Care cazan este mai bun, fontă sau oțel (atât gaz, cât și combustibil solid).

Scop, tipuri de schimbătoare de căldură metalice

Proiectarea și performanța dispozitivelor de încălzire depind de scopul, principiul de funcționare și materialul schimbătorului de căldură. De exemplu, este imposibil să se creeze un produs compact din fontă pentru un parapet sau încălzitor de perete. Deoarece oțelul carbon sau fonta are o densitate semnificativă și, prin urmare, masa. Cazanele vechi din fontă fac parte din trecut. Structurile de încălzire de dimensiuni mici, cu piese ușoare și un nivel mai ridicat de transfer de energie sunt populare astăzi. Acestea includ cazane suspendate pe gaz cu schimbător de căldură din cupru.

La producerea unei structuri termodinamice se utilizează materiale precum: cupru; • oțel de diferite grade; • fontă; • aluminiu; • silumin.

În cazanele moderne de încălzire pentru uz casnic, o unitate de schimb de căldură ocupă cea mai mare parte a suprafeței sale. Parametrii economici și de mediu ai cazanului depind de proiectarea și tipul de material.

Schimbătoarele de căldură sunt clasificate în funcție de scopul pentru tipuri precum încălzirea, răcirea, condensarea, evaporarea. Conform principiului de funcționare, blocurile sunt regenerative, recuperative și amestecate. Primele două tipuri au denumirea generală de „aparat termic de suprafață”. Un exemplu de astfel de unități sunt radiatoarele din mașini. Scopul lor este de a participa la funcționarea sistemului de răcire a motorului. Apa încălzită vine în contact cu aerul prin pereții schimbătorilor de căldură cupru-aluminiu.

În mașinile de amestecat (de contact), două fluxuri de lucru (cald și rece) sunt amestecate între ele. Un proces similar se observă în condensatoarele cu jet, unde lichidul pulverizat folosește energia de condensare. Sunt mai ușor de fabricat și au o capacitate termică mai mare. Dar domeniul de aplicare este limitat.

Ansamblu schimbător de căldură cu placă de aer DIY cu ventilator

Să facem un încălzitor de uz casnic dintr-un schimbător de căldură cu plăci. Poate fi, de exemplu, conectat la un cazan cu apă.

• schimbător de căldură cu plăci finisate, de dimensiuni mici;
• conexiuni de conducte;
• ventilator;
• placaj pentru asamblarea cadrului (dimensiunile acestuia trebuie să se potrivească cu dimensiunile pereților laterali ai schimbătorului de căldură) - 4 buc;
• placaj pentru partea din față a cadrului - 1 buc;
• Folie metalica;
• o bară (suficient de lungă pentru un cadru și 4 bare scurte);
• șuruburi autofiletante;
• ruletă;
• ferăstrău;
• şurubelniţă.

1. O cutie este scoasă din bucăți de placaj. Colțurile interne sunt fixate cu bare auto-filetate. Schimbătorul de căldură trebuie să se potrivească strâns în cadru.
2. Atașăm o foaie de metal pe o parte a cadrului, tăiem o gaură în mijloc în care va fi introdus ventilatorul.
3. Realizăm un cadru dintr-o bară. Îl fixăm pe partea opusă a cadrului.
4. Conductele de evacuare a aerului sunt atașate la cadru.

Dispozitive de încălzire din oțel și aliaje de cupru

Deoarece producția în masă a aparatelor de uz casnic este axată pe fabricarea schimbătorilor de căldură din metale feroase, cazanele pe gaz cu schimbător de căldură din cupru sunt considerate un produs de prestigiu. Cuprul are caracteristici ridicate de transfer de căldură. Prin urmare, cazanele mici cu o cantitate mică de purtător de căldură pot fi utilizate pentru a încălzi o casă mare. Ca urmare, dispozitivele sunt foarte compacte.

Important! Adesea, cumpărătorii sunt interesați de ce schimbător de căldură să aleagă - oțel sau cupru. Trebuie să treceți de la proprietățile fizice și chimice ale metalelor feroase și neferoase. Capacitatea termică specifică a cuprului este mai mică decât cea a oțelului.

Adică, pentru a încălzi o cantitate egală de substanță, cuprul trebuie să transfere mai puțină căldură decât oțelul. În consecință, inerția sistemului de încălzire, unde există o unitate de transfer de căldură din oțel, este mai mare. Automatizarea cazanului, care funcționează cu un bloc de transfer de căldură din cupru, reacționează mai repede la o creștere a temperaturii lichidului de răcire. Drept urmare, acest lucru duce la economii de combustibil. O reacție și mai mare a sistemului de încălzire la încălzire are loc atunci când pompa funcționează. În plus, asigură o circulație îmbunătățită chiar și cu pante perturbate ale țevii și previne fierberea apei.

