Ο εναλλάκτης θερμότητας για θέρμανση είναι το πιο σημαντικό συστατικό οποιουδήποτε λέβητα. Η "ζωή" της μονάδας θέρμανσης εξαρτάται από την απόδοσή της. Ας δούμε ποιος εναλλάκτης θερμότητας για το σύστημα θέρμανσης θα εξασφαλίσει την αποτελεσματική λειτουργία του λέβητα και θα παρατείνει τη διάρκεια ζωής του.
Ποια είναι τα συγκεντρωτικά στοιχεία αυτής της κατηγορίας;
Ένας εναλλάκτης θερμότητας πλάκας για θέρμανση είναι ένα τεχνικά πολύπλοκο σύστημα που μεταφέρει ενέργεια μεταξύ ζεστού και κρύου ψυκτικού. Στην πράξη, για αυτό χρησιμοποιούνται υγρά και ατμοί, λιγότερο συχνά αέρια, στερεές βάσεις.
Με άλλα λόγια, ένας εναλλάκτης θερμότητας για θέρμανση είναι μια συσκευή που δεν έχει δική της πηγή θερμότητας και η λειτουργικότητά της παρέχεται από ενέργεια που προέρχεται από ένα κεντρικό σύστημα θέρμανσης. Δηλαδή, ένας λέβητας ή μια σόμπα δεν ανήκει εξ ορισμού στις μονάδες αυτής της κατηγορίας. Ωστόσο, ένας πάγκος ή μια ασπίδα που αντανακλά τη θερμότητα των καυσαερίων από τη σόμπα μπορεί να θεωρηθεί παράδειγμα εναλλάκτη θερμότητας, καθώς θερμαίνει τον αέρα στο δωμάτιο.
Η απόδοση μεταφοράς ισχύος εδώ εξαρτάται από τα εξής:
- Διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ περιβαλλόντων (η παρουσία σημαντικής διαφοράς προκαλεί πιο εντυπωσιακή μεταφορά ενέργειας).
- Η περιοχή επαφής μεμονωμένων μέσων με εναλλάκτη θερμότητας.
- Δείκτες θερμικής αγωγιμότητας δομικών υλικών.
Στην πραγματικότητα, ένας εναλλάκτης θερμότητας για ζεστό νερό από θέρμανση μπορεί να αντιπροσωπεύεται από οποιονδήποτε σωλήνα που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ενός συγκεκριμένου μέσου εργασίας, το οποίο έχει θερμοκρασία διαφορετική από αυτή του περιβάλλοντος χώρου.
Τύποι
Ένα από τα καθοριστικά κριτήρια κατά την επιλογή ενός εναλλάκτη θερμότητας συγκεκριμένου σχεδίου δεν είναι μόνο η φύση του ψυκτικού, αλλά και η ποιότητά του. Εάν η χρήση μαλακωμένου ή χημικά καθαρισμένου νερού υποτίθεται ότι χρησιμοποιείται ως μέσο εργασίας, είναι προτιμότερο να προτιμάτε τις δομές πλάκας με χαλκοσυγκόλληση. Το ίδιο ισχύει και για τη χρήση ψυκτικών που δεν αφήνουν εναποθέσεις στα τοιχώματα της κατασκευής, όπως αλκοόλη, φρέον ή αιθυλενογλυκόλη.
Όταν πρόκειται για σημεία θέρμανσης μεγάλης κλίμακας, όπως λεβητοστάσια, εδώ μπορείτε συχνότερα να δείτε έναν εναλλάκτη θερμότητας για ζεστό νερό από έναν πτυσσόμενο τύπο θέρμανσης. Η χρήση τέτοιων λύσεων μπορεί να εξηγηθεί από την παρουσία ενός περιβάλλοντος εργασίας χαμηλής ποιότητας, το οποίο χρησιμοποιείται σε κεντρικά δίκτυα θέρμανσης.
Η απλότητα του σχεδιασμού των πτυσσόμενων ελασματοειδών μονάδων συμβάλλει στην άνετη συντήρησή τους, ιδιαίτερα στη γρήγορη αποσυναρμολόγηση κατά τη διάρκειατην ανάγκη αφαίρεσης αλάτων από τα εσωτερικά κανάλια. Ταυτόχρονα, ακόμη και άπειροι τεχνίτες μπορούν να αντικαταστήσουν τα μέρη ενός τέτοιου εναλλάκτη θερμότητας, είτε πρόκειται για φλάντζες είτε για βαλβίδες.
