Výměníky tepla jsou běžné jméno zařízení sjednocená principem činnosti.

Používají se v chemickém, ropném, plynárenském a dalších průmyslových odvětvích.

V každodenním životě se používají ke zvýšení účinnosti domácí sporáky, v kotlích nepřímé vytápění, pro společný provoz různých chladicích kapalin, kdy je jedna z nich dražší (z důvodu úspory), obecně všude tam, kde je potřeba chladit, ohřívat nebo přenášet teplotu na kapalinu nebo plyn.

Jak to funguje, proč a jak si můžete vyrobit výměník tepla vlastníma rukama.

Účelem zařízení je tedy přenášet teplotu z jednoho prostředí do druhého. Zdroje tepla a chladiva mohou být různé kapaliny, plyny a pára. Nestabilní média jsou oddělena materiálem, který má pro tento účel vhodnou tepelnou vodivost. Nejjednodušší příklad výměník tepla - běžný pokojový radiátor. Zdrojem tepla je topná voda. Ohřívaným médiem je vzduch v místnosti. A separačním materiálem je kov, ze kterého je radiátor vyroben.

Velkou roli při použití mezimateriálu hraje jeho stupeň tepelné vodivosti. Lídři v tomto ukazateli jsou stříbro a měď. Ale ze zřejmých důvodů se nejčastěji používá měď.

Zařízení výměníku tepla

Měď je 7,5krát lepší při přenosu tepla než ocel a plast je 200krát horší než ocel. Ukazuje se, že za stejných okolností 1,7 metru mědi, 12 metrů oceli a 2000 metrů plastové potrubí přenést stejné množství tepla.

Druhy

Podle účelu se tepelné výměníky dělí na:

1. Chlazení.
2. Topení.

Ohřívače naopak obsahují ohřátý plyn (kapalinu), který sdílí teplo s cirkulující studenou kapalinou (plynem).

Konstrukce povrchového výměníku tepla

Oba „ohřívače“ a „chladiče“ se mohou lišit v designu:

1. Povrch (případ, kdy média přicházejí do kontaktu přes mezilehlý povrch).
2. Regenerační (střídavý přívod studeného a horkého média do speciální trysky, která ohřevem a chlazením reguluje teplotu média).
3. Míchání (přivádění jednoho média přímo do druhého a jejich míchání).

Je třeba říci, že nejčastěji se používají plošné výměníky tepla. Výrazně se liší tvarem. Jsou zde tři typy:

1. Lamelové (mnoho desek sestavených do kazet, jejichž labyrinty prochází kapalina).
2. Cívky (tenká trubka stočená do spirály).
3. Potrubí v potrubí.

Topení dvěma palivy může být velmi pohodlné, zvláště když selže jeden zdroj vytápění. mají dvě spalovací komory a vyrábějí se v různé verze: plyn - elektřina, plyn - uhlí a tak dále. Níže zvážíme návrh systému a způsoby instalace.

Zvažme vlastnosti výběru termostatu pro topné těleso.

Obvyklé metody zahřívání může být v některých situacích nepohodlné. Topení bez plynu a dřeva může být dobrou alternativou..html Podívejme se na způsoby, jak zorganizovat vytápění místnosti bez použití dřeva a plynu.

Výroba výměníku tepla trubka v trubce vlastníma rukama

Princip fungování, klady a zápory

Jak název napovídá, výměník tepla je velká trubka s menší uvnitř. Chladicí nebo topné médium se pohybuje podél vnitřní trubice a kapalina, kterou je třeba ochladit, je přiváděna do externího.

Trubkový výměník tepla se může skládat z několika jednotek zapojených do série.

Tento jednoduchý design má následující výhody:

• vhodné pro jakoukoli chladicí kapalinu;
• snadno vyrobit sami;
• snadno se čistí;
• vydrží dlouho;
• vhodné pro práci pod tlakem (na rozdíl od typu desky);
• můžete upravit rychlost pohybu kapalin změnou velikosti potrubí.

Vše je však potřeba pečlivě propočítat a trubky mohou být pěkně drahé.

Výrobní

Budete potřebovat:

• Trubky různé průměry(nejlépe měď) – 2 ks.
• T-kusy ve tvaru T (průměr je stejný jako u větší trubky) – 2 ks.
• Krátké trubky stejné délky, průměr = vývod T. - 2 ks.
• Svařování a elektrody, nebo výkonná páječka a měděná pájka.
• Bulharský.
• Ruleta.

Použijeme tenkostěnné měděné trubky. Vybíráme segmenty vhodné délky tak, aby průměr jednoho byl alespoň o 4 mm větší než druhý (mezera bude na každé straně 2 mm).

1. Na vnější trubku přivaříme T-kusy z obou stran (bočně).
2. Dovnitř vložíme trubičku menšího průměru a vyvařením konců větší trubičky do ní zafixujeme vnitřní trubičku.
3. K vývodům T-kusů přivaříme krátké trubky, kterými bude kapalina proudit.
4. Pokud byl použit ocelový předvalek namísto měděného, ​​jeho účinnost bude výrazně nižší. Má smysl zvětšovat plochu pracovní plocha, vytvoření baterie jednotlivých výměníků tepla. Jsou spojeny sériově malými úseky trubek přivařenými k jednomu nebo druhému T-kusu. Výsledkem by měl být had.

Pro práci s kontaminovanými médii jsou výměníky tepla skládací, aby je bylo možné v budoucnu vyčistit. Pro čisté kapaliny se vyrábí neoddělitelné výměníky tepla.

Sestava vzduchového deskového výměníku tepla s ventilátorem pro vlastní potřebu

Udělejme domácí topidlo z deskového výměníku. Může být připojen například ke kotli s vodním pláštěm.

