الأنواع الرئيسية للمبادلات الحرارية في الفرن وطرق تركيبها

على الرغم من الاستخدام الواسع النطاق لغلايات التدفئة الحديثة ، إلا أن المواقد التقليدية لا تفقد أهميتها. ومع ذلك ، فإن فعاليتها في بعض الأحيان تترك الكثير مما هو مرغوب فيه. إن تركيب مبادل حراري للفرن سيجعله عالميًا حقًا. ليس فقط سوف يسخن الهواء المحيط ، ولكن أيضًا سائل التبريد المنتشر عبر النظام. لا يُنصح دائمًا بشراء غلاية كاملة جديدة. خاصة إذا كان المالك المتحمس لديه رغبة وفرصة ودليل للعمل.

مبدأ تشغيل ووظيفة المبادل الحراري

جهاز التبادل الحراري السائل هو خزان ، جزء من هيكل الفرن ، مجهز للتوصيل بخط أنابيب. يسخن الخزان عند ملامسة منتجات احتراق الوقود ، وينقل هذه الطاقة إلى الماء. الماء المتحرك عبر النظام يعطي حرارة لأجهزة التسخين - المشعات ، التي يتم من خلالها تسخين الهواء بالحمل. يمكن أن يكون تسخين الخزان مباشرًا أو غير مباشر ، ويمكن أن يكون دوران المبرد طبيعيًا أو قسريًا.

المبرد

بدلاً من الماء ، غالبًا ما يتم استخدام الإثيلين جلايكول أو البروبيلين جلايكول أو الكحول أو مضادات التجمد القائمة على الزيت. ميزتها الرئيسية هي درجة حرارة التجمد المنخفضة ، والتي تتراوح بين -30 إلى -70 درجة مئوية. تعتمد الأعداد الدقيقة على التركيب الكيميائي وتركيز السائل. يوفر استخدام هذه الكيمياء العديد من المزايا:

• حماية عناصر النظام من التلف بسبب إزالة الجليد ؛
• الحماية من التآكل بسبب الإضافات المناسبة ؛
• عدم وجود مواد كاشطة وأملاح وشوائب أخرى تدمر (تسد) خط الأنابيب أو التركيبات.

بعض المبادلات الحرارية ، على سبيل المثال ، للحمام ، لا تخدم فقط أجهزة التدفئة ، ولكن أيضًا دش أو خزان منفصل. لذلك ، يتم استخدام الماء هنا. من أجل تجنب إذابة الثلج ، تم تصميم الجهاز بحيث لا يستغرق صب الماء الكثير من الوقت. إذا كان الحمام أو الساونا غالبًا ما يتم تسخينهما ، وأغلفة المبنى معزولة بجودة عالية ، تتم إزالة المشكلة.

البروبيلين جليكول باهظ الثمن ، والكحول والزيت قابلين للاشتعال ، والإثيلين جليكول هو سائل تبريد عالي السمية.

وظائف المبادل الحراري

وظيفة خزان التبادل الحراري ، كجزء من هيكل الفرن ، هي استقبال ونقل الحرارة إلى المبرد من منتجات الاحتراق. ولكن كعنصر من نظام أوسع (التدفئة وإمدادات المياه) ، فإنه يحل العديد من المشاكل.

• توزيع الحرارة بالتساوي والاقتصاد على غرف ساخنة.
• قم بتزويد منزل (كوخ ، كوخ ، حمام ، شقة ، إلخ) بالماء الساخن.
• تراكم الطاقة الحرارية للاستخدام مع موقد خامل.

يقوم المركم الحراري المتصل بمبادل حراري لموقد حرق الأخشاب بتخزين الطاقة بسبب السعة الحرارية لعامل التخزين. لذلك ، يمكن أن يتم عن طريق عزل أي حاوية. إن البرميل المصنوع من الرغوة المتصاعدة والمملوء جزئيًا بالركام أو الرمل هو بالفعل تراكم حرارة. إذا قمت بتجهيزها بأربعة أنابيب وربطها بشكل صحيح ، فستصبح الوحدة عنصرًا وظيفيًا في النظام.