Σύμφωνα με τη μέθοδο μεταφοράς ενέργειας, αξίζει να επισημάνουμε τον εναλλάκτη θερμότητας ανάμειξης και επιφάνειας για θέρμανση. Το πρώτο λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή της διανομής ενέργειας σε άμεση επαφή μεταξύ μεμονωμένων φορέων θερμότητας. Ο δεύτερος τύπος μεταφέρει ενέργεια μέσω των πλακών χωρίς άμεση επαφή μεταξύ των μέσων εργασίας.
Εάν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση ως στοιχείο για τη θέρμανση του νερού σε πισίνα ή ως ψύκτη σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, συνιστάται η χρήση πλακών και συγκολλημένων μονάδων για το σκοπό αυτό. Τέτοια σχέδια επιτρέπουν τη γρήγορη επίτευξη της πιο αποτελεσματικής μεταφοράς θερμότητας μεταξύ δύο ρευστών.
Υλικά
Ένας εναλλάκτης θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού μπορεί να κατασκευαστεί από χάλυβα ή πλάκες από χυτοσίδηρο, που συνδέονται με συγκόλληση με συγκόλληση χαλκού ή νικελίου. Οι χάλκινες δομές είναι κοινές στα κεντρικά συστήματα θέρμανσης. Ταυτόχρονα, συστήματα, τα στοιχεία των οποίων συνδέονται με χρήση νικελίου, χρησιμοποιούνται κυρίως για την κάλυψη των αναγκών των βιομηχανικών περιοχών και, εάν είναι απαραίτητο, για εργασία με χημικά επιθετικά περιβάλλοντα.
Χυτοσίδηρος
Δίνοντας προτίμηση στους εναλλάκτες θερμότητας από χυτοσίδηρο, θα πρέπει να δώσετε προσοχή σε μερικά σημεία:
- Αρκετά εντυπωσιακό βάρος πουπρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την ανάπτυξη ενός έργου για τη διευθέτηση ενός λεβητοστασίου. Όσον αφορά την εισαγωγή τέτοιων δομών στο σύστημα θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας, το τελευταίο θα πρέπει να διακρίνεται από έναν μικρό όγκο τμημάτων, έναν ελάχιστο αριθμό καναλιών καπνού που χρησιμοποιούνται για τη μετακίνηση προϊόντων καύσης.
- Οι μονάδες από χυτοσίδηρο διακρίνονται από τη δυνατότητα τμηματικής μεταφοράς σε αποσυναρμολογημένη μορφή, η οποία γίνεται βολική για εγκατάσταση και μετέπειτα συντήρηση.
- Παρά το βάρος, το υλικό είναι αρκετά εύθραυστο. Επομένως, κατά τη μεταφορά και την εγκατάσταση, θα πρέπει να αποφεύγονται οι μηχανικές επιδράσεις στα δομικά στοιχεία. Ένας άλλος κίνδυνος είναι το θερμικό σοκ. Εάν ένας εντυπωσιακός όγκος ψυχρού μέσου εργασίας τοποθετηθεί απότομα στη μονάδα που δεν έχει κρυώσει, τα τοιχώματα του εναλλάκτη θερμότητας μπορεί να ραγίσουν.
- Ο χυτοσίδηρος είναι ευαίσθητος τόσο σε υγρή όσο και σε ξηρή διάβρωση. Το πρώτο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της έκθεσης στο υλικό του συμπυκνώματος οξέος. Το δεύτερο καλύπτει αργά την επιφάνεια της κατασκευής με τη μορφή φιλμ σκουριάς καθώς χρησιμοποιείται. Δεδομένου ότι οι εναλλάκτες θερμότητας για τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας από χυτοσίδηρο έχουν χοντρούς τοίχους, αυτές οι διαδικασίες μπορεί να διαρκέσουν πολλά χρόνια.
- Τέτοια συστήματα θερμαίνονται για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά ψύχονται εξαιρετικά αργά, γεγονός που μειώνει σημαντικά την κατανάλωση καυσίμου και αυξάνει την απόδοση της θέρμανσης χώρου.
Χάλυβας
Η παρουσία μιας χαλύβδινης «καρδιάς» δεν οδηγεί σε σημαντική στάθμιση του συστήματος. Ως εκ τούτου, ένας εναλλάκτης θερμότητας νερού για θέρμανση που κατασκευάζεται από αυτό το υλικό είναι συχνάχρησιμοποιείται για την εξυπηρέτηση μεγάλων περιοχών.
