Как сделать теплообменники своими руками. Как сделать теплообменник своими руками

Медь также характеризуется высокой пластичностью, что позволяет изготавливать гибкие трубы и значительно сокращает занимаемое ими пространство.

Теплообменник — делаем своими руками

В этой статье описаны теплообменники, их типы и области, в которых они используются. Разумеется, он также объяснит, как теплообменники можно собрать своими руками.

Конструкция теплообменника представляет собой два соединенных теплоносителя (горячий и холодный), между которыми происходит непрерывная передача тепла (от горячего к холодному или наоборот). Внутренние теплоносители — это жидкости, пары или газы. Состав внутренних теплоносителей можно разделить на формулы. По принципу теплопередачи они делятся на типы: поверхностные и смешанные.

Основная задача теплообменника — нагрев или охлаждение среды с помощью второй среды, при этом температура самой среды должна поддерживаться постоянной.

Они используются практически во всех отраслях промышленности (от производства до энергетики), коммунального хозяйства и в домах. Промышленное применение предполагает использование громоздких, тяжелых и сложных агрегатов. Принцип их работы остается таким же, как и обычно.

Их сложная конструкция и большие размеры обусловлены тем, что они подвергаются большим нагрузкам. Чтобы понять важность и необходимость этого оборудования в нашей жизни, давайте рассмотрим пример. Молоко, которое потребляет большинство из нас, пастеризуется с помощью теплообменников.

Теплообменник в быту встречаются повсеместно.

Даже обычные бытовые полотенцесушители являются теплообменниками. Он относится к смешанному типу. Первый — это теплоноситель (бойлер или котел центрального отопления в зависимости от подключения), второй — сам полотенцесушитель.

Между ними циркулирует вода. Он начинает нагреваться, постепенно остывает и нагревается до этой температуры. Полотенцесушитель в своем элементарном действии является одним из самых простых представителей этого устройства.

Как сделать теплообменник

Люди интересуются системами отопления и тем, как их самостоятельно установить. Давайте поговорим о них. Многие люди не любят переплачивать там, где можно сэкономить. Если ваше желание сократить расходы связано со свободным временем, то это идеальная среда для создания такого устройства. Не отчаивайтесь, ведь это не так сложно, как вам кажется.

Все необходимое для работы:.

• емкость (объемом в 100 литров);
• медная трубка (длинною в 4 метра), которая выполнит функцию термо электронагревателя;
• регулятор мощности, при помощи которого будет регулироваться температура;
• анод.

Стальной контейнер (бак), установленный в необходимом месте рядом с начальной точкой нагревательной спирали. Теперь вам понадобятся два выхода: верхний и нижний.

Верхний отвод предназначен для выхода горячей воды, а нижний — для входа холодной воды из труб отопления. Верх и низ бака должны быть плотно закрыты, чтобы входящий воздух не поглощал часть тепла, необходимого для нагрева.

Медные трубы для теплообменников

В резервуаре установлены медные трубы. Сначала их нужно завернуть в длинную тонкую спираль. Рекомендуется использовать медь, которая обладает более высокой теплопроводностью, чем другие металлы. Для того чтобы нагреть такое количество воды, той же стали требуется в семь раз больше меди.

К ней нужно подсоединить регулятор мощности.

Невозможно приобрести регуляторы мощности непосредственно с нагревательными элементами. Он стоит не дороже, но вы сами решаете, хотите ли вы сделать свой собственный.

Анод располагается рядом с нагревательным элементом. Он защищает бак от неизбежного преждевременного износа из-за постоянных колебаний температуры и давления.

После того как все установлено и загерметизировано, резервуар заполняется водой.

Не пренебрегайте регулятором мощности. Это значительно облегчает подключение нагревательных элементов к сети. Подключите термостат к клеммам регулятора и подсоедините кабель питания к клеммам. Регулятор также можно использовать для контроля температуры и экономии электроэнергии.