تبريد 1 درجة مئوية ، يسخن الماء 1 م 3 من الهواء المحيط عند 4 درجات مئوية. يرتبط الاستخدام الناجح لمراكم حرارة الماء بهذا.

أنواع المبادلات الحرارية

يمكن أن يكون الجهاز البسيط فعالاً بطرق عديدة - اعتمادًا على النوع. يتم التصنيف وفقًا لعدة معايير. تختلف النماذج المختلفة للمبادلات الحرارية في المصانع أو الحرفيين ، على سبيل المثال ، في الحمام:

• اعمال بناء
• مكان التثبيت
• مواد.

تؤثر هذه العوامل على بعضها البعض وعلى ميزات وحدة التبادل الحراري ككل: التكلفة ، والكفاءة ، والإنتاجية ، وحجم النظام ، وتعقيد التركيب ، وما إلى ذلك.

التصميم

تعتمد اختلافات التصميم إلى حد كبير على الغرض من المنتج. على سبيل المثال ، ينطوي تسخين ماء الغسيل على كمية كبيرة وانتقال حراري مكثف. والاستخدام فقط للتدفئة يتطلب نقل تدريجي للحرارة إلى المبرد.

• الملف هو أنبوب عازمة بزوايا مختلفة. يسخن بسرعة ، ولكن في كثير من الأحيان ليس لديه حجم كاف. مناسبة للتثبيت في صندوق حطب ، خلف صندوق حريق ، في موقد ، في مدخنة (إذا كان الملف حلزونيًا).
• السجل هو نظير مشعاع الأنابيب ، وربما يكون الأكثر شعبية وعالمية وكفاءة في استخدام الطاقة. كقاعدة عامة ، هذه عدة أنابيب ذات قطر كبير متصلة بأنابيب رقيقة. يقتصر اختيار نموذج معين وموقع التثبيت على خيال المؤلف ، بالإضافة إلى المخطط العام.
• دبلومات - حاوية واحدة أو أكثر مترابطة مع فوهات. هذا نموذج شائع ، سهل التركيب والتركيب. يوفر فرن الحمام مع مبادل حراري من هذا النوع الحرارة والحرارة والماء الساخن. العيوب - كمية كبيرة تقلل من معدل التسخين ، وتحد من اختيار مكان التثبيت. لا يساهم الشكل البدائي في نقل الحرارة بالكامل ، مما يتداخل مع تسخين أجزاء من الموقد نفسه. لذلك ، فهي مناسبة فقط للتثبيت داخل السخان (إذا كنا نتحدث عن الحمام) ، أو لها أو للفرن.
• سترة الماء - غلاف مثبت على أجزاء المولد الحراري يسخن من الداخل. غالبًا ما تكون هذه أسطوانة بها فوهات ، يتم ارتداؤها على المدخنة. من الصعب تجميع الحرف اليدوية ، المعرضة للتسريبات ، لكنه لا يتطلب تفكيك الموقد للتثبيت وهو فعال للغاية.

لا يرتبط اختيار النموذج عادةً بالكفاءة والسعر بقدر ما يرتبط بتعقيد التثبيت. على سبيل المثال ، يتم إدخال بعض التعديلات على "القمصان" و "الملفات" و "الدبلوماسيين" المائية دون تفكيك الفرن. الحد الأقصى هو تحديث جزء من الأنبوب أو استبدال لوحة من الحديد الزهر (للطبخ) بـ "دبلوماسي".

يفضل عادة تسجيلات نقل الحرارة على الأجهزة الأخرى. ومع ذلك ، يتم تثبيتها فقط أثناء بناء موقد جديد أو تغيير خطير للموقد القديم.

مواد

عند تصميم موقد أو موقد مع مبادل حراري ، يأخذ المهندس (أو الموقد) في الاعتبار معلمات المواد. الخصائص الضرورية - مقاومة الحريق ، المرونة ، مقاومة التآكل ، السعة الحرارية ، التوصيل الحراري. فقط المعادن تمتلك هذه الخصائص.

