Syfte, typer av metallvärmeväxlare
Uppvärmningsanordningarnas design och prestanda beror på värmeväxlarens syfte, funktionsprincip och material. Det är till exempel omöjligt att skapa en kompakt gjutjärnsprodukt för en parapet eller väggvärmare. Eftersom kolstål eller gjutjärn har en betydande densitet och därmed massa. Gamla pannor av gjutjärn tillhör det förflutna. Små värmekonstruktioner med lätta delar och en högre nivå av energiöverföring är populära idag. Dessa inkluderar gasväggspannor med kopparvärmeväxlare.
Vid tillverkning av en termodynamisk struktur används material som: • koppar; • stål av olika kvaliteter; • gjutjärn; • aluminium; • silumin.
I moderna hushållspannor upptar en värmeväxlarenhet större delen av sin yta. Pannans ekonomiska och miljömässiga parametrar beror på konstruktion och typ av material.
Värmeväxlare klassificeras beroende på syftet för sådana typer som uppvärmning, kylning, kondensering, avdunstning. Enligt driftsprincipen är blocken regenererande, rekuperativa och blandande. De två första typerna har det allmänna namnet "termisk ytanordning". Ett exempel på sådana enheter är radiatorer i bilar. Deras syfte är att delta i driften av motorns kylsystem. Det uppvärmda vattnet kommer i kontakt med luft genom väggarna i koppar-aluminiumvärmeväxlarna.
I blandningsmaskiner (kontakt) blandas två arbetsströmmar (varma och kalla) med varandra. En liknande process observeras i strålkondensorer, där den sprayade vätskan använder kondenseringsenergin. De är lättare att tillverka och har högre värmekapacitet. Men räckvidden är begränsad.
DIY luftplåtvärmeväxlaraggregat med fläkt
Låt oss göra en hushållsvärmare från en plattvärmeväxlare. Den kan till exempel anslutas till en vattenmantlad panna.
- färdig plattvärmeväxlare, liten storlek;
- kanalanslutningar;
- fläkt;
- plywood för montering av ramen (dess mått måste matcha dimensionerna på värmeväxlarens sidoväggar) - 4 st;
- plywood för ramens framsida - 1 st;
- Metallplåt;
- en stapel (tillräckligt lång för en ram och fyra korta staplar);
- självgängande skruvar;
- roulett;
- kontursåg;
- skruvmejsel.
- En låda slås ut ur plywoodbitar. Inre hörn fixeras med självtappande stänger. Värmeväxlaren måste passa tätt in i ramen.
- Vi fäster en plåt på ena sidan av ramen, skär ett hål i mitten där fläkten kommer att sättas in.
- Vi gör en ram från en bar. Vi fixar det på motsatt sida av ramen.
- Luftutloppsrör är fästa vid ramen.
Uppvärmningsanordningar av stål och kopparlegeringar
Eftersom massproduktionen av hushållsapparater är inriktad på tillverkning av värmeväxlare av järnmetall anses gaspannor med kopparvärmeväxlare vara en prestigefylld produkt. Koppar har höga värmeöverföringsegenskaper. Därför kan små pannor med en liten mängd värmebärare användas för att värma upp ett stort hus. Som ett resultat är enheterna mycket kompakta.
Viktig! Ofta är köpare intresserade av vilken värmeväxlare de ska välja - stål eller koppar. Du måste utgå från de fysiska och kemiska egenskaperna hos järnhaltiga och icke-järnmetaller. Den specifika värmekapaciteten för koppar är lägre än för stål.
Det vill säga att koppar behöver överföra mindre värme än stål för att värma lika mycket ämne. Följaktligen är värmesystemets tröghet, där det finns en värmeöverföringsenhet av stål, större. Pannautomatiseringen, som arbetar med ett kopparvärmeöverföringsblock, reagerar snabbare på en ökning av kylvätskans temperatur. Som ett resultat leder detta till bränslebesparingar. En ännu större reaktion från värmesystemet på uppvärmning inträffar när pumpen är igång. Dessutom ger den förbättrad cirkulation även med störda rörlutningar och förhindrar att vatten kokar.