Для тех, кто знаком с темой, сразу понятно, что вышеприведенное обсуждение относится к электрическим отопительным котлам. Они также являются одними из самых простых представителей теплообменников. Давайте теперь подробнее рассмотрим всевозможные альтернативы тепла.

Виды теплообменников

Узлы теплообменника вода-вода описаны выше. Однако существуют и другие типы: пластинчатые теплообменники и воздушные теплообменники. В следующем разделе описаны различные типы теплообменников.

В продолжение этой темы стоит уточнить некоторые детали. Теплообменники вода-вода представляют собой две отдельные области, одна из которых нагревается друг от друга либо путем смешивания, либо бесконтактным способом (поверхностным). Принцип работы водосмесителя уже понятен, посмотрите на поверхностный теплообменник.

Он представляет собой блок отдельных секций, соединенных между собой. Секции включают трубный стол, балку и корпус. Пучок состоит из труб, по которым движется горячая вода. Внутри секции движется холодная вода. Этот тип теплообменника используется в коммунальном хозяйстве с той же целью, что и смешанный теплообменник — для отопления и горячего водоснабжения.

Пластинчатый

Выделяют различные типы: разборные, сварные, свариваемые и полусвариваемые. Их фурнитура похожа друг на друга, поэтому объясним основные принципы их работы.

Существует цельное устройство, состоящее из отдельных плит и изготовленное из графита, меди или титана. Через один проходит холодная жидкость, а через другой — теплая. Для лучшей теплоотдачи они располагаются поочередно. Цветы, расположенные внутри, не смешиваются друг с другом. Даже в местах возможного перелива и смешивания используются эластичные уплотнения в два слоя.

Они широко используются в пищевой промышленности для охлаждения и пастеризации молока, пива, вина, масла и других продуктов. Теплообменники также встречаются в плавательных бассейнах, детских садах и школах. Они используются в кондиционерах воздуха. И, как и водяные теплообменники, они участвуют в процессе обеспечения населения горячей водой и отоплением.

Воздушный

Единицы включают много или один масляный холодильник и вентилятор. Имеется также электродвигатель и предохранительный клапан. Эти клапаны необходимы для защиты радиаторов от перегрузки. Часть отработанного масла стекает в холодильник при перепаде давления (>0,2 мпа).

Чаще всего они используются в бытовых, коммерческих и общественных зданиях для улучшения вентиляции и кондиционирования воздуха. В США причудливые обменники, пожалуй, приобрели особую популярность в последнее время и уже давно используются здесь, в США. И это американские ученые, которые обнаружили взаимосвязь между оптимальной температурой и бархатистым воздухом и здоровьем человека. Мы не отрицаем их, скорее всего, это правда.

Они используются в холодильниках, рефрижераторах и шкафах, поскольку также применяются для охлаждения. Эти большие устройства используются на заводах, в магазинах и супермаркетах.

Различные типы теплообменников играют важную роль для всех нас. Сфера их применения практически не ограничена. Они влияют на многие аспекты нашей повседневной жизни. С помощью теплообменников мы спасаемся от жары, побеждаем холод, обогреваясь ими, сохраняем и продлеваем срок службы и, опять же, покупаем продукцию, произведенную при непосредственном участии теплообменников. Они используются для сушки древесины и для производства нефтепродуктов. Помощь человечества настолько ценна, что ее просто невозможно переоценить.

Спираль или теплообменник. Для многих людей эти термины абсолютно непонятны и никогда не связываются с окружающими проблемами. Радиаторы, все знают, что такое радиатор, но не знают, что это такое. Тем не менее, по сути, это одно и то же.

Делаем своими руками

Прежде чем приступить к изготовлению тепловых заменителей, необходимо определить принципы теплопередачи, применимые к таким устройствам.

