Bộ trao đổi nhiệt (TO) là một thiết bị truyền nhiệt giữa các môi trường với nhiệt độ khác nhau. Thiết bị như vậy được sử dụng trong công nghiệp, sưởi ấm, điều hòa không khí và hệ thống thông gió. Ví dụ đơn giản nhất là bộ tản nhiệt trong phòng, nó được làm nóng bằng chất lỏng truyền nhiệt và cung cấp hệ thống sưởi cho căn phòng mà nó được đặt.
Cấu trúc trao đổi nhiệt
Thiết bị bao gồm các tấm cố định và di chuyển, mỗi tấm có các lỗ cho chuyển động của môi trường. Giữa các tấm chính, nhiều tấm thứ cấp nhỏ hơn khác được lắp đặt, sao cho mỗi giây của chúng được quay sang các tấm lân cận 180 độ. Các tấm nhỏ được niêm phong bằng các miếng đệm cao su.
Yếu tố quan trọng thứ hai của bảo trì là chất làm mát. Nó chảy qua các kênh thép không gỉ. Phương tiện lạnh và nóng di chuyển dọc theo tất cả các tấm, ngoại trừ đầu tiên và cuối cùng, đồng thời, nhưng từ các phía khác nhau, ngăn chặn sự trộn lẫn. Ở tốc độ dòng nước cao trong lớp sóng, nhiễu loạn xảy ra, làm tăng quá trình truyền nhiệt.
Thiết bị được kết nối với đường ống bằng cách sử dụng các lỗ trên tường phía trước và phía sau. Chất làm mát đi vào một mặt, đi qua tất cả các kênh và mặt khác để lại thiết bị. Các cửa vào và cửa ra được niêm phong bằng một miếng đệm đặc biệt.
Các tấm hình thành các kênh là một yếu tố rất quan trọng của bảo trì. Khi chọn một bộ trao đổi nhiệt, hiệu suất của nó phải được tính đến. Yêu cầu đối với thiết bị càng cao thì càng có nhiều tấm. Số lượng của chúng chịu trách nhiệm cho hiệu quả tổng thể của thiết bị và khả năng làm nóng một căn phòng nhất định.
Các loại bảo trì
Theo nguyên lý hoạt động, thiết bị được chia thành tái sinh và tái sinh. Đầu tiên, các chất mang nhiệt chuyển động được ngăn cách bởi một bức tường. Đây là loại phổ biến nhất, nó có thể có nhiều hình dạng và thiết kế khác nhau. Trong trường hợp thứ hai, các chất làm mát nóng và lạnh lần lượt được tiếp xúc với cùng một bề mặt. Nhiệt độ cao làm nóng tường của thiết bị khi tiếp xúc với môi trường nóng, sau đó nhiệt độ được chuyển sang chất lỏng lạnh tiếp xúc với nó.
Theo mục đích dự định của họ, TO được chia thành hai loại: làm mát - làm việc với chất lỏng lạnh hoặc khí, trong khi làm mát chất làm mát nóng; và sưởi ấm - tương tác với một môi trường nóng, cung cấp năng lượng cho dòng chảy lạnh.
Theo thiết kế, bộ trao đổi nhiệt có nhiều dạng.
Có thể thu gọn
Chúng bao gồm một khung, hai khoang cuối, các tấm riêng biệt được phân tách bằng các miếng đệm chịu nhiệt và bu lông cố định. Thiết bị như vậy được đặc trưng bởi dễ dàng làm sạch và khả năng tăng hiệu quả bằng cách thêm các tấm. Nhưng các TO có thể đóng mở rất nhạy cảm với chất lượng nước. Để kéo dài tuổi thọ dịch vụ của họ, việc cài đặt các bộ lọc bổ sung là bắt buộc, làm tăng chi phí của dự án.
Lamellar
Sự khác biệt trong phương pháp kết nối các tấm bên trong:
- Trong TOs hàn, tấm thép không gỉ dày 0,5 mm được hình thành lạnh. Một miếng đệm làm bằng cao su chịu nhiệt đặc biệt được lắp đặt giữa chúng.
- Các tấm hàn được hàn và tạo thành các băng cassette, sau đó được lắp ráp bên trong các tấm thép.
- Trong các hộp mực TO bán hàn được gắn chặt bằng các khớp paronite trong một cấu trúc của một số lượng nhỏ các mô-đun hàn. Các mô-đun này được niêm phong bằng các miếng đệm cao su và hàn laser.Sau đó, chúng được lắp ráp giữa hai tấm bằng bu lông.
Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng ở áp suất cao và nhiệt độ khắc nghiệt. Các thiết bị như vậy đòi hỏi bảo trì tối thiểu, là kinh tế và hiệu quả cao. Ngoài ra, nếu cần thiết, bạn có thể tăng hoặc giảm hiệu quả của thiết bị bằng cách tăng hoặc giảm số lượng tấm thép.
