la conception artistique est (en lien étroit avec la conception technique) la création d'installations industrielles qui répondent le plus pleinement aux besoins du personnel de service, au plus près des conditions d'exploitation, avec de hautes qualités esthétiques, en harmonie avec l'environnement et la situation.
L'aspect attrayant correspond à une conception généralement rationnelle et économique. L'apparence d'un produit dépend dans une large mesure de sa couleur. La couleur est le facteur le plus important qui détermine non seulement le niveau esthétique de la production, mais affecte également la fatigue du travailleur, la productivité du travail et la qualité du produit.
Règles de conception et d'installation
Un serpentin pour créer un chauffage de haute qualité, uniforme et optimal dans la maison est considéré comme une excellente solution. Si vous le souhaitez, vous pouvez commencer à le construire vous-même, mais ici, il est important de prendre en compte les règles et exigences suivantes:
- Il peut y avoir des vides dans l'échangeur de chaleur, leur taille ne doit pas dépasser 5 mm.sinon, l'eau dans l'équipement peut bouillir à cause des gaz chauds provenant de l'équipement du four.
- Les tuyaux à partir desquels les bobines sont créées doivent avoir une épaisseur de paroi supérieure à 3 mm., car ce n'est qu'alors que vous pouvez être sûr que les éléments ne brûleront en aucun cas.
- Entre la paroi du four et l'équipement lui-même, s'il est installé à l'intérieur du four, il est nécessaire de prévoir un espace dans 12 mm., qui compensera la dilatation des éléments métalliques de l'appareil lors du chauffage de l'eau.
Indicateurs économiques
A. Perfection thermo-hydrodynamique.
La puissance dépensée pour pomper des caloporteurs dans un échangeur de chaleur détermine en grande partie le coefficient de transfert de chaleur, c'est-à-dire la production de chaleur globale de l'appareil.Par conséquent, un indicateur important de la perfection d'un échangeur de chaleur est le degré d'utilisation de la puissance pour pomper le liquide de refroidissement afin d'assurer le transfert de chaleur requis.
La perfection thermohydrodynamique de l'appareil peut être caractérisée par le rapport de deux types d'énergie: la chaleur Q transférée à travers la surface d'échange thermique et le travail N consacré à surmonter la résistance hydrodynamique et exprimé dans les mêmes unités pour tous les flux. Ainsi, la mesure de l'utilisation du travail consacré au transfert de chaleur peut être exprimée par le rapport
E = Q / N
Plus la valeur de E est élevée, plus, toutes choses étant égales par ailleurs, l'échangeur thermique ou sa surface d'échange thermique est plus parfait du point de vue thermohydrodynamique (énergétique). Le coefficient d'énergie E est une quantité sans dimension, donc le numérateur et le dénominateur de l'expression E = Q / N peuvent être attribués à une unité arbitraire, mais la même, par exemple, à une unité de surface d'échange thermique (indice de chaleur), à une unité de masse d'une surface d'échange thermique (indice de masse) ou d'une unité de volume (indicateur volumétrique). Lors de la comparaison d'appareils, la valeur de E peut être liée à toute la chaleur et à tout le travail dépensé, ou à une unité de surface, de masse ou de volume de l'appareil.
L'analyse montre que, toutes choses égales par ailleurs, une modification de la vitesse du liquide de refroidissement a un effet différent sur différentes grandeurs caractérisant le fonctionnement de l'échangeur de chaleur: le coefficient de transfert de chaleur change proportionnellement à la vitesse (ou débit) en la puissance de 0,6 à 0,8, la résistance hydrodynamique proportionnelle à la vitesse de la puissance de 1,7 à 1,8 et la puissance de pompage du liquide de refroidissement est de 2,75 degrés.
Avec une augmentation de la vitesse du liquide de refroidissement, la puissance pour le pomper augmente beaucoup plus vite que la quantité de chaleur transférée, c'est-à-dire, pour un certain appareil ou une certaine surface d'échange thermique, la valeur du coefficient d'énergie E diminue avec une augmentation de la vitesse du liquide de refroidissement. Par conséquent, la valeur absolue du coefficient E ne peut pas servir de mesure de la perfection thermohydrodynamique d'un échangeur de chaleur, mais n'est utile que lors de la comparaison de deux ou plusieurs dispositifs.
B. Coefficient d'efficacité.
L'indicateur thermique de la perfection d'un échangeur de chaleur est son efficacité (efficacité):
n = Q2 / Q1
où Q1 est la quantité maximale de chaleur possible qui peut être transférée d'un réfrigérant chaud à un réfrigérant dans ces conditions; Q2 - la quantité de chaleur transférée du liquide de refroidissement chaud au froid, ou la chaleur dépensée pour le processus technologique.
La quantité maximale de chaleur possible, ou chaleur disponible, dépend des températures initiales et des équivalents en eau des fluides caloporteurs.
Les principales nuances de travail et d'utilisation
Le plus souvent, les poêles dans les bâtiments sont utilisés exclusivement pour le chauffage domestique. Cependant, ils sont souvent utilisés pour former l'approvisionnement en eau chaude dans un bâtiment. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur ne doit plus recevoir 10 pourcent de la chaleur générée par l'équipement du four.
Les serpentins doivent être constitués de tuyaux de haute qualité d'un diamètre approprié, puis ils peuvent fournir un chauffage optimal de diverses pièces de la structure. Par conséquent, il est important d'aborder cette question de manière responsable. En outre, le matériau à partir duquel les tuyaux sont fabriqués doit être résistant aux températures élevées, car il est utilisé pour créer un système de chauffage.
Ainsi, l'utilisation d'un serpentin est considérée comme la solution optimale et appropriée pour une maison dans laquelle un poêle est utilisé pour le chauffage, qui n'est pas en mesure de fournir indépendamment uniforme et efficace chauffage de chaque pièce du bâtiment.
