Как сделать теплообменник для отопления своими руками: Теплообменник своими руками — Лучшее отопление

by alexxlab27.09.202029.08.2020

Содержание

Теплообменники своими руками — как сделать пластинчатый, водяной, труба в трубе, воздушный, чертежи

Теплообменник – устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одного теплоносителя другому.

Такой процесс может быть осуществлён несколько раз в одной системе, ведь частным случаем теплообменника является и радиатор отопления, и газовый или электрический котёл.

Наиболее распространённая модель теплообменника, используемая в системе отопления, представляет собой 2 металлические ёмкости, которые подобно матрёшке находятся одна в другой, и через металлическую стенку производят передачу тепла.

Достоинства такого механизма заключается в том, что благодаря герметичной конструкции не происходит взаимное перемешивание однородных сред, а при использовании разных по физическим свойствам теплоносителей не происходит перемешивания.

Делаем своими руками
Прежде, чем приступать к изготовлению теплообменника, необходимо определиться с тем какой принцип передачи тепла будет реализован в таком устройстве.
Изготовление пластинчатого теплообменника
Для изготовления такого устройства необходимо приготовить следующие материалы и инструменты:
сварочный аппарат;
болгарка;
2 листа нержавеющей рифлёной стали толщиной 4 мм;
плоский лист нержавеющей стали толщиной 4 мм;
электроды;
Процесс сборки:
Из нержавеющей, рифлёной стали нарезаются квадраты со стороной 300 мм, в количестве 31 шт.
Затем, из плоской нержавейки нарезается лента шириной 10 мм и общей длиной 18 метров. Данная лента разрезается на отрезки длиной 300 мм.
Рифлёные квадраты свариваются друг с другом, полосой 10 мм с двух противоположных сторон, таким образом, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
В итоге, получается 15 секций, обращённых в одну сторону, и 15 в другую в одном корпусе кубической формы. Рифлёная поверхность таких секции позволяет эффективно передавать теплоту от одного теплоносителя другому, при этом, не происходит взаимное перемещение различных или однородных сред.
В том случае, когда используется для передачи тепла не воздушная масса, а жидкость, к тем секциям, в которых будет циркулировать вода, приваривается коллектор из нержавеющей стали. Коллектор изготавливается из плоской нержавейки. **Для этой цели болгаркой вырезаются прямоугольники: 300 300 мм – 2 шт; 300 30 мм – 8 шт. Таким образом, получится комплект, из которого сваривается 2 коллектора, которые напоминают по своей форме квадратную крышку от коробки.
В каждом из коллекторов делается отверстие, к которому приваривается патрубок для последующего соединения с трубами отопительной системы или обеспечения горячим водоснабжением.
Отверстия на коллекторах делаются у одного из углов а, а при установке их на теплообменник входной патрубок должен быть расположен в нижней части такой конструкции, а выходной – в верхней.
Рассмотренный выше теплообменник устанавливается открытой стороной в систему циркуляции горячих газов.
Таким образом, раскалённый газообразный теплоноситель будет передавать теплоту рифлённым стенкам нержавеющих пластин, которые, в свою очередь, будут нагревать жидкость.
Теплообменник такой конструкции можно использовать для передачи тепла от одной жидкости, к другой. Для этого на открытые части пластин приваривается с 2 сторон стальная рубашка с патрубком вышеописанной конструкции.
Чертеж:
Изготовление водяного теплообменника для печи
Обычная дровяная печь может не только отапливать помещение традиционным способом, но и использоваться для нагрева воды для отопления комнат, в которых данный обогревательный прибор не установлен.
Для изготовления такого устройства понадобятся следующие материалы и инструменты:
труба стальная диаметром 325 мм, длиной 1 метр;
труба стальная диаметром 57 мм, длиной 6 метров;
стальной лист толщиной 4 мм;
сварочный аппарат;
электроды;
газовый резак;
белый маркер;
Процесс изготовления:
Цилиндр из трубы диаметром 325 мм устанавливается вертикально на стальной лист и обводится маркером или мелом.
Обведённая окружность вырезается газовым резаком. Затем по получившемуся металлическому блину изготавливается ещё одна окружность такого же диаметра.
В каждом из таких блинов вырезается 5 отверстий диаметром 57 мм. Такие отверстия должны быть равноудалены друг от друга, а также от середины блина и его края. Блины привариваются к цилиндру таким образом, чтобы их отверстия располагались напротив друг друга.
Труба 57 мм нарезается болгаркой на отрезки длиной 101 см. Необходимо подготовить 5 таких отрезков.
Каждый отрезок трубы устанавливается в отверстия таким образом, чтобы края этой трубы на 1 мм выходили из отверстий верхних и нижних “блинов”. Электросваркой отрезки труб свариваются. В результате, получается металлический цилиндр, внутри которого находятся трубы меньшего диаметра. По этим трубам будет проходить горячий воздух и дымовые газы, в результате чего, труба будет нагреваться и через свои стенки передавать тепло жидкости, которая будет находиться внутри цилиндра.
Для осуществления циркуляции жидкости внутри металлического цилиндра, в нижней и верхней его части привариваются патрубки. Снизу такой конструкции будет подаваться холодная вода, в верхней – осуществляться забор нагретой таким образом жидкости.
Воздушный теплообменник
Воздушный теплообменник – это пластинчатый прибор, который изготавливается по тому же принципу, как и вышеописанный в данной статье пластинчатый теплообменник, только с той лишь разницей, что коллектор на такое устройство не устанавливается.
Как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, через устройство в качестве теплоносителя используется газ. Только для нагрева используются горячие газы образованные в результате горения топлива, а в качестве нагреваемого газа выступает воздух, который для большей эффективности может подаваться через теплообменник принудительно с помощью вентилятора.
Труба в трубе
Теплообменники такой конструкции очень просты в изготовлении и в эксплуатации.
Для того, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно, понадобятся следующие материалы и инструменты:
электросварка;
электроды;
болгарка;
труба диаметром 102 мм, длиной 2 метра;
труба диаметром 57 мм. длиной 2 метра;
стальной лист толщиной 4 мм;
Процесс изготовления:
Из листовой стали вырезаются заглушки, в середине которых делаются отверстия диаметром 57 мм.
Эти заглушки привариваются к трубе 102 мм, таким образом, чтобы отверстия заглушек оказались посередине диаметра трубы. В эти отверстия заводится труба 57 мм и качественно проваривается по окружности.
В основной трубе 102 мм делается 2 отверстия для установки входящего и выходного патрубков. Эти отверстия должны располагаться как можно дальше друг от друга.
Принцип работы такого теплообменника очень прост: горячий теплоноситель, проходя по трубе меньшего диаметра, через металлические стенки трубы отдаёт тепло, жидкости, которая находится в полости трубы большего диаметра. Таким образом, происходит передача тепловой энергии, в то же время не происходит перемешивания жидкостей, которые могут быть не однородны, например вода и минеральное масло.
При подключении такой системы, как правило, теплообменник располагается в горизонтальной плоскости, а циркуляция жидкостей для повышения КПД осуществляется разнонаправлен
о.
Чертеж собранного водо-водяного теплообменника труба в трубе:
Промывка теплообменника
Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.
Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.
Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.
Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.
Подобным образом происходит очистка системы теплообмена “труба в трубе”. Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.
Виды
Существует 2 типа теплообменников:
Поверхностный
Наиболее распространённый тип теплообменника, который получил распространение не только в системах отопления зданий, но и во многих производственных процессах. В качестве теплоносителя, который может быть использован для передачи тепла в таких устройствах, используется не только вода, но и водяной пар, различные минеральные масла и химические вещества.
Поверхностные модели разделяются на рекуперативные и регенеративные:
Рекуперативные – передают тепло через стенку теплоносителя.
Регенеративные – такие теплообменники функционируют в периодическом режиме. Сначала горячий теплоноситель нагревает поверхность теплообменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.
Смесительный
При использовании такого вида устройств, происходит проникновение горячего теплоносителя в холодный. В результате такого смешивания, происходит прямая передача тепла. В системе отопления такой вид теплопередачи используется редко.
Обычно, смесительный способ, применяется при солнечном нагреве воды, когда теплоноситель из теплогенератора поступает в накопительную ёмкость, в которой происходит смешивание, горячей и холодной жидкости.
Блиц-советы
Чтобы избежать образования накипи в системе отопления, необходимо использовать только дистиллированную воду. Большое количество дистиллированной воды для этой цели можно изготовить в домашних условиях пропуская через теплообменник “труба в трубе” водяной пар.
Используя самодельное устройство для теплообмена между газами, образованными в результате сгорания топлива и жидкостью, необходимо все монтажные работы производить с наивысшей тщательностью, чтобы в результате недостаточной герметизации дымохода не поступал угарный газ в помещение.
При использовании котлов или печек, в которых используется естественная тяга воздуха в дымоходе, площадь сечения дымохода внутри теплообменника не должна быть меньше площади патрубка котла или печки.
Теплообменники своими руками — как сделать для отопления
Теплообменник – сердце отопительной системы, предназначен для передачи тепла по средам и обогрева помещения. Среда в системе может быть жидкой, паро – газообразной. Простым устройством считается комнатный радиатор с водным источником тепла.
От промежуточного материала в системе, то есть теплообменника, зависит степень проводимости тепла, лучшие показатели проводимости у серебра и меди. Медь используется, естественно, чаще. Передача тепла у нее почти в 8 раз выше, чем например, у стали, пластик во много раз еще хуже.
Принцип работы
Без медного теплообменника не обходится ни одна отопительная система котлов. Принцип работы прост. Вода начинает циркулировать по змеевикам в трубах, нагревается, течет в трубопровод системы, в радиаторы, из которых возвращается назад, в уже остывшем виде.
В частных домах теплообменник устанавливают в целях превращения печки в водонагревательный котел. При самодельном устройстве важно учитывать размер и форму, чтобы обменник сочетался с габаритами камеры печки.
К обменнику подключаются радиаторы, трубопровод, трубы нагреваются равномерно, тепло распределяется по всему дому.
Плюсы и минусы
К явным преимуществам теплообменника можно отнести:
простоту его изготовления и установки;
отопление можно сделать комбинированным, кроме обогрева установить водяную систему отопления;
топливо для устройства может быть разнообразным: твердым, газо – жидкообразным;
приборы красивы внешне, можно придать интерьеру национальный стиль.
Недостатков у теплообменника два:
отсутствует автоматический контроль за нагревом носителя;
КПД не слишком высок.
Теплообменник с использованием трубной доски
Виды теплообменников
Теплообменники в зависимости от своего назначения бывают охладительными и нагревательными:
Охладительное устройство контактирует с жидкостью или холодным газом, остужая при этом горячий теплоноситель.
Нагревательное устройство с разогретым газом, или жидкостью отдает тепло циркулирующим потокам холодной жидкости, газа, происходит обмен.
Конструктивно теплообменники бывают:
поверхностными, при контактах сред через промежуточную поверхность;
регенеративными, при подаче к насадке то холодной, то горячей воды за счет нагревания и охлаждения регулируется и поддерживается температурный режим;
смесительными, подача сред из одной в другую путем их смешивания.
Поверхностные теплообменники могут иметь разную форму, бывают:
пластинчатыми, состоящими из множества пластин с проходящей жидкостью через их лабиринты;
в виде змеевиков, тонких трубок, закрученных в спираль;
труба в трубе, состоящих из двух трубок разных по диаметру и размещенных одна в другой.
Как сделать обменник своими руками
Для теплообменника с емкостью потребуется бак, пара трубок из меди. Можно использовать листовую сталь в толщину 2,5- 3 мм, сварить из нее резервуар нужногО объема.
Установите емкость от пола не менее 1 метра, от печи – не менее 3 метров.
Проделайте два отверстия справа, ближе к конструкции и слева – наверху.
Подведите к печи нижний отвод, под наклоном в 2- 3 градуса.
Подключите верхний отвод под углом в 20 гр., только в обратную сторону.
Врежьте в нижний отвод на выходе кран для слива воды из бака.
Внизу еще один кран для слива воды из всей системы.
Проверьте конструкцию, она должна быть герметичной, можно заполнить водой и под легким напором выявить места протечки, устранить их.
Необходимые материалы, инструменты чертежи
Для теплообменника стоит подобрать:
Емкость на 90 -110 литров.
Анод.
Медную трубку в длину до 400 см для термонагревателя. Если нет медной трубы, можно воспользоваться алюминием, металлопластом, лишь бы хорошо гнулся.
Регулятор мощности для регулирования подачи тепла.
Не нужно изготавливать змеевик из стали, материал плох на теплоотдачу не важно гнется, воздух нагревается благодаря меди во много раз быстрее. При использовании стали дополнительно потребуется трубогиб.
Пошаговое руководство
Изготовление бесканального теплообменника
Подготовьте емкость, лучше металлическую, пластиковая будет дольше нагреваться.
Установите бак к началу системы отопления.
Проделайте в емкости 2 отверстия для выходов. Одно – вверху, через которое горячая вода будет выводиться. Второе – внизу, холодная жидкость будет поступать из труб системы.
Разместите выходы правильно, от этого будет зависеть скорость отдачи тепла.
Запаяйте герметично отверстия, чтобы температура воздуха не тратилась на батарею, а помещение равномерно прогревалось.
Для трубки используйте медь, она должна хорошо гнуться и отдавать максимально тепло в помещение.
Согните трубку в форме спирали, получился змеевик.
Поместите спираль в бак, концы трубки нужно вывести наружу, хорошо закрепить их.
Подсоедините к концам деталей фитинг с резьбой.
Подсоедините к трубе регулятор мощности, его можно купить в магазине, стоит недорого, поэтому на самостоятельном изготовлении не стоит зацикливаться.
Система вполне будет работать исправно и без регулятора, но он нужен для регулирования мощности, экономии электроэнергии. Мощность можно выставить по своему усмотрению.
Подсоедините к термостату клеммы, после чего – провода питания.
Чтобы бак не изнашивался от перепадов температуры, установите анод.
Закройте герметично все элементы.
Наполните бак водой, теплообменник готов.
Изготовление разных видов теплообменника
Водяной
Устройство имеет два сектора, нагревающих друг друга. Циркуляция воды при большой мощности происходит по замкнутому контуру в резервуаре отопительной системы, где нагревается до 180 гр. После обтекания установленных трубок вода направляется в основную систему, где температура нагрева увеличивается.
Для изготовления водяного теплообменика приготовьте:
Емкость в форме стального бака. Установите ее к началу системы. Для водной циркуляции нужны 2 ответвления из труб, нижнее – для входа холодной воды, верхнее – для входа горячей.
Проверьте бак на герметичность.
Разместите медные трубчатые спирали внутри бака, 4 метра трубы на 100 литров бака хватит вполне.
Подсоедините к медной трубке регулятор мощности.
Чтобы перепады давления и температуры не разрушили емкость, установите анод ближе к нагревательном элементу.
Запаяйте герметично бак.
Наполните водой.
Проверьте систему в работе.
Пластинчатый
Цельный блок конструкции состоит их поочередно размещенных пластин с горячими и холодными средами. Смешивания сред не происходит, поскольку уплотнитель резиновый и многослойный. Пластинчатые виды сложны для собственноручного изготовления, важна герметичность внутренних платин, а для этого нужно специальное оборудование.
Труба в трубе
Обменник состоит из большой трубы и меньшей по диаметру, вставленной внутрь. Среды перемещаются по меньшей трубе, для охлаждения подаются во внешнюю трубу. Конструкция:
проста в изготовлении;
легко чистится;
долговечна;
применима к любому теплоносителю;
в отличие от пластинчатой трубы может работать под давлением;
изменив размеры труб, можно подобрать оптимальную скорость для движения жидкости.
Чтобы трубы не влетели вам в копеечку, тщательно рассчитывайте расход материала.
Для изготовления конструкции подберите две медных трубки по диаметру одна больше другой на 4 мм для зазора:
Приварите боковой стороной тройник к обеим сторонам наружной трубы.
Вставьте меньшую по диаметру трубку, приварите торцы большой трубки, зафиксируйте положение меньшей трубы.
приварите короткие трубки к тройникам на выходе, по ним будет передвигаться жидкость.
При использовании стального материала, увеличьте площадь поверхности, соберите батарею из обменников в отдельности.
Соедините трубки отрезками, приварите поочередно к обоим тройникам, чтобы получилась змейка.
Воздушный
Воздушный теплообменник состоит из радиатора и вентилятора. Вентилятор охлаждает потоки воздуха, разгоняет их по всей системе вентиляции. Данные вид обменника устанавливают в зданиях администрации, для общественных целей.
Теплообменник своими руками
Как сделать бустер для промывки теплообменника
Бустер состоит из резервуара, насоса для циркуляции воды и электронагревательного элемента. Не нужно разбирать котел отопления для промывки, достаточно отсоединить патрубки, к одному из них подсоединить шланг с нагнетанием через него химического раствора внутрь агрегата. Через другой патрубок раствор будет выливаться, но к нему тоже нужно подсоединить шланг.
Из химических реагентов в основном используется соляная, серная кислота, может заливаться фосфорная, азотная.
Промыть теплообменник не сложно, но соблюдать технику безопасности необходимо, то есть отключить сначала прибор от источника питания, будь то газ, вода, электроэнергия. Демонтаж нужно производить осторожно, поврежденный уплотнитель может привести к протечке конструкции, оборудование быстро выйдет из строя.
Советы и рекомендации
Теплообменник важно правильно спроектировать, рассчитать экономическую эффективность, процент гидравлики, обозначить потери тепла, рассчитать конструкцию по геометрическим параметрам агрегата и его узлов, рассчитать тепловую изоляцию устройства.
Выбирайте конструкцию для изготовления своими руками по-проще, сделать заводской агрегат практически невозможно.
Присоединить теплообменник к системе можно при помощи штуцеров, один поставить внизу для входа холодной воды, второй сверху для входа горячей.
При установке обменника ставьте трубы под уклоном согласно схеме.
При установке агрегата к печи и использования для топки угля в качестве материала для обменника лучше подобрать чугун, он долговечный, непрогораемый.
Для изготовления обменника своими руками возьмите любую модель для примера и следуйте ее параметрам.
При использовании печи в целях обогрева и водоснабжения обменник должен забирать на себя не более десятой части вырабатываемого тепла.
Пеллеты – хорошее горючее и дешевое по цене, не выделяется сажа, для чистоты очень важно.
Проверьте швы у обменника, нельзя допустить их течи, под давлением или высокими температурами в негодность может прийти вся конструкция.
Правильно производите расчеты, иначе труды дорого вам обойдутся.
Теплообменник по типу труба в трубе легко чистится, долго служит, просто изготовляется, может работать под давлением. Считается самым приемлемым вариантом при собственноручном изготовлении.
Как видите изготовить теплообменник самостоятельно не трудно. Для простой конструкции достаточно бака, двух медных трубок разных по диаметру, змеевика и вентилятора. За счет устройства можно не только обогреть помещение, но и охладить его.
Вещь, подобно обменнику в той, или иной форме имеется практически в каждом доме. Подойдите к работе конструктивно и обстоятельно, изготовьте чертежи, определитесь с выбором материала, следуйте вышеописанной инструкции по изготовлению, сборке и подключению устройства.
При желании и последовательных действиях соберете конструкцию не хуже магазинной, в доме будет тепло и уютно, а устройство – работать безотказно в течение длительного времени.
Статья была полезна?
0,00 (оценок: 0)
Теплообменник для системы отопления своими руками
Изготовленный своими руками теплообменник будет служить «сердцем» системы отопления дома
Теплообменник из медной трубы с припаянными пластинами — важнейший элемент современных отопительных котлов
Главным элементом любой из систем отопления служит особое устройство — теплообменник для отопления дома. в котором происходит передача тепла от генератора тепла к теплоносителю. На современном рынке представлено большое количество различных отопительных котлов, но все их разнообразие не ограничивает фантазию домашних умельцев по части самостоятельного изготовления подобных устройств. В нашей статье читателям будет предложено узнать, для чего нужен теплообменник в системе отопления, как его сделать своими руками и каким способом подключить.
Функция теплообменника в системе отопления
В домашних отопительных системах воздух наиболее часто используются поверхностные теплообменники системы отопления, где тепловая энергия передается через поверхности металлических стенок данного устройства.
Принцип отопления через теплообменник наиболее полно реализован в конструкции газовых, твердотопливных или электрических котлов. Вода циркулирует по изогнутым в виде змеевика трубам, установленным внутри отопительного агрегата, и нагревается от температуры горящего топлива. Нагревшийся теплоноситель уходит в трубопровод отопительной системы, а ему на смену в теплообменник поступает остывшая вода из радиаторов.