Jämförelse av kopparvärmeväxlare för pannor med stål kan vi säga att de senare är mer plastiska. Denna faktor är viktig eftersom det sker en konstant interaktion med öppen eld. Som ett resultat utvecklas termiska spänningar i metallen och sprickor uppträder. Stål är mer hållbart i detta avseende och tål ett stort antal cykler: värme - kylning.
Anteckningen! Nackdelarna med stål, förutom tröghet, ökad specifik värmekapacitet, inkluderar: • känslighet för korrosion; • ökad volym på luftvärmareytan; • en stor mängd kylvätska; • en betydande massa värmeenheter.
Vilken gaspanna är bättre: stål eller gjutjärn?
När du snarast behöver värma ett lantligt hus är det bättre att använda beprövade gaspannor, vilket garanterar en hög värmeeffekt med låg bränsleförbrukning. Men gaspannor, allmänt tillgängliga på marknaden, finns inte bara från klassiskt grått gjutjärn utan också från stål. Men vilket alternativ anses vara att föredra på förhand?
Om vi tar hänsyn till driftens resurs är det bättre att köpa gaspannor av gjutjärn, som i våra verkligheter har blivit praktiskt taget levande klassiker. Faktum är att gjutjärn tenderar att korrodera extremt långsamt på grund av närvaron av en överskottsprocent kol (2%) i gjutjärn.
Med tanke på det faktum att en högkvalitativ kylvätska i den privata sektorn huvudsakligen används i form av vanligt mjukt vatten utan tillsats av salter eller fosfater, kan det i praktiken säkert förväntas att en gaspanna av gjutjärn från de bästa tillverkarna kan verkligen hålla i upp till 50 år utan korrosion och reparation.
Gjutjärn kännetecknas också av dess reparationsförmåga. Om en fistel dyker upp någonstans kan allt svetsas med vanlig gassvetsning. Förresten, det här är vad de flesta säljare av gasuppvärmningsutrustning gör - de monterar de flesta av gaspannorna i gjutjärn med acetylensvetsning direkt på kundens webbplats, vilket gör att du kan ta med kompakta monoblocks i förväg och sedan svetsa en en- bit gaspanna med vilken kapacitet som helst! Mediumpannor (upp till 20 kW) tillverkas som regel av tillverkare i en färdig form, som gör det möjligt för köparen att köpa dem, ta med dem till sitt hem, snabbt installera och omedelbart börja använda dem.
Men stålpannor har också sina fördelar - de kännetecknas av högre värmeledningsförmåga, låg vikt och ett demokratiskt pris, tack vare vilket de flesta husägare har råd med dem. I stålpannor är inte bara de inre väggarna gjorda av rostfritt stål utan även värmeväxlaren, på grund av vilken kylvätskan tenderar att värmas upp mycket snabbare, och själva pannan börjar konsumera ett minimum av gas, vilket i verkligheten tillåter en stålpanna att löna sig på bara ett par uppvärmningssäsonger!
Stålpannor är extremt lätta. Till exempel, om vi tar hänsyn till en golvpanna av gjutjärn med en kapacitet på 17 kW, kommer dess vikt att vara cirka 180 kg, vilket kräver en separat betonggolvbeläggning i tvättstugan. Men om du köper en stålpanna blir dess vikt med samma kraft 3-4 gånger mindre, vilket gör att du kan använda något svagare golv både i ett bostads- och tvättstuga.Stålpannornas livslängd är något mindre än gjutjärnets livslängd (i genomsnitt högst 15 år), men om vi tar hänsyn till deras höga bränsleeffektivitet och låga pris, kommer köp av denna värmeutrustning för ett hushåll att inledningsvis vara en lönsam ekonomisk och praktisk lösning.
Gasvärmare med kopparvärmeväxlare
Gaskolonnen innehåller en värmeväxlare där vatten värms upp av en brännare. Koppar med hög värmeöverföringskoefficient överför snabbt värme till vattnet som används för att bada. Ju mindre föroreningar i legeringen är, desto bättre fungerar kopparprodukter. Om de är närvarande värms upp väggarna i behållaren ojämnt, vilket får dem att brinna ut snabbt. Ibland minskar väggtjockleken och rördiametern för att sänka priset på en kopparvärmeväxlare. Den tomma apparatens vikt är upp till 3,5 kg.