• الفولاذ مثالي من جميع النواحي باستثناء مقاومة التآكل. ومع ذلك ، إذا كان المبرد مملوءًا دائمًا ، فلن يصدأ.
• الفولاذ المقاوم للصدأ ليس له عيوب ، باستثناء السعر العالي وتعقيد اللحام. لا يستخدم الفولاذ المجلفن على الإطلاق تقريبًا بسبب الانبعاثات السامة المرتبطة بدرجات الحرارة المرتفعة.
• الحديد الزهر ، عيوبه هي تعقيد اللحام واحتمال التكسير العالي (بسبب التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة أثناء التسخين غير المتساوي).
• النحاس ، وهو أمر جيد للجميع ، باستثناء السعر المرتفع واللحام للأجزاء. لحام "لا يحمل" حرارة قوية إذا تم تصريف المياه ، وبالتالي فإن استخدام النحاس محدود.

يرتبط الاختيار عادة بتوافر أو توفر المواد. في كثير من الأحيان هناك مواقد حمام مع مبادل حراري من الحديد الزهر ، وهي بطارية معدلة. يتكون الصقل من غلي مفاصل الأقسام والمقابس في الفتحات الإضافية. وبالتالي ، يتم الحصول على سجل نقل الحرارة مع جميع الخصائص اللازمة. عيبه هو الإرهاق الذي يحد من اختيار المكان.

صنع DIY

يشير اتخاذ قرار بشأن الإنتاج الذاتي ، كقاعدة عامة ، إلى وجود بعض الأدوات والمهارات للعمل معه. من الناحية المثالية ، تحتاج إلى ورشة عمل كاملة مع ملزمة ، لحام (نوعان) ، طاولة عمل ، سندان ، إلخ.إذا كانت المعدات تترك الكثير مما هو مرغوب فيه ، فإن خيار تجميع أبسط تعديل - يمكن لفائف لولبية نحاسية.

إيجابيات هذا الخيار:

• من السهل نسبيا ثني النحاس ، لحام.
• لا يحتوي الملف على مركبات معرضة للحرارة الشديدة.
• الشكل اللولبي هو معدات بسيطة وعالمية ومعقدة ليست هناك حاجة لإعطائها.
• لا يتطلب تركيب جهاز التبادل الحراري هذا تحديثًا كبيرًا لتصميم الفرن.

سوف يتكيف موقد الحمام مع هذا المبادل الحراري مع كل ما يمكن توقعه منه: سيوفر تشغيل 2-3 مشعات ، يسخن الماء في خزان صغير. بالنسبة للمناخ المحلي في غرفة البخار ، فإن السخان يجيب.

مواد مستهلكة

من الأدوات الخاصة للعمل مع النحاس ، لا يلزم سوى موقد غاز. سيحتاج المحترف إلى قاطع مواسير وشطب وفرشاة معدنية بالحجم المناسب. ومع ذلك ، يتم استبدال كل هذا بمطحنة ، ملف (عرموش) ، إسفنجة جلخ ناعمة. ستحتاج المستلزمات أيضًا إلى الحد الأدنى:

• أنابيب النحاس الملدنة في خليج d32 ، الطول 3.5 - 4.5 م (اعتمادًا على مدخنة د) ؛
• مقابس المياه الانتقالية (لحام الخيط) d32 * 1.25 "- 2 قطعة ؛
• لحام تقليدي منخفض درجة الحرارة ونحاس صلب للحام متوسط ​​درجة الحرارة (650-750 درجة مئوية) ؛
• معجون الجريان
• إسفنجة جلخ ناعمة
• غاز البروبان - البوتان للنحاس متوسط ​​درجة الحرارة - 1 أسطوانة (0.5 لتر) ؛
• يغسل الرمل الناعم المغسول - 5-6 كجم ؛
• خط أنابيب ، صنابير ، صمامات "Mayevsky" ، مشعات.

