как правильно собирать теплообменник

ВАЖНО! Для того, что бы сохранить статью в закладки, нажмите: CTRL + D

Задать вопрос ВРАЧУ, и получить БЕСПЛАТНЫЙ ОТВЕТ, Вы можете заполнив на НАШЕМ САЙТЕ специальную форму, по этой ссылке >>>

Что такое теплообменник? Это обычная батарея, которая используется практически в каждой системе отопление в промышленности и в быту. Само слово «теплообменник» говорит о том, что в данном устройстве происходит отдача тепла (то есть обмен) от горячего носителя к холодному.

Краткая характеристика

Стоит отметить, что батарея может быть заполнена не только водой, но и высокотемпературным газом и даже воздушно-водяной смесью. Таким образом, теплообменник – это устройство, которое не имеет своего источника нагрева. Однако при этом батарея способна извлекать тепло из внешних обогревателей. То есть, если это камин с теплообменником, то данная деталь берет тепло с первого механизма. Так происходит в каждой системе отопления, и неважно, какой именно источник нагрева в ней используется – газовый, дровяной котел или тот же камин.

Разновидности

Все теплообменники условно разделяются на 2 группы:

Основное отличие этих устройств заключается в способе передачи тепла. К примеру, на поверхностных теплообменниках нагрев воды происходит непосредственно через пластины. При этом теплоносители между собой не контактируют.

Также стоит отметить спиральный тип устройств. Как сделать своими руками теплообменники спирального типа, мы рассмотрим немного ниже, а пока пару слов об области их применения. Используется такой элемент практически везде: в пищевой, химической, нефтяной и даже фармацевтической промышленности. Так широко применяется спиральное устройство потому, что именно оно способно осуществить эффективный теплообмен за максимально короткий отрезок времени.

Как сделать теплообменник своими руками? Готовим материалы и инструменты

В ходе выполнения работ вам потребуются следующие элементы:

  • емкость объемом примерно в 90-100 литров;
  • медная трубка длиной не менее 400 сантиметров (она будет выполнять функцию термоэлектронагревателя);
  • анод;
  • устройство, при помощи которого будет регулироваться подача тепла – регулятор мощности.

Что делать со всеми этими деталями?

Для начала давайте разберемся с емкостью. В качестве нее можно использовать обычный пластиковый бак, однако он дольше будет нагревать помещение. Поэтому лучше всего подбирать металлическую емкость. Этот бак следует установить рядом с началом отопительной батареи. В этой емкости нужно проделать два выхода. Один из них — верхний, который будет использоваться для вывода горячей воды. Второй – нижний. Он будет служить для поступления холодной жидкости из труб отопительной системы. Ни в коем случае не меняйте расположение этих частей. Кстати, второй выход нужно делать в наиболее низкой части бака, так как именно там будет протекать вода с самой низкой температурой. Таким образом, от правильности размещения выходов на емкости зависит скорость теплоотдачи. Если все сделать правильно, помещение нагреется до нормальной температуры за несколько минут.

Как дальше делать своими руками теплообменники? После проделывания отверстий вам необходимо герметично запаять каждое из них. Делается это для того, чтобы воздух, который будет туда поступать, не отбирал часть температуры с батареи, что требуется для эффективного нагрева помещений.

Что насчет трубки?

Здесь лучше всего использовать медные устройства. Именно такая трубка способна легко гнуться и при этом выдавать хорошее тепло наружу. Резать эту деталь и паять не следует. Достаточно просто согнуть ее в форму спирали. Так у вас получится примитивный змеевик. Далее эту медную спираль нужно поместить в бак. После выведите концы трубки наружу и закрепите ее. К окончаниям детали присоедините резьбовой фитинг. Все, змеевик в теплообменнике успешно сделан.

Как сделать своими руками теплообменники, если под рукой не оказалось куска медной трубы?

В качестве альтернативы вместо медной трубы можно использовать абсолютно любую трубку, которая легко гнется. Это может быть алюминий или же металлопласт. По своим свойствам и теплоотдаче они практически не уступают медным аналогам – гнутся хорошо, да и тепло на себя не забирают.