Budete potřebovat:

• připraven deskový výměník tepla, malá velikost;
• připojení vzduchového potrubí;
• fanoušek;
• překližka pro sestavení rámu (jeho rozměry musí odpovídat rozměrům bočních stěn výměníku tepla) – 4 ks;
• překližka pro přední část rámu – 1 kus;
• Kovový plech;
• blok (takové délky, aby stačil na rám a 4 krátké tyče);
• samořezné šrouby;
• ruleta;
• vykružovačka;
• šroubovák

Pokrok:

1. Krabice je vyrobena z kusů překližky. Vnitřní rohy jsou upevněny pomocí tyčí na samořezných šroubech. Tepelný výměník musí být pevně zasunut do rámu.
2. Na jednu stranu rámu přiložíme plech a uprostřed vyřízneme otvor, do kterého se bude vkládat ventilátor.
3. Vyrábíme rám z bloku. Připevníme na opačnou stranu rámu.
4. K rámu jsou připevněny odvzdušňovací trubky.

Instalací takového zařízení podél cesty studeného vzduchu z ulice můžete získat čerstvé, ale teplý vzduch. Tepelné ztráty způsobené větráním místnosti se sníží 3krát.

Udělej si sám vodní výměník tepla pro pec

Pro zvýšení účinnosti kotle s vodním okruhem. Kovová konstrukce z trubek velký průměr bude zabudován do kamen a napojen na topné potrubí.

Některá obecná doporučení:

• Průměr trubek by neměl být menší než 2,5 cm V opačném případě výměník tepla zpomalí pohyb kapaliny.
• Přibližný výpočet plochy výměníku: 1 m 2 na 3-5 kW výkonu pece.
• Pokud ale kamna nejen vytápí dům, ale také ohřívají vodu, musí výměník tepla „ubrat“ více než 1/10 tepla.

Konstrukce výměníku – dva vodorovné trubky, mezi které je navařena baterie 6-9 trubek stejného průměru.

1. Výstup výměníku je v horní části, vstup (kterým bude přiváděn zpětný tok) je ve spodní části.
2. Na vstupním a výstupním potrubí jsou vyřezány závity pro připojení k topným potrubím.
3. Instalace do dutiny pece začíná ve fázi pokládání základů pece.
4. Při stavbě řad pece je trubková konstrukce neustále připevněna a její poloha je sledována (směrem k výstupu chladiva mírně výše od úrovně).
5. Po dokončení pece je výměník tepla připojen k topení. To se provádí pomocí spojky. Na jednom konci se vyřízne dlouhý závit, našroubuje se úzká matice a spojka se zašroubuje až na doraz. Závity na druhé trubce se omotají páskou FUM, koudelí atd., poté se spojka zakroutí opačná strana. Aby spoj na první trubce netěsnil, je závit také omotán páskou FUM a zalisován maticí.
6. Systém s výměníkem se naplní vodou a provede se zkušební požár.

Kvalita švů musí být perfektní, protože výměník tepla bude muset pracovat při vysokých teplotách, nebude k němu přístup a netěsnosti povedou k opravě celé pece!

Možností výměníku tepla pro pec může být nádrž, uvnitř které prochází část horkého komína. Takové zařízení se snadněji udržuje a v případě potřeby demontuje, ale poněkud obtížněji se vyrábí.

Co dělat s regulátorem výkonu?

Malé, levné zařízení výrazně ušetří peníze a pomůže nastavit výměník tepla na požadovanou teplotu.

Chcete-li jej nainstalovat na trubku výměníku tepla, musíte připojit termostat ke svorkám a poté napájecí vodiče.

Zbytečné práci se vyhnete pořízením regulátoru s vestavěným topným zařízením. V ceně nebude znatelný rozdíl.

Tepelný výměník se může stát skvělý doplněk do pece, zvýší to její účinnost. Lze jej nainstalovat na ventilační otvory a ohřívat vzduch procházející do domu, zajistit dům horká voda, aby běžná trouba vydávala více tepla a mnohem více.

Velmi relevantní informace v krizi, kdy je málo peněz a ceny jsou nebetyčné. I já teď bojuji s topením v dači a nakláním se k němu vyhřívané podlahy. Rád bych si na toto téma něco přečetl.

Je to samozřejmě dobrý způsob a ekonomičtější, ale musíte mít mužské ruce)) No, pro ženu je jednodušší koupit hotové vybavení. Ale nápad je to dobrý, naučný článek pro bláznivé ruce

Při použití pece k vytápění vašeho domova vyvstává otázka, jak zvýšit produktivitu topného zařízení? To lze provést instalací výměníku tepla na komín. K vytápění místnosti bude využívat energii produktů spalování paliva.

Typy instalací

Tato jednotka využívá tepelnou energii z komínového potrubí, kterou předává chladicí kapalině. Konfigurace zařízení závisí na typu a provedení komína a materiálu, ze kterého je vyroben. Chladicí kapalina může být:

• čistá voda;
• vzduch;
• jakékoli tekutiny, které nemrznou;
• olej.

Všechny výměníky tepla jsou rozděleny na vzduchové a kapalinové. Vzduchotechnické instalace mají dost jednoduchý design. Můžete si je vyrobit sami pomocí dostupných materiálů. Nevýhodou této jednotky je její nízká produktivita.

Tepelný výměník, který používá jako chladicí kapalinu kapalinu, má více komplexní design. Aby tuto instalaci fungovalo efektivně, musíte dodržovat některá doporučení pro instalaci. Ale pokud je vše provedeno správně, komín s výměníkem může hrát plnohodnotnou roli topení pro malé venkovský dům nebo koupele.

Konstrukce vzduchového výměníku

Vzduchový výměník tepla pro komín je duté těleso, které se připojuje k topnému systému pomocí speciálních trubek. Uvnitř pouzdra je instalováno speciální brzdové zařízení pro plyny, které vznikají při spalování paliva. Nejčastěji se jedná o specifický systém klapek s malými výřezy pro proudění vzduchu. U některých modelů výměníků tepla je možné regulovat sílu tahu v kanálu pro odvod kouře, což ovlivňuje produktivitu jednotky.

Toto zařízení funguje na principu konvence. Ve spodní části výměníku je otvor, kterým do těla vstupuje studený vzduch. Z expozice se rychle zahřívá vysoká teplota komínem, po kterém se vrací zpět do místnosti. Během několika minut se tak místnost, kde je tato jednotka instalována, znatelně oteplí.

Výhodou tohoto provedení je výrazné zvýšení výkonu kamen. Při použití stejného množství tuhého paliva můžete získat několikanásobně více tepelné energie.