مطلوب "بندر الأنابيب" - سجل مستدير. بمساعدته ، سيحصل المبادل الحراري لموقد الحمام على شكل ملف لولبي. يبلغ طول اللوح 1 م على الأقل ، والقطر يساوي أبعاد المدخنة عند مخرج الموقد. كقاعدة ، تعتمد المعلمة على حجم الفرن ولا تحدث أقل من 10 سم.

يجب أن يكون السجل ثابتًا بشكل صارم ، ويتم إصلاحه بمسامير / مسامير ذاتية التنصت القوية بين شجرتين أو جدارين.

بناء الخوارزمية

الجزء الأكثر صعوبة من التجميع هو الشكل اللولبي. للقيام بذلك ، يجب أن يتم ثني الأنبوب باستخدام سجل مثبت بشكل صارم. لا يمكن ثني النحاس غير المحروق ، لذلك تحتاج إلى شراء واحد بالضبط في الخلجان. أسهل طريقة لتثبيت مبادل حراري "لفائف" في فرن من الطوب (للتسخين) هي تثبيته في مدخنة. خوارزمية الإجراءات:

1. قم بتوصيل أحد طرفي الأنبوب بإحكام ، على سبيل المثال ، بقابس مصنع مغلق.
2. املأ الأنبوب بالرمل ، اسكبه بالماء ، اضغط عليه بمطرقة ، وختمه بـ "ramrod". قد يكون أنبوب بلاستيكي أو خرطوم مطاطي غارق.
3. عندما يكون الأنبوب ممتلئًا ، أغلق الحشو قدر الإمكان ، ثم قم بتوصيل الطرف الآخر. حاول ألا "تسطح" الرمال.
4. قم بتثبيت مشبك على شكل حرف U أو مستدير في السجل الذي سيحمل الأنبوب بإحكام. تكون القاعدة "P" متعامدة مع ثني الأنابيب بالقرب من النهاية ، ولا يلعب الترتيب المحيطي دورًا.
5. أدخل نهاية الخليج في المشبك ، وابدأ ببطء ، قم بلف الأنبوب في السجل.
6. إذا ظهرت قاعة في مكان ما ، فهذا يعني أن الرمال ليست ضيقة بما يكفي في هذا المكان. من المستحسن أن تبدأ من جديد ، ولكن ، من الناحية النظرية ، يمكنك محاولة النقر على القاعة بمطرقة.
7. إذا كانت المدخنة د 150 ، وطول الخليج 4.5 ، فيجب أن تحصل على 8 - 9 لفات من دوامة (ارتفاع لا يزيد عن 35-40 سم) ، بالإضافة إلى "ذيول" من 30 إلى 40 سم.
8. اقطع السدادات ، نظف الرمل ، اشطف اللولب.
9. لحام مقابس المياه الانتقالية إلى نهايات اللولب.
10. قم بإزالة الغطاء الذي يغطي المدفأة ، أو قم بإزالة البوابة المنزلقة (قم بإزالة جزء من المدخنة).
11. ضع "الملف" على الأنبوب بالقرب من الموقد قدر الإمكان.
12. أعد تجميع المدخنة ، مع مراعاة المواد المانعة للتسرب واللف اللازمة (إن وجدت).

الآن يمكنك تثبيت وتوصيل العناصر المتبقية من نظام التدفئة ، بما في ذلك خزان التوسع المفتوح من نوع السماور والأنابيب والصنابير والمشعات وصمامات الهواء. لتحسين الدورة الطبيعية ، يجب ألا يكون قطر خط الأنابيب أصغر بكثير من حجم الملف.من الناحية المثالية ، سيكون أيضًا نحاسًا من نفس القطر.

الصعوبة المحتملة هي انخفاض في المسودة بسبب إزالة الحرارة غير المقصودة من المدخنة. الحل هو زيادة طول المدخنة.