Όσον αφορά την ευκολία εγκατάστασης της μεταλλικής κατασκευής, η τελική συναρμολόγηση, σε αντίθεση με τις μονάδες από χυτοσίδηρο, πραγματοποιείται στο εργοστάσιο. Το μονομπλόκ ενός κομματιού είναι αρκετά δύσκολο να το φέρεις σε ένα στενό δωμάτιο. Επιπλέον, η εργοστασιακή συναρμολόγηση περιπλέκει την επισκευή και τη συντήρηση του συστήματος.
Ο εγκατεστημένος εναλλάκτης θερμότητας από χάλυβα στον κλίβανο θέρμανσης, ο οποίος έχει υποστεί σοβαρή ζημιά, είναι σχεδόν αδύνατο να ξαναζωντανέψει στο σπίτι. Είτε πρέπει να καταφύγετε στην πλήρη αποσυναρμολόγηση του συστήματος και να το στείλετε στο βιομηχανικό συνεργείο για επισκευή ή να απαλλαγείτε από τη δομή αντικαθιστώντας το.
Ταυτόχρονα, ένας εναλλάκτης θερμότητας νερού για θέρμανση από χάλυβα δεν φοβάται ούτε θερμικό σοκ ούτε σημαντική μηχανική καταπόνηση. Το υλικό έχει υψηλό ποσοστό ελαστικότητας και επομένως αντιμετωπίζει καλά τις απότομες αλλαγές θερμοκρασίας. Ωστόσο, η παρατεταμένη έκθεση σε υπερβολικό κρύο ή ζέστη μπορεί να προκαλέσει μικρές ρωγμές στις συγκολλήσεις.
Αν μιλάμε για την ικανότητα αντίστασης στη διάβρωση, ο χαλύβδινος εναλλάκτης θερμότητας υπόκειται μόνο σε ηλεκτροχημικές επιδράσεις. Ιδιαίτερα γρήγορα, με παρατεταμένη επαφή με επιθετικά μέσα, τα λεπτά τοιχώματα διαβρώνονται από τη σκουριά. Ταυτόχρονα, η διάρκεια ζωής του συστήματος μπορεί να μειωθεί συστηματικά κατά 5 έως 15 χρόνια. Με βάση αυτό, οι κατασκευαστές συχνά καλύπτουν τα εσωτερικά τοιχώματα των εναλλάκτη θερμότητας από χάλυβα με χυτοσίδηρο.
Τα συστήματα από αυτό το υλικό θερμαίνονται σχεδόν αμέσως και κρυώνουν το ίδιο γρήγορα. Παρά την προφανή ευκολία, αν χρειαστείταχεία θέρμανση χώρου, αυτό το ακίνητο έχει ένα μειονέκτημα, μια αρνητική πλευρά. Έτσι, η επίδραση της μεταλλικής κόπωσης σε ορισμένα τμήματα της κατασκευής μπορεί να οδηγήσει σε μικρές ζημιές.
Πώς να υπολογίσετε τον εναλλάκτη θερμότητας;
Οι υπολογισμοί «Φτιάξτο μόνος σου» είναι μία από τις πιο συνηθισμένες ερωτήσεις των καταναλωτών. Στην πραγματικότητα, είναι εξαιρετικά δύσκολο να αντεπεξέλθουμε στο έργο, καθώς οι κατασκευαστές εναλλάκτη θερμότητας προσπαθούν να κρύψουν τα μυστικά των δικών τους εξελίξεων από εξωτερικούς, συμπεριλαμβανομένων των χρηστών.
Για τον παραπάνω λόγο, καθίσταται δύσκολο να μάθουμε την πραγματική κατανάλωση ενέργειας της μεταφοράς θερμότητας. Αν αυτός ο δείκτης είναι εσκεμμένα χαμηλός, κατά συνέπεια, η απόδοση του εναλλάκτη θερμότητας θα είναι ανεπαρκής για να καλύψει τις υπάρχουσες ανάγκες.
Για να αυξήσετε την απόδοση του συστήματος, είναι συχνά απαραίτητο να εγκαταστήσετε ογκώδεις μονάδες. Ωστόσο, για να μειωθεί ο αριθμός των χρησιμοποιούμενων πλακών εναλλάκτη θερμότητας, αρκεί να χρησιμοποιήσετε ένα ειδικό πρόγραμμα υπολογισμού που διαθέτει κάθε σοβαρός κατασκευαστής εξοπλισμού θέρμανσης.