Какие материалы не следует использовать?

При изготовлении такого элемента, как змеевик, не следует применять стальные изделия. По своей теплоотдаче сталь не является лучшим материалом при конструировании теплообменников. В отличие от нее, медь в 7 раз быстрее нагревает воздух и очень легко гнется. В случае же со стальными деталями придется использовать специальный трубогиб.

Что делать с регулятором мощности?

Его следует присоединить к медной трубе. Подобные устройства продаются почти в любом магазине и стоят сущие копейки, поэтому делать своими руками мы их не будем. Также стоит отметить, что наряду с обычными регуляторами вам могут предложить инструменты сразу с нагревательным элементом. Поскольку последний можно вполне сделать своими руками, приобретать такие устройства необязательно. Хотя мороки с ними будет намного меньше. Кстати, стоят регуляторы со встроенным нагревательным элементом не больше тех, у которых данная деталь отсутствует в конструкции. Впрочем, окончательный выбор за вами.

Обязательно ли устанавливать регулятор мощности?

Хоть без него система будет находиться в исправном состоянии, все же данный элемент стоит приобрести. Ведь благодаря регулятору мощности можно гораздо быстрее подсоединить нагревательное устройство к сети. Кроме этого, данный элемент позволяет значительно сэкономить затраты на потребление электроэнергии. А самое главное – при помощи регулятора мощности вы сможете выставить нагрев теплообменника «по своему вкусу», а не так, как получится. А устанавливается он довольно просто: сначала к клеммам инструмента подключается термостат, а затем провода питания.

Он нам нужен для того, чтобы защитить стальной бак от преждевременного износа, который обуславливается постоянными перепадами температур и давления. Все, водяной теплообменник своими руками практически готов к использованию. Осталось лишь герметично закрыть все элементы и заполнить емкость водой. Как видите, своими руками теплообменники делать довольно просто.

Какие характеристики должны иметь инструменты?

Если ваша цель – сделать теплообменник для котельной или теплового пункта, лучше всего ориентироваться на выбор пластинчатых разборных устройств или же сделать их своими руками по чертежу. Схема теплообменника указана на фото ниже:

Почему именно пластинчатые разборные устройства? Дело в том, что жидкость (в данном случае это вода) в тепловых и водопроводных сетях не имеет особо хороших качеств, что может привести к образованию накипи и других серьезных отложений в системе. Кстати, ремонт теплообменников заключается именно в очистке каналов от таких веществ. Также в ремонте меняются «калачи» и заделываются трещины в дырах (при необходимости).

Конечно, конструкция таких теплообменников не позволяет снизить уровень возникновения накипи к нулю. Но тогда в чем же их преимущества? Основной их плюс заключается в простой разборке. Конструкция пластинчатых разборных теплообменников настолько проста, что производить очистку накипи можно практически каждый день. Таким образом, ремонт теплообменников разборного типа производится в максимально сжатые сроки. Здесь же следует отметить еще одно преимущество – ремонтопригодность устройства, ведь заменить пластины в нем можно без применения специальной оснастки и инструментов.

Источник: http://fb.ru/article/134597/kak-sdelat-svoimi-rukami-teploobmenniki-kak-proizvodit-remont-teploobmennikov

Обязательно используйте защитные рукавицы при работе с пластинами. Ввиду малой толщины пластин велика вероятность пореза.

Разборка пакета пластин

Если теплообменник еще находится в работе, выполните отключение теплообменника.

После спуска сред из теплообменника и снятия защитного кожуха демонтировать подсоединения на подвижной плите (если они есть), чтобы было достаточно места для ее сдвига до самой подпорки.

Во избежание перекоса пластин при открытии прочистить верхнюю и нижнюю направляющие и резьбу винтовых стяжек.

Перед открытием теплообменника отметьте расстояние между передней и задней плитами, чтобы при сборке затянуть аппарат до того же размера.