До сих пор во многих индивидуальных домах традиционным источником тепла остается печь. Она хороша для обогрева небольшой избы, однако в условиях многокомнатного коттеджа ее тепловая мощность недостаточна. Поэтому в частном доме теплообменник в системе отопления нужен для того, чтобы превратить печку в полноценный водонагревательный котел. Размер и форма самодельного теплообменника для отопления должна вписываться в габариты топливной камеры печи. К этому устройству можно подключить трубопроводы и радиаторы, и тогда отопление дома станет более эффективным.

Виды теплообменников
Если вмонтировать в печь водяной теплообменник для отопления, во всем доме станет гораздо теплее
Более практичны водяные теплообменники для отопления. Это обусловлено тем, что вода намного лучше передает тепловую энергию, чем воздух. Вместе с тем, воздушный теплообменник для отопления также находит применение. Кроме водяного и воздушного, применяется также и теплообменник на дымоход для отопления, который устанавливают не внутрь, а снаружи.
Все выпускаемые промышленностью отопительные устройства оснащены теплообменниками, конструкция которых максимально приспособлена для эффективного нагрева воды.

В заводских условиях теплообменные устройства изготавливают из меди. Труба представляет собой змеевик, поперек изгибов которого расположено множество пластин, обеспечивающих большую площадь теплообмена.
Соорудить у себя дома самодельный теплообменник для отопления, чтобы он был точно как заводской, практически нереально. Поэтому придется выбрать вариант попроще.
Устройство системы
Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома
Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.

Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:
построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.
Схема кирпичной печи с теплообменником
Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.

Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.
Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок. Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.

Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.
Преимущества отопления с теплообменником
Принцип подключения теплообменника к системе отопления
Если разбираться, для чего нужен теплообменник в системе отопления, можно заметить несколько явных преимуществ:
Простота изготовления. Если в доме уже существует печь, то придется потратиться только на изготовление самодельного теплообменника и монтаж системы отопления.

Комбинированное отопление. Дополнительно к обогреву дома от поверхности печки прибавится водяная система отопления.
Разнообразие видов топлива. Можно топить печь любыми твердыми энергоносителями, в отличие от котлов, ориентированных только на определенный вид топлива.
Красивый внешний вид. Сохранить традиционный вид русской печи бывает полезно при создании интерьера в национальном стиле.
Среди недостатков отопления через теплообменник можно назвать: менее высокий КПД по сравнению с заводскими котлами и отсутствие автоматического контроля за интенсивностью нагрева теплоносителя.
Как изготовить самодельный теплообменник
Регистр из нескольких труб
Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.
Материалы для изготовления
Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи
Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.
Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.
Расчет мощности теплообменника
Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.
Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.
Особенности конструкции
Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:
ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.
Особенности монтажа
Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.
На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.
Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:
До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления. Обратим внимание и на другие сферы их применения.