Hạn chế duy nhất của bộ trao đổi nhiệt bằng thép không gỉ là độ nhạy của nó đối với chất lượng của chất làm mát, cần có các bộ lọc bổ sung.
Vỏ và ống
Chúng bao gồm một cơ thể hình trụ, nơi các bó ống được lắp ráp trong mạng được đặt. Các đầu của ống được buộc chặt bằng cách đốt, hàn hoặc hàn. Ưu điểm của thiết bị này là chất lượng không bị giảm của chất làm mát và khả năng sử dụng trong các quy trình kỹ thuật nơi có môi trường mạnh và áp suất cao (trong các ngành công nghiệp dầu khí và hóa chất). Nhược điểm của bảo dưỡng vỏ và ống là truyền nhiệt tương đối thấp, kích thước lớn, chi phí cao và khó sửa chữa.
Xoắn ốc
Bao gồm hai tấm kim loại, cuộn theo hình xoắn ốc. Các cạnh bên trong được kết nối bởi một phân vùng và được bảo đảm bằng các chân. Bộ trao đổi nhiệt như vậy là nhỏ gọn và có tác dụng tự làm sạch. Họ có thể làm việc với các phương tiện không đồng nhất chất lỏng ở bất kỳ chất lượng nào. Với tốc độ chất lỏng tăng, tốc độ truyền nhiệt tăng. Nhược điểm: khó sản xuất và sửa chữa, hạn chế áp suất của chất lỏng làm việc xuống 10 kgf / cm².
-
- Xoắn ốc
-
- Vỏ và ống
Ống đôi và ống trong ống
Đầu tiên bao gồm các ống có đường kính khác nhau. Là một chất làm mát, chất lỏng và khí được sử dụng. Các thiết bị được sử dụng ở những nơi có áp suất cao, có mức truyền nhiệt cao. Khác nhau về sự đơn giản của cài đặt và dịch vụ. Hạn chế duy nhất là chi phí cao.
Bộ trao đổi nhiệt ống trong ống bao gồm hai ống có đường kính khác nhau, được kết nối với nhau. Chúng được sử dụng ở tốc độ dòng chảy thấp và để trang bị cho ống khói.
Loại hoạt động của nó phụ thuộc vào loại thiết bị. Từ thiết kế của thiết bị - hiệu quả khi hoạt động trong một số điều kiện nhất định. Do đó, cần chú ý đầy đủ đến việc nghiên cứu các đặc tính của từng loại thiết bị.
Sản xuất trao đổi nhiệt DIY
Để tự làm, bạn cần có kiến thức và kỹ năng nhất định. Để bắt đầu, cần xác định những yêu cầu nào thiết bị cần đáp ứng, biến thể của thiết bị phụ thuộc vào điều này. Nó là cần thiết để tính toán vật liệu và thực hiện một bản vẽ của bảo trì trong tương lai.
Nhà tắm là nơi thường xuyên phải làm một bộ trao đổi nhiệt tự làm. Vì một lò nung thông thường với lò nung làm nóng một khối lượng chất lỏng hạn chế, nên có thể cần phải có một bộ lọc xoắn nước ngâm. Nó được thiết kế để làm nóng nhiều nước hơn. Một cuộn dây được hạ xuống một bể chứa với chất làm mát được làm nóng, nước đi qua nó.
Khi cần thiết để giữ nước trong bể nóng, bể được kết nối với nồi hơi sưởi ấm bằng cách sử dụng hai đường ống cung cấp và trở lại.
Nước nước
Để thực hiện một bộ trao đổi nhiệt nước-nước bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần:
- Một bể thép không gỉ cao 50-60 cm và đường kính 30-40 cm. Cũng có thể sử dụng thép thông thường, nhưng nó phải được bảo vệ bằng một lớp phủ polymer bền.
- Nắp cho bể.
- Ống đồng khoảng 10m. Chiều dài được lấy từ tính toán: cho mỗi cuộn dây xoắn ốc có đường kính 30 cm, khoảng 1 m của ống đi. Nó là tốt hơn để thực hiện với một lề nhỏ.
- Máy hàn cho thép không gỉ và đồng hàn.
- Thiết bị bảo hộ: găng tay, khẩu trang để hàn.
Công việc được thực hiện theo thứ tự sau:
- Một nắp cho bể được thực hiện và con dấu chặt chẽ bền của nó được cung cấp. Không thể hàn nó, bởi vì nó phải được gỡ bỏ để có thể làm sạch bên trong của container. Tùy chọn gắn thuận tiện nhất trong trường hợp này là mặt bích. Nó có thể được đặt hàng ngay lập tức với xe tăng, hoặc được thực hiện độc lập. Số lượng lỗ được tính dựa trên vị trí của con dấu, thường là 4 hoặc 6 gắn kết.
