Il trasferimento diretto di calore dalla combustione del combustibile al liquido di raffreddamento è impossibile. Nelle caldaie per riscaldamento, viene eseguito a causa del funzionamento di un dispositivo speciale. Questo è uno scambiatore di calore per una caldaia a gas. La durata del dispositivo e la sua efficienza dipendono dal design e dal materiale.
La funzione principale dello scambiatore di calore per la caldaia
Il gas e l'aria di combustione vengono forniti al bruciatore della caldaia. Le bruciature da gas, la generazione di calore, i prodotti della combustione vengono rimossi all'esterno. La fonte di calore in questo caso è un elemento fisso.
Il liquido di raffreddamento - acqua o antigelo - entra nello scambiatore di calore. Questo è un dispositivo che fornisce il trasferimento di calore tra due ambienti con temperature diverse. Quest'ultimo è posizionato nella camera di combustione sopra il bruciatore. L'acqua che si muove attraverso lo scambiatore di calore viene riscaldata e immessa nei tubi di riscaldamento. Molto spesso, il dispositivo ha la forma di un set di piastre o tubi. Maggiore è la sua superficie di lavoro, migliore e più veloce è l'acqua che si riscalda.
Materiale di produzione
Uno scambiatore di calore per la caldaia è realizzato con materiali durevoli che conducono bene il calore, non sono soggetti a corrosione e sufficientemente resistenti alla pressione. Poiché è necessario tenere conto del costo del materiale, la scelta è piccola.
Acciaio
Questo è il materiale più conveniente. L'acciaio è molto resistente, ma può essere lavorato bene. Il prezzo è basso Inoltre questa opzione - resistenza alle alte temperature. L'acciaio è duttile e non si spezza durante il riscaldamento; non si deforma nemmeno nelle aree a contatto con il bruciatore.
Uno scambiatore di calore in acciaio su una caldaia a combustibile solido o a gas è soggetto a corrosione. L'acqua all'interno dei tubi e i prodotti di combustione nella camera della caldaia hanno un effetto distruttivo sul materiale. Questo influenza la longevità. Il modello in acciaio pesa molto, questo porta ad un ulteriore consumo di carburante per il riscaldamento dell'elemento stesso.
Lo scambiatore di calore in acciaio inossidabile è resistente alla corrosione e dura almeno 50 anni.
Ghisa
Il materiale è molto più resistente alla corrosione dell'acciaio, non teme la ruggine e le anidridi acide. La vita utile raggiunge i 50 anni. Tuttavia, la ghisa è una lega fragile; può rompersi sotto l'influenza della temperatura. Per evitare danni, lo scambiatore di calore tubolare in ghisa deve essere lavato: se si utilizza acqua normale, quindi 1 volta all'anno; se antigelo - quindi 1 volta in 2 anni; se liquido distillato - 1 volta in 4 anni.
Il peso di un elemento in ghisa è ancora maggiore, quindi è necessario spendere più carburante e tempo per il riscaldamento.
Rame
Il rame è un metallo nobile, non soggetto a nessun tipo di corrosione. È chimicamente inerte, tollera perfettamente la pressione. Il rame conduce meglio il calore, quindi è necessario meno combustibile per riscaldare l'elemento stesso e il liquido che scorre. Il peso del modello in rame è piccolo, le dimensioni sono compatte con una superficie di lavoro molto sviluppata.
Lo svantaggio è il prezzo elevato. Inoltre, lo scambiatore di calore in rame è troppo sensibile al calore per alte temperature. Più comune nelle caldaie di produttori stranieri.
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- Rame
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- Ghisa
Classificazione dello scambiatore di calore
Le caldaie a gas possono svolgere diverse funzioni. La cosa principale è il riscaldamento domestico. Tuttavia, i modelli a doppio circuito riscaldano anche l'acqua per varie esigenze domestiche: dal lavaggio dei piatti al bagno. Su questa base, si distinguono gli scambiatori di calore.
Primario
Serve il sistema di riscaldamento.È un tubo con un diametro piuttosto grande, curvo sotto forma di una bobina su un piano. Per aumentare la superficie di lavoro del dispositivo, qui vengono posizionate anche piastre di dimensioni diverse.
Lo scambiatore di calore primario è soggetto ai carichi più elevati. Dall'esterno, i prodotti della combustione agiscono su di esso - fuliggine, sporco, anidridi acide e dall'interno - sali disciolti nel liquido di raffreddamento. Per ridurre l'usura, la parte è rivestita con vernice e trattata con composti anticorrosivi.
L'opzione migliore è uno scambiatore di calore in acciaio inossidabile o rame, in quanto non è sensibile alla ruggine e non ha paura dei depositi di sale.
Secondario
Tale scambiatore di calore riscalda il liquido per l'approvvigionamento di acqua calda. La temperatura del suo riscaldamento è inferiore, ma non vale la pena riscaldare l'acqua per esigenze domestiche superiori a +60 ° C. Molto spesso, questo è un design a piastre: è assemblato da molte piastre con passaggi estrusi lungo i quali circola l'acqua del rubinetto. I modelli multi-pass sono più efficaci, poiché all'interno della stessa piastra il liquido cambia direzione più volte, ovvero è più lungo e si riscalda meglio. Lo fanno da acciaio, rame, alluminio.
bitermico
Rappresenta 2 pipe inserite l'una nell'altra. Il refrigerante si muove all'interno e l'acqua per l'acqua calda sanitaria è all'esterno. Il fluido di riscaldamento viene riscaldato nella camera di combustione e emette parzialmente calore per l'acqua domestica.