Comparând schimbătoarele de căldură din cupru pentru cazane cu oțel, putem spune că acestea din urmă sunt mai plastice. Acest factor este important deoarece există un proces constant de interacțiune cu focul deschis. Ca rezultat, se dezvoltă tensiuni termice în metal și apar fisuri. Oțelul este mai durabil în acest sens și poate rezista la un număr mare de cicluri: încălzire - răcire.

Nota! Dezavantajele oțelului, pe lângă inerție, capacitatea termică specifică crescută, includ: • susceptibilitatea la coroziune; • volumul crescut al suprafeței încălzitorului de aer; • o cantitate mare de lichid de răcire; • o masă semnificativă de dispozitive de încălzire.

Ce cazan pe gaz este mai bun: oțel sau fontă?

Atunci când aveți nevoie urgentă de încălzirea unei case rurale, este mai bine să folosiți cazane cu gaz dovedite, care garantează ferm un nivel ridicat de putere termică cu un consum redus de combustibil. Dar cazanele pe gaz, disponibile pe scară largă pe piață, se găsesc nu numai din fontă clasică gri, ci și din oțel. Dar ce opțiune este considerată preferabilă a priori?

Dacă luăm în considerare resursa de funcționare, este mai bine să achiziționăm cazane din fontă pe gaz, care în realitățile noastre au devenit practic clasice vii. Într-adevăr, datorită prezenței unui procent excesiv de carbon (2%) în fontă, fonta tinde să se corodeze extrem de lent.

Având în vedere faptul că, în sectorul privat, un agent de răcire de înaltă calitate este utilizat în principal sub formă de apă moale obișnuită fără adăugarea de săruri sau fosfați, în practica reală se poate aștepta în siguranță că un cazan pe gaz din fontă de la cei mai buni producători poate dura cu adevărat până la 50 de ani fără coroziune și reparații.

Fonta se remarcă și prin capacitatea de reparare. Dacă apare o fistulă undeva, atunci totul poate fi sudat cu sudură obișnuită cu gaz. Apropo, asta fac majoritatea vânzătorilor de echipamente de încălzire pe gaz - aceștia asamblează majoritatea cazanelor din fontă pe gaz folosind sudarea cu acetilenă chiar la locul clientului, ceea ce vă permite să aduceți în avans monoblocuri compacte și apoi să sudați unul - cazan pe gaz bucată de orice capacitate! Cazanele de putere medie (până la 20 kW), de regulă, sunt fabricate de producători într-o formă gata făcută, care permite cumpărătorului să le cumpere, să le aducă acasă, să le instaleze rapid și să înceapă imediat să le folosească.

Dar și cazanele din oțel au avantajele lor - se disting prin conductivitate termică mai mare, greutate redusă și un preț democratic, datorită cărora majoritatea proprietarilor de case le pot permite. În cazanele din oțel, nu numai pereții interiori sunt din oțel inoxidabil, ci și schimbătorul de căldură, datorită căruia lichidul de răcire tinde să se încălzească mult mai repede, iar cazanul în sine va începe să consume un minim de gaz, ceea ce în realitate permite un cazan de oțel pentru a plăti în doar câteva sezoane de încălzire!

Cazanele din oțel sunt extrem de ușoare. De exemplu, dacă luăm în considerare un cazan din fontă de podea cu o capacitate de 17 kW, atunci greutatea acestuia va fi de aproximativ 180 kg, ceea ce va necesita o șapă de beton separată în camera de utilitate. Dar dacă cumpărați un cazan din oțel, atunci greutatea acestuia cu aceeași putere va fi de 3-4 ori mai mică, ceea ce vă va permite să utilizați orice podea mai slabă atât într-o cameră rezidențială, cât și în utilitate.Durata de viață a cazanelor din oțel este puțin mai mică decât cea din fontă (în medie, nu mai mult de 15 ani), dar dacă luăm în considerare eficiența ridicată a combustibilului și prețul scăzut, atunci achiziționarea acestui echipament de încălzire pentru o gospodărie să fie inițial o soluție financiară și practică profitabilă.

Încălzitor de apă pe gaz cu schimbător de căldură din cupru

Coloana de gaz conține un schimbător de căldură, în care apa este încălzită de un arzător. Cuprul cu un coeficient ridicat de transfer de căldură transferă rapid căldura în apă, care este utilizată pentru a face o baie. Cu cât sunt mai puține impurități din aliaj, cu atât funcționează mai bine produsele din cupru. Dacă sunt prezenți, pereții recipientului se încălzesc inegal, ceea ce îi determină să ardă rapid. Uneori, pentru a reduce prețul unui schimbător de căldură din cupru, grosimea peretelui și diametrul tubului sunt reduse. Greutatea aparatului gol este de până la 3,5 kg.