Värmeväxlarenheten tillverkas i form av ett rör. I den nedre delen har den formen av en orm med revben. En metallplåt är installerad runt den, och ovanpå är det ett spiralrör. Förutom koppar används galvaniserat och rostfritt stål. Vilken värmeväxlare som är bättre, koppar eller rostfritt stål, säger själva enhetens kostnad. Koppar är 20 gånger dyrare än stållegering. Men det överför värme bättre och är mer ekonomiskt i drift. Rostfritt stål är mer hållbart.
Viktig! Innan du köper en gasvärmare med kopparvärmeväxlare bör du studera dess tekniska parametrar. En bra sak kommer inte att bli billig. Koppar oxiderar starkt vid kontakt med vatten. Denna process observeras särskilt på den plats där kallt vatten tillförs. Kondens bildas där. Hög luftfuktighet äter bort på rörväggen och fistlar uppträder. De bildas snabbt på tunna väggar. Kvalitetsvaror räcker på rätt tid.
Systemdesign
Så syftet med enheten är att överföra temperaturen från en miljö till en annan. Olika vätskor, gaser och ånga kan vara värmekällor och värmebärare. Instabila medier separeras av ett material som har ett lämpligt värmeledningsindex för detta. Det enklaste exemplet på en värmeväxlare är en konventionell rumsradiator. Värmekällan är vatten i uppvärmningen. Det uppvärmda mediet är luften i rummet. Och det separerande materialet är den metall som kylaren är tillverkad av.
En viktig roll i vilket mellanliggande material som ska användas spelas av dess grad av värmeledningsförmåga. Ledarna i denna indikator är silver och koppar. Men av uppenbara skäl används koppar oftast.
Koppar överför värme 7,5 gånger bättre än stål och plast är 200 gånger sämre än stål. Det visar sig att allt annat är lika, 1,7 meter koppar, 12 meter stål och 2000 meter plaströr överför samma mängd värme.
Genom beteckning är värmeväxlare uppdelade i:
Den förra innehåller en kall gas eller vätska. Vid kontakt med den svalnar det uppvärmda kylmediet.
Värmare innehåller tvärtom en uppvärmd gas (vätska) som delar värme med den cirkulerande kalla vätskan (gasen).
Ytvärmeväxlaranordning
Både "värmare" och "kylare" kan skilja sig åt i design:
- Yta (fallet när media är i kontakt genom mellanytan).
- Regenerativ (alternativ tillförsel av kallt och hett medium till ett speciellt munstycke som, genom uppvärmning och kylning, reglerar medietemperaturen).
- Blandning (mata ett medium direkt i ett annat och blanda dem).
Jag måste säga att ytvärmeväxlare används oftast. De skiljer sig avsevärt i form. Tre typer kan urskiljas här:
- Lamellar (många tallrikar, samlade i kassetter, genom vilka labyrinter vätskan passerar).
- Spolar (tunt rör tvinnat i en spiral).
- Ett rör i ett rör.
Uppvärmning med dubbla bränslen kan vara mycket bekvämt, speciellt när ett av värmekällorna bryts. Kombinerade värmepannor har två förbränningskamrar och produceras i olika versioner: gas - el, gas - kol och så vidare. Vi kommer att överväga utformningen av systemet och installationsmetoderna nedan.
Vi kommer att överväga funktionerna för att välja en termostat för en värmeelement här.
De vanliga uppvärmningsmetoderna kan vara besvärliga i vissa situationer. Uppvärmning utan gas eller ved kan vara ett bra alternativ. Här https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/bez-gaza-i-drov.html, överväga hur man organiserar uppvärmning av ett rum utan att använda ved och gas.
Reparation av kopparvärmeväxlare
Under driften av förångare uppträder olika typer av skador: • brott i rören vid vattentillförseln och dess utlopp; • kränkning av integriteten till följd av vattenhammare; • bucklor, fistlar; • brott mot åtdragningen av gängade anslutningar.
