Výmenník tepla (TO) je zariadenie, ktoré prenáša teplo medzi médiami s rôznymi teplotami. Takéto zariadenie sa používa v priemyselných, vykurovacích, klimatizačných a vetracích systémoch. Najjednoduchším príkladom je izbový radiátor, ktorý je ohrievaný teplonosnou tekutinou a zaisťuje vykurovanie miestnosti, v ktorej je umiestnený.
Štruktúra výmenníka tepla
Zariadenie sa skladá z pevných a pohyblivých dosiek, z ktorých každá má otvory na pohyb média. Medzi hlavnými doskami je nainštalovaných mnoho ďalších menších sekundárnych dosiek, takže každá ich sekunda je otočená o 180 stupňov k susedným. Drobné platne sú utesnené gumovými tesneniami.
Druhým dôležitým prvkom údržby je chladivo. Tečie vlnitými kanálmi z nehrdzavejúcej ocele. Chladné a horúce médiá sa pohybujú pozdĺž všetkých dosiek, s výnimkou prvej a poslednej, súčasne, ale z rôznych strán, čo bráni miešaniu. Pri vysokej prietokovej rýchlosti vody vo vlnitej vrstve dochádza k turbulenciám, ktoré zvyšujú proces prenosu tepla.
Zariadenie je pripojené k potrubiu pomocou otvorov na prednej a zadnej stene. Chladivo vstupuje na jednej strane, prechádza všetkými kanálmi a opúšťa zariadenie na strane druhej. Vstupné a výstupné otvory sú utesnené špeciálnym tesnením.
Dosky tvoriace dosky sú veľmi dôležitým prvkom údržby. Pri výbere výmenníka tepla sa musí zohľadniť jeho výkon. Čím vyššie sú požiadavky na vybavenie, tým viac tabúľ by malo byť v ňom. Ich počet je zodpovedný za celkovú účinnosť zariadenia a za schopnosť vykurovať určitú miestnosť.
Druhy údržby
Podľa princípu činnosti je zariadenie rozdelené na regeneračné a regeneračné. V prvom sú pohyblivé tepelné nosiče oddelené stenou. Toto je najbežnejší typ, môže mať rôzne tvary a vzory. V druhom prípade sú horúce a studené chladivá zasa privádzané do styku s rovnakým povrchom. Vysoká teplota ohrieva stenu zariadenia pri kontakte s horúcim médiom, potom sa teplota prenáša na studenú tekutinu, ktorá s ním je v kontakte.
Podľa zamýšľaného účelu sa TO delia na dva typy: chladenie - práca so studenou tekutinou alebo plynom, zatiaľ čo chladenie horúcej chladiacej kvapaliny; a zahrievanie - interaguje s vyhrievaným médiom a dodáva energiu studeným tokom.
Výmenníky tepla majú podľa návrhu niekoľko podôb.
skladacie
Pozostávajú z rámu, dvoch koncových komôr, samostatných dosiek oddelených žiaruvzdornými tesneniami a upevňovacích skrutiek. Takéto zariadenie sa vyznačuje ľahkým čistením a možnosťou zvýšenia účinnosti pridaním dosiek. Skladacie TO sú však citlivé na kvalitu vody. Na predĺženie ich životnosti je potrebná inštalácia ďalších filtrov, čo zvyšuje náklady projektu.
lamelové
Rozdiel v spôsobe pripojenia vnútorných dosiek:
- V spájkovaných TOs sa za studena formujú vlnité dosky z nehrdzavejúcej ocele s hrúbkou 0,5 mm. Medzi nimi je nainštalované tesnenie zo špeciálnej žiaruvzdornej gumy.
- Zvarené dosky sú zvárané a tvoria kazety, ktoré sa potom zmontujú vo vnútri oceľových dosiek.
- V semi-zváraných TO zásobníkoch sú upevnené pomocou paronitových spojov v štruktúre malého počtu zváraných modulov. Tieto moduly sú utesnené gumovými tesneniami a zvárané laserom.Potom sa pomocou skrutiek zmontujú medzi dve dosky.
Doskové tepelné výmenníky sa používajú pri vysokom tlaku a extrémnych teplotách. Takéto zariadenia vyžadujú minimálnu údržbu, sú ekonomické a vysoko efektívne. Okrem toho, ak je to potrebné, môžete zvýšiť alebo znížiť účinnosť zariadenia zvýšením alebo znížením počtu oceľových dosiek.