خيارات تصميم التبادل الحراري

ينطوي تركيب جهاز التبادل الحراري من أي نوع على قدر كبير من العمل ، خاصة إذا كانت فعاليته ذات أهمية خطيرة. على سبيل المثال ، يمكن أن يسخن أبسط حلزوني في المدخنة قليلاً ، ولا يمكن أن يكون هناك دوران بدون مضخة على الإطلاق. ثم عليك اتخاذ تدابير حتى رفض مثل هذا التصميم. من الناحية العملية ، فإن المبادل الحراري الفردي للفرن ، المثبت في أماكن مختلفة ، يعطي كفاءة مختلفة. من الممكن بشكل مشروط عمل مثل هذا TOP ، بدءًا من الأكثر فعالية:

• حديد الزهر أو الصلب على شكل حرف U في الفرن ؛
• قميص مائي حول الموقد أو على أي من أسطحه ؛
• دبلوماسي على شكل حرف U في صندوق إطفاء ؛
• دبلوماسي أعلى أو خلف صندوق الإطفاء بأقصى قدر من الاتصال ؛
• قميص الماء حول السخان.
• تسجيل أو دبلوماسي أو لفائف في السخان ؛
• دبلوماسي أو ملف خلف مدفأة ؛
• قميص الماء في المدخنة.

ملف المدخنة هو الخيار الأقل فعالية بشكل مشروط. ومع ذلك ، فإن بساطة الجهاز غالبًا ما تقضي على العيوب. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحسين الكفاءة بطرق مختلفة. من بينها - بطانة الملف مع غلاف معزول حراريا مع ملء الفراغات بالرمل أو تركيب الهيكل مباشرة في السخان.

جميع الأسماء مشروطة. على سبيل المثال ، لا يكون بناء المصنع غير شائع عندما يتم بناء حاوية على شكل مكعب فوق المدفأة. يمكن اعتبارها قميصًا أو دبلوماسية.

اتصال سليم

يعد موقد الحطب أو الموقد مع أي مبادل حراري جزءًا من النظام. لتشغيله بكفاءة في استخدام الطاقة ، يظل تداول المبرد عاملاً رئيسيًا. حتى عندما يكون استخدام المضخة ضروريًا بشكل واضح (على سبيل المثال ، في منزل كبير من طابقين أو ثلاثة طوابق) ، فإن الدوران الطبيعي أمر مهم. بفضل ذلك ، لا تنفجر الأنابيب بسبب إذابة الجليد بسرعة كبيرة ، ولا يغلي الماء بسهولة إذا انقطعت الكهرباء. لتحسين التداول ، من المستحسن الالتزام بالقواعد التالية:

• كلما زاد تشغيل فوهات المبادل الحراري في الارتفاع ، كان ذلك أفضل ؛
• يتم وضع خزان التمدد على أعلى مستوى ممكن ، بجانب الموقد ؛
• يذهب أنبوب إلى الخزان من الأنبوب العلوي ؛
• يذهب الأنبوب من خزان التمدد إلى المدخل السفلي للمبرد ؛
• جميع الأقسام الأفقية مصنوعة بزاوية (على الأقل 3 مم لكل 1 م) ؛
• مخرج المبرد فقط من الجانب المقابل أو قطريا.

نقطة أخرى مهمة هي قدرة خط الأنابيب عبر البلاد. كلما كان أعلى ، كان ذلك أفضل. لذلك ، لا يجب تضييق القطر ، وبناء الركبتين الزائدين ، والتجهيزات ، وكذلك استخدام صدئ من الداخل أو الأنابيب البلاستيكية.

يتم تثبيت المبادل الحراري في مرحلة تجميع الفرن. إذا كنا نتحدث عن تصميم قديم ، فلا داعي لأن تكون كسولًا لتفكيكه. في هذه الحالة ، سيكون من الممكن تثبيت الجهاز الأكثر كفاءة في المكان المطلوب. عند المرور ، سيتم إجراء فحص تفصيلي للبناء ، بالإضافة إلى تفاصيل أخرى. سيتم القضاء على العيوب والعيوب.