Konstrukce kapalného výměníku tepla

Tato jednotka je běžná spirála s vodou, která je v kontaktu s vnějším povrchem komína. Tenké trubky jsou vloženy do kovového pouzdra a izolovány pomocí čedičová vlna. Měď se používá jako materiál pro výrobu chladicích trubek. Má vysoký koeficient tepelné vodivosti, což umožňuje minimalizovat průměr potrubí.

Cívka je přímo připojena k topnému systému a instalována na komín. V horním bodě jednotky by měla být speciální nádrž, která je navržena pro shromažďování kapaliny, která expandovala z ohřevu.

JAK VYROBIT TEPELNÝ VÝMĚNÍK (CÍVKA)

Princip činnosti kapalinového výměníku tepla:

• kvůli vysoké teplotě, která se tvoří uvnitř komína, se kapalina v potrubí zahřívá;
• horká voda expanduje, což způsobuje, že se pohybuje podél spirály a proudí gravitací do topného radiátoru;
• v topném zařízení horká kapalina vytlačuje studenou kapalinu;
• proces se opakuje od začátku. Studená voda proudí zpět do výměníku, kde se opět ohřívá.

Navzdory vysoké produktivitě této jednotky má mnoho nevýhod. Za prvé, kapalný výměník tepla je poměrně obtížné instalovat, musíte neustále sledovat provoz topného systému a monitorovat indikátory tlaku. Toto nastavení nelze použít v zimní období kdy může kapalina v cívce zamrznout. Můžete také získat zpětný efekt kdy v důsledku snížené teploty v komíně klesá tah, což s sebou nese zvětšení objemu palivového dřeva pro získání určitého množství tepla.

Jaké materiály lze použít?

Vysoce kvalitní výměník tepla pro komín je vyroben z potravinářského austenitiku z nerezové oceli. Funguje skvěle při stálém vystavení vysokým teplotám. Nikl, který je ve slitině obsažen, vytváří na povrchu potrubí speciální film odolný vůči agresivnímu prostředí.

Jako materiál pro trubku výměníku tepla lze použít pozinkovanou ocel. Při silném zahřátí nad 200°C se zinek obsažený v kovu začne odpařovat. Při teplotě 500°C se jeho koncentrace ve vzduchu stává nebezpečnou pro lidské zdraví. Ale pokud váš topný systém pracuje v menším teplotním rozsahu, je tento materiál zcela bezpečný.

Jak si toto zařízení vyrobit sami?

Výroba výměníku tepla pro komín vlastníma rukama je poměrně jednoduchá. K tomu použijte následující materiály:

• plech o rozměrech 0,35 m x 0,35 m - 2 ks;
• trubka o průměru 0,032 m a délce 2,4 m - 1 ks;
• trubka o průměru 0,058 m a délce 0,3 m - 1 ks;
• válcová kovová nádoba o objemu 20 l – 1 ks.

Pokyny krok za krokem pro výrobu výměníku tepla:

1. Vyřízněte dva kruhy o poloměru 0,15 m z plechů. Budou fungovat jako zátky.
2. Na plechu označte místa pro umístění trubek. Většina velký kruh o průměru 58 mm by mělo být ve středu a podél obrysu by mělo být osm malých kruhů o průměru 32 mm.
3. Trubku o průměru 5,8 cm je třeba rozřezat bruskou na osm stejných dílů.
4. Na jeden konec trubky největší velikosti přivařte zátku.
5. Každou trubku o průměru 3,2 cm přivařte jednu po druhé na kovový kruh.
6. Umístěte další zátku na opačnou stranu trubek a poté ji svařte.
7. Pomocí brusky odřízněte dno kovové nádoby.
8. Na bočním povrchu kovového pouzdra vyřízněte dva otvory na protilehlých stranách. Jejich průměr musí odpovídat parametrům komína.
9. Do připravených otvorů přivařte trubky, kterými bude agregát připojen ke komínu.
10. Připravené jádro vložte do pláště s trubkami. Pečlivě zajistěte konstrukci svařováním.
11. Připojte výměník tepla ke komínu.
12. Hotovou jednotku ošetřete žáruvzdornou barvou.

DIY výměník tepla z měděných trubek

Tato jednotka je vyrobena z cívky měděná trubka, který se obtáčí kolem komína. Rychle se zahřeje a vzduch, který se pohybuje uvnitř, se ohřeje. Pro zajištění vysoké účinnosti tohoto systému bez použití čerpadla by délka spirály neměla být větší než 3 m.

Tato konstrukce může být provedena pomocí argonového svařování. Možnost upevnění pomocí cínu je povolena. V tomto případě musí být všechny povrchy odmaštěny kyselinou fosforečnou.

Na koncích měděné trubky by mělo být vnější závit pro připojení vzdálené nádrže na vodu. Musí být umístěn nad cívkou, což zajistí maximální produktivitu systému.

Používáme zvlnění

Tato možnost výměníku tepla je nejjednodušší a vyžaduje minimální náklady na materiál. Chcete-li to provést, použijte dlouhý vlnitá trubka. Je potřeba ho omotat kolem komína.

Vzduch uvnitř zvlnění se velmi rychle zahřeje. Stačí jej jednoduše přesměrovat do vedlejší místnosti. Chcete-li zvýšit přenos tepla, obtočte zvlnění potravinářskou fólií.

Pro bezpečný provoz topného systému pomocí výměníků tepla různých konfigurací, je nutné neustále kontrolovat napojení na komín. Pokud zjistíte sebemenší mezery, okamžitě obnovte těsnost švů.

Video: Komín ve vodní bundě

Ne vždy a ne všude je vhodné zplynovat dům, pozemek, lázeňský dům a další objekty. V některých případech je to prostě nemožné, někdy drahé. Jen potřeba tepla a teplé vody nikde nemizí. Podmínky proto někdy diktují alternativní řešení plynu pro zásobování domácností teplem.