Воздушное отопление
Если охарактеризовать воздушную систему отопления, можно сказать, что у нее больше минусов, чем плюсов. Воздушные теплообменники для отопления мало распространены в частном жилом секторе, они пока еще не стали привычными.
Преимуществом этой системы называют возможность совмещать обогрев с принудительной вентиляцией. Однако возможные ошибки при ее проектировании и монтаже могут свести преимущества к минимуму. В воздуховодах бывает слышен шум вентилятора, а в помещениях ощущается температурный дисбаланс.
Теплообменники для воздушного отопления существуют прямого нагрева, а также косвенного. В первых из них газовое или дизельное топливо сгорает непосредственно в самом теплообменнике. В других моделях используется промежуточный теплоноситель.
Теплообменник на дымоход
Смонтированный на дымоход теплообменник использует вылетающую в трубу тепловую энергию
На дачах и в банях у «народных умельцев» можно увидеть самодельный водяной или воздушный теплообменник, установленный на дымоход небольшой печи. Получается очень выгодно: тепло не уходит вместе с дымом, а часть его служит для нагрева воды.
Установив теплообменник на дымоход для отопления, можно получать довольно большое количество горячей воды. Конечно, этого не хватит, чтобы обогреть весь дом, но достаточно, чтобы поставить в предбаннике один-два радиатора. Использовать теплообменник на дымоход можно как для отопления, так и для быстрого нагрева воды в бане.
Подобное устройство может быть очень простым в изготовлении. За основу можно взять отрезок большой трубы диаметром 500–700 мм, или сварить бак из нержавейки. В центре конструкции будет проходить вертикальная труба, соответствующая диаметру дымохода, а сверху и снизу должны быть приварены два патрубка.
Отдавая свою температуру теплообменнику, выходящие из печи продукты сгорания быстро остывают. Из-за этого уменьшается тяга в дымоходе и несколько замедляется горение топлива.
Изготовление теплообменника для отопления своими руками может стать способом устроить в доме полноценное водяное отопление без приобретения дорогостоящего оборудования.
Характеристика теплообменников для отопления и их изготовление своими руками
Теплообменники для отопления являются неотъемлемой частью практически любой отопительной системы. Ведь именно через них осуществляется обогрев внешней среды. Основной уют в доме поддерживается за счет комфортной температуры воздуха. Для этого необходимо обеспечить дом хорошим котлом и качественными теплообменниками.
Преимущества водяного теплообменника
Существует огромное количество вариантов отопительной системы. Однако большинство из них имеют водяной теплообменник. Это наиболее качественный, популярный и недорогой вариант, который позволяет поддерживать оптимальную температуру помещения регулярно. Такое устройство наиболее актуально для частного дома или квартиры. Но когда речь заходит о других видах помещения, то стоит задуматься о других разновидностях. Ведь в бане более актуальным станет теплообменник, изготовленный из кирпича. Только он по-настоящему может раскрыть весь потенциал парной. Водяная система в бане будет не столь актуальна.
Современные специализированные магазины полны подобных товаров. Здесь можно найти устройства компаний-производителей разного качества, уровня обмена температурами и ценовых категорий. Цена на устройство может быть самой разной, в зависимости от большого количества факторов. Однако если даже самый дешевый вариант не по карману, то можно изготовить теплообменник своими руками.
Функции и виды теплообменника
Теплообменник для системы отопления частного дома чаще всего предусматривает устройство, которое имеет поверхностный контакт. В таком случае имеется теплообменник, который подогревается изнутри и через поверхность. Чаще всего это металл, который и осуществляет обогрев воздуха вокруг.
Принцип работы наиболее полно раскрывается в отопительной системе, которая имеет газовые, твердотопливные или электрические котлы. От нагревательного устройства по всей системе отопления направляется горячая вода. Она циркулирует по трубам и теплоносителям, которые имеют изогнутую форму. Такая конфигурация задерживает воду, как следует прогревая ее. В конце пути холодная вода снова поступает к котлу, где заново начинает нагреваться.
Еще одним вариантом может стать классическая печь. Она довольно эффективно справляется со своей функцией, однако предназначена только для маленьких помещений. Если есть необходимость отопить коттедж, то такого теплообменника будет недостаточно. Такое устройство будет актуальным в каком-то маленьком домике или же бане. Чтобы превратить печь в полноценный отопительный котел, необходимо предусмотреть для нее водяной теплообменник. В таком случае появляется возможность отапливать даже 2-этажный коттедж при помощи каменной печи. Что касается размеров теплообменников, то они зависят от размеров топливной камеры отопительного устройства.
Теплообменник для отопления лучше всего выбирать водяной. Связано это с тем, что вода значительно лучше проводит тепло, чем воздух. Ее способность повысить температуру помещения значительно выше, чем у воздушных теплообменников.
Все отопительные системы, которые изготавливаются в заводских условиях, имеют в своем оснащении теплообменники. Их устройство достаточно сложно, сделать их своими руками практически невозможно. Именно поэтому придется прибегать к более простым вариантам. Теплообменник изготавливается в виде змеевика и имеет внутри множество поперечных пластин, которые увеличивают обогреваемую площадь. Именно такие конструкции используются для отопления частного дома.
Изготовление самодельного теплообменника
Чтобы изготовить теплообменник своими руками. необходимо учесть множество нюансов. Только тщательно продумав все этапы работы, в конечном результате вы получите устройство, которое сможет обеспечить оптимальную температуру в доме. Основным плюсом устройства, изготовленного своими руками, является то, что цена такого изделия значительно ниже, ведь тратиться придется только на покупку материалов.
Чтобы обеспечить максимальный уровень отопления дома, необходимо правильно выбрать материал для теплообменника. Каждый металл имеет свой уровень теплопроводности. У меди этот показатель в 7 раз выше, чем у стали, поэтому 2 трубы одинакового диаметра способны обеспечивать разный уровень обогрева. Поэтому оптимальным вариантом для такого устройства является именно медь. Цена при этом у данного материала вполне приемлема.
Что касается определения мощности теплообменника, то данные вычисления достаточно трудны. Связано это с тем, что слишком большое количество факторов влияет на этот показатель. Однако в среднем один метр змеевика диаметром в 50-60 мм способен выдавать 1кВт тепловой мощности. От этого показателя можно отталкиваться при проведении расчетов.
Особенности конструкции при изготовлении своими руками могут быть самыми разными. Можно сварить трубу в виде змеевика или же обычного прямоугольника, однако есть перечень правил, на которые стоит обращать внимание в обязательном порядке:
Диаметр внутренней части трубы не должен быть меньше 5 мм. В противном случае вода может просто закипеть.
Чтобы не допустить перегрева металла, толщина стенок должна быть не менее 3 мм.
Между стенками топки и теплообменником должен быть зазор, размер которого 10-15 мм. Ведь металл имеет свойство расширяться.
Такими основными правилами обладает водяной теплообменник. Его изготовление (при должном владении сваркой) не составит особого труда. Правильный подход к системе отопления дома позволит обеспечить комфортные условия проживания.
Обязательно прочтите эти материалы:
Труба дымохода в бане
Теплообменники для горячего водоснабжения
Как сделать теплообменники своими руками?
Теплообменник — устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одного теплоносителя другому.
Такой процесс может быть осуществлён несколько раз в одной системе, ведь частным случаем теплообменника является и радиатор отопления. и газовый или электрический котёл.
Наиболее распространённая модель теплообменника, используемая в системе отопления, представляет собой 2 металлические ёмкости, которые подобно матрёшке находятся одна в другой, и через металлическую стенку производят передачу тепла.
Достоинства такого механизма заключается в том, что благодаря герметичной конструкции не происходит взаимное перемешивание однородных сред, а при использовании разных по физическим свойствам теплоносителей не происходит перемешивания.
Делаем своими руками
Прежде, чем приступать к изготовлению теплообменника, необходимо определиться с тем какой принцип передачи тепла будет реализован в таком устройстве.
Изготовление пластинчатого теплообменника
Для изготовления такого устройства необходимо приготовить следующие материалы и инструменты:
сварочный аппарат;
болгарка;
2 листа нержавеющей рифлёной стали толщиной 4 мм;
плоский лист нержавеющей стали толщиной 4 мм;
электроды;
Из нержавеющей, рифлёной стали нарезаются квадраты со стороной 300 мм, в количестве 31 шт.
Затем. из плоской нержавейки нарезается лента шириной 10 мм и общей длиной 18 метров. Данная лента разрезается на отрезки длиной 300 мм.
Рифлёные квадраты свариваются друг с другом. полосой 10 мм с двух противоположных сторон, таким образом, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
В итоге. получается 15 секций, обращённых в одну сторону, и 15 в другую в одном корпусе кубической формы. Рифлёная поверхность таких секции позволяет эффективно передавать теплоту от одного теплоносителя другому, при этом, не происходит взаимное перемещение различных или однородных сред.
В том случае. когда используется для передачи тепла не воздушная масса, а жидкость, к тем секциям, в которых будет циркулировать вода, приваривается коллектор из нержавеющей стали. Коллектор изготавливается из плоской нержавейки. Для этой цели болгаркой вырезаются прямоугольники: 300 300 мм — 2 шт; 300 30 мм — 8 шт. Таким образом, получится комплект, из которого сваривается 2 коллектора, которые напоминают по своей форме квадратную крышку от коробки.
В каждом из коллекторовделается отверстие. к которому приваривается патрубок для последующего соединения с трубами отопительной системы или обеспечения горячим водоснабжением.
Отверстия на коллекторах делаются у одного из углов а, а при установке их на теплообменник входной патрубок должен быть расположен в нижней части такой конструкции, а выходной — в верхней.
Рассмотренный выше теплообменник устанавливается открытой стороной в систему циркуляции горячих газов.
Таким образом, раскалённый газообразный теплоноситель будет передавать теплоту рифлённым стенкам нержавеющих пластин, которые, в свою очередь, будут нагревать жидкость.
Теплообменник такой конструкции можно использовать для передачи тепла от одной жидкости, к другой. Для этого на открытые части пластин приваривается с 2 сторон стальная рубашка с патрубком вышеописанной конструкции.
Изготовление водяного теплообменника для печи
Обычная дровяная печь может не только отапливать помещение традиционным способом, но и использоваться для нагрева воды для отопления комнат, в которых данный обогревательный прибор не установлен.
Для изготовления такого устройства понадобятся следующие материалы и инструменты:
труба стальная диаметром 325 мм, длиной 1 метр;
труба стальная диаметром 57 мм, длиной 6 метров;
стальной лист толщиной 4 мм;
сварочный аппарат;
электроды;
газовый резак;
белый маркер;
Цилиндр из трубы диаметром 325 мм устанавливается вертикально на стальной лист и обводится маркером или мелом.
Обведённая окружность вырезается газовым резаком. Затем по получившемуся металлическому блину изготавливается ещё одна окружность такого же диаметра.
В каждом из таких блинов вырезается 5 отверстий диаметром 57 мм. Такие отверстия должны быть равноудалены друг от друга, а также от середины блина и его края. Блины привариваются к цилиндру таким образом, чтобы их отверстия располагались напротив друг друга.
Труба 57 мм нарезается болгаркой на отрезки длиной 101 см. Необходимо подготовить 5 таких отрезков.
Каждый отрезок трубы устанавливается в отверстия таким образом, чтобы края этой трубы на 1 мм выходили из отверстий верхних и нижних «блинов». Электросваркой отрезки труб свариваются. В результате, получается металлический цилиндр, внутри которого находятся трубы меньшего диаметра. По этим трубам будет проходить горячий воздух и дымовые газы, в результате чего, труба будет нагреваться и через свои стенки передавать тепло жидкости, которая будет находиться внутри цилиндра.
Для осуществления циркуляции жидкости внутри металлического цилиндра, в нижней и верхней его части привариваются патрубки. Снизу такой конструкции будет подаваться холодная вода, в верхней — осуществляться забор нагретой таким образом жидкости.
Воздушный теплообменник
Воздушный теплообменник — это пластинчатый прибор, который изготавливается по тому же принципу, как и вышеописанный в данной статье пластинчатый теплообменник, только с той лишь разницей, что коллектор на такое устройство не устанавливается.
Как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, через устройство в качестве теплоносителя используется газ. Только для нагрева используются горячие газы образованные в результате горения топлива, а в качестве нагреваемого газа выступает воздух, который для большей эффективности может подаваться через теплообменник принудительно с помощью вентилятора.
Труба в трубе
Теплообменники такой конструкции очень просты в изготовлении и в эксплуатации.
Для того, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно, понадобятся следующие материалы и инструменты:
электросварка;
электроды;
болгарка;
труба диаметром 102 мм, длиной 2 метра;
труба диаметром 57 мм. длиной 2 метра;
стальной лист толщиной 4 мм;
Из листовой стали вырезаются заглушки, в середине которых делаются отверстия диаметром 57 мм.
Эти заглушки привариваются к трубе 102 мм, таким образом, чтобы отверстия заглушек оказались посередине диаметра трубы. В эти отверстия заводится труба 57 мм и качественно проваривается по окружности.
В основной трубе 102 мм делается 2 отверстия для установки входящего и выходного патрубков. Эти отверстия должны располагаться как можно дальше друг от друга.
Принцип работы такого теплообменника очень прост: горячий теплоноситель, проходя по трубе меньшего диаметра, через металлические стенки трубы отдаёт тепло, жидкости, которая находится в полости трубы большего диаметра. Таким образом, происходит передача тепловой энергии, в то же время не происходит перемешивания жидкостей, которые могут быть не однородны, например вода и минеральное масло.
При подключении такой системы, как правило, теплообменник располагается в горизонтальной плоскости, а циркуляция жидкостей для повышения КПД осуществляется разнонаправлен
Чертеж собранного водо-водяного теплообменника труба в трубе:
Промывка теплообменника
Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.
Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.
Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.
Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.
Подобным образом происходит очистка системы теплообмена «труба в трубе». Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.
Существует 2 типа теплообменников:
Поверхностный
Наиболее распространённый тип теплообменника, который получил распространение не только в системах отопления зданий, но и во многих производственных процессах. В качестве теплоносителя, который может быть использован для передачи тепла в таких устройствах, используется не только вода, но и водяной пар, различные минеральные масла и химические вещества.
Поверхностные модели разделяются на рекуперативные и регенеративные:
Рекуперативные — передают тепло через стенку теплоносителя.
Регенеративные — такие теплообменники функционируют в периодическом режиме. Сначала горячий теплоноситель нагревает поверхность теплообменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.
Смесительный
При использовании такого вида устройств, происходит проникновение горячего теплоносителя в холодный. В результате такого смешивания, происходит прямая передача тепла. В системе отопления такой вид теплопередачи используется редко.
Обычно, смесительный способ, применяется при солнечном нагреве воды, когда теплоноситель из теплогенератора поступает в накопительную ёмкость, в которой происходит смешивание, горячей и холодной жидкости.
Блиц-советы
Чтобы избежать образования накипи в системе отопления. необходимо использовать только дистиллированную воду. Большое количество дистиллированной воды для этой цели можно изготовить в домашних условиях пропуская через теплообменник «труба в трубе» водяной пар.
Используя самодельное устройстводля теплообмена между газами. образованными в результате сгорания топлива и жидкостью, необходимо все монтажные работы производить с наивысшей тщательностью, чтобы в результате недостаточной герметизации дымохода не поступал угарный газ в помещение.
При использовании котлов или печек. в которых используется естественная тяга воздуха в дымоходе, площадь сечения дымохода внутри теплообменника не должна быть меньше площади патрубка котла или печки.
Источники: http://strojdvor.ru/otoplenie/izgotovlennyj-svoimi-rukami-teploobmennik-budet-sluzhit-serdcem-sistemy-otopleniya-doma/, http://etapech.ru/teploobmenniki/teploobmennik-dlya-otopleniya.html, http://housetronic.ru/otoplenie/element/device/teploobmenniki-svoimi-rukami.html
Теплообменники для отопления дома своими руками: подключение, водяные, воздушные
Содержание статьи:

Теплообменник из медной трубы с припаянными пластинами — важнейший элемент современных отопительных котлов
Главным элементом любой из систем отопления служит особое устройство — теплообменник для отопления дома, в котором происходит передача тепла от генератора тепла к теплоносителю. На современном рынке представлено большое количество различных отопительных котлов, но все их разнообразие не ограничивает фантазию домашних умельцев по части самостоятельного изготовления подобных устройств. В нашей статье читателям будет предложено узнать, для чего нужен теплообменник в системе отопления, как его сделать своими руками и каким способом подключить.
Функция теплообменника в системе отопления
В домашних отопительных системах воздух наиболее часто используются поверхностные теплообменники системы отопления, где тепловая энергия передается через поверхности металлических стенок данного устройства.
Принцип отопления через теплообменник наиболее полно реализован в конструкции газовых, твердотопливных или электрических котлов. Вода циркулирует по изогнутым в виде змеевика трубам, установленным внутри отопительного агрегата, и нагревается от температуры горящего топлива. Нагревшийся теплоноситель уходит в трубопровод отопительной системы, а ему на смену в теплообменник поступает остывшая вода из радиаторов.
До сих пор во многих индивидуальных домах традиционным источником тепла остается печь. Она хороша для обогрева небольшой избы, однако в условиях многокомнатного коттеджа ее тепловая мощность недостаточна. Поэтому в частном доме теплообменник в системе отопления нужен для того, чтобы превратить печку в полноценный водонагревательный котел. Размер и форма самодельного теплообменника для отопления должна вписываться в габариты топливной камеры печи. К этому устройству можно подключить трубопроводы и радиаторы, и тогда отопление дома станет более эффективным.
Виды теплообменников

Если вмонтировать в печь водяной теплообменник для отопления, во всем доме станет гораздо теплее
Более практичны водяные теплообменники для отопления. Это обусловлено тем, что вода намного лучше передает тепловую энергию, чем воздух. Вместе с тем, воздушный теплообменник для отопления также находит применение. Кроме водяного и воздушного, применяется также и теплообменник на дымоход для отопления, который устанавливают не внутрь, а снаружи.
Все выпускаемые промышленностью отопительные устройства оснащены теплообменниками, конструкция которых максимально приспособлена для эффективного нагрева воды.
В заводских условиях теплообменные устройства изготавливают из меди. Труба представляет собой змеевик, поперек изгибов которого расположено множество пластин, обеспечивающих большую площадь теплообмена.
Соорудить у себя дома самодельный теплообменник для отопления, чтобы он был точно как заводской, практически нереально. Поэтому придется выбрать вариант попроще.
Устройство системы

Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома
Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.
Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:
построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.

Схема кирпичной печи с теплообменником
Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.
Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.
Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок. Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.
Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.
Преимущества отопления с теплообменником

Принцип подключения теплообменника к системе отопления
Если разбираться, для чего нужен теплообменник в системе отопления, можно заметить несколько явных преимуществ:
Простота изготовления. Если в доме уже существует печь, то придется потратиться только на изготовление самодельного теплообменника и монтаж системы отопления.
Комбинированное отопление. Дополнительно к обогреву дома от поверхности печки прибавится водяная система отопления.
Разнообразие видов топлива. Можно топить печь любыми твердыми энергоносителями, в отличие от котлов, ориентированных только на определенный вид топлива.
Красивый внешний вид. Сохранить традиционный вид русской печи бывает полезно при создании интерьера в национальном стиле.
Среди недостатков отопления через теплообменник можно назвать: менее высокий КПД по сравнению с заводскими котлами и отсутствие автоматического контроля за интенсивностью нагрева теплоносителя.
Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб
Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.
Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.
Материалы для изготовления

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи
Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.
Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.
Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.
Расчет мощности теплообменника
Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.
При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.
Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.
Особенности конструкции
Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.
При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:
ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.
Особенности монтажа

Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки
Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.
Порядок действий:
На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.
Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:
До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления. Обратим внимание и на другие сферы их применения.
Воздушное отопление
Если охарактеризовать воздушную систему отопления, можно сказать, что у нее больше минусов, чем плюсов. Воздушные теплообменники для отопления мало распространены в частном жилом секторе, они пока еще не стали привычными.
Преимуществом этой системы называют возможность совмещать обогрев с принудительной вентиляцией. Однако возможные ошибки при ее проектировании и монтаже могут свести преимущества к минимуму. В воздуховодах бывает слышен шум вентилятора, а в помещениях ощущается температурный дисбаланс.
Теплообменники для воздушного отопления существуют прямого нагрева, а также косвенного. В первых из них газовое или дизельное топливо сгорает непосредственно в самом теплообменнике. В других моделях используется промежуточный теплоноситель.
Теплообменник на дымоход

Смонтированный на дымоход теплообменник использует вылетающую в трубу тепловую энергию
На дачах и в банях у «народных умельцев» можно увидеть самодельный водяной или воздушный теплообменник, установленный на дымоход небольшой печи. Получается очень выгодно: тепло не уходит вместе с дымом, а часть его служит для нагрева воды.
Установив теплообменник на дымоход для отопления, можно получать довольно большое количество горячей воды. Конечно, этого не хватит, чтобы обогреть весь дом, но достаточно, чтобы поставить в предбаннике один-два радиатора. Использовать теплообменник на дымоход можно как для отопления, так и для быстрого нагрева воды в бане.
Подобное устройство может быть очень простым в изготовлении. За основу можно взять отрезок большой трубы диаметром 500–700 мм, или сварить бак из нержавейки. В центре конструкции будет проходить вертикальная труба, соответствующая диаметру дымохода, а сверху и снизу должны быть приварены два патрубка.
Отдавая свою температуру теплообменнику, выходящие из печи продукты сгорания быстро остывают. Из-за этого уменьшается тяга в дымоходе и несколько замедляется горение топлива.
Изготовление теплообменника для отопления своими руками может стать способом устроить в доме полноценное водяное отопление без приобретения дорогостоящего оборудования.
виды, устройство, необходимые материалы и инструменты
Содержание статьи:
Теплообменник (ТО) – устройство, осуществляющее передачу тепла между средами с разной температурой. Такое оборудование используется в промышленности, системах отопления, кондиционирования и вентилирования. Простейшим примером служит комнатный радиатор, он нагревается от жидкости-теплоносителя и обеспечивает обогрев помещения, в котором расположен.
Строение теплообменника

Теплообменник можно изготовить своими руками в домашних условиях
Оборудование состоит из неподвижной и подвижной плит, в каждой имеются отверстия для движения среды. Между основными пластинами устанавливаются множество других более мелких второстепенных, так что каждая вторая из них повернута к соседним на 180 градусов. Второстепенные пластины герметизируются резиновыми прокладками.
Второй важный элемент ТО – теплоноситель. Он протекает по каналам гофрированной нержавейки. Холодная и горячая среды движутся по всем пластинам, кроме первой и последней, одновременно, но с разных сторон, не допуская смешивания. При высокой скорости потока воды в гофрированном слое возникает турбулентность, которая увеличивает теплообменный процесс.
К трубопроводу устройство подключается при помощи отверстий на передней и задней стенках. Теплоноситель поступает с одной стороны, проходит через все каналы и покидает оборудование с другой. Входное и выходное отверстия уплотняют специальной прокладкой.
Пластины, образующие каналы, – очень важный элемент ТО. При выборе теплообменника необходимо учитывать его рабочие характеристики. Чем выше требования к оборудованию, тем больше должно быть в нем пластин. Их число отвечает за общую эффективность устройства и способность обогреть определенное помещение.
Виды ТО

Схема и принцип работы рекуперативного теплообменника
По принципу работы оборудование делится на рекуперативное и регенеративное. В первых движущиеся теплоносители разделены стенкой. Это самый распространенный вид, он может быть различных форм и конструкций. Во втором случае с одной и той же поверхностью по очереди контактируют горячий и холодный теплоносители. Высокая температура нагревает стенку оборудования во время контакта с горячей средой, далее температура передается холодной жидкости при контакте с ней.
По назначению ТО делятся на два вида: охладительные – работают с холодной жидкостью или газом, остужая при этом горячий теплоноситель; и нагревательные – взаимодействуют с разогретой средой, отдавая энергию потокам холодной.
По конструкции теплообменники бывают нескольких видов.
Разборные
Состоят из рамы, двух концевых камер, отдельных пластин, разделенных термостойкими прокладками и крепежных болтов. Такое оборудование отличается простотой очистки и возможностью увеличения эффективности путем добавления пластин. Но разборные ТО чувствительны к качеству воды. Для продления срока их службы требуется установка дополнительных фильтров, что увеличивает стоимость проекта.
Пластинчатые

Пластинчатый теплообменник нуждается в установке дополнительных фильтров на теплоноситель
Отличаются методом соединения внутренних пластин:
В паяных ТО гофрированные пластины из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм сделаны путем холодной штамповки. Между ними устанавливается прокладка из специальной термостойкой резины.
В сварных пластины свариваются и образуют кассеты, которые затем компонуются внутри стальных плит.
В полусварных ТО кассеты скрепляются посредством паронитовых соединений в конструкции из небольшого количества сварных модулей. Эти модули уплотняются резиновыми прокладками и соединяются лазерной сваркой. После чего собираются между двумя плитами при помощи болтов.
Пластинчатые теплообменники используются в условиях повышенного давления и экстремальных температурах. Такие устройства требуют минимального технического обслуживания, экономичны и отличаются высокой эффективностью. Кроме того, по необходимости можно увеличить или уменьшить эффективность оборудования путем увеличения или уменьшения количества стальных пластин.
Единственным недостатком теплообменника из гофрированной нержавейки служит чувствительность к качеству теплоносителя, необходима установки дополнительных фильтров.
Кожухотрубные
Состоят из цилиндрического корпуса, куда помещены пучки трубок, собранных в решетки. Концы труб крепятся развальцовкой, сваркой или пайкой. Достоинством такого оборудования служит нетребовательность к качеству теплоносителя и возможность использования в технических процессах, где присутствуют агрессивные среды и высокое давление (в нефтяной, газовой, химической промышленности). Недостатки кожухотрубных ТО – относительно низкая теплоотдача, большие габариты, высокая стоимость и сложность в ремонте.
Спиральные
Состоят из двух листов металла, свернутых в спирали. Внутренние края соединены перегородкой и закреплены штифтами. Такие теплообменники компактны и обладают эффектом самоочистки. Они способны работать с жидкими неоднородными средами, любого качества. При повышении скорости движения жидкости, увеличивается интенсивность теплообмена. Недостатки: сложность в изготовлении и ремонте, ограничение давления рабочей жидкости до 10 кгс/см².

