Produzione di scambiatori di calore fai-da-te

Uno scambiatore di calore (TO) è un dispositivo che trasferisce il calore tra fluidi con temperature diverse. Tali apparecchiature sono utilizzate nell'industria, nel riscaldamento, nell'aria condizionata e nei sistemi di ventilazione. L'esempio più semplice è un radiatore ambiente, viene riscaldato da un fluido termovettore e fornisce il riscaldamento per l'ambiente in cui si trova.

Struttura dello scambiatore di calore

L'attrezzatura è composta da piastre fisse e mobili; ognuna ha aperture per il movimento del mezzo. Tra le piastre principali sono installate molte altre minori minori, in modo che ogni secondo di esse sia ruotato di 180 gradi su quelle vicine. Le piastre minori sono sigillate con guarnizioni di gomma.

Il secondo importante elemento di manutenzione è il liquido di raffreddamento. Scorre attraverso i canali ondulati in acciaio inossidabile. I supporti freddi e caldi si spostano lungo tutte le piastre, tranne la prima e l'ultima, contemporaneamente, ma da lati diversi, impedendo la miscelazione. Ad un'alta portata d'acqua nello strato ondulato, si verifica una turbolenza, che aumenta il processo di trasferimento del calore.

Il dispositivo è collegato alla tubazione utilizzando i fori sulle pareti anteriore e posteriore. Il refrigerante entra da un lato, attraversa tutti i canali e dall'altro lascia l'attrezzatura. Le aperture di ingresso e uscita sono sigillate con una guarnizione speciale.

I canali che formano le piastre sono un elemento molto importante di manutenzione. Quando si sceglie uno scambiatore di calore, è necessario tenere conto delle sue prestazioni. Maggiore è il fabbisogno di equipaggiamento, più piastre dovrebbero esserci. Il loro numero è responsabile dell'efficienza complessiva del dispositivo e della capacità di riscaldare una determinata stanza.

Tipi di manutenzione

Secondo il principio di funzionamento, l'apparecchiatura è divisa in rigenerativa e rigenerativa. Nel primo, i portatori di calore in movimento sono separati da un muro. Questo è il tipo più comune, può essere di varie forme e disegni. Nel secondo caso, i refrigeranti caldi e freddi vengono a loro volta a contatto con la stessa superficie. L'alta temperatura riscalda la parete dell'apparecchiatura durante il contatto con un mezzo caldo, quindi la temperatura viene trasferita al liquido freddo in contatto con esso.

In base allo scopo previsto, i TO sono divisi in due tipi: raffreddamento - lavorano con un liquido o gas freddo, mentre raffreddano il liquido di raffreddamento caldo; e riscaldamento - interagiscono con un mezzo riscaldato, dando energia ai flussi freddi.

In base alla progettazione, gli scambiatori di calore sono disponibili in diverse forme.

Collassabile

Sono costituiti da un telaio, due camere terminali, piastre separate separate da guarnizioni resistenti al calore e bulloni di montaggio. Tale attrezzatura è caratterizzata dalla facilità di pulizia e dalla possibilità di aumentare l'efficienza aggiungendo piastre. Ma i TO pieghevoli sono sensibili alla qualità dell'acqua. Per prolungarne la durata, è necessaria l'installazione di filtri aggiuntivi, il che aumenta il costo del progetto.

Lamellare

Differiscono nel metodo di collegamento delle piastre interne:

• Nei TO brasati, le lastre ondulate in acciaio inossidabile spesse 0,5 mm sono formate a freddo. Una guarnizione in gomma speciale resistente al calore è installata tra di loro.
• Le piastre saldate sono saldate e formano cassette, che vengono poi assemblate all'interno delle piastre d'acciaio.
• Nelle cartucce TO semi-saldate sono fissate per mezzo di giunti in paronite in una struttura di un piccolo numero di moduli saldati. Questi moduli sono sigillati con guarnizioni in gomma e saldati al laser.Quindi vengono assemblati tra due piastre mediante bulloni.

Gli scambiatori di calore a piastre sono utilizzati ad alta pressione e temperature estreme. Tali dispositivi richiedono una manutenzione minima, sono economici e altamente efficienti. Inoltre, se necessario, è possibile aumentare o diminuire l'efficienza dell'attrezzatura aumentando o diminuendo il numero di piastre in acciaio.