Co je výměník tepla pece

V prodeji je spousta generátorů tepla a také spousta druhů paliv pro ně. Topení v kamnech stále zůstává jednou z nejoblíbenějších a cenově dostupných alternativ ke zplynování. Ale i když je plyn v dosahu místa, utrácení peněz za připojení není vždy racionální, protože prostory lze pravidelně používat a musíte okamžitě zaplatit značnou částku za plyn. Jedním slovem, sporák je jedním z nejvíce Dostupné možnosti kromě toho umožňuje nejen lokálně ohřívat místnost, ale v přítomnosti výměníku tepla provádět efektivní a rovnoměrné vytápění místnosti a navíc uspokojovat potřeby obyvatel na teplou vodu.

Činnost výměníku tepla je založena na vlastnostech kapaliny expandovat při zahřátí. Princip je extrémně jednoduchý, stejně jednoduchý a Kruhový diagram zařízení. Kamna ohřívají spirálu, která je připojena k nádrži chladicí kapaliny a radiátorům topení. Úlohou chladicí kapaliny je nejčastěji nemrznoucí směs, nemrznoucí kapaliny a méně často voda. Při ohřevu kamen tedy ohříváme vodu v spirálovém výměníku tepla, odtud voda vstupuje do topného okruhu a poté, co odevzdá teplo do místnosti, prochází do expanzní nádrže, ze které opět vstupuje kamnový výměník tepla.

Typy výměníků tepla

Konstrukčně může být výměník tepla vyroben ve dvou verzích:

1. Externí výměník tepla.

Externí výměník tepla přijímá teplo z konstrukce komína. Je umístěn přímo v části komínového potrubí a je ohříván plyny uvolňovanými při spalování. Externí výměníky tepla se velmi snadno obsluhují a nevyžadují prakticky žádné doplňkové vybavení a během čištění nebo opravy je lze snadno demontovat, obnovit a vrátit na místo, aniž by došlo ke strukturálním změnám konstrukce pece.

Integrovaný výměník tepla je umístěn přímo nad zdrojem spalování a je konstrukčně jednodušší než externí zařízení. Instalace je celkem snadná, pouze za provozu může vyžadovat opravy nebo odvápnění a dostat se k ní bude dost obtížné. V zásadě to do značné míry závisí na konstrukci samotné pece, ale ať už se dá říci cokoli, vestavěný výměník tepla je obtížnější opravit než vnější, i když je konstrukčně jednodušší.

Krbová kamna s výměníkem

Takové konstrukce zpravidla neumožňují ohřev vody, takže hydraulický okruh zůstává uzavřen. Tyto návrhy se nazývají nevolatilní. Expanzní nádrž je namontována přímo v pouzdře a konstrukčně jsou vyrobeny podle principu jakéhokoli topný kotel. Chladicí kapalinou v takových krbových kamnech je nejen voda, ale také nemrznoucí nemrznoucí kapaliny.

Tento multifunkční krb obsahuje:

• zásobník chladicí kapaliny umístěný nad topeništěm krbových kamen;
• hydraulický systém, kterým chladicí kapalina cirkuluje;
• radiátor topení nebo jiné topná zařízení, rozmístěné po celé místnosti.

Pro saunová kamna s výměníkem je typické nejen pro vytápění místnosti, ale i pro ohřev vody. Pomocí stejného principu můžete sestavit výměník tepla pro sporák s vlastními rukama pro letní dům nebo malou chatu. Návrh nebude podporovat vytápění a dodávku teplé vody velký dům, a pro lázeňský dům a letní dům - tak akorát.

Konstrukce kamen s výměníkem je také vcelku jednoduchá. Samotný výměník tepla ve formě spirály je umístěn přímo v topeništi pece. Na vstupu do výměníku tepla musí být instalován kohout pro vypouštění vody ze systému. Odděleně od topeniště je instalována expanzní nádrž, která komunikuje s výměníkem tepla palcovými trubkami. V expanzní nádoba existuje samostatný východ pro horká voda, který lze uzavřít kohoutkem. Je tak možné odvádět vodu do sprchy pro koupel nebo do teplovodního okruhu pro letní dům. A pokud to velikost a objem pece a nádrže dovolí, pak můžete kombinovat ohřev vody pro ohřev a ohřev vody pro extrakci.

Materiály a konstrukce výměníků tepla

Konstrukčních řešení výměníků tepla může být celá řada. Vše závisí na tom, jaký materiál a jaké trubky jsou po ruce, jaké možnosti existují pro výrobu zařízení. Můžete si vzít jakýkoli hotový design a nainstalovat do topeniště, to je samozřejmě nejjednodušší způsob. Vhodné pro toto:

• topné radiátory;
• sběratelé;
• chladiče automobilů;
• staré ocelové vyhřívané věšáky na ručníky;
• kovové nádrže různé designy.

Seznam může trvat dlouho. Stačí zajít do stodoly a hledat něco vhodného, ​​nebo jen koupit starý sběrač nebo baterii.

Jediným omezením bude průřez potrubí. Nemělo by být menší než jeden palec, protože jinak bude cirkulace pomalá a v důsledku toho snížená účinnost. Sestavení výměníku tepla pro pec vlastníma rukama není obtížné a efekt vás přiměje přemýšlet o tom, zda je zplyňování vůbec potřeba Letní chata nebo koupele.

Aby bylo možné použít kamna pro ohřev vody v domě, jeho konstrukce zahrnuje kotel nebo výměník tepla, pomocí kterého se tepelná energie spalování tuhého paliva přenáší do chladicí kapaliny systému. Mohou být v různých provedeních. V tomto článku se podíváme na některé z nich a také na to, jak si můžete vyrobit kotel nebo výměník tepla pro sporák vlastníma rukama.

Účinnost výměníku tepla pece

Aby bylo možné rozhodnout, který výměník tepla pro pec zvolit a která konstrukce je účinnější, je nutné nejprve zjistit, co ovlivňuje jeho účinnost. Lze identifikovat následující hlavní faktory ovlivňující jeho schopnost přenosu tepla:

• jeho povrch, čím větší je, tím větší je množství přenesené energie;
• tepelná vodivost materiálu, ze kterého je vyrobena;
• teplotní rozdíl – čím je větší, tím více energie se přenáší.