Unitatea de schimb de căldură este fabricată sub formă de tub. În partea inferioară are forma unui șarpe cu coaste. În jurul său este instalată o foaie de metal, iar deasupra ei este o țeavă spirală. Pe lângă cupru, se utilizează oțel zincat și inox. Care schimbător de căldură este mai bun, cupru sau oțel inoxidabil, spune chiar faptul că este costul dispozitivului. Cuprul este de 20 de ori mai scump decât aliajul de oțel. Dar transferă căldura mai bine și funcționează mai economic. Oțelul inoxidabil este mai durabil.

Important! Înainte de a cumpăra un încălzitor de apă pe gaz cu un schimbător de căldură din cupru, ar trebui să studiați parametrii tehnici ai acestuia. Un lucru bun nu va fi ieftin. Cuprul se oxidează puternic la contactul cu apa. Acest proces este observat în special în locul în care este furnizată apă rece. Condensarea se formează acolo. Umiditatea ridicată mănâncă peretele tubului și apar fistule. Se formează rapid pe pereți subțiri. Bunurile de calitate vor rezista la timpul potrivit.

Proiectarea sistemului

Deci, scopul dispozitivului este de a transfera temperatura dintr-un mediu în altul. Diverse lichide, gaze și abur pot fi surse de căldură și purtători de căldură. Mediile instabile sunt separate de un material care are un indice de conductivitate termică adecvat pentru aceasta. Cel mai simplu exemplu de schimbător de căldură este un radiator de cameră convențional. Sursa de căldură este apa în încălzire. Mediul încălzit este aerul din cameră. Iar materialul de separare este metalul din care este fabricat radiatorul.

Un rol important în care materialul intermediar de utilizat este jucat de gradul său de conductivitate termică. Liderii acestui indicator sunt argintul și cuprul. Dar, din motive evidente, cuprul este cel mai des folosit.

Cuprul transferă căldura de 7,5 ori mai bine decât oțelul, iar plasticul este de 200 de ori mai rău decât oțelul. Se pare că, toate celelalte lucruri fiind egale, 1,7 metri de cupru, 12 metri de oțel și 2000 de metri de țevi de plastic vor transfera aceeași cantitate de căldură.

Prin desemnare, schimbătoarele de căldură sunt împărțite în:

Primele conțin un gaz rece sau un lichid. În contact cu acesta, lichidul de răcire încălzit se răcește.

În schimb, încălzitoarele conțin un gaz încălzit (lichid), care împarte căldura cu lichidul rece (gaz) care circulă.

Dispozitiv schimbător de căldură de suprafață

Atât „încălzitoarele”, cât și „răcitoarele” pot diferi prin design:

1. Suprafață (cazul când mediul este în contact prin suprafața intermediară).
2. Regenerativ (alimentarea alternativă a mediului rece și fierbinte către o duză specială, care, prin încălzire și răcire, reglează temperatura mediului).
3. Amestecarea (alimentarea unui mediu direct în altul și amestecarea lor).

Trebuie să spun că schimbătoarele de căldură de suprafață sunt utilizate cel mai des. Ele diferă semnificativ ca formă. Aici se pot distinge trei tipuri:

1. Lamelar (numeroase farfurii, colectate în casete, prin labirintele din care trece lichidul).
2. Bobine (tub subțire răsucit într-o spirală).
3. O țeavă într-o țeavă.

Încălzirea dublă a combustibilului poate fi foarte convenabilă, mai ales atunci când există o întrerupere a uneia dintre sursele de încălzire. Cazanele de încălzire combinate au două camere de ardere și sunt produse în diferite versiuni: gaz - electricitate, gaz - cărbune și așa mai departe. Vom lua în considerare proiectarea sistemului și metodele de instalare de mai jos.

Vom lua în considerare caracteristicile alegerii unui termostat pentru un radiator de încălzire aici.

Metodele obișnuite de încălzire pot fi incomode în anumite situații. Încălzirea fără gaz sau lemn poate fi o alternativă bună. Aici https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/bez-gaza-i-drov.html, ia în considerare cum să organizezi încălzirea unei camere fără a folosi lemne de foc și gaz.

Repararea schimbătoarelor de căldură din cupru

În timpul funcționării evaporatoarelor apar diferite tipuri de daune: • rupturi în conducte la punctul de alimentare cu apă și la ieșirea acestuia; • încălcarea integrității ca urmare a ciocanului cu apă; • urechi, fistule; • încălcarea etanșeității conexiunilor filetate.