Jedinou nevýhodou vlnitého výmenníka tepla z nehrdzavejúcej ocele je jeho citlivosť na kvalitu chladiaceho média, sú potrebné ďalšie filtre.
Škrupina a trubica
Skladajú sa z valcového telesa, na ktorom sú umiestnené zväzky rúrok zostavených do mriežok. Konce rúrok sú pripevnené spaľovaním, zváraním alebo spájkovaním. Výhodou takéhoto zariadenia je nenáročná kvalita chladiva a možnosť použitia v technických procesoch, kde sú prítomné agresívne médiá a vysoký tlak (v ropnom, plynárenskom a chemickom priemysle). Nevýhody údržby plášťa a rúr sú relatívne nízky prenos tepla, veľké rozmery, vysoké náklady a problémy s opravou.
špirála
Skladá sa z dvoch kovových plechov navinutých v špirále. Vnútorné okraje sú spojené prepážkou a zaistené kolíkmi. Takéto výmenníky tepla sú kompaktné a majú účinok samočistenia. Sú schopní pracovať s tekutými heterogénnymi médiami akejkoľvek kvality. So zvyšujúcou sa rýchlosťou tekutiny sa zvyšuje rýchlosť prenosu tepla. Nevýhody: ťažkosti pri výrobe a opravách, obmedzenie tlaku pracovnej tekutiny na 10 kgf / cm².
-
- špirála
-
- Škrupina a trubica
Dvojité potrubie a potrubie v potrubí
Prvá pozostáva z rúrok rôznych priemerov. Ako chladivo sa používa kvapalina a plyn. Zariadenia sa používajú na miestach s vysokým tlakom, majú vysokú úroveň prenosu tepla. Líšia sa v jednoduchosti inštalácie a servisu. Jedinou nevýhodou sú vysoké náklady.
Rúrkový výmenník tepla sa skladá z dvoch vzájomne prepojených potrubí rôznych priemerov. Používajú sa pri nízkych prietokoch a na vybavenie komína.
Druh jeho činnosti závisí od typu zariadenia. Od návrhu zariadenia - účinnosť pri prevádzke za určitých podmienok. Preto by sa mala venovať dostatočná pozornosť štúdiu charakteristík každého typu zariadenia.
Výroba výmenníkov tepla pre domácich majstrov
Ak to chcete urobiť sami, musíte mať určité vedomosti a zručnosti. Na začiatok je potrebné určiť, aké požiadavky by zariadenie malo spĺňať, variant zariadenia závisí od toho. Je potrebné počítať materiály a vykonať výkres budúcej údržby.
Liečebný dom je miestom, kde je často potrebné vyrábať domáci výmenník tepla. Pretože konvenčná pec s pecou ohrieva obmedzený objem kvapaliny, môže sa vyžadovať skrútený MOT s ponorením do vody. Je určený na ohrev viac vody. Cievka je spustená do nádrže s vyhrievanou chladiacou vodou, cez ktorú prechádza voda.
Ak je potrebné udržiavať vodu v nádrži horúcu, nádrž je pripojená k vykurovaciemu kotlu pomocou dvoch prívodných a spätných potrubí.
Voda-voda
Na výrobu výmenníka tepla voda-voda vlastnými rukami budete potrebovať:
- Nádrž z nehrdzavejúcej ocele má výšku 50 - 60 cm a priemer 30 - 40 cm, ale môže sa použiť aj obyčajná oceľ, ale musí byť chránená odolným polymérnym povlakom.
- Uzáver nádrže.
- Medené potrubie asi 10m. Dĺžka sa počíta z výpočtu: pre každú cievku špirály s priemerom 30 cm ide asi 1 m trubice. Je lepšie brať s malou rezervou.
- Zváracie zariadenie na tvrdé spájkovanie nehrdzavejúcej ocele a medi.
- Ochranné vybavenie: rukavice, maska na zváranie.
Práca sa vykonáva v tomto poradí:
- Je vyrobené veko nádrže a je zabezpečené jeho pevné tesnenie. Nie je možné zvariť, pretože musí sa odstrániť, aby bolo možné vyčistiť vnútro nádoby. Najvýhodnejšou možnosťou montáže je pritom príruba. Môže byť objednaná okamžite s nádržou alebo vyrobená samostatne. Počet otvorov sa počíta na základe umiestnenia tesnenia, zvyčajne 4 alebo 6 úchytiek.