Na základě toho lze vyvodit následující závěry:

1. Konstrukce kotle nebo výměníku tepla pro topeniště musí být taková, aby plocha jeho kontaktu s prostředím s vysokou teplotou (plamen nebo horké plyny) byla maximalizována. Na základě toho můžeme usoudit, že konstrukce kotlů stejné velikosti vyrobené z trubek budou účinnější než tytéž vyrobené z plech. I když zde záleží i na frekvenci trubek a jejich průměru. Abyste nehádali, stačí vypočítat celkovou plochu výměníku tepla, která bude v kontaktu s horkým médiem - čím větší je, tím lépe. Tohle zvládne i školák.
2. Pro výrobu výměníků tepla je nutné použít materiály s dobrou schopností přenosu tepla. Kromě toho ale musí odolat teplotě a agresivitě prostředí, ze kterého budou odebírat teplo (topeniště nebo komín). Z dostupné materiály, může to být ocel nebo litina. Ačkoli se nejčastěji používá ocel: ve formě trubek nebo plechů. To se vysvětluje jako přítomnost široký rozsah jeho profily a tloušťka a relativní snadnost práce s ním: lze jej snadno svařovat nebo ohýbat pro získání struktury zvoleného tvaru. Na druhou stranu litina je odolnější vůči agresivnímu prostředí, ale je to křehký materiál a nesnáší nárazy ani náhlé změny teplot, takže pro výrobu výměníku tepla lze použít pouze prefabrikované profily. Jedním příkladem takového výměníku tepla může být jeho konstrukce, vyrobená z částí běžného litinového radiátoru, diskutovaného níže.
3. Pro zajištění spolehlivé přirozené cirkulace chladicí kapaliny je důležitý teplotní rozdíl mezi chladicí kapalinou na jejím vstupu a výstupu, čím větší je, tím lepší je cirkulace. Vstupní potrubí přivádějící „studenou“ vodu (zpátečka) a výstupní potrubí s ohřátou vodou by proto měly být umístěny na různých úrovních: první na základně a druhá v horní části komory, kde dochází k výměně tepla (topná komora, komín , digestoř). Při použití oběhového čerpadla a nuceného oběhu to nemusí být až tak důležité, ale i v tomto případě je u pecních kotlů nutné zajistit maximální přirozenou cirkulaci. Vzhledem k tomu, v topných zařízeních pomocí tuhé palivo, mezi které patří kamna, téměř vůbec nucený oběh neplatí v čistá forma, ale pouze společně s přirozeným, s možností přepnutí z jednoho režimu do druhého v případě nedostatku elektřiny (pomocí bypassu). Ano, i když jsou podmínky pro normální oběh oběhové čerpadlo Jednodušší je vytvořit vynucený.

Nyní se podívejme na několik návrhů kotlů nebo výměníků tepla pro pec s vodním okruhem, od různé materiály, různé složitosti, ale které lze vyrobit vlastníma rukama, pokud máte nějaké dovednosti v práci s kovem a schopnost provádět svářečské práce. V krajním případě můžete zvolit kompromisní variantu: vybrat nejvhodnější provedení, připravit materiály: plech nebo trubky požadovaných rozměrů a tloušťky a svářečské práce svěřit zkušenému svářeči.

Konstrukce výměníků tepla pro topné pece

Charakteristickým rysem výměníku tepla pro topná kamna umístěného v topeništi je to, že v jeho nejlepší část obvykle zakryté plechovou policí nebo trubkami. Vzhledem k tomu, že maximální teplota plamene je v jeho horní části, je tak dosaženo nejúčinnějšího příjmu a přenosu tepla do chladicí kapaliny. Jeho provedení a rozměry musí být takové, aby poskytovaly maximální účinnost vodní okruh, ale nezasahují do nakládání a běžného spalování paliva.
Takové kotle mohou být vyrobeny z plechu o tloušťce 4-5 mm, kulaté trubky o průměru 32-57 mm, nebo obdélníkové trubky 30-40x50-60 mm. Nejlepší je, když trubky používané k tomu jsou bezešvé. V opačném případě musí být linie švu umístěny na stranu zdivo a předvařit svařováním.

V závislosti na tvaru překrytí topeniště mohou být takové výměníky tepla dokonce nahoře (při plochém překrytí litinové desky) nebo obloukové (s obloukovou cihlovou podlahou).

Níže jsou uvedeny možné možnosti pro topná kamna s plochým topeništěm:

Obr. 1 Výměník tepla pro ohřívací pec z ocelového plechu tloušťky 4-5 mm.

Navíc je možné kombinovat plech a trubky, jako na fotografii vlevo. Zde je horní pevná police nahrazena řadou kulatých trubek. V tomto případě, jak v první, tak ve druhé verzi, lze „zpětné“ a přívodní potrubí přivařit ze strany (na jedné straně nebo z různých stran) nebo zezadu, v závislosti na umístění pece a uspořádání potrubí na ohřev vody.

Je také možné, že boční stěny takového výměníku tepla budou také nahrazeny trubkami kruhového nebo obdélníkového profilu a mohou být umístěny jak svisle, tak vodorovně.

Pro topná kamna s klenutým stropem topeniště je možná následující verze potrubního kotle:

Registr tohoto tvaru lze dokonce použít ke konstrukci vodního okruhu v ruských kamnech. V tomto případě musí zakřivení ohybu trubky odpovídat oblouku jeho varné komory.

Konstrukce kotlů pro topné a varné pece

Výměníky tepla pro topná a varná kamna nebo kamna se vyznačují tím, že jejich horní plocha musí být zcela nebo částečně otevřena pro přístup plamene varná deska. Boční plochy těchto kotlů mohou být rovněž vyrobeny z ocelového plechu („kniha“) nebo trubek.

Pokud je tepelný výměník umístěn mimo topeniště, může být jeho provedení pro topné a topné potrubí stejné. Už tady vyšší hodnotu má vzhled, provedení a velikost místa, kde budou teplosměnné registry instalovány, tzn. kouřové kanály nebo v jejich nepřítomnosti ( zvonové pece), rozměry čepice.

Pro vytápění a vaření sporáků nebo sporáků jsou možné takové konstrukce z plechu a trubek (foto nebo obr. 2 níže).

Je také možné použít pouze kulaté a obdélníkové trubky (obr. 3).