Для соблюдения параллельного отпуска пластин каждую гайку можно отпускать за один раз не более чем на 2 оборота. Повторять операцию отпускания гаек в указанной в инструкции последовательности до тех пор, пока не станет возможным вынуть стяжные шпильки из пазов в плитах.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  махи ногами как правильно делать

Сдвиньте подвижную плиту как можно дальше к подпорке.

Аккуратно разделите пластины и передвиньте каждую пластину по-отдельности по направляющей в сторону подпорки до места, на котором имеется фрезеровка. В этом месте пластины могут быть извлечены из аппарата. Для этого наклонив пластину, выведите сначала нижний ее край из рамы теплообменника. После этого выньте всю пластину, потянув ее в сторону и вниз.

Рекомендуем складывать пластины в том порядке, в котором они были установлены в теплообменнике.

Перед установкой пластин необходимо очистить направляющие и подсоединения. Винтовые стяжки очистить и смазать, при необходимости – заменить.

Уплотнения должны надежно сидеть на своих местах на теплопередающих пластинах. На поверхности пластин, уплотнений, местах примыкания уплотнений к рамным плитам не должно быть никаких загрязнений.

Сборка пластин производится в порядке, обратном порядку разборки аппарата.

Все пластины обязательно должны собираться в том же порядке, в каком они находились относительно друг друга до разборки аппарата. Это условие обязательно для достижения теплообменником требуемой от него мощности.

Сдвиньте подвижную плиту как можно дальше к подпорке.

Вставьте пластину снизу под наклоном в выемку в верхней направляющей, при этом она должна быть обращена уплотнением в сторону неподвижной рамной плиты. Вставьте нижнюю часть пластины в нижнюю направляющую, наклонив ее в сторону подпорки.Передвиньте пластину в сторону неподвижной рамной плиты так, чтобы она прилегала к ней или к предыдущей пластине.

Закрытие пакета пластин

Еще раз проверьте, в правильной ли последовательности собраны пластины/модули.

Передвиньте подвижную плиту как можно ближе к пакету пластин и вложите винтовые стяжки в их пазы. После легкой затяжки проверьте правильность установки уплотнений. Критерием при этом может служит единообразный внешний вид боковой поверхности пакета пластин.

Гайки винтовых стяжек затягиваются в последовательности, обратной при разборке теплообменника. Для максимальной параллельности пластин каждую гайку можно затягивать за один раз не более чем на 2 оборота. Повторять операцию затягивания гаек в указанной в инструкции последовательности до тех пор, пока не будет достигнута предписанный размер зажима.
Перед окончательным повторным вводом аппарата в эксплуатацию проверьте его на плотность.

Источник: http://sondex.su/sborka-i-razborka-paketa-plastin-teploobmennika

Пластинчатым теплообменником называется устройство, предназначенное для передачи тепла от одной жидкой среды другой жидкой среде без их прямого контакта и смешивания.

Бытует мнение, что пластинчатый теплообменник был изобретен еще задолго до нашей эры древними римлянами, нагревающими воду с помощью металлического щита, один конец которого был погружен в жидкость, а второй расположен над источником тепла.

Сегодня любой школьник, увидев подобный процесс нагрева воды, скажет, что речь идет о передаче тепла теплопроводностью, а эффективность этого процесса зависит в большей степени от используемого материала, а также от качества его поверхности.

Именно передачей тепла теплопроводностью происходит нагрев жидкостей, к качеству которых предъявляются особенно высокие требования. Речь идет не только о пищевой, химической и фармацевтической промышленности, но и о нагреве воды для систем горячего теплоснабжения.

Но если сообразительный римлянин нагревал воду всего лишь одной металлической пластиной, то в современном мире для передачи тепла между средами используют одновременно большое количество пластин, объединив их в одну конструкцию и получив в результате пластинчатый теплообменник.

Пластинчатые теплообменники обладают следующими достоинствами:

  • высокой эффективностью
  • компактностью
  • надежностью
  • долговечностью

Как устроены теплообменные пластины

В основе конструкции пластинчатого теплообменника лежит теплопередающая пластина, форма которой является оптимальной для передачи тепла. Для этого на поверхности пластины имеется рельеф теплопередающих каналов, направление которых не случайно и является результатом проведенных точных теплотехнических расчетов.