- Tiếp theo, một lối vào cho nước lạnh được tạo ra ở đáy bể và một lối thoát để làm nóng ở phần trên của nó ở bức tường bên. Bộ điều hợp ren được hàn vào các lỗ để kết nối đường ống. Nó có thể được gỡ bỏ cấu trúc để rửa hoặc sửa chữa.
- Bước tiếp theo sẽ là sản xuất một vòng xoắn ốc bằng đồng. Nếu ống mềm, nó dễ dàng bị thương bằng trục gá. Nếu nó cứng, bạn phải sử dụng một ổ ghi. Các phụ kiện được hàn vào đầu tự do. Chúng được giữ thông qua các lỗ trên nắp. Điều quan trọng là phải theo dõi độ kín của vật hàn, như đường ống nước nóng sẽ được kết nối với bộ điều hợp.
- Bước cuối cùng sẽ là lắp ráp bộ trao đổi nhiệt. Để làm điều này, một cái nắp với một ống xoắn ốc bằng đồng và một con dấu cao su bao phủ bể. Gắn kết mặt bích được thắt chặt bằng bu lông. Trong trường hợp này, cần phải đảm bảo rằng xoắn ốc nằm nghiêm ngặt ở giữa bể, mà không chạm vào các bức tường. Nếu không, hiệu quả của bảo trì sẽ giảm đáng kể.
Tùy chọn được xem xét cũng phù hợp để sưởi ấm nước trong nhà riêng. Các thiết bị như vậy hoạt động theo nguyên tắc lưu thông tự nhiên: nồi hơi bằng gỗ hoặc gas làm nóng nước, nó dâng lên qua đường ống cung cấp lên trên, tỏa nhiệt và hạ xuống. Quá trình này sau đó được lặp lại.
Không phải lúc nào cũng có thể cung cấp một tuần hoàn tự nhiên liên tục. Do đó, tốt hơn là sử dụng một máy bơm tuần hoàn.
Không khí
Thiết bị này bao gồm vỏ và ống có môi trường được lắp đặt trong đó. Thông qua chúng, quạt điều khiển một luồng không khí truyền nhiệt. Một quá trình trao đổi nhiệt xảy ra. Tùy chọn này được gọi là lò sưởi.
Ngoài ra, đối với hệ thống thông gió và sưởi ấm không khí, các cấu trúc tấm được sử dụng. Ở đó, vai trò của bức tường truyền nhiệt được chơi bằng kim loại lượn sóng. Nơi hai luồng không khí, lạnh và ấm, di chuyển vuông góc với nhau. Chúng được ngăn cách bằng các tấm sao cho trong các khoảng trống, các luồng ấm và lạnh được sắp xếp xen kẽ. Hiệu quả của các thiết bị này cao, nhưng chúng khó sản xuất độc lập.
Quy trình lắp đặt bảo dưỡng không khí:
- Một cơ thể được làm bằng một tấm kim loại. Diện tích của phần dưới của nó phải bằng kích thước của quạt. Đối với cấu trúc ly tâm, một hộp có diện tích lớn hơn 70% so với ống đầu ra được lấy.
- Trong các bức tường của hộp ở phía đối diện, các lỗ được khoan cho ống đồng.
- Trong các lỗ được tạo ra, các phần ống đã chuẩn bị được lắp đặt sao cho các cạnh của chúng vượt ra ngoài hộp thêm 2 cm ở cả hai bên.
- Phụ kiện góc được hàn vào đầu tự do của các ống. Chúng được kết nối dưới dạng một con rắn. Bạn có thể làm hai song song. Vì vậy, chất làm mát sẽ làm mát ít hơn khi thổi.
- Bộ điều hợp có ren được hàn vào đầu ra và đầu vào, và nguồn cấp nước được kết nối với chúng. Nước được cung cấp, kiểm tra xem các kết nối có chặt chẽ không.
- Nhà ở được gắn trên một cơ sở với một quạt. Thiết kế được đóng kín bằng vỏ để luồng không khí không đi sang hai bên.
Để tạo ra một bộ trao đổi nhiệt để sưởi ấm một ngôi nhà riêng bằng tay của bạn, cần phải trình bày nguyên tắc hoạt động của nó, để tính toán chính xác công suất cần thiết để sưởi ấm đủ phòng, đặc biệt là vào mùa đông. Bạn cần sử dụng các vật liệu dẫn nhiệt nhất, đồng sẽ là lựa chọn tốt nhất. Nó có hiệu quả vượt xa các kim loại khác.Tất cả các hành động trong sản xuất TO phải được thực hiện cẩn thận, tránh sự xâm nhập của các vật lạ. Nếu có nghi ngờ bản thân, tốt hơn là liên hệ với một bậc thầy có kinh nghiệm. Anh ta sẽ thực hiện kết nối tất cả các yếu tố một cách chất lượng cao và chặt chẽ.