Înainte de a începe reparația, se efectuează o căutare a microfisurilor care nu sunt vizibile. Defectele ascunse pot fi detectate numai prin sertizare. Fistulele sunt îndepărtate prin lipirea schimbătorului de căldură din cupru folosind lipitori la temperatură ridicată.

Pentru muncă aveți nevoie de un fier de lipit, un flux și o lipire. În primul rând, se aplică un flux care curăță suprafața de particule oxidate. De asemenea, ajută la distribuirea uniformă a lipirii. O pastă care conține cupru este utilizată ca flux. Dacă nu există, atunci puteți lua colofoniu și chiar o tabletă de aspirină.

Nota! Când sudați un schimbător de căldură din cupru, este necesar ca lipirea să se topească din tub și nu din contactul cu fierul de lipit.

Stratul de lipit în locul deteriorării se acumulează treptat până când grosimea acestuia ajunge la 1-2 mm. Flacăra arzătorului trebuie să fie medie, altfel evaporatorul poate fi deteriorat în continuare. După terminarea lipirii, trebuie să eliminați fluxul rămas. Deoarece acidul pe care îl conține corodează cuprul.

Realizarea unui schimbător de căldură țeavă în țeavă cu propriile mâini

Cum funcționează, argumente pro și contra

După cum sugerează și numele, schimbătorul de căldură este un tub mare cu un tub mai mic în interior. Mediul de răcire sau de încălzire se deplasează prin conducta interioară, iar lichidul care trebuie răcit este furnizat către cel exterior.

Un schimbător de căldură dintr-o țeavă poate consta din mai multe unități conectate în serie.

Acest design simplu are următoarele avantaje:

• potrivit pentru orice purtător de căldură;
• ușor de făcut singur;
• Usor de curatat;
• servește mult timp;
• potrivit pentru lucrul sub presiune (spre deosebire de placa);
• puteți alege viteza de mișcare a fluidelor modificând dimensiunea conductelor.

Cu toate acestea, totul trebuie calculat cu atenție, iar țevile pot fi destul de scumpe.

de fabricație

• Tuburi de diferite diametre (de preferință cupru) - 2 buc.
• T-uri în formă de T (diametrul este același cu cel al tubului mai mare) - 2 buc.
• Tuburi scurte de lungime egală, diametru = ieșire tee. - 2 buc.
• Sudare și electrozi, sau un fier de lipit puternic și lipit pentru cupru.
• Bulgară.
• Ruletă.

Vom folosi tuburi de cupru cu pereți subțiri. Alegem segmente care sunt adecvate ca lungime, astfel încât diametrul unuia să fie cu cel puțin 4 mm mai mare decât celălalt (decalajul va fi de 2 mm pe fiecare parte).

1. Sudați teurile de pe ambele părți ale tubului exterior (lateral).
2. Introducem un tub de diametru mai mic în interior și, fierbând capetele tubului mai mare, fixăm tubul interior în el.
3. Sudăm tuburi scurte la ieșirile teurilor în formă de T, prin care va veni lichidul.
4. Dacă s-a folosit oțel, mai degrabă decât cupru, eficacitatea acestuia va fi semnificativ mai mică. Este logic să măriți suprafața de lucru făcând o baterie din schimbătoare de căldură separate. Sunt conectate în serie cu bucăți mici de țevi sudate la unul sau altul tee. Rezultatul ar trebui să fie un șarpe.

Ce să faci cu regulatorul de putere?

Un dispozitiv mic și ieftin va economisi o mulțime de bani și vă va ajuta să setați temperatura de care aveți nevoie pe schimbătorul de căldură.

Pentru a-l instala pe tubul schimbătorului de căldură, trebuie să conectați termostatul la terminale și apoi firele de alimentare.

Puteți evita lucrările inutile achiziționând un regulator cu un dispozitiv de încălzire încorporat. Nu va exista nicio diferență tangibilă de preț.

Schimbătorul de căldură poate fi un supliment excelent la cuptor, acesta îi va spori eficiența. Poate fi instalat pe orificiile de ventilație și încălzește aerul care trece în casă, asigură casa cu apă fierbinte, face ca o sobă convențională să dea mai multă căldură și multe altele.

O sobă în țară nu este un design inutil, deoarece vremea poate fi imprevizibilă în extrasezon. Cuptor de cărămidă bricolaj pentru o reședință de vară: tipuri de cuptoare, locul potrivit, recomandări pentru muncă.

Citiți despre cum să calculați corect puterea unui cazan de încălzire în acest articol.