В верхней и в нижней части пластин расположено по 2 отверстия:

  • входное отверстие для нагреваемой среды
  • выходное отверстие для нагреваемой среды
  • входное отверстие для греющей среды
  • выходное отверстие для греющей среды

Для создания каналов для движения жидкости пластины собирают в пачки, плотно прижимая их друг к другу. Для образования зазора между пластинами вокруг каждого отверстия нанесен уплотнительный слой из полимерного материала, выбор которого определяется химическим составом используемых для теплообмена сред.

Исключить чрезмерно плотное прилегание пластин, в результате которого мог бы быть поврежден рельеф, помогает окантовочный бортик, имеющийся по краям каждой пластины.

Еще одна особенность устройства теплопередающей пластины состоит в рифлении края отверстий под определенным углом, с помощью которого можно влиять на степень турбулизации движения жидкости в образованном канале, а, значит, управлять процессом теплообмена.

Так, к примеру, в конструкции современных пластинчатых теплообменников есть 3 основных вида каналов движения жидкости:

  • мягкий канал с низкой степенью турбулизации, для образования которого использованы пластины с рифлением края отверстия под углом 60 градусов.
  • средний канал со средней степенью турбулизации, для образования которого использованы пластины с рифлением края отверстия под углом от 30 до 60 градусов.
  • жесткий канал с высокой степенью турбулизации, для образования которого использованы пластины с рифлением края отверстия под углом 30 градусов.

Именно в этом состоит принципиальное отличие пластинчатых теплообменников от других аналогичных, устройств, например, кожухотрубного теплообменника, в котором передача тепла теплопроводностью идет в ламинарном (медленном, вязком и спокойном) слое.

В пластинчатом теплообменнике ламинарного слоя практически нет, а движение жидкости турбулентное, благодаря чему в каналах нет накипи и отложения солей.

Материалы для пластинчатого теплообменника

Пластины теплообменника изготавливают методом штамповки из нержавеющей стали. Для теплообмена агрессивных сред использует легированную сталь особого качества, состав которой зависит от конкретных условий эксплуатации.

Толщина пластин теплообменника зависит от номинального давления сред и может быть от 0,1 до 1 мм. Соотношение простое: для приборов, работающих под большим давлением, используют теплообменники с пластинами большей толщины.

Особого внимания в конструкции пластинчатого теплообменника уделяется подбору материала для прокладок, задачей которых является герметизация устройства по отношению к окружающей среде и предотвращение смешения сред в самом теплообменнике. Для этих целей используются полимерные составы.

Крепят уплотнительные материалы к поверхности пластин с помощью клеевых составов или с помощью клипс.

Сборка теплообменника

При сборке теплообменника важна соосность отверстий пластин. Любое смещение может привести к неплотности и образованию течи, поэтому в конструкции обязательно используется направляющий элемент, позволяющий фиксировать положение пластин.

Собранные в пачку пластины фиксируют с помощью прижимной пластины.

Как работает пластинчатый теплообменник?

Поступающая во входное отверстие греющая среда стекает по пластине вниз, собирается в отводящем канале, а затем выводится из устройства. При этом происходит интенсивная передача тепла пластине и ее нагрев.

Нагреваемая среда движется в противоположном направлении, создавая противоток. Жидкость также поступает во входное отверстие и стекает по пластинам вниз, но при этом движется только по «своим» каналам, не смешиваясь с греющей средой.

При этом потоки жидкости соприкасаются с нагретой поверхностью пластины и нагреваются. Нагретая жидкость собирается в выводящий канал и выводится из устройства.

Управлять процессом теплообмена можно, меняя скорость движения сред и время их нахождения в теплообменнике.