Спиральный

Кожухотрубный

Двухтрубные и труба в трубе

Схема теплообменника “труба в трубе”
Первые состоят из труб разного диаметра. В качестве теплоносителя используется жидкость и газ. Устройства используются в местах с повышенным давлением, имеют высокий уровень теплоотдачи. Отличаются простотой монтажа и обслуживания. Единственный недостаток – высокая стоимость.
Теплообменник «труба в трубе» состоит из двух труб разного диаметра, соединенных между собой. Они используются при небольшом расходе теплоносителя и чтобы оборудовать дымоход.
От вида устройства зависит тип его работы. От конструкции оборудования – эффективность при эксплуатации в тех или иных условиях. Поэтому следует уделить достаточное внимание изучению особенностей каждого вида оборудования.
Изготовление теплообменника своими руками

Теплообменник для банной печи спиральный
Чтобы сделать ТО самостоятельно, необходимо обладать определенными знаниями и навыками. Для начала стоит определить, какие требования должно выполнять оборудование, от этого зависит вариант устройства. Необходимо произвести расчет материалов и выполнить чертеж будущего ТО.
Баня – место, где довольно часто возникает необходимость сделать самодельный теплообменник. Так как обычная печь с топкой нагревает ограниченный объем жидкости, может понадобиться водяной погружной витой ТО. Он предназначен для нагрева большего количества воды. В бак с нагретым теплоносителем опускается змеевик, через него проходит вода.
Когда нужно поддерживать воду в баке в горячем состоянии, емкость при помощи двух труб подачи и обратки соединяется с нагревательным котлом.
Вода-вода

Спираль из медной трубы монтируется в емкость из нержавеющей стали
Для изготовления теплообменника вода-вода своими руками понадобится:
Емкость из нержавеющей стали высотой 50-60 см и диаметром 30-40 см. Можно использовать и обычную сталь, но она должна быть защищена прочным полимерным покрытием.
Крышка для бака.
Медная трубка около 10м. Длину берут из расчета: на каждый виток спирали диаметром 30 см уходит примерно 1 м трубки. Лучше взять с небольшим запасом.
Сварочный аппарат для нержавейки и пайки меди.
Средства защиты: перчатки, маска для сварки.
Работы выполняются в следующем порядке:
Делается крышка для бака и обеспечивается ее прочное герметичное крепление. Приваривать ее нельзя, т.к. она должна сниматься для возможности очистки внутренней части емкости. Самый удобный вариант крепления в этом случае – фланцевое. Его можно заказать сразу вместе с баком, или сделать самостоятельно. Количество отверстий рассчитывают с учетом расположения уплотнителя, обычно это 4 или 6 креплений.
Далее создается вход для холодной воды на дне емкости и выход для нагретой в верхней ее части в боковой стенке. В отверстия ввариваются резьбовые переходники для подсоединения трубопровода. Следует предусмотреть возможность съема конструкции для его промывки или ремонта.
Следующим этапом будет изготовление спирали из меди. Если трубка мягкая, она легко навивается с помощью оправки. Если же она жесткая, необходимо воспользоваться горелкой. На свободные концы навариваются фитинги. Они проводятся через отверстия на крышке. Важно следить за герметичностью пайки, т.к. к переходникам будет подсоединяться трубопровод для горячей воды.
Заключительным этапом будет сборка теплообменника. Для этого крышка со спиралью из медной трубы и резиновым уплотнителем накрывает бак. Фланцетные крепления затягиваются при помощи болтов. При этом необходимо следить, чтобы спираль находилась строго в середине емкости, не касаясь стенок. Иначе эффективность ТО сильно понизится.
Рассмотренный вариант подходит и для нагрева воды в частных домах. Такие устройства функционируют на принципе естественной циркуляции: дровяной или газовый котел нагревает воду, она поднимается по трубе подачи вверх, отдает тепло и спускается обратно. Далее процесс повторяется.
Не всегда получается обеспечить постоянную естественную циркуляцию. Поэтому лучше использовать циркуляционный насос.
Воздушный