Rýže. 3 Možnost pro registr z trubek: 1 - obdélníkové trubky 40x60x4 mm; 2 - kulaté bezešvé trubky s vnějším průměrem 40 nebo 50 mm a tloušťkou stěny 4-5 mm; 3 - kulaté trubky o průměru 32 nebo 40 mm; 4 - potrubí přivádějící ohřátou vodu do systému ohřevu vody o průměru 50 mm; 5 - „návrat“ o průměru 50 mm; abeceda- rozměry, které jsou vypočteny v závislosti na požadovaném výkonu kotle (viz níže) a jsou také brány v souladu s rozměry topeniště a spalovacích dvířek.

Je možná i jiná možnost z trubek kulatý úsek pro topný a varný sporák nebo sporák, jako na fotografii vlevo, ve formě dvou vodorovných obrysů spojených svislými trubkami.

Možné je i následující provedení výměníku tepla (kotel, registr) z kruhových trubek pro topný a varný sporák nebo sporák:

Místo instalace: možné možnosti

Nejčastěji se kamnové kotle instalují do topeniště topných, topných a varných kamen nebo sporáků. Pokud v případě kuchyňského sporáku není prakticky žádná jiná možnost, pak je u sporáků možné jiné umístění a podle některých odborníků i efektivnější - mimo topeniště. Protože při tradičním umístění výměníku tepla v topeništi voda, která v něm cirkuluje, snižuje teplotu v něm a tím zhoršuje podmínky spalování paliva, což vede k jeho nedokonalému spalování, zvýšení množství sazí a snížení účinnosti pece.

A maximální účinek ukazuje se, když se voda v okruhu výměníku tepla pohybuje směrem k tepelnému toku, to znamená, že její chladnější část by měla být v kontaktu s pecními plyny, které mají nižší teplotu, a teplejší část s teplejšími. Navíc se v tomto případě snižuje množství kondenzátu na povrchu výměníku, což snižuje jeho korozi. Při umístění kamnového kotle do topeniště je obtížné takové podmínky zajistit.

Řešením může být umístění výměníku do zvonového komína kamen nebo jejich vertikálních kouřových okruhů (v závislosti na provedení). Z tohoto pohledu vypadá zvláště atraktivně zvonovitý komín. Horké plyny jsou v něm zadržovány, dokud pec nevychladne. Uvnitř lze jednoduše umístit výměník tepla velkého objemu a kontaktní plochy s horkými plyny, svařený z trubek a jsou možné různé konstrukce. Horké plyny ve zvonu nejprve stoupají nahoru a pak klesají dolů k výstupu dovnitř komín, po cestě předává svou tepelnou energii kotli pece. Stejně tak můžete zvážit umístění registru do vertikálních cirkulací kouře s pohybem spalin směrem dolů. Je ale nutné počítat s tím, že jejich průřez musí být dostatečný pro zajištění dobré trakce.

I když v každém konkrétním případě je třeba volbu umístění zvážit v závislosti na typu pece, její konstrukci a tvaru a také typu a provedení samotného výměníku tepla.

Jak vypočítat výkon a rozměry výměníku tepla pro pec

Výkon výměníku tepla vodního okruhu pece, který je nezbytný pro vytápění prostor domu, závisí na jejich ploše (objemu) a stupni izolace obvodových konstrukcí: samotných stěn, stropů, oken a dveře. V průměru se můžete zaměřit na 1-1,2 kW na každých 10 m2 s výškou stropu 2,5-2,7 m, to znamená, že pro dům o ploše 100 m2 budete možná potřebovat kotel na kamna s tepelným výkonem 10-12 kW.
Výkon samotného výměníku tepla závisí na ploše kontaktu s horkým médiem (oheň nebo horké plyny). V průměru se předpokládá, že jeho specifický tepelný výkon se pohybuje od 5 do 10 kW na 1 m 2 kontaktní plochy takového kotle, v závislosti na teplotě horkých plynů, které jej obklopují, a teplotě vody na jeho vstupu. a výstup, které do značné míry závisí na typu paliva a režimu topenišť Chcete-li zjistit celkový výkon, musíte vynásobit užitečnou plochu výměníku tepla specifickým výkonem:

Qу=k(T m -t m), kcal/hod, kde:

K=12 kcal/hod na 1 o C – součinitel prostupu tepla z topného média do chladiva povrchem oceli;

T m- průměrná teplota topného média (max.+min./2), o C;

t m-průměrná teplota chladiva v registru (příchozí+odchozí/2), o C.

Pokud kamna pracují neustále, například na uhlí, pak:

Tm = 1000 + 600/2 = 800 °C.

tm = 80 + 60/2 = 70 °C.

Qu=12(800-70)=8760 kcal/hod nebo 10,2 kW.

Pokud kamna topí dřevem a pracují pravidelně (asi 2 hodiny), teplota horkého média bude nižší (maximum: 700 a 300) a při stejné teplotě chladicí kapaliny dostaneme:

Qу=12(500-70)=5160 kcal/hod neboli 6 kW je maximum, které lze získat z 1 m2 jeho povrchu.

Plocha registru se vypočítá v závislosti na jeho typu. Pokud je vyrobena z plechu, pak se počítá celková plocha, která je v kontaktu s horkým prostředím. V případě použití výměníku z kruhových trubek se jejich průměr (vm) násobí 3,14 a celková délka trubek ve styku s horkými plyny. Pokud jsou trubky obdélníkové, vezme se obvod jejich průřezu a také se vynásobí jejich délkou. Pokud je kotel kombinovaný kotel, skládá se z různé trubky a plechu, jejich plocha se vypočítá zvlášť a následně sečte.
Pokud je znám celkový požadovaný výkon výměníku, druh paliva a režim spalování (a tedy i měrný výkon), pak snadno určíte požadovanou užitnou plochu budoucího kotle a jeho rozměry podle toho, jaké materiály, ze kterých bude vyroben (trubky nebo ocelový plech):

S=Q celkem /Q r, m 2.