Остается добавить, что пластинчатые теплообменники могут быть одноходовыми, в которых жидкость совершает лишь одну петлю движения, или двухходовыми, в которых используется еще один контур движения греющей и нагреваемой сред

Подведем итоги

Пластинчатый теплообменник можно смело назвать гениальным изобретением в теплотехнике. В этом устройстве передача тепла осуществляется через теплопроводящую поверхность, по одной стороне которой стекает горячая, а по другой холодная жидкость.

При этом передача тепла происходит в турбулентном слое, без образования накипи и отложения солей.

Благодаря высокой эффективности и простоте конструкции пластинчатые теплообменники получили широкое распространение во всех сферах народного хозяйства.

Источник: http://aquagroup.ru/articles/teploobmennik-plastinchatyy-chto-eto-i-kak-rabotaet.html

Теплообменник — устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одного теплоносителя другому.

Такой процесс может быть осуществлён несколько раз в одной системе, ведь частным случаем теплообменника является и радиатор отопления, и газовый или электрический котёл.

Наиболее распространённая модель теплообменника, используемая в системе отопления, представляет собой 2 металлические ёмкости, которые подобно матрёшке находятся одна в другой, и через металлическую стенку производят передачу тепла.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  как правильно клеить багеты

Достоинства такого механизма заключается в том, что благодаря герметичной конструкции не происходит взаимное перемешивание однородных сред, а при использовании разных по физическим свойствам теплоносителей не происходит перемешивания.

Делаем своими руками

Прежде, чем приступать к изготовлению теплообменника, необходимо определиться с тем какой принцип передачи тепла будет реализован в таком устройстве.

Изготовление пластинчатого теплообменника

Для изготовления такого устройства необходимо приготовить следующие материалы и инструменты:

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

Процесс 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 коллекторовделается 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.

Рассмотренный выше теплообменник устанавливается открытой стороной в систему циркуляции горячих газов.

Таким образом, раскалённый газообразный теплоноситель будет передавать теплоту рифлённым стенкам нержавеющих пластин, которые, в свою очередь, будут нагревать жидкость.

Чертеж:

Изготовление водяного теплообменника для печи

Обычная дровяная печь может не только отапливать помещение традиционным способом, но и использоваться для нагрева воды для отопления комнат, в которых данный обогревательный прибор не установлен.

Для изготовления такого устройства понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • труба стальная диаметром 325 мм, длиной 1 метр;
  • труба стальная диаметром 57 мм, длиной 6 метров;
  • стальной лист толщиной 4 мм;
  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • газовый резак;
  • белый маркер;

Процесс изготовления:

  1. Цилиндр из трубы диаметром 325 мм устанавливается вертикально на стальной лист и обводится маркером или мелом.
  2. Обведённая окружность вырезается газовым резаком. Затем по получившемуся металлическому блину изготавливается ещё одна окружность такого же диаметра.
  3. В каждом из таких блинов вырезается 5 отверстий диаметром 57 мм. Такие отверстия должны быть равноудалены друг от друга, а также от середины блина и его края. Блины привариваются к цилиндру таким образом, чтобы их отверстия располагались напротив друг друга.
  4. Труба 57 мм нарезается болгаркой на отрезки длиной 101 см. Необходимо подготовить 5 таких отрезков.
  5. Каждый отрезок трубы устанавливается в отверстия таким образом, чтобы края этой трубы на 1 мм выходили из отверстий верхних и нижних «блинов». Электросваркой отрезки труб свариваются. В результате, получается металлический цилиндр, внутри которого находятся трубы меньшего диаметра. По этим трубам будет проходить горячий воздух и дымовые газы, в результате чего, труба будет нагреваться и через свои стенки передавать тепло жидкости, которая будет находиться внутри цилиндра.
  6. Для осуществления циркуляции жидкости внутри металлического цилиндра, в нижней и верхней его части привариваются патрубки. Снизу такой конструкции будет подаваться холодная вода, в верхней — осуществляться забор нагретой таким образом жидкости.

Воздушный теплообменник

Воздушный теплообменник — это пластинчатый прибор, который изготавливается по тому же принципу, как и вышеописанный в данной статье пластинчатый теплообменник, только с той лишь разницей, что коллектор на такое устройство не устанавливается.