Изготовление пластинчатого теплообменника

Для изготовления таких устройств необходимо подготовить следующие материалы и инструменты

• сварочный аппарат;
• болгарка;
• 2 листа нержавеющей рифлёной стали толщиной 4 мм;
• плоский лист нержавеющей стали толщиной 4 мм;
• электроды;

Порядок сборки:.

1. Из нержавеющей, рифлёной стали нарезаются квадраты со стороной 300 мм, в количестве 31 шт.
2. Затем, из плоской нержавейки нарезается лента шириной 10 мм и общей длиной 18 метров. Данная лента разрезается на отрезки длиной 300 мм.
3. Рифлёные квадраты свариваются друг с другом, полосой 10 мм с двух противоположных сторон, таким образом, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
4. В итоге, получается 15 секций, обращённых в одну сторону, и 15 в другую в одном корпусе кубической формы. Рифлёная поверхность таких секции позволяет эффективно передавать теплоту от одного теплоносителя другому, при этом, не происходит взаимное перемещение различных или однородных сред.
5. В том случае, когда используется для передачи тепла не воздушная масса, а жидкость, к тем секциям, в которых будет циркулировать вода, приваривается коллектор из нержавеющей стали. Коллектор изготавливается из плоской нержавейки. Для этой цели болгаркой вырезаются прямоугольники: 300 *300 мм – 2 шт; 300 *30 мм – 8 шт. Таким образом, получится комплект, из которого сваривается 2 коллектора, которые напоминают по своей форме квадратную крышку от коробки.
6. В каждом из коллекторов делается отверстие, к которому приваривается патрубок для последующего соединения с трубами отопительной системы или обеспечения горячим водоснабжением.
7. Отверстия на коллекторах делаются у одного из углов а, а при установке их на теплообменник входной патрубок должен быть расположен в нижней части такой конструкции, а выходной – в верхней.

Описанный выше теплообменник установлен с открытой стороны к системе транспортировки горячего газа.

Тепловой транспорт горячего газа передает свое тепло гофрированным стенкам пластин из нержавеющей стали, нагревая жидкость.

Тепло можно передавать от одной жидкости к другой с помощью теплообменника такой конструкции. Для этого к открытой части пластины с обеих сторон приваривается стальная мантия с приведенной выше расчетной конструкцией.

Промывка теплообменника

Своевременная промывка и очистка этих устройств позволяет им работать без проблем в течение многих лет. Теплообменники, использующие нагретые газы от сгорания твердого топлива в качестве средства переноса тепла, требуют очень ранней очистки.

Как правило, в таких системах каналы пластин завариваются сажей, что значительно снижает производительность таких устройств, а при чрезмерном засорении рабочего пуска продуктами сгорания устройство может полностью разрушиться.

Для правильной очистки этих тепловых альтернаторов устройство полностью разбирается, каналы тщательно очищаются от сажи, после чего на них наносится налет.

Контуры, в которых циркулирует вода высокой жесткости, следует очищать специальным обессоливающим раствором или раствором лимонной кислоты. Если имеется значительный слой соли, пластины следует механически очистить. Для этого коллекторы разрезаются вдоль швов резаком. Пластины отбрасываются, а коллекторы привариваются на место.

Трубчатая система теплообмена очищается аналогичным образом. Если химический метод удаления соли не срабатывает, трубы открывают и соль удаляется механическим способом. Затем устройство снова собирается.

Существует два типа теплообменников.

Поверхностный

Самый распространенный тип теплообменника. Это часто встречается при строительстве систем отопления, а также во многих промышленных процессах. Средствами передачи тепла, которые могут быть использованы для передачи тепла в таких устройствах, является вода, а также водяной пар, различные минеральные масла и химикаты.

Поверхностные модели можно разделить на регенеративные и восстанавливающие.

1. Рекуперативные – передают тепло через стенку теплоносителя.
2. Регенеративные – такие теплообменники функционируют в периодическом режиме. Сначала горячий теплоноситель нагревает поверхность теплообменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.