L'unico inconveniente di uno scambiatore di calore in acciaio inossidabile ondulato è la sua sensibilità alla qualità del liquido di raffreddamento; sono necessari filtri aggiuntivi.

Shell e tubo

Sono costituiti da un corpo cilindrico in cui sono disposti fasci di tubi assemblati in reticoli. Le estremità dei tubi sono fissate mediante svasatura, saldatura o saldatura. Il vantaggio di tali apparecchiature è la scarsa qualità del refrigerante e la possibilità di utilizzo in processi tecnici in cui sono presenti fluidi aggressivi e alta pressione (nell'industria petrolifera, del gas e chimica). Gli svantaggi della manutenzione a fascio tubiero sono il trasferimento di calore relativamente basso, grandi dimensioni, costi elevati e difficoltà di riparazione.

Spirale

Sono costituiti da due fogli di metallo, arrotolati a spirale. I bordi interni sono collegati da una partizione e fissati con perni. Tali scambiatori di calore sono compatti e hanno l'effetto di autopulizia. Sono in grado di lavorare con fluidi eterogenei di qualsiasi qualità. Con l'aumentare della velocità del fluido, aumenta la velocità di trasferimento del calore. Svantaggi: difficoltà di produzione e riparazione, limitazione della pressione del fluido di lavoro a 10 kgf / cm².

Doppio tubo e tubo nel tubo

Il primo è costituito da tubi di diverso diametro. Come liquido di raffreddamento, vengono utilizzati liquidi e gas. I dispositivi sono utilizzati in luoghi ad alta pressione, hanno un elevato livello di trasferimento di calore. Differiscono nella semplicità di installazione e servizio. L'unico inconveniente è l'alto costo.

Lo scambiatore di calore tubo-in-tubo è costituito da due tubi di diverso diametro, collegati tra loro. Sono utilizzati a basse portate e per equipaggiare il camino.

Il tipo di funzionamento dipende dal tipo di dispositivo. Dalla progettazione delle apparecchiature - l'efficacia quando si opera in determinate condizioni. Pertanto, è necessario prestare sufficiente attenzione allo studio delle caratteristiche di ciascun tipo di apparecchiatura.

Produzione di scambiatori di calore fai-da-te

Per farlo da solo, devi avere determinate conoscenze e abilità. Per cominciare, vale la pena determinare quali requisiti l'apparecchiatura deve soddisfare, la variante del dispositivo dipende da questo. È necessario calcolare i materiali ed eseguire un disegno della futura manutenzione.

Uno stabilimento balneare è un luogo in cui è spesso necessario realizzare uno scambiatore di calore fatto in casa. Poiché un forno convenzionale con un forno riscalda un volume limitato di liquido, può essere necessario un MOT attorcigliato ad immersione in acqua. È progettato per riscaldare più acqua. Una bobina viene abbassata in un serbatoio con un refrigerante riscaldato, l'acqua vi attraversa.

Quando è necessario mantenere calda l'acqua nel serbatoio, il serbatoio viene collegato alla caldaia di riscaldamento mediante due tubi di mandata e di ritorno.

Acqua-acqua

Per realizzare uno scambiatore di calore acqua-acqua con le tue mani avrai bisogno di:

• Un serbatoio in acciaio inossidabile ha un'altezza di 50-60 cm e un diametro di 30-40 cm e può essere utilizzato anche acciaio normale, ma deve essere protetto da un rivestimento polimerico resistente.
• Tappo per serbatoio.
• Tubo di rame circa 10m. La lunghezza è presa dal calcolo: per ogni bobina di una spirale con un diametro di 30 cm, va circa 1 m del tubo. È meglio prendere con un piccolo margine.
• Saldatrice per brasatura in acciaio inossidabile e rame.
• Equipaggiamento protettivo: guanti, maschera per saldatura.