Как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, через устройство в качестве теплоносителя используется газ. Только для нагрева используются горячие газы образованные в результате горения топлива, а в качестве нагреваемого газа выступает воздух, который для большей эффективности может подаваться через теплообменник принудительно с помощью вентилятора.

Труба в трубе

Теплообменники такой конструкции очень просты в изготовлении и в эксплуатации.

Для того, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно, понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • электросварка;
  • электроды;
  • болгарка;
  • труба диаметром 102 мм, длиной 2 метра;
  • труба диаметром 57 мм. длиной 2 метра;
  • стальной лист толщиной 4 мм;

Процесс изготовления:

  1. Из листовой стали вырезаются заглушки, в середине которых делаются отверстия диаметром 57 мм.
  2. Эти заглушки привариваются к трубе 102 мм, таким образом, чтобы отверстия заглушек оказались посередине диаметра трубы. В эти отверстия заводится труба 57 мм и качественно проваривается по окружности.
  3. В основной трубе 102 мм делается 2 отверстия для установки входящего и выходного патрубков. Эти отверстия должны располагаться как можно дальше друг от друга.

Принцип работы такого теплообменника очень прост: горячий теплоноситель, проходя по трубе меньшего диаметра, через металлические стенки трубы отдаёт тепло, жидкости, которая находится в полости трубы большего диаметра. Таким образом, происходит передача тепловой энергии, в то же время не происходит перемешивания жидкостей, которые могут быть не однородны, например вода и минеральное масло.

Чертеж собранного водо-водяного теплообменника труба в трубе:

Промывка теплообменника

Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.

Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.

Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.

Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.

Подобным образом происходит очистка системы теплообмена «труба в трубе». Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.

Существует 2 типа теплообменников:

Поверхностный

Наиболее распространённый тип теплообменника, который получил распространение не только в системах отопления зданий, но и во многих производственных процессах. В качестве теплоносителя, который может быть использован для передачи тепла в таких устройствах, используется не только вода, но и водяной пар, различные минеральные масла и химические вещества.

Поверхностные модели разделяются на рекуперативные и регенеративные:

  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

При использовании такого вида устройств, происходит проникновение горячего теплоносителя в холодный. В результате такого смешивания, происходит прямая передача тепла. В системе отопления такой вид теплопередачи используется редко.

Обычно, смесительный способ, применяется при солнечном нагреве воды, когда теплоноситель из теплогенератора поступает в накопительную ёмкость, в которой происходит смешивание, горячей и холодной жидкости.

Источник: http://housetronic.ru/otoplenie/element/device/teploobmenniki-svoimi-rukami.html

Теплообменники – это общее название приспособлений, объединённых принципом работы.

Они применяются в химической, нефтяной, газовой, прочих промышленных отраслях.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  как правильно читать акафист

В быту их используют для повышения КПД самодельных печей, в бойлерах косвенного нагрева, для совместной работы разных теплоносителей, когда один из них более дорогой (чтобы сэкономить средства), в общем, везде, где нужно охладить, нагреть или передать температуру жидкости или газу.

Как это работает, для чего и каким образом можно сделать теплообменник своими руками.

Устройство системы

Итак, назначение приспособления – передавать температуру от одной среды к другой. Источниками тепла и теплоносителями могут быть различные жидкости, газы и пар. Нестабильные среды разделяются материалом, имеющим для этого подходящий показатель теплопроводности. Простейший пример теплообменника – обычный комнатный радиатор. Источник тепла – вода в отоплении. Нагреваемая среда – воздух в комнате. А разделяющий материал – металл, из которого сделан радиатор.

Большую роль в том, какой использовать промежуточный материал, имеет его степень теплопроводности. Лидерами по этому показателю являются серебро и медь. Но по понятным причинам, чаще всего применяется медь.

Медь в 7,5 раз лучше передаёт тепло, чем сталь, а пластик в 200 раз хуже, чем сталь. Получается, что при прочих равных условиях, 1,7 метра медной, 12 метров стальной и 2000 метров пластиковой трубы передадут одно и то же количество тепла.