Смесительный

В устройствах такого типа теплые средства теплопередачи пронизывают холодные. В результате такого смешивания происходит мгновенная теплопередача. Этот тип теплопередачи редко используется в системах отопления.

Как правило, в водяном отоплении используются методы смешивания. Теплоноситель от теплогенератора поступает в накопительный бак, где происходит смешивание теплой и холодной жидкостей.

Блиц-советы

1. Чтобы избежать образования накипи в системе отопления, необходимо использовать только дистиллированную воду. Большое количество дистиллированной воды для этой цели можно изготовить в домашних условиях пропуская через теплообменник “труба в трубе” водяной пар.
2. Используя самодельное устройство для теплообмена между газами, образованными в результате сгорания топлива и жидкостью, необходимо все монтажные работы производить с наивысшей тщательностью, чтобы в результате недостаточной герметизации дымохода не поступал угарный газ в помещение.
3. При использовании котлов или печек, в которых используется естественная тяга воздуха в дымоходе, площадь сечения дымохода внутри теплообменника не должна быть меньше площади патрубка котла или печки.

Все права защищены © 2015-2022 Housetronic.com. копирование материалов без ссылки на наш сайт запрещено.

ПРИМЕЧАНИЯ. Это сварные теплообменники, которые многие умельцы используют в частных домах и регулируют их для нагрева или охлаждения воды.

Расчет мощности

Очень трудно построить идеальную систему отопления, не зная мощности теплообменника. Чтобы рассчитать это число, необходимо учесть следующие параметры.

• диаметр труб;
• длину нагревательного прибора;
• теплопроводность используемого металла;
• максимальную температуру горения топлива;
• скорость циркуляции жидкости.

Если эти начальные значения находятся под вопросом, можно использовать средний расчет, исходя из того, что 1 кВт может быть достигнут. Необходима трубка не менее 2,5 см.

Конструкция и монтаж

Нагревательные элементы могут быть выполнены в виде регистра — решетки из гладко сваренных труб. Это наиболее распространенная конструкция. Однако его можно упростить в виде резервуаров, цилиндров или прямоугольников. Главное условие — достаточно большая поверхность процессов обмена жидкостей.

При изготовлении нагревательных элементов необходимо соблюдать следующие правила

1. Во избежание закипания воды внутренний объем труб должен быть не менее 50 мм.
2. Металл не должен прогорать, поэтому его рекомендуемая толщина составляет минимум 3 мм.
3. При нагреве металл имеет способность расширяться, этот момент следует учесть, предусмотрев расстояние между стенами топки и нагревательным элементом.

Процесс установки нагревательного элемента состоит из нескольких простых шагов.

• на дно топочной емкости печи уложить теплообменник;
• в печи предусмотреть отверстия для труб.

Нагревательный элемент должен быть подключен к системе отопления, а вода должна быть включена.

Преимущества теплообменника

Нагревательные элементы в системах отопления, установленных на кухнях, имеют свои преимущества. Основные преимущества: нагревательные элементы просты в установке, их легко использовать, они просты в обслуживании, и их легко устанавливать.

1. Простота изготовления и монтажа.
2. В доме появляется комбинированное отопление, что дает возможность отапливать большие площади, а не только локально одно помещение.
3. Возможность использовать разные виды топлива. Например, котлы ориентированы только на конкретный вид, а печь можно топить любыми твердыми энергоносителями.
4. Печь придает интерьеру особый шарм и уют, а благодаря новой функции она будет приносить еще больше пользы.

Несмотря на очевидные преимущества, следует отметить, что производительность ниже по сравнению с заводскими котлами. Кроме того, следует отметить отсутствие автоматического контроля температуры нагрева. В то же время стоимость котельного завода недоступна каждому и всем тем, кто строит свои системы отопления вручную, используя самодельные нагревательные элементы под электричеством.