Výměník tepla pro pec nebo kotel si můžete vyrobit také sami ze sekcí litinové radiátory, dokonce použitý. Pokud se k tomu používají části starého radiátoru, je třeba je před opětovnou montáží zevnitř opláchnout slabým roztokem. kyseliny chlorovodíkové(6-7 %) a poté vyčistěte teplá voda k jejich čištění vnitřní povrch ze všech vkladů. Kromě toho je nutné pomocí speciálního klíče rozebrat chladič na sekce (i nové) a vyměnit pryžová nebo kartonová těsnění mezi nimi za azbestové nitě napuštěné grafitovým mazivem. Po tomto počítání požadované množství sekce pro výměník (každá plocha cca 0,25 m2), jsou spojeny do jedné konstrukce.

Takový registr může sestávat z jedné nebo dvou řad sekcí. Připojení trubek topného systému k takové konstrukci se provádí pomocí závitových spojů a odpovídajících adaptérů, úhelníků a ohybů, stejně jako při instalaci litinových radiátorů, ale pro těsnění závitové spoje které budou vystaveny vysokým teplotám, je také nutné použít azbestové nitě a ne koudel, jako obvykle.

Po výrobě takového výměníku tepla, ještě před jeho instalací do pece, je nutné zkontrolovat jeho těsnost, a proto je nutné do něj nalít vodu a ujistit se, že nedochází k únikům. Takový výměník tepla bude mít poměrně velké rozměry, takže je lepší jej instalovat ne do topeniště, ale do komína nebo digestoře. Litina navíc netoleruje náhlé změny teplot a při vystavení plameni na jedné straně a studené vodě na druhé straně může prasknout.

Výměník tepla- zařízení určené k účinnému přenosu tepla z jednoho do druhého.

Takový proces lze v jednom systému provést několikrát, protože speciálním případem výměníku tepla je plynový nebo elektrický kotel.

Nejběžnější model výměníku tepla používaný v topném systému se skládá ze 2 kovových nádob, které jsou jako hnízdící panenka umístěny jedna v druhé a přenášejí teplo přes kovovou stěnu.

Výhodou tohoto mechanismu je, že díky hermetickému provedení nedochází k vzájemnému promíchávání homogenních médií a při použití různých médií fyzikální vlastnosti Nedochází k míchání chladicích kapalin.

Udělej si sám

Před zahájením výroby tepelného výměníku je nutné rozhodnout, jaký princip přenosu tepla bude v takovém zařízení realizován.

Výroba deskových výměníků tepla

Chcete-li vyrobit takové zařízení, musíte připravit následující materiály a nástroje:

• svářečka;
• Bulharský;
• 2 plechy z nerezové vlnité oceli o tloušťce 4 mm;
• plochý plech z nerezové oceli o tloušťce 4 mm;
• elektrody;

Proces sestavení:

1. Vyrobeno z nerezové, vlnité oceli jsou řezány čtverce o straně 300 mm, v počtu 31 kusů.
2. Pak, páska o šířce 10 mm a celkové délce 18 metrů je vyříznuta z ploché nerezové oceli. Tato páska je nařezána na kusy dlouhé 300 mm.
3. Vlnité čtverce jsou k sobě svařeny 10 mm pásek na dvou protilehlých stranách, takže každý následující úsek je kolmý k předchozímu.
4. Nakonec V jednom krychlovém tělese je 15 sekcí obrácených jedním směrem a 15 druhým. Vlnitý povrch Takové sekce umožňují efektivní přenos tepla z jednoho chladiva do druhého, bez vzájemného pohybu různých nebo homogenních médií.
5. V tom případě, kdy se k přenosu tepla nepoužívá vzduchová hmota, ale kapalina, je nerezové potrubí přivařeno k těm úsekům, ve kterých bude cirkulovat voda. Kolektor je vyroben z ploché nerezové oceli. Za tímto účelem jsou obdélníky vyříznuty bruskou: 300 * 300 mm – 2 ks; 300 *30 mm – 8 ks. Získáte tak stavebnici, ze které jsou svařeny 2 kolektory, které svým tvarem připomínají čtvercové víko krabice.
6. V každém ze sběratelů udělá se díra, ke kterému je přivařena trubka pro následné připojení k trubkám topného systému nebo pro zajištění dodávky teplé vody.
7. Otvory na rozdělovačích jsou vyrobeny v jednom z rohů a a při jejich instalaci na výměník tepla by měla být vstupní trubka umístěna ve spodní části takové konstrukce a výstupní trubka v horní části.

Tepelný výměník diskutovaný výše je instalován s otevřenou stranou do cirkulačního systému horkých plynů.

Horká plynná chladicí kapalina tedy přenese teplo na vlnité stěny nerezových desek, které naopak ohřejí kapalinu.

Tepelný výměník této konstrukce lze použít k přenosu tepla z jedné kapaliny do druhé. K tomu je na otevřené části desek na obou stranách přivařen ocelový plášť s trubkou výše popsaného provedení.

Výkres:

Výroba vodního výměníku pro pec

Klasická kamna na dřevo dokážou nejen vytápět místnost tradičním způsobem, ale lze jimi také ohřívat vodu pro vytápění místností, ve kterých není toto topné zařízení instalováno.

K výrobě takového zařízení budete potřebovat následující materiály a nástroje:

• ocelová trubka o průměru 325 mm, délka 1 metr;
• ocelová trubka o průměru 57 mm, délka 6 metrů;
• ocelový plát tloušťka 4 mm;
• svářečka;
• elektrody;
• řezací hořák;
• bílý fix;

Výrobní proces:

1. Trubkový válec o průměru 325 mm se instaluje svisle na ocelový plech a obkresluje fixem nebo křídou.
2. Narýsovaný kruh se vyřízne plynovou řezačkou. Poté se pomocí výsledné kovové placky vytvoří další kruh o stejném průměru.
3. V každé z těchto palačinek Je vyříznuto 5 otvorů o průměru 57 mm. Takové otvory by měly být od sebe stejně vzdálené, stejně jako od středu palačinky a jejího okraje. Placky jsou přivařeny k válci tak, že jejich otvory jsou umístěny proti sobě.
4. Trubka 57 mm nakrájíme bruskou na kusy dlouhé 101 cm Je třeba připravit 5 takových kusů.
5. Každý úsek potrubí se instaluje do otvorů tak, aby okraje této trubky vyčnívaly 1 mm z otvorů horní a spodní „placky“. Části potrubí jsou svařovány elektrickým svařováním. Výsledkem je kovový válec, uvnitř kterého jsou trubky menšího průměru. Tyto trubky ponesou horký vzduch A spaliny, v důsledku čehož se potrubí zahřeje a přenese teplo přes své stěny do kapaliny, která bude umístěna uvnitř válce.
6. K cirkulaci tekutiny uvnitř kovového válce jsou v jeho spodní a horní části svařeny trubky. Ze spodní části bude tento design dodáván studená voda, v horní části - odebírá se takto ohřátá kapalina.