По назначению, разделяют теплообменники на:

Первые содержат в себе холодный газ или жидкость. Контактируя с ним, разогретый теплоноситель остывает.

Нагреватели же наоборот, содержат в себе разогретый газ (жидкость), который делится теплом с циркулирующей холодной жидкостью (газом).

Устройство поверхностного теплоомбенника

И «нагреватели» и «охладители» могут различаться по конструкции:

  1. Поверхностные (тот случай, когда среды контактируют через промежуточную поверхность).
  2. Регенеративные (поочерёдная подача холодной и горячей среды к специальной насадке, которая, нагреваясь и охлаждаясь, регулирует температуру сред).
  3. Смесительные (подача одной среды непосредственно в другую и их перемешивание).

Надо сказать, что поверхностные теплообменники используются чаще всего. Они значительно отличаются по форме. Здесь можно выделить три типа:

  1. Пластинчатые (множество пластин, собранных в кассеты, по лабиринтам которых проходит жидкость).
  2. Змеевики (тонкая трубка, закрученная в спираль).
  3. Труба в трубе.

Отопление на двух видах топлива может быть очень удобным, особенно когда возникают перебои с одним из источников обогрева. Котлы отопительные комбинированные имеют две камеры сгорания и производятся в разных исполнениях: газ — электричество, газ — уголь и так далее. Конструкцию системы и способы монтажа рассмотрим далее.

Особенности выбора терморегулятора для радиатора отопления рассмотрим тут.

Привычные способы отопления в некоторых ситуациях могут оказаться неудобными. Отопление без газа и дров может быть хорошей альтернативой. Здесь http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/bez-gaza-i-drov.html рассмотрим способы организации обогрева помещения без использования дров и газа.

Изготовление теплообменника «труба в трубе» своими руками

Принцип работы, плюсы и минусы

По названию понятно, что теплообменник представляет собой большую трубу, внутри которой расположена меньшая. Охлаждающая или нагревающая среда перемещается по внутренней трубе, а жидкость, которую нужно охладить, подаётся во внешнюю.

Теплообменник из трубы может состоять из нескольких звеньев, соединённых последовательно.

Такая несложная конструкция имеет преимущества:

  • подходит для любых теплоносителей;
  • просто изготовить самостоятельно;
  • легко чистить;
  • служит долго;
  • подходит для работы под давлением (в отличие от пластинчатых);
  • можно подобрать скорость движения жидкостей, путём изменения размеров труб.

Однако всё нужно тщательно рассчитывать, а трубы могут обойтись довольно дорого.

Изготовление

  • Трубки разного диаметра (желательно медь) – 2шт.
  • Тройники т-образные (диаметр такой же, как у большей трубки) – 2 шт.
  • Короткие трубки одинаковой длины, диаметр = выходу тройника. – 2 шт.
  • Сварка и электроды, либо мощный паяльник и припой для меди.
  • Болгарка.
  • Рулетка.

Использовать будем тонкостенные медные трубки. Выбираем подходящие по длине отрезки так, чтобы диаметр одного был минимум на 4мм больше другого (зазор будет по 2 мм с каждой стороны).

  1. На наружную трубку с двух сторон привариваем тройники (боковой стороной).
  2. Вставляем внутрь трубку меньшего диаметра и, проваривая торцы большей трубки, фиксируем в ней внутреннюю трубку.
  3. К выходам т-образных тройников привариваем короткие трубки, по которым будет подходить жидкость.
  4. Если была использована не медная, а стальная заготовка, её эффективность будет значительно ниже. Имеет смысл увеличить площадь рабочей поверхности, сделав батарею из отдельных теплообменников. Они последовательно соединяются небольшими отрезками труб, приваренных то к одному, то к другому тройнику. В результате должна получиться змейка.

Сборка воздушного пластинчатого теплообменника своими руками с вентилятором

Сделаем из пластинчатого теплообменника бытовой обогреватель. Его можно, например, подсоединить к котлу с водяной рубашкой.