Воздушный теплообменник устанавливается на трубу дымохода печи
Устройство состоит из корпуса и установленных в нем трубок с нагретой средой. Через них вентилятор прогоняет поток воздуха, которому передается тепло. Происходит теплообменный процесс. Такой вариант называется калорифером.
Также для систем вентиляции и воздушного отопления применяются пластинчатые конструкции. Там роль теплопередающей стенки выполняют гофрированный металл. Где два потока воздуха, холодный и теплый, движутся перпендикулярно друг к другу. Они разделены пластинами так, что в зазорах теплый и холодный потоки располагаются поочередно. Эффективность этих устройств высока, но они сложны для самостоятельного изготовления.
Порядок монтажа воздушного ТО:
Из листа металла делается корпус. Площадь его нижней части должна быть равна размеру вентилятора. Для центробежной конструкции берется короб с площадью на 70% больше чем выходная труба.
В стенках короба на противоположных сторонах просверливаются отверстия для медной трубки.
В проделанные отверстия устанавливаются, подготовленные отрезки труб, чтобы их края выходили за пределы короба на 2 см с обеих сторон.
К свободным концам трубок привариваются угловые фитинги. Они соединяются в виде змейки. Можно сделать две параллельные. Так теплоноситель будет меньше остывать при обдуве.
На выходной и входной концы припаиваются переходники с резьбой, к ним присоединяется водопровод. Подается вода, проверяют, чтобы соединения были герметичны.
Корпус крепится на основание с вентилятором. Конструкция закрывается кожухом, чтобы воздушный поток не уходил в стороны.
Чтобы сделать теплообменник для отопления частного дома своими руками, необходимо представлять принцип его работы, произвести точный расчет требуемой мощности для достаточного обогрева помещения особенно в зимний период. Применять нужно наиболее теплопроводные материалы, лучшим вариантом послужит медь. Она обладает эффективностью, намного превышающей другие металлы. Все действия при изготовлении ТО следует производить аккуратно, не допуская попадания внутрь посторонних предметов. Если присутствует неуверенность в себе, лучше обратиться к опытному мастеру. Он выполнит соединение всех элементов качественно и герметично.
Как сделать теплообменники для котла своими руками
Теплообменник — это один из самых важных элементов системы отопления. Его используют в водном или воздушном способе обогрева помещений. Наиболее часто устройство монтируют в радиатор батареи, температура которого повышается с помощью горячей воды. От небольшого по размерам теплообменника зависит прежде всего степень проводимости тепла. Среди всех материалов самыми лучшими считаются серебряные и медные изделия. Что касается меди, то она используется во всех сферах строительных отраслей, что и делает ее самым надежным расходником.
Благодаря аппарату КПД от выработки энергии эффективность обогрева повышается. При этом необязательно покупать готовую продукцию в магазине. Теплообменник можно сделать и своими руками, было бы желание.
1
Суть работы теплообменника
Для отопления жилых домов, офисов и промышленных помещений используют радиаторы, батареи. Существенно усилить их пользу способны электрокотлы.
Часто встречается теплообменник, который представлен двумя емкостями их металла. Одна помещается в другую наподобие матрешки. С помощью стенок вырабатываемая энергия превращается в тепло и поступает в комнату. Такая модель наиболее часто популярна среди отопительных систем.
Главным преимуществом этого устройства является герметичность. Дело в том, что разные среды не смешиваются между собой, что по законам физики не очень хорошо заканчивается. Теплоносители имеют разные свойства, и это благоприятно отображается на работе аппарата.
2
Достоинства и недостатки
У каждого предмета есть свои положительные и отрицательные стороны. Это касается даже теплообменника. Для начала следует выяснить, какие у него плюсы:
Не нужно ломать голову над сложными схемами и поиском особых материалов. С теплообменником легко работать и в сборке, и в монтаже.
Благодаря конструкции хозяин может комбинировать разные типы отопления. К централизованной системе часто подключается водяной теплый пол в качестве дополнительного источника обогрева.
Для теплообменника используется разное по структуре топливо – дрова, уголь, торф, газ, вода. Работает при любых условиях.
Устройство ни в коем случае не испортит интерьер помещения. Наоборот, оно аккуратно впишется в комнату, что его и вовсе будет незаметно.
У такого замечательного прибора есть два весьма значительных минуса:
Работу теплообменника нельзя контролировать с помощью автоматики.
КПД не настолько высок, что сможет мгновенно нагреть весь дом.
3
Разновидности конструкции
Поверхностный теплообменник пользуется большой популярностью среди населения. Он встречается не только в жилых комнатах, но и промышленных цехах. Обычно он комбинирует несколько отопительных систем. В устройстве между собой взаимодействуют пар и вода, масла и неорганические вещества.
В свою очередь этот теплообменник делится на рекуперативные и регенеративные. Первый вариант работает от нагрева стен носителя. В случае со вторым все обстоит иначе. Принцип заключается в том, что горячий теплоноситель нагревает поверхность обменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.
Смесительный. Здесь горячий носитель проникает в холодный. Благодаря смешению вырабатывается тепло и подается к элементам. Такой вид встречается практически редко.
Исключение составляет лишь солнечный водяной коллектор. При воздействии лучей носитель поступает в накопительную емкость, куда идет и горячее, и холодное водоснабжение. В результате обработки происходит повышение температуры.
4
Самостоятельная сборка
Если хозяину нужна помощь в более сильном обогреве комнат, то ему следует приступить к созданию теплообменника. Но перед составлением проекта и чертежа требуется выяснить тип устройства.
Существует несколько видов приборов. Несмотря на одинаковые функции, конструкции обладают разными принципами работы. Поэтому стоит разобрать каждую и решить для себя, какой подходит больше всего.
4.1
Пластинчатый прибор
Для создания такой конструкции необходимо запастись материалами и арсеналом инструментов. В списке обязательно должны быть:
сварочный аппарат;
болгарка;
пара листов нержавеющей рифленой стали толщиной 0,4 см;
плоский лист нержавеющей стали толщиной 0,4 см;
электроды.
Пошаговая инструкция по сборке:
Берется рифленая нержавейка и режется на тридцать один квадрат со сторонами 30 сантиметров. После этого из плоского листа стали делается лента длиной 18 метров и шириной 1 сантиметр. Получившаяся полоска делится на отрезки в 30 см. Рифленые квадраты соединяются между собой с помощью сварочного аппарата, полосой в сантиметр с двух противоположных сторон так, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
В результате этой процедуры должно выйти 15 секций в одну сторону и столько же в другую в одном корпусе в форме куба. Благодаря своей неровной поверхности рифленая нержавейка эффективно проводит тепло к носителям. При этом все среды прекрасно между собой гармонируют и не смешиваются.
Если в качестве топлива используется горячая вода, то дополнительно к коробу нужно установить специальный коллектор из нержавейки. Чтобы его сделать, требуется взять болгарку и вырезать стальные прямоугольники: две фигуры с размерами 30 на 30 см, и еще восемь – 30 на 3 см. Из заготовок выходит два полноценных коллектора, напоминающих крышки от коробки.
В каждом полученном изделии высверливается отверстие, куда затем встает патрубок. К нему в дальнейшем присоединяются все коммуникации системы отопления или водопроводные трубы по подаче горячей воды. Стоит помнить о том, что проделанные отверстия должны располагаться у одного из углов. При монтаже непосредственно на теплообменник входной патрубок ставится внизу сооружения конструкции, а выходной – вверху.
Эта модель монтируется таким образом, чтобы открытая сторона была доступна системе циркуляции горячих газов.
Теплоноситель дойдет до высокой температуры и передаст жар по рифленым пластинкам из нержавейки. Благодаря этому вода будет нагреваться и перемещаться по заданной магистрали, распространяя тепло по комнате. Пластинчатый агрегат используется для обмена теплоты между двумя жидкостями. Для осуществления этой задачи требуется приварить к пластинам специальную рубашку из стали с патрубком.
4.2
Водяное устройство
Печи еще встречаются среди владельцев частных домов. Но не все спешат модернизировать даже топки. Сегодня в качестве вспомогательного вида отопления довольно популярен водяной контур. Идеально подходит и для пиролизного твердотопливного котла.
Водяной теплообменник поможет более равномерно обогревать помещения. Хозяевам знакомо чувство, когда у самой печи словно раскаленная пустыня находится, а на некотором расстоянии – чуть ли не арктический холод. Но прибор исправит ситуацию.
Для создания водяного теплообменника потребуются расходники и оборудование. Профессионалы рекомендуют проверить наличие:
труб из стали диаметром 32,5 см и метровой длины;
труб из стали диаметром 5,7 см и длиной шесть метров;
лист из стали толщиной 0,4 см;
сварочный аппарат;
электроды;
газовый резак;
маркер белого цвета.
Этапы сборки теплообменника:
Для начала хозяину следует взять трубу с самым широким диаметром и поставить ее на лист. Место стыка обводится маркером или мелом. Полученный кружок удаляется с помощью резака. После этого от окружности избавляться не стоит, потому что она пригодится как шаблон для еще одного отверстия.
Затем в каждом блине делается пять отверстий диаметром 5,7 см. Они должны располагаться на одинаковом друг от друга расстоянии. То же самое касается и расположения внутри – круги должны быть строго по центру. Затем берется сварочный аппарат, и с его помощью блины присоединяются к цилиндру. Все отверстия в обязательном порядке находятся напротив друг друга.
Берется вторая труба (с меньшим диаметром) и режется на куски. Длина для всех – 1 метр. Всего должно получиться пять штук. Теперь каждая из полученных трубок монтируется в ранее изготовленные отверстия так, чтобы края на миллиметр показывались из отверстий окружностей вверху и внизу конструкции. Все детали соединяются сварочным аппаратом.
Результатом проделанной работы является стальной цилиндр с небольшими трубками внутри. Они предназначены для передвижения горячего воздуха. Со временем он будет нагревать металл, а тот повысит температуру воды. Теплая жидкость разнесет тепло по помещениям дома.
Чтобы вода спокойно выполняла свои функции и протекала по коммуникациям, в самом верху и низу цилиндра фиксируются патрубки. Нижний отвечает за поступление холодной воды в емкость, а верхний нагревает ее.
4.3
Воздушный агрегат
Воздушный теплообменник – целая система пластин. Его обустройство абсолютно аналогично самой первой представленной модели. Разница между ними только в том, что для этого прибора нет необходимости в установке коллектора.
Вне зависимости от расположения (по вертикали или горизонтали), в качестве основного топлива используется газ. Это не тот бытовой газ, который поставляется к колонкам или кухонным плитам. Сырье – воздух в результате горения топлива. Для того чтобы воздушное устройство работало эффективнее, оно оборудуется дополнительными вентиляторами, которые помогают циркуляции теплоносителя.
4.4
Труба в трубе
Изготовление и пользование теплообменником по типу трубы в трубе – это весьма простые и интересные задачи. С таким прибором справится даже не очень опытный строитель.
Для самостоятельной сборки и монтажа владельцу необходимо позаботиться о наличии следующих материалов и инструментов:
электрическая сварка;
электроды;
болгарка с насадкой по металлу;
труба с диаметром 10,2 см двухметровой длины;
труба с диаметром 5,7 см той же длины, что и предыдущая;
лист из стали толщиной 0,4 сантиметра.
Как выполнять:
Для начала следует сделать заготовки для заглушек. Берется стальной лист, на который ставится труба с диаметром 5,7 сантиметров. На этом этапе она служит шаблоном, по которому очерчиваются и вырезаются отверстия. Затем получившиеся заглушки с помощью сварки фиксируются на самую широкую трубу так, чтобы расположение отверстий заглушек было идентично основе.
В них вставляется меньшая, и сварочный аппарат соединяет их вместе. В главной трубе снова нужно сделать пару отверстий, куда впоследствии встанут патрубки (входящий и выходящий). Между ними должно пролегать довольно большое расстояние.
Воздушный теплообменник работает по следующему принципу: горячий воздух нагревает металл, когда проходит через узкую трубу. В свою очередь стенки повышают температуру воды в полости самой широкой. Каждая среда хранит свойства, не перемешивая компоненты. Особенно это касается воды и минерального масла, которое часто применяют в ремонте и эксплуатации отопительных систем.
Следует помнить о том, что для качественной теплоотдачи агрегат должен располагаться в горизонтальном направлении. Жидкости внутри обменника двигаются в разные стороны.
5
Процедура промывки
Любой аппарат при длительной эксплуатации нуждается в обязательном уходе. Наблюдение за его состоянием и чистка в определенные периоды времени продлевают жизнь и оставляют качество работы на высоте. Обязательной чистке подлежат все теплообменники. Но особое внимание стоит уделить воздушному, в камере сгорания которого находятся продукты горения угля или дров.
Известен тот факт, как твердое топливо оседает в дымоходе, а в зольнике остается много шлаков. То же самое случается и с теплообменником. Если он работает по аналогии с печью или камином, то внутри труб находится большое количество отложений, мешающих газу циркулировать. КПД снижается, тепла не ощущается.
Чтобы тщательно почистить устройство и привести его в надлежащий вид, необходимо разобрать его. Каждый канал обрабатывается бытовой химией и щетками. Отдельно нужно промыть пластины от пыли и отработки топлива.
В качестве чистящего средства для магистралей обычно используются порошки от накипи, которыми чистят чайники на кухне. В водопроводной воде, поступающей в жилые дома, в большом количестве содержатся химические элементы. В результате длительного пребывания в трубах они оставляют осадок, который мешает полноценной работе теплообменника.
Для очищения поверхностей от накипи домохозяйки часто используют лимонную кислоту.
Чистка начинается с того, что хозяин приносит болгарку и просто отпиливает теплообменник. После уборки возвращает его на место и приваривает обратно. Точно так же прочищаются и устройства, работающие от воздуха.
6
Советы на будущее
Для того чтобы на стенках труб не образовывались пласты накипи, в качестве теплоносителя профессионалы рекомендуют брать дистиллированную воду. Получить ее очень просто, особенно когда подключен обменник «труба в трубе». Благодаря ему образуется пар, в котором нет примесей и других веществ.
Если хозяин планирует подключить к котлу самодельный теплообменник, работающий от газа, ему следует проявить предельную осторожность, особенно во время сборки. Образовавшийся зазор способен пропустить угарный газ в помещение. А это чревато опасностью для здоровья и жизни.
Стоит помнить о том, что еще на этапе проекта необходимо рассчитать размеры агрегата. В котлах площадь сечения патрубка не должна быть больше диаметра теплообменника.
Описание и разновидности теплообменников, основные преимущества и особенности
Печи нужны для того, чтобы передавать окружающему пространству жар от топлива, которое поступает внутрь. Например – при непосредственном нагреве кирпичей и других материалов. Это простой и надёжный метод для получения тепла. Но теплообменники повышают площадь помещений, которые получают отопление. Дополнительно к теплу появляется возможность получения горячей воды. Стоит подробнее разобрать теплообменник в печи, что это – понять легко.
Содержание статьи:
Виды теплообменников
Каждый владелец такого оборудования фактически создаёт свои разновидности теплообменников. Достаточно внести в базовую конструкцию небольшие изменения. Но есть общие и главные конструктивные особенности, характерные для всех аппаратов.
Внутренние