Vzduchový výměník tepla

Vzduchový výměník tepla je deskové zařízení, které se vyrábí podle stejného principu jako deskový výměník tepla popsaný výše v tomto článku, pouze s tím rozdílem, že kolektor není na takovém zařízení instalován.

Jak ve vertikální, tak v horizontální rovině se jako chladicí kapalina přes zařízení používá plyn. Pouze k vytápění se využívají horké plyny vznikající spalováním paliva a ohřívaným plynem je vzduch, který lze pro větší účinnost protlačovat přes výměník tepla pomocí ventilátoru.

Potrubí v potrubí

Výměníky tepla této konstrukce jsou velmi jednoduché na výrobu a obsluhu.

Abyste si takové zařízení vyrobili sami, budete potřebovat následující materiály a nástroje:

• elektrické svařování;
• elektrody;
• Bulharský;
• trubka o průměru 102 mm, délka 2 metry;
• trubky o průměru 57 mm. 2 metry dlouhé;
• ocelový plech tloušťky 4 mm;

Výrobní proces:

1. Vyrobeno z ocelového plechu jsou vyříznuty zátky, uprostřed kterých jsou vytvořeny otvory o průměru 57 mm.
2. Tyto pahýly přivařit k trubce 102 mm tak, aby otvory zátek byly uprostřed průměru trubky. Do těchto otvorů je vložena trubka o průměru 57 mm a po obvodu účinně svařena.
3. V hlavním potrubí 102 mm Pro instalaci vstupního a výstupního potrubí jsou vytvořeny 2 otvory. Tyto otvory by měly být umístěny co nejdále od sebe.

Princip fungování takového výměníku tepla je velmi jednoduchý: Horká chladicí kapalina, procházející potrubím menšího průměru, předává teplo přes kovové stěny potrubí kapalině, která se nachází v dutině potrubí většího průměru. Tímto způsobem se tepelná energie přenáší bez míchání kapalin, které nemusí být homogenní, jako je voda a minerální olej.

Při připojení takového systému je výměník tepla zpravidla umístěn v horizontální rovině a cirkulace kapalin pro zvýšení účinnosti se provádí v různých směrech

Výkres sestavené trubky výměníku tepla voda-voda v potrubí:

Propláchnutí výměníku tepla

Včasné mytí a čištění takových zařízení umožňuje, aby taková zařízení sloužila po mnoho let bez poruchy. Včasné čištění vyžadují zejména výměníky tepla, které jako chladivo využívají zahřáté plyny ze spalování pevných paliv.

V takových systémech se zpravidla kanálky desek ucpávají sazemi, což prudce snižuje účinnost takového zařízení, a pokud jsou pracovní otvory nadměrně ucpány produkty spalování, může zařízení zcela selhat.

Pro vysoce kvalitní čištění U takových výměníků tepla je zařízení kompletně demontováno a kanály jsou důkladně vyčištěny od sazí, následuje umytí desek.

Okruh, ve kterém cirkuluje voda s vysokou tvrdostí, musí být propláchnut speciální prostředky odvápňovací prostředek nebo roztok kyseliny citrónové. Se značnou vrstvou vápenných usazenin produkujte mechanické čištění desky Za tímto účelem je kolektor řezán podél švu bruskou. Desky se očistí od okují, poté se kolektor přivaří na původní místo.

Systém výměny tepla „potrubí v potrubí“ se čistí podobným způsobem. Pokud selže chemickyúčinně odstranit vodní kámen, trubka se přeřízne, vodní kámen se odstraní mechanicky. Poté je zařízení sestaveno.

Druhy

Existují 2 typy výměníků tepla:

Povrch

Nejběžnější typ výměníku tepla, který se rozšířil nejen v systémech vytápění budov, ale také v mnoha výrobních procesech. Jako chladicí kapalina, kterou lze v takových zařízeních přenášet teplo, se používá nejen voda, ale také vodní pára, různé minerální oleje a chemikálií.

Povrchové modely se dělí na rekuperační a regenerační:

1. Regenerativní– přenášet teplo stěnou chladicí kapaliny.
2. Regenerativní– takové výměníky tepla pracují v periodickém režimu. Horká chladicí kapalina nejprve ohřeje povrch výměníku tepla, poté je studená chladicí kapalina přiváděna ke stěnám, které akumulovaly teplo.

Míchání

Při použití tohoto typu zařízení proniká horká chladicí kapalina do studené chladicí kapaliny. V důsledku tohoto míchání dochází k přímému přenosu tepla. Tento typ přenosu tepla se v topném systému používá jen zřídka.

Typicky se směšovací metoda používá pro solární ohřev vody, kdy chladivo z tepelného generátoru vstupuje do akumulační nádrže, ve které se mísí horké a studené kapaliny.

1. Aby se zabránilo tvorbě vodního kamene v topném systému, měla by se používat pouze destilovaná voda. Velké množství destilované vody pro tento účel lze vyrobit doma průchodem vodní páry tepelným výměníkem „trubka v trubce“.
2. Použitím domácí zařízení pro výměnu tepla mezi plyny vzniklé v důsledku spalování paliva a kapaliny, vše potřebné instalační práce provádět s maximální opatrností, aby se do místnosti nedostal oxid uhelnatý v důsledku nedostatečného utěsnění komína.
3. Při použití kotlů nebo kamen, které využívají přirozený tah vzduchu v komíně, by průřezová plocha komína uvnitř výměníku tepla neměla být menší plocha potrubí kotle nebo sporáku.