Il design è molto più economico. Ma sebbene l'acqua qui si riscaldi più velocemente, il suo volume è limitato. Inoltre, lo scambiatore di calore bitermico è molto sensibile alla qualità dell'acqua ed è molto più inquinato. La pulizia dell'apparecchio non è sufficiente. Per evitare intasamenti e guasti rapidi, è necessario installare i filtri dell'acqua all'ingresso.
Non è possibile pulire lo scambiatore di calore combinato come un normale separato. Con grandi depositi di sale o intasamento, l'elemento dovrà essere cambiato.
Criteri di scelta
Quando si sceglie un dispositivo, lo scopo viene preso in considerazione: in questo caso, riscalda il liquido di raffreddamento e il tipo di mezzo è vapore, acqua, antigelo. Una caldaia a gas di solito funziona con acqua, ma ci sono eccezioni.
Altri criteri di selezione:
- La temperatura del liquido refrigerante all'ingresso e all'uscita: è necessario calcolare la quantità di calore che deve ricevere il consumatore. Sulla base di questi dati, viene calcolata la potenza dello scambiatore di calore.
- Perdita di carico ammissibile: la pressione dell'acqua durante il passaggio attraverso lo scambiatore di calore diminuisce. Se scende troppo in basso, non è possibile creare una colonna di acqua calda di altezza sufficiente.
- La massima temperatura di lavoro sul bruciatore raggiunge i 600–700 C. Uno scambiatore di calore in ghisa e acciaio, con difficoltà di rame, può resistere a questa temperatura. Il modello in alluminio non è ammesso.
- Massima pressione di esercizio - non limita la scelta della struttura o del materiale.
Un parametro significativo sono le dimensioni. Con la stessa efficienza, lo scambiatore di calore a fascio tubiero occupa un'area 3-4 volte più grande dello scambiatore di calore a piastre.
Operazione appropriata
Il trasporto, l'installazione e il funzionamento dello scambiatore di calore sono descritti in dettaglio nelle istruzioni:
- Lo scambiatore di calore nell'apparecchio è posizionato in modo tale da avere libero accesso per l'ispezione e la riparazione.
- L'avvio viene eseguito a pressione e temperatura stabili. Non è possibile aumentare la temperatura più velocemente di 10 gradi al minuto o aumentare la pressione di oltre 10 bar all'ora.
- Una volta riempite d'acqua, le valvole dell'aria e le valvole dietro lo scambiatore di calore rimangono aperte. Dopo aver avviato la pompa, vengono chiusi. In questo modo si ottiene una pressione stabile.
- È necessario modificare i parametri di riscaldamento senza problemi. Più lentamente ciò accade, più a lungo durano le guarnizioni e lo scambiatore di calore.
- Pulisci periodicamente il dispositivo.La piastra viene pulita direttamente nel telaio, quindi le piastre vengono rimosse e lavate. È possibile un altro metodo: rimuovere e pulire prima le piastre. Si sconsiglia la pulizia di gusci e tubi. In caso di blocchi difficili, il maestro mette un troncone.
- Prima di riavviare, controllare le condizioni di tutte le guarnizioni. La pressione e la temperatura sono impostate come per 1 avvio.
Per evitare depositi di sale, viene posizionato un filtro sul tubo dell'acqua davanti all'ingresso della caldaia.
Possibili malfunzionamenti
La maggior parte dei problemi richiede un intervento specialistico. Alcuni possono essere eliminati dall'utente:
- Riduzione della pressione - se causata da contaminazione, basta pulire lo scambiatore di calore. Se la connessione di rete non è corretta, è necessario verificare la connessione con il disegno nelle istruzioni.
- Diminuzione dell'efficienza: con l'inquinamento meccanico il dispositivo viene lavato via. Se il motivo è l'accumulo di petrolio, gas scadenti, vengono installati dispositivi aggiuntivi per rimuoverli.
- Perdite - il più delle volte causate dalla decomposizione dei sigilli. Sono stati sostituiti.
- Miscelazione di mezzi di lavoro - si verifica quando le piastre o i tubi sono corrosi. Le piastre possono essere parzialmente sostituite; lo scambiatore di calore a fascio tubiero dovrà essere installato nuovo.
Finché la garanzia è valida, è vietato aprire da soli lo scambiatore di calore ed eseguire qualsiasi riparazione.
Produttori popolari
Gli scambiatori di calore sono prodotti da molti produttori. Le seguenti società erano le più popolari nel 2019.
Navien
Il più grande produttore coreano. Produce prodotti progettati per caldaie domestiche. Il vantaggio è la resistenza alla bassa qualità dell'acqua e al colpo d'ariete. Il dispositivo è perfettamente adattato a cattive condizioni operative.
Baxi
Produttore italiano. Presenta sul mercato caldaie murali e a condensazione montate a pavimento con uno scambiatore di calore in ghisa, nonché stufe elettriche.
L'azienda produce scambiatori di calore primari in rame e ottone. Per le lamelle secondarie viene utilizzato acciaio inossidabile. Ciò aumenta il costo dei prodotti, ma garantisce la massima durata.
Altro
Ci sono altri produttori degni sul mercato:
- Fondital Victoria Compact è un'azienda italiana. Offre scambiatori di calore in rame bitermico ad alte prestazioni.
- Beleto è un noto impianto russo che produce una varietà di apparecchiature a gas. Realizza scambiatori di calore in acciaio, ghisa e rame di vario tipo.
- Ariston - offre scambiatori di calore in alluminio e rame. I materiali sono insensibili alla corrosione e la tecnologia di produzione garantisce la loro resistenza.
Se è necessario aumentare l'efficienza della caldaia durante la sostituzione del dispositivo, consultare uno specialista per calcolare i parametri richiesti.