Innan reparationen påbörjas görs en sökning efter mikrosprickor som inte syns visuellt. Dolda defekter kan bara upptäckas genom krympning. Fistlar avlägsnas genom lödning av kopparvärmeväxlaren med hög temperatur lödare.
För arbete behöver du ett lödkolv, flöde och löd. Först appliceras ett flöde som rengör ytan från oxiderade partiklar. Det hjälper också till att fördela lödet jämnt. En pasta som innehåller koppar används som ett flöde. Om den inte finns där kan du ta kolofonium och till och med en aspirintablett.
Anteckningen! Vid svetsning av en kopparvärmeväxlare är det nödvändigt att lödet smälter från röret och inte från kontakt med lödkolven.
Lödlagret i stället för skada byggs upp gradvis tills dess tjocklek når 1-2 mm. Brännarens låga måste vara medium, annars kan förångaren skadas ytterligare. Efter slutet av lödningen måste du ta bort återstående flöde. Eftersom syran i den korroderar koppar.
Skapa en rör-i-rör-värmeväxlare med egna händer
Hur det fungerar, fördelar och nackdelar
Som namnet antyder är värmeväxlaren ett stort rör med ett mindre rör inuti. Kyl- eller värmemediet rör sig genom innerröret och vätskan som ska kylas tillförs det yttre.
En värmeväxlare från ett rör kan bestå av flera seriekopplade enheter.
Denna enkla design har följande fördelar:
- lämplig för alla värmebärare;
- lätt att göra själv;
- lätt att städa;
- tjänar länge;
- lämplig för arbete under tryck (i motsats till plattan);
- Du kan välja rörelseshastighet för vätskor genom att ändra rörstorleken.
Allt måste dock beräknas noggrant och rör kan vara ganska dyra.
Tillverkning
- Rör med olika diametrar (helst koppar) - 2 st.
- T-shirts T-formade (diametern är densamma som för det större röret) - 2 st.
- Korta rör av samma längd, diameter = utlopp för tee. - 2 st.
- Svetsning och elektroder, eller ett kraftfullt lödkolv och löd för koppar.
- Bulgariska.
- Roulett.
Vi kommer att använda tunnväggiga kopparrör. Vi väljer segment som är lämpliga i längd så att den ena diametern är minst 4 mm större än den andra (avståndet blir 2 mm på vardera sidan).
- Svetsa tees på båda sidor av ytterröret (sidan).
- Vi sätter in ett rör med en mindre diameter inuti och kokar ändarna på det större röret och fixerar det inre röret i det.
- Vi svetsar korta rör på utgångarna på de T-formade utslagen, genom vilka vätskan kommer.
- Om stål användes snarare än koppar kommer dess effektivitet att bli betydligt lägre. Det är vettigt att öka arbetsytan genom att skapa ett batteri från separata värmeväxlare. De är kopplade i serie med små bitar av rör svetsade på den ena eller den andra tee. Resultatet borde vara en orm.
Vad ska jag göra med effektregulatorn?
En liten, billig enhet sparar mycket pengar och hjälper dig att ställa in temperaturen du behöver på värmeväxlaren.
För att installera den på värmeväxlarröret måste du ansluta termostaten till anslutningarna och sedan strömkablarna.
Du kan undvika onödigt arbete genom att köpa en regulator med en inbyggd värmeenhet. Det blir ingen påtaglig skillnad i pris.
Värmeväxlaren kan vara ett utmärkt tillskott till ugnen, det kommer att öka dess effektivitet. Den kan installeras på ventilationshål och värma upp luften som passerar in i huset, förse huset med varmt vatten, få en konventionell spis att avge mer värme och mycket mer.
En spis i landet är ingen överflödig design, eftersom vädret kan vara oförutsägbart under lågsäsong. Gör det själv tegelugn för en sommarbostad: typer av ugnar, rätt val av plats, rekommendationer för arbete.
Läs om hur man korrekt beräknar effekten av en värmepanna i den här artikeln.