  • готовый пластинчатый теплообменник, небольшого размера;
  • патрубки для воздуховода;
  • вентилятор;
  • фанера для сборки каркаса (её размеры должны совпадать с размерами боковых стенок теплообменника) – 4 шт;
  • фанера для фронтальной части каркаса – 1 шт;
  • лист металла;
  • брусок (такой длины, чтобы хватило на рамку и 4 коротких бруска);
  • саморезы;
  • рулетка;
  • электролобзик;
  • шуруповёрт.
  1. Из фанерных кусков сбивается ящик. Внутренние углы фиксируются при помощи брусков на саморезы. Теплообменник должен плотно вставляться в каркас.
  2. На одну сторону каркаса крепим лист металла, посередине прорезаем отверстие, в которое будет вставлен вентилятор.
  3. Делаем рамку из бруска. Крепим её на противоположной стороне каркаса.
  4. К рамке приделываются патрубки для воздухоотвода.

Водяной теплообменник для печи своими руками

Для повышения КПД котла с водяным контуром. Металлическая конструкция из труб большого диаметра будет встраиваться в печь и подключаться к отопительному трубопроводу.

Несколько общих рекомендаций:

  • Диаметр труб не должен быть менее 2,5 см. Иначе теплообменник будет замедлять движение жидкости.
  • Приблизительный расчёт площади теплообменника: 1м 2 на 3-5 кВт мощности печи.
  • Но если печь не только отапливает дом, но и греет воду, теплообменник должен «забирать» более 1/10 части тепла.

Конструкция теплообменника – две горизонтальные трубы, между которыми наваривается батарея из 6-9 труб того же диаметра.

  1. Выход теплообменника делается в верхней части, вход (по которому будет подаваться обратка) – в нижней.
  2. На входном и выходном патрубках нарезается резьба для присоединения к трубам отопления.
  3. Установка в полости топки начинается на стадии закладки фундамента печи.
  4. По мере строительства рядов печи, трубчатая конструкция всё время крепится и контролируется её положение (к выходу теплоносителя немного выше от уровня).
  5. Когда печь закончена, теплообменник подсоединяется к отоплению. Делается это при помощи муфты. На одном из концов нарезается длинная резьба, накручивается узкая гайка, потом муфта до упора. Резьбы на второй трубе оборачивается лентой ФУМ, паклей и т. п., потом муфта скручивается в обратную сторону. Чтобы не тёк стык на первой трубе, резьба тоже оборачивается лентой ФУМ и прижимается гайкой.
  6. Система с теплообменником заполняется водой и производится пробная топка.

Качество швов должно быть идеальным, ведь теплообменнику предстоит работать при высоких температурах, доступа к нему не будет, а течи приведут к ремонту всей печи!

Вариантом теплообменника для печи может быть резервуар, внутри которого проходит часть горячей дымовой трубы. Такой прибор легче обслуживать, демонтировать по необходимости, но сделать несколько сложнее.

Что делать с регулятором мощности?

Маленькое, недорогое устройство значительно сэкономит средства и поможет выставлять на теплообменнике нужную вам температуру.

Чтобы установить его на трубку теплообменника, нужно клеммами подключить термостат, а потом провода питания.

Избежать лишней работы, можно, купив регулятор со встроенным устройством нагрева. По цене ощутимой разницы не будет.

Теплообменник может стать отличным дополнением к печи, он повысит её эффективность. Его можно установить на вентиляционных отверстиях и греть проходящий в дом воздух, обеспечить дом горячей водой, заставить обычную печь отдавать больше тепла и много другое.

Печь на даче — не лишняя конструкция, так как в межсезонье погода может быть непредсказуемой. Кирпичная печь для дачи своими руками: виды печей, правильный выбор места, рекомендации по работе.

О том, как правильно рассчитать мощность отопительного котла, читайте в этой статье.

Источник: http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/teploobmennik-svoimi-rukami.html

Ссылка на основную публикацию