- Ďalej je v spodnej časti nádrže vytvorený vstup studenej vody a v hornej časti bočnej steny je vyhrievaný výstup. Do otvorov sa privaria závitové adaptéry na pripojenie potrubia. Štruktúru na umývanie alebo opravu by malo byť možné odstrániť.
- Ďalším krokom bude výroba medenej špirály. Ak je trubica mäkká, ľahko sa navinie tŕňom. Ak je tuhý, musíte použiť horák. Kovania sú privarené k voľným koncom. Držia sa cez otvory na veku. Je dôležité sledovať tesnosť spájky, napr k adaptérom bude pripojené potrubie teplej vody.
- Posledným krokom bude montáž výmenníka tepla. Nádrž zakrýva veko so špirálou z medenej rúrky a gumené tesnenie. Upevnenie prírub je utiahnuté skrutkami. V takom prípade je potrebné zabezpečiť, aby špirála bola presne v strede nádrže bez toho, aby sa dotkla stien. V opačnom prípade sa účinnosť údržby výrazne zníži.
Uvažovaná možnosť je vhodná aj na ohrev vody v súkromných domoch. Takéto zariadenia pracujú na princípe prirodzenej cirkulácie: kotol na drevo alebo plyn ohrieva vodu, stúpa po prívodnom potrubí, vydáva teplo a klesá späť. Postup sa potom opakuje.
Nie vždy je možné zabezpečiť konštantný prirodzený obeh. Preto je lepšie použiť obehové čerpadlo.
ovzdušia
Zariadenie sa skladá z puzdra a rúrok s nainštalovaným vyhrievaným médiom. Prostredníctvom nich ventilátor poháňa prúd vzduchu, do ktorého sa prenáša teplo. Vyskytuje sa proces výmeny tepla. Táto možnosť sa nazýva kúrenie.
Tiež pre systémy vetrania a ohrevu vzduchu sa používajú doskové konštrukcie. Tam zohráva úlohu steny prenosu tepla vlnitý kov. Tam, kde sa dva prúdy vzduchu, chladný a teplý, pohybujú kolmo k sebe. Sú oddelené doskami, takže v medzerách sú striedavo usporiadané teplé a studené prúdy. Účinnosť týchto zariadení je vysoká, ale pre nezávislú výrobu je ťažké.
Postup inštalácie na údržbu vzduchu:
- Teleso je vyrobené z kovového plechu. Oblasť jeho spodnej časti by sa mala rovnať veľkosti ventilátora. Pre odstredivú štruktúru sa vyberie skriňa s plochou o 70% väčšou ako výstupná trubica.
- V stenách škatule na opačných stranách sú vyvŕtané otvory pre medenú trubicu.
- Vo vyrobených dierach sú upravené rúrkové úseky nainštalované tak, aby ich okraje presahovali za krabicu o 2 cm na oboch stranách.
- Úhlové tvarovky sú privarené k voľným koncom rúrok. Sú spojené vo forme hada. Môžete urobiť dve paralelné. Chladivo sa tak pri fúkaní ochladzuje menej.
- Závitové adaptéry sa spájajú na výstupný a vstupný koniec a je k nim pripojený prívod vody. Je dodávaná voda, skontrolujte, či sú spoje pevné.
- Kryt je namontovaný na základni s ventilátorom. Konštrukcia je uzavretá plášťom, takže prúdenie vzduchu nejde do strán.
Ak chcete urobiť výmenník tepla na vykurovanie súkromného domu vlastnými rukami, je potrebné predstaviť princíp jeho činnosti, vykonať presný výpočet potrebného výkonu pre dostatočné vykurovanie miestnosti, najmä v zime. Musíte použiť najviac tepelne vodivé materiály, meď bude najlepšou voľbou. Má účinnosť ďaleko prevyšujúcu iné kovy.Všetky činnosti pri výrobe TO by sa mali robiť opatrne, aby sa zabránilo vniknutiu cudzích predmetov. Ak existuje pochybnosť, je lepšie kontaktovať skúseného pána. Spojenie všetkých prvkov vykoná kvalitným a pevným spôsobom.