Il lavoro viene eseguito nel seguente ordine:

1. Viene realizzato un coperchio per il serbatoio e viene fornita la sua tenuta ermetica durevole. È impossibile saldarlo, perché deve essere rimosso per poter pulire l'interno del contenitore. L'opzione di montaggio più conveniente in questo caso è flangiata. Può essere ordinato immediatamente con il serbatoio o realizzato in modo indipendente. Il numero di fori viene calcolato in base alla posizione del sigillo, in genere 4 o 6 supporti.
2. Successivamente, viene creato un ingresso per l'acqua fredda sul fondo del serbatoio e uno scarico per il riscaldamento nella sua parte superiore nella parete laterale. Gli adattatori filettati sono saldati nei fori per collegare la tubazione. Dovrebbe essere possibile rimuovere la struttura per il lavaggio o la riparazione.
3. Il prossimo passo sarà la produzione di una spirale di rame. Se il tubo è morbido, può essere facilmente avvolto con un mandrino. Se è rigido, è necessario utilizzare un bruciatore. I raccordi sono saldati sulle estremità libere. Sono tenuti attraverso i fori sul coperchio. È importante monitorare la tenuta della saldatura, come le tubazioni dell'acqua calda saranno collegate agli adattatori.
4. Il passaggio finale sarà l'assemblaggio dello scambiatore di calore. Per fare questo, un coperchio con una spirale di tubo di rame e una guarnizione di gomma copre il serbatoio. I supporti della flangia sono serrati con bulloni. In questo caso, è necessario assicurarsi che la spirale sia rigorosamente al centro del serbatoio, senza toccare le pareti. Altrimenti, l'efficacia della manutenzione diminuirà notevolmente.

L'opzione considerata è adatta anche per il riscaldamento dell'acqua nelle case private. Tali dispositivi funzionano secondo il principio della circolazione naturale: una caldaia a legna o a gas riscalda l'acqua, sale attraverso il tubo di alimentazione verso l'alto, emette calore e scende. Il processo viene quindi ripetuto.

Non è sempre possibile fornire una circolazione naturale costante. Pertanto, è meglio usare una pompa di circolazione.

Aria

Il dispositivo è costituito da un alloggiamento e tubi con un mezzo riscaldato installato al suo interno. Attraverso di essi, la ventola spinge un flusso d'aria verso il quale viene trasferito il calore. Si verifica un processo di scambio termico. Questa opzione è chiamata riscaldatore.

Inoltre, per i sistemi di ventilazione e riscaldamento dell'aria, vengono utilizzate strutture a piastre. Lì, il ruolo del muro di trasferimento di calore è svolto dal metallo ondulato. Dove due flussi d'aria, freddo e caldo, si spostano perpendicolarmente l'uno all'altro. Sono separati da piastre in modo che negli spazi vuoti i flussi caldi e freddi siano disposti alternativamente. L'efficienza di questi dispositivi è elevata, ma sono difficili per la produzione indipendente.

Procedura di installazione per la manutenzione dell'aria:

1. Un corpo è fatto di un foglio di metallo. L'area della sua parte inferiore dovrebbe essere uguale alla dimensione della ventola. Per una struttura centrifuga, viene presa una scatola con un'area del 70% in più rispetto al tubo di uscita.
2. Nelle pareti della scatola sui lati opposti, vengono praticati fori per il tubo di rame.
3. Nei fori realizzati, vengono installate sezioni di tubo preparate in modo che i loro bordi si estendano oltre la scatola di 2 cm su entrambi i lati.
4. I raccordi angolati sono saldati alle estremità libere dei tubi. Sono collegati sotto forma di un serpente. Puoi fare due paralleli. Quindi il liquido di raffreddamento si raffredda di meno quando si soffia.
5. Gli adattatori filettati sono saldati alle estremità di uscita e di ingresso e una fornitura di acqua è collegata a loro. Viene fornita acqua, verificare che i collegamenti siano ben saldi.
6. L'alloggiamento è montato su una base con un ventilatore. Il design è chiuso da un involucro in modo che il flusso d'aria non vada ai lati.

Per realizzare uno scambiatore di calore per riscaldare una casa privata con le tue mani, è necessario presentare il principio del suo funzionamento, per fare un calcolo accurato della potenza richiesta per un riscaldamento sufficiente della stanza, specialmente in inverno. È necessario utilizzare i materiali più termicamente conduttivi, il rame sarà l'opzione migliore. Ha un'efficienza che supera di gran lunga altri metalli.Tutte le azioni nella produzione di TO devono essere eseguite attentamente, evitando l'ingresso di oggetti estranei. In caso di dubbio, è meglio contattare un maestro esperto. Eseguirà la connessione di tutti gli elementi in modo stretto e di alta qualità.