Способствуют относительно быстрому нагреву жидкости. Но всегда остаётся большой риск закипания. Такие конструкции вызывают и другие проблемы, связанные с заменой теплообменника, периодическим обслуживанием такой системы отопления.
Для замены таких деталей приходится разбирать всю печь целиком. Образуется накипь, а 1% уже хватает для уменьшения теплоотдачи внутри бани и других подобных помещений.
Внешние
Лишены недостатков, о которых говорилось ранее. Обычно их устанавливают в виде трубы или внутри неё. Температура остаётся не настолько высокой, чтобы образовывалось большое количество накипи. Единственный минус печных конструкций такого типа – уходит много времени, чтобы вода набрала нужную температуру.
Иногда теплообменники монтируют под камнями. Но тогда отпадает необходимость в самих камнях. Обустройство дымохода тоже должно учитывать такие нюансы.
Принцип работы
Это устройство непрямого нагрева воды. Главный принцип заключается в циркуляции жидкости внутри замкнутого пространства прибора. Процесс обеспечивается за счёт конвекции. Вода нагревается под воздействием повышенных температур.
Горячие слои воздуха идут наверх, их место занимают слои с пониженной температурой. Циркуляция – это процесс перемешивания воды под воздействием температуры окружающей среды. Также действует и любой другой теплоноситель. На последних этапах он отдаёт тепло. Сама печь только создаёт тепло, она не может выполнять функцию обменника.
Варианты
Объём самой печи и её мощность учитывают, выбирая подходящую разновидность теплообменника.
Главное – чтобы устройство отбирало не более 10% тепла. Важно обратить внимание и на то, как монтируются трубы, в том числе – на поверхность пола.
Для кирпичной печи
Можно выбрать в таком случае один из нескольких вариантов:
Конструкция паук.
С симметричной двухсторонней конструкцией, различным количеством рёбер. Компактный прибор, отлично нагревающий стенки печки.
Наиболее популярное решение при встраивании в топку – трубчатые теплообменники.
Важно. Они отличаются разными габаритами и формами, в том числе – самыми сложными. Монтируются по двум-трём сторонам либо по одной наружной. Для профилактического осмотра и ремонта при необходимости деталь легко вытащить наружу.
Для печи на дровах
В таких ситуациях допустимо использовать один из следующих материалов при изготовлении теплообменника:
Листовая сталь.
Трубы, согнутые в виде змеевика или подковы.
Старый чугунный радиатор.
Полотенцесушитель.
В случае с листовой сталью для дров рекомендуется выбирать толщину от 2,5 миллиметров и больше. Обязательные этапы – раскрой, предварительное «прихватывание» деталей с помощью сварки. Бачки могут быть цилиндрическими либо прямоугольными.
От оцинкованной стали рекомендуют отказаться.
На банную печь
В таких печах популярностью пользуются следующие модели теплообменников в кирпичную печь:
Из медной или стальной трубы. Обычно имеют вид плоской, кольцевой змейки. Простой в изготовлении вариант с высокой эффективностью.
Основа – жаростойкая листовая сталь, выглядящая, как тарелка. Либо это может быть прямоугольный бачок, который тоже сохраняет воду тёплой надолго.
Сложная конструкция, со стальными трубами в основе. Свариваются как набор из нескольких регистров. Изделие похоже на паровозные котлы.
Основные преимущества
Главная положительная черта при правильном выборе – получение горячей воды в самые короткие сроки.
Главное – приобретать конструкции, способные поддерживать такой показатель на протяжении длительного времени. Тогда получится экономить на топливе и других дополнительных расходах.
Сооружение теплообменника своими руками
Первый шаг – разработка проекта, при создании которого просчитывают всё до мелочей. Один из главных факторов – размер. Слишком большой теплообменник в банную печь будет вредить, если сама печь по габаритам небольшая. Длина не должна быть больше трёх метров, если основной материал змеевика – медь. Тогда установить конструкцию проще.
Змеевик и есть самый простой вариант. Для него достаточно обычной медной трубы с длиной от 2 до 3 метров.
Скорость нагрева определяется длиной трубы, количеством витков. Но размер печи и топки всё равно надо учитывать. Из-за перекосов по габаритам конструкция служит меньше.
Обратите внимание. Специальные шаблоны создают для закручивания труб в спираль. Допустимо применять любые доступные детали цилиндрической формы. Диаметр шаблона тоже должен соотноситься с размерами.
Трубу изгибают и наматывают её на основу для получения спирали. Главное – соблюдать точные параметры. Можно сваривать трубы друг с другом, когда собирают теплообменник для печки.
Рекомендации по эксплуатации
Не будет лишним изучить общие правила безопасной эксплуатации:
Для уплотнения используют только материалы, способные выдержать высокую температуру.
Нежелательно наливать воду внутрь печки с теплообменником, когда она уже разогрелась до определённой температуры.
Выносной бак подбирают так, чтобы вода была готова в максимально короткие сроки. Главное – чтобы теплообменная жидкость не закипала.
Важно проследить, чтобы мощность теплообменника для печи не влияла негативно на эффективность работы печи.
Крепление труб на неподвижные соединения запрещено. Иначе происходит расширение, изменение линейных размеров. И не получится сконструировать эффективный теплообменник для кирпичной печи.
Естественный теплообмен обустраивают так, чтобы холодная вода стекала вниз, а горячая таким же образом поднималась наружу.
Рекомендации пользователей
Рекомендуют монтировать теплообменник ещё во время кладки новой печи. В противном случае объём топливника надо уменьшить. Общую обкладку кирпичом выполняют только после того, как устройство смонтировано. Между частями печи обязательно оставляют зазор.
Качественный металл толщиной минимум 2,5-5 миллиметров – оптимальный выбор для создания теплообменников на банную печь собственными руками. Теплоносителями могут быть в равной степени вода и антифриз.
Эффективность работы печи выше, если использовать теплообменник. Тогда проще обеспечить равномерный прогрев всех помещений, вне зависимости от расстояния до источника энергии.
Промышленный теплообменник
: эксплуатация и обслуживание для минимизации загрязнения и коррозии
1. Введение
Теплообменник играет важную роль в промышленном применении. Он применяется для нагрева и охлаждения крупных промышленных технологических жидкостей [1]. Теплообменник представляет собой динамическую конструкцию, которая может быть адаптирована к любому промышленному процессу в зависимости от температуры, давления, типа жидкости, фазового потока, плотности, химического состава, вязкости и многих других термодинамических свойств [2, 3].В связи с глобальным энергетическим кризисом эффективная рекуперация или рассеивание тепла стала жизненно важной задачей для ученых и инженеров [4].
Теплообменники предназначены для оптимизации площади поверхности стенки между двумя жидкостями для максимального повышения эффективности при минимальном сопротивлении потоку жидкости через теплообменники при ограничении стоимости материалов. Рабочие характеристики теплообменных поверхностей могут быть улучшены за счет добавления гофров или ребер в теплообменник, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность [5].Эффективность промышленных теплообменников можно контролировать в режиме онлайн, отслеживая общий коэффициент теплопередачи на основе его температуры, которая имеет тенденцию к снижению со временем из-за загрязнения [6].
Возможное повреждение оборудования, вызванное образованием накипи, может быть очень дорогостоящим, если обработанная вода не обрабатывается правильно. Для очистки воды в промышленности обычно используются химические вещества. В США химикаты на сумму 7,3 миллиарда долларов в год выбрасываются в воздух, сбрасываются в реки и захоронены на свалках каждый год.Сорок процентов этих химикатов закупается промышленностью для борьбы с накипью в градирнях, котлах и другом теплопередающем оборудовании. Этот процент также представляет собой токсичные отходы на сумму более 2 миллиардов долларов, которые вносят свой вклад в триллион галлонов загрязненной воды, ежегодно сбрасываемой в землю, которая принадлежит всем нам.
Техническое обслуживание загрязненных трубчатых теплообменников может выполняться несколькими методами, такими как кислотная очистка, пескоструйная очистка, струя воды под высоким давлением, очистка пули или буровых штанг.В крупномасштабных системах охлаждающей воды для теплообменников обработка воды, такая как очистка, добавление химикатов, каталитический подход и т. Д., Используются для минимизации загрязнения теплообменного оборудования [7]. В паровых системах электростанций также используются другие процессы очистки воды, чтобы минимизировать загрязнение и коррозию теплообменника и другого оборудования. Большинство химикатов и добавок, используемых для уменьшения обрастания и коррозии, опасны для окружающей среды [8]. Итак, настало время применять химические вещества, безопасные для окружающей среды [9, 10, 11].
2. О промышленном теплообменнике
Промышленный теплообменник — это теплообменное оборудование, в котором используется процесс обмена тепловой энергией между двумя или более средами, имеющими разную температуру. Промышленные теплообменники применяются в различных промышленных приложениях, таких как производство электростанций, нефтегазовая промышленность, химические перерабатывающие предприятия, транспорт, альтернативные виды топлива, криогенная промышленность, кондиционирование воздуха и охлаждение, рекуперация тепла и другие отрасли.Кроме того, теплообменники — это оборудование, всегда тесно связанное с нашей повседневной жизнью, например, испарители, воздухоподогреватели, автомобильные радиаторы, конденсаторы и маслоохладители. В большинстве теплообменников поверхность теплообмена разделяет жидкость, которая включает широкий диапазон различных конфигураций потока для достижения желаемых характеристик в различных приложениях. Теплообменники можно классифицировать по-разному. Как правило, промышленные теплообменники классифицируются в соответствии с конструкцией, процессами переноса, степенью компактности поверхности, схемами потока, схемами прохода, фазой технологических жидкостей и механизмами теплопередачи, как показано на Рисунке 1.
Рисунок 1.
Классификация промышленных теплообменников [12].
3. Основные концепции конструкции теплообменника
Концепции конструкции теплообменника должны соответствовать нормальным технологическим требованиям, указанным в условиях эксплуатации для сочетания некорродированных и корродированных условий, а также чистых и загрязненных условий. Одним из важнейших критериев конструкции теплообменника является то, что теплообменник должен быть спроектирован таким образом, чтобы его было легко обслуживать, что обычно подразумевает очистку или замену деталей, трубок, фитингов и т. Д.повреждены старением, вибрацией, коррозией или эрозией в течение всего периода эксплуатации.
Следовательно, конструкция теплообменника должна быть как можно более простой, особенно если ожидается сильное загрязнение. За счет минимизации температуры в сочетании с выбором скорости жидкости и снижением концентрации предшественников загрязняющих веществ снижается вероятность потенциального загрязнения. Кроме того, должна быть разрешена самая высокая скорость потока в условиях падения давления и эрозии потока. Кроме того, выбор материала при ограниченных затратах замедляет накопление отложений и позволяет сократить время пребывания.Он также должен быть совместимым с точки зрения pH, коррозии и не только с теплообменником, но и с точки зрения теплооборудования и линий передачи теплообменника.
4. Обрастание
Обрастание всегда определяется как образование и накопление отложений нежелательных материалов на поверхностях технологического оборудования. Эти обычно материалы с очень низкой теплопроводностью образуют изоляцию на поверхности, которая может значительно ухудшить характеристики поверхности по передаче тепла при разнице температур, для которой она была разработана [13].Вдобавок к этому засорение увеличивает сопротивление потоку жидкости, что приводит к более высокому перепаду давления в теплообменнике. На поверхностях теплопередачи могут возникать многие типы загрязнения, например, кристаллизационное загрязнение, загрязнение твердыми частицами, коррозионное загрязнение, загрязнение химическими реакциями, биологическое загрязнение и загрязнение отверждением [14]. Загрязнение может иметь очень дорогостоящий эффект в промышленности, что в конечном итоге увеличивает расход топлива, прерывает работу, производственные потери и увеличивает затраты на техническое обслуживание [15].
Обрастание состоит из пяти стадий, которые можно кратко охарактеризовать как начало обрастания, перенос на поверхность, прикрепление к поверхности, удаление с поверхности и старение на поверхности [16]. Есть несколько параметров, влияющих на факторы загрязнения, такие как pH [9], скорость [17], объемная температура жидкости [18], температура поверхности теплопередачи, структура поверхности [19] и шероховатость [20, 21].
Общий процесс загрязнения обычно считается чистым результатом двух одновременных подпроцессов: процесса осаждения и процесса удаления, как показано на рисунке 2.Как показано на Рисунке 3, рост этих отложений приводит к снижению теплопередачи теплообменника со временем. Эта проблема влияет на энергопотребление промышленных процессов и в конечном итоге вызывает промышленный сбой из-за отказа теплообменника, как показано на рисунке 4.
Рисунок 2.
Общий процесс загрязнения [22].
Рисунок 3.
Устойчивость к обрастанию в зависимости от времени [22].
Рисунок 4.
Сильное скопление отложений на трубопроводах теплообменника [24, 23].
5. Коррозия
Характеристики окружающей среды, такие как почва, атмосфера, вода или водные растворы, обычно разрушают обычные металлы и сплавы. Разрушение этих металлов известно как коррозия. Приятно то, что коррозия происходит из-за электрохимического механизма. Преждевременные отказы различного оборудования вызваны коррозией в большинстве промышленных процессов и инженерных операций, что приводит к нежелательным проблемам. Сюда входят дорогостоящие поломки, внеплановый останов и увеличение затрат на техническое обслуживание.
Этот простой ухудшается в таких областях, как химическая промышленность, нефтепереработка, морские и наземные электростанции, производство бумаги, кондиционирование воздуха, холодильники, производство продуктов питания и спиртных напитков. Таким образом, общая информация и механизм коррозии вызовут большой интерес у общественности и промышленности [24]. На процесс коррозии влияют различные параметры, как показано на рисунке 5. Следовательно, эти критерии следует учитывать при проектировании теплообменников.
Рисунок 5.
Фактор, влияющий на коррозию [25].
6. Затраты, связанные с обрастанием
Помимо высокой стоимости загрязнения теплообменника, было сообщено об очень небольшом количестве работ по точному определению причин экономических штрафов из-за загрязнения. Таким образом, они объясняют стоимость разницей в конструкции и эксплуатации теплообменника. Тем не менее, надежное знание экономики обрастания желательно для оценки экономической эффективности различных стратегий смягчения [26, 27]. Общие затраты, связанные с обрастанием, включают следующее:
Капитальные затраты
Избыточная площадь поверхности, необходимая для преодоления тяжелых условий загрязнения, затраты на более прочный фундамент, обеспечение дополнительных площадей и увеличение затрат на транспортировку и установку.
Затраты на энергию
Затраты на дополнительное топливо, необходимое, если загрязнение приводит к дополнительному сжиганию топлива в теплообменном оборудовании, чтобы преодолеть эффект загрязнения.
Затраты на техническое обслуживание
Затраты на удаление отложений обрастания, затраты на химикаты или другие эксплуатационные расходы на противообрастающие устройства.
Себестоимость производственных потерь
Плановые или внеплановые остановки производства из-за загрязнения теплообменников могут привести к большим производственным потерям.Эти потери часто считаются основной причиной засорения, и их очень сложно оценить.
Дополнительные затраты на управление окружающей средой
Затраты на утилизацию большого количества химикатов / добавок, используемых для уменьшения загрязнения.
В разных странах сообщается об огромных затратах на загрязнение. Steinhagen et al. сообщил о затратах на обрастание с точки зрения ВНП для некоторых стран, как представлено в таблице 1.
Страна Затраты на обрастание
млн долларов США ВНП (1984)
млрд долларов США Затраты на обрастание
% ВНП
США 3860–7000
8000–10 000 3634 0.12–0,22
0,28–0,35
Япония 3062 1225 0,25
Западная Германия 1533 613 0,25 –930 285 0,20–0,33
Австралия 260 173 0,15
Новая Зеландия 35 0.15
Весь индустриальный мир 26,850 13 429 0,20
Таблица 1.
Расчетные затраты на загрязнение, понесенные в некоторых странах (оценка 1992 г.) [28].
7. Текущие усилия по решению проблем отложений отложений и коррозии
Было проделано много работ по уменьшению образования отложений и борьбе с коррозией. В последние годы было разработано множество методов борьбы с загрязнением и коррозией [29].Эти методы можно классифицировать как химические средства (ингибиторы), механические средства, изменение фаз раствора, электромагнитные поля, электростатические поля, акустические поля, ультрафиолетовое излучение, радиационная или каталитическая обработка, обработка поверхности, зеленые добавки, волокно в виде суспензии, В прошлом хромат был успешным химическим средством для защиты от коррозии и контроля роста кристаллов, пока он не был запрещен. Введен полифосфатный ингибитор коррозии вместо добавок на основе хроматов.Этот ингибитор имеет тенденцию к разложению загрязняющих веществ в воде с высокой кальциевой жесткостью. Knudsen et al. исследовали загрязнение воды с высоким содержанием кальция, содержащей ингибитор фосфатной коррозии. Четыре различных сополимера использовались для ингибирования осаждения фосфата кальция, который включает акриловую кислоту / малеиновый ангидрид (AA / MA), акриловую кислоту / гидроксипропилакрилат (AA / HPA), акриловую кислоту / сульфоновую кислоту (AA / SA) и сульфированный стирол / малеиновый ангидрид (SS / MA). Исследования проводились путем варьирования pH, температуры поверхности и скорости.В сообщенном исследовании говорится, что как AA / HPA, так и (AA / SA) были очень эффективны в ингибировании осаждения фосфата кальция и коррозии.
С другой стороны, каталитический материал, состоящий из цинка и турмалина, был исследован для уменьшения загрязнения и коррозии. Tijing et al. сообщили, что материал катализатора потенциально снижает образование отложений карбоната кальция [30]. Teng et al. сообщили об аналогичном открытии каталитического материала по уменьшению воздействия сульфата кальция [31]. Более того, Tijing et al.дальнейшее расширение исследований за счет использования того же материала катализатора для уменьшения коррозии труб из углеродистой стали [31].
В прошлом большинство используемых методов, химикатов / добавок для загрязнения и уменьшения коррозии были опасны для окружающей среды. Итак, настало время применять методы экологически чистых технологий и химические подходы, безвредные для окружающей среды [9, 10, 11].
8. Снижение загрязнения с помощью зеленой технологии (каталитическое смягчение и зеленая добавка)
Физическая очистка воды (PWT) — хорошая альтернатива безопасному и эффективному методу смягчения нехимического загрязнения.Примеры PWT включают постоянные магниты [32], устройства с соленоидными катушками [33], зеленые добавки [34], а также каталитические материалы и сплавы [35].
Для уменьшения образования накипи на поверхностях теплопередачи часто используются химические добавки, но химические вещества дороги и представляют опасность для окружающей среды и здоровья. Снижение образования накипи от дегидратов сульфата кальция на поверхностях теплообменников с помощью волокон из натуральной древесной массы было проведено Кази [36] и другими в Университете Малайи. Экспериментальная работа была спроектирована и проведена для изучения использования волокна из натуральной древесной массы в качестве средства уменьшения загрязнения, как показано в Таблице 2 и на Рисунке 6.
Таблица 2.
Экспериментальная установка для уменьшения загрязнения путем включения зеленых добавок [36, 37].
Рисунок 6.
Принципиальная схема экспериментального контура потока [37, 36].
На рисунке 7 показана зависимость сопротивления обрастанию от времени для раствора сульфата кальция с различной концентрацией волокон 0,25% (1), 0,15% (2), 0,05% (3) и 0,02% кривой (4) в минеральном растворе. . Результаты показывают, что волокна в растворе замедляют засорение нагретых поверхностей, и это замедление пропорционально концентрации волокна в растворе.Индукционный период также увеличился.
Рис. 7.
Устойчивость к обрастанию как функция времени для волокна эвкалипта в перенасыщенном растворе сульфата кальция [38, 37].
9. Очистка теплообменника
Для поддержания или восстановления эффективности теплообменника часто бывает необходимо очистить теплообменники. Методы очистки можно разделить на две группы: онлайн-очистка и автономная очистка [38]. В некоторых приложениях очистка может выполняться в интерактивном режиме, чтобы поддерживать приемлемую производительность без прерывания работы.В остальных случаях необходимо использовать автономную очистку.
9.1. Оперативная очистка
Оперативная очистка обычно использует механический метод, предназначенный только для стороны трубы и не требующий разборки. Преимущества онлайн-очистки — это непрерывная работа теплообменника с надеждой на то, что не будет простоев, вызванных очисткой. Однако это увеличивает дополнительные расходы на установку нового теплообменника или большие затраты на модернизацию, и нет гарантии, что все трубы будут достаточно очищены.
Циркуляция шариков из губчатой резины [39]
Этот метод позволяет предотвратить накопление твердых частиц, образование биопленки и осаждение продуктов коррозии и накипи. Это применимо только для потока внутри трубок.
Две фазы обработки сульфатом железа
Первая фаза включает первоначальное нанесение защитной пленки. Вторая фаза включает в себя уход за пленкой, которая в противном случае была бы разрушена сдвигающим эффектом потока.
Хлорирование, используемое для борьбы с биообрастанием [40]
Ингибиторы образования солей [10, 41, 42]
Магнитные устройства [10, 43, 44]
Звуковая технология [45]
Излучатели звука высокой и низкой частоты (рожки) используются для уменьшения загрязнения теплообменников. Использование звука гораздо менее эффективно в липких и вязких отложениях, которые обычно связаны с зашлаковыванием.
Химическая очистка в режиме онлайн [46]
Впрыск химических растворов в технологические потоки для целей очистки.
Использование излучения [47]
Радиационная стерилизация воды с микробами, использование ультрафиолетового света и гамма-лучей рассматривались давно.
9.2. Автономная очистка
Альтернативой онлайн-очистке является остановка работы и очистка теплообменника. Автономную очистку можно разделить на автономную химическую очистку или механическую очистку. Метод очистки предпочтителен без необходимости демонтажа теплообменников, но обычно необходим доступ к внутренним поверхностям.Было бы разумно рассмотреть возможность установки «резервного» теплообменника, тем самым давая возможность очистить загрязненный теплообменник, в то же время поддерживая производство.
9.2.1. Механическая очистка в автономном режиме
Сверление труб и установка штанг [28]
К вращающемуся валу могут применяться устройства, включая сверла, режущие и полировальные инструменты и щетки, которые могут быть изготовлены из различных материалов, например, стали или нейлона, латуни в зависимости от от материала трубки и характера отложений.
Очистка взрывчатыми веществами
Используется для контролируемых взрывов, при которых энергия для удаления отложений передается ударной волной в воздухе, прилегающей к очищаемой поверхности, или общей вибрацией труб, вызывающей взрыв. Это относительно новая инновация в очистке котельных. Можно начинать процесс очистки, пока конструкция еще горячая.
Термический удар [48]
Особенно быстрые изменения температуры вызывают растрескивание слоя загрязнения с возможностью отслаивания.Эта техника похожа на пропитку паром. Промывка водой уносит смещенный материал, и ее повторяют до получения чистых поверхностей.
9.2.2. Автономная химическая очистка
Ингибитор фтористоводородной, соляной, лимонной, серной кислоты или EDTA (химическое чистящее средство) для очистки от оксидов железа, отложений кальция / магния (загрязнение) и т.д. [49].
Ингибитор фтористоводородная кислота на сегодняшний день является наиболее эффективным средством, но ее нельзя использовать, если отложения содержат более 1% (мас. / Об.) Кальция.
Хлорированные или ароматические растворители с последующей промывкой подходят для тяжелых органических отложений, например смол и полимеров (загрязняющих веществ) [50].
Щелочные растворы перманганата калия [51] или паровоздушное коксоудаление [52] подходят для очистки отложений углерода (загрязняющих веществ).
10. Заключение
Загрязнение и коррозия являются основными нерешенными проблемами в эксплуатации теплообменников. Хотя проблемы отложений обрастания и их влияние на экономику вызывают серьезную озабоченность, соответствующие органы по-прежнему не осведомлены об этом.Кроме того, последствия коррозии многочисленны и разнообразны, и их влияние на эффективную, надежную и безопасную работу оборудования или конструкций часто бывает более серьезным, чем простая потеря массы металла. Таким образом, настоящий документ будет способствовать продвижению заинтересованных организаций в разных странах, серьезности этой проблемы и применению возможных подходов к смягчению последствий.
Для промышленности правильный метод очистки и контроль играют важную роль в снижении производственных затрат.Себестоимость продукции значительно возрастает из-за использования химикатов, работ по техобслуживанию, простоев и потерь воды. Следовательно, соответствующие органы должны понимать важность борьбы с коррозией, очистки загрязнения и обеспечивать соблюдение определенного стандарта процедуры очистки в промышленности.
Выражение признательности
Авторы выражают признательность за грант High Impact Research Grant UM.C / 625/1 / HIR / MOHE / ENG / 45, UMRG RP012A-13AET, University Postgraduate Research Fund (PPP) (e.грамм. PG109-2015A), Ливерпульский университет Джона Мура, Соединенное Королевство, и Университет Малайзии, Малайзия, за поддержку в проведении этой исследовательской работы.
.
Как сделать самодельную грелку
Изготовление грелки дома
Грелка — один из лучших средств облегчения боли в шее и спине. Применение тепла может помочь уменьшить боль в напряженных или перенапряженных мышцах. Изготовление грелки своими руками — это быстрый и простой способ успокоить воспаленные мышцы и суставы с помощью материалов, которые можно найти в доме. Есть несколько способов сделать его.
Самым важным аспектом тепловой терапии является ее способность увеличивать приток крови к болезненным участкам.Тепло открывает кровеносные сосуды, что позволяет крови и кислороду быстрее поступать к больным участкам. Тепловая терапия также снижает мышечные спазмы, вызывая расслабление мышц, связок и сухожилий.
Врачи иногда рекомендуют использовать грелки для облегчения менструальных спазмов или инфекций мочевыводящих путей. В этих случаях приложите грелку к животу.
Натан Вей, доктор медицинских наук, сертифицированный ревматолог и бывший руководитель Центра лечения артрита в Мэриленде, предлагает простой метод изготовления собственной грелки.Вам понадобятся:
два полотенца для рук
сумка на молнии
микроволновая печь
Пошаговые инструкции
Намочите оба полотенца водой. Выдавите излишки воды, пока они не станут влажными.
Положите одно полотенце в сумку с застежкой-молнией, следя за тем, чтобы сумка оставалась открытой. Поместите пакет в микроволновую печь и нагрейте на высокой температуре в течение 2 минут.
Достаньте пакет из микроволновой печи. Будьте осторожны — будет жарко! Закройте пакет на молнии и оберните его другим влажным полотенцем.
Приложите самодельную грелку к больному месту. Нагрев должен длиться около 20 минут.
Как и у большинства людей, у вас в доме наверняка есть ящик для носков-сирот. Что ж, теперь ты можешь найти хорошее применение этим одиноким носкам! Если у вас возникают проблемы с болью в шее и плече, вам понадобится только носок и немного риса. Эта прокладка работает лучше всего, если вы используете носки большего размера, например, трубчатые.
Пошаговая инструкция
Наполните носок рисом.Оставьте достаточно места наверху, чтобы вы могли закрыть отверстие, либо зашив его, либо связав резинкой или шнурком — в основном все, что, по вашему мнению, может удерживать рис.
Включите в микроволновую печь на 2 минуты.
Достаньте из микроволновки (опять же осторожно, будет жарко). Нанесите на шею или плечо. Если вам нужно больше времени, когда грелка остыла, снова поставьте в микроволновую печь на 1 минуту и снова нанесите.
Изготовление собственной грелки рентабельно и безопаснее, чем использование электрической грелки.Это также избавит вас от поездки в магазин, когда вам слишком больно, чтобы выйти из дома. Запишитесь на прием к врачу, если боль в мышцах и суставах не проходит в течение нескольких дней.
Обязательно следуйте инструкциям по использованию электрической грелки, чтобы избежать ожогов, поражения электрическим током и возгорания. Никогда не используйте грелку на:
младенцах
людях с диабетом
людях, перенесших инсульт
людях с пониженной способностью ощущать боль
.
Как работают радиаторы | HowStuffWorks
Тепло может передаваться тремя способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. Проводимость — это способ передачи тепла в твердом теле и, следовательно, способ его передачи в радиаторе. Проводимость возникает, когда два объекта с разной температурой вступают в контакт друг с другом. В точке встречи двух объектов более быстро движущиеся молекулы более теплого объекта врезаются в более медленные молекулы более холодного объекта.Когда это происходит, более быстрые молекулы от более теплого объекта передают энергию более медленным молекулам, которые, в свою очередь, нагревают более холодный объект. Этот процесс известен как теплопроводность , — это то, как радиаторы отводят тепло от процессора компьютера.
Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который служит проводником тепла, отводящим тепло от процессора. Однако у каждого типа металла есть свои плюсы и минусы. Во-первых, каждый металл имеет разный уровень теплопроводности.Чем выше теплопроводность металла, тем эффективнее он передает тепло.
Объявление
Одним из наиболее распространенных металлов, используемых в радиаторах, является алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт на Кельвин на метр (Вт / м · К). (Число теплопроводности, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше показатель теплопроводности металла, тем больше тепла может проводить металл.) Алюминий также дешев в производстве и имеет небольшой вес. Когда прикреплен радиатор, его вес создает определенную нагрузку на материнскую плату, для которой материнская плата предназначена. Тем не менее, легкий алюминиевый корпус полезен тем, что добавляет небольшой вес и нагрузку на материнскую плату.
Медь — один из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов. Медь имеет очень высокую теплопроводность — 400 Вт / мК. Однако он тяжелее алюминия и дороже.Но для операционных систем, требующих значительного отвода тепла, часто используется медь.
Так куда же девается тепло, когда оно отводится от процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и выходит из компьютера. У большинства компьютеров также есть дополнительный вентилятор, установленный непосредственно над радиатором, чтобы помочь должным образом охладить процессор. Радиаторы с этими дополнительными вентиляторами называются активными радиаторами , а радиаторы с одним вентилятором называются пассивными радиаторами** .Самым распространенным вентилятором является корпусный вентилятор , который забирает холодный воздух снаружи компьютера и продувает его через компьютер, вытесняя горячий воздух сзади.
.

Published by alexxlab

View all posts by alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