Εναλλάκτες θερμότητας για θέρμανση με τα χέρια σας
Πώς να φτιάξετε ένα αποτελεσματικό σχέδιο που θα αντεπεξέρχεται στις λειτουργίες μεταφοράς θερμότητας με τα χέρια σας; Για να γίνει αυτό, αρκεί να επιστρέψουμε στον ορισμό που είναι τυπικός για συσκευές αυτής της κατηγορίας. Αποδεικνύεται ότι για να συναρμολογήσετε έναν απλό εναλλάκτη θερμότητας, αρκεί να πάρετε έναν μεταλλικό σωλήναένα συγκεκριμένο μήκος, τυλίξτε το σε ένα δαχτυλίδι και τοποθετήστε το σε ένα δοχείο γεμάτο με νερό.
Φέρνοντας την έξοδο και την είσοδο του σωλήνα έξω, είναι δυνατό να αποκτήσετε έναν λειτουργικό σχεδιασμό που είτε θα θερμαίνει είτε θα ψύχει το υγρό εργασίας, ανάλογα με την υπάρχουσα ανάγκη.
Εναλλάκτης θερμότητας με τζάκετ νερού
Εκτός από το σερπεντινικό σύστημα, μπορείτε να φτιάξετε τον δικό σας εναλλάκτη θερμότητας, γνωστό ως «νεροτζάκετ». Τέτοια συστήματα λειτουργούν με βάση την αρχή της κατανομής ενέργειας μεταξύ πολλών σφραγισμένων δοχείων τοποθετημένων το ένα στο άλλο.
Η ανταλλαγή θερμότητας σύμφωνα με αυτήν την αρχή χρησιμοποιείται με επιτυχία σε μικρού μεγέθους λέβητες στερεών καυσίμων. Παρά τη γενική απλότητα του σχεδιασμού, το μειονέκτημα τέτοιων συστημάτων είναι η παρουσία μιας σχετικά χαμηλής πίεσης λειτουργίας, για την οποία έχουν σχεδιαστεί αυτές οι μονάδες. Επιπλέον, η κατασκευή εναλλάκτη θερμότητας που λειτουργούν με την αρχή του "υδατικού μανδύα" θα πρέπει να πραγματοποιείται από έμπειρο συγκολλητή. Είναι μάλλον προβληματικό να σχεδιάζετε και να συναρμολογείτε ένα τέτοιο σύστημα από αυτοσχέδια υλικά χωρίς να έχετε τις κατάλληλες δεξιότητες.
Εναλλάκτης θερμότητας σανίδας σωλήνα
Πιθανώς η πιο δύσκολη από όλες τις διαθέσιμες επιλογές για αυτοκατασκευή είναι ένα σύστημα που ονομάζεται "σανίδα σωλήνα". Αυτός ο ορισμός έχει εκχωρηθεί σε οικιακούς εναλλάκτες θερμότητας που περιέχουν σημαντικό αριθμό διαστελλόμενων συνδέσεων σωλήνων.
Τέτοιες μονάδες παρουσιάζονται με τη μορφή τριών σφραγισμένων δοχείων. Δύο από αυτά τοποθετούνται σε απέναντι άκρα της δομής και συνδέονταιμεταλλικοί αγωγοί του μέσου εργασίας, οι οποίοι φουσκώνουν στα άκρα τέτοιων δοχείων. Η ανταλλαγή θερμότητας πραγματοποιείται στο τρίτο - μεσαίο - τμήμα λόγω της κίνησης του υγρού μέσου εργασίας μεταξύ των δεξαμενών μέσω των σωλήνων.
Αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων
Εάν δεν υπάρχει τρόπος αυτοσυναρμολόγησης του εναλλάκτη θερμότητας χρησιμοποιώντας τις παραπάνω μεθόδους, μπορείτε να προσπαθήσετε να βρείτε υλικά για την κατασκευή του μελλοντικού συστήματος στη δική σας ντουλάπα ή σε χώρο υγειονομικής ταφής. Για παράδειγμα, μια παλιά θερμαινόμενη ράγα για πετσέτες θα ήταν μια εξαιρετική λύση για τη δημιουργία μιας συσκευής με τη μορφή πηνίου. Κάθε οικιακό καλοριφέρ που δεν έχει διαρροή θα λειτουργήσει επίσης.
Όσον αφορά τη χρήση καλοριφέρ από σόμπες αυτοκινήτων, στην πραγματικότητα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αμέσως ως θερμαντικό στοιχείο συνδυάζοντας μεμονωμένες μονάδες με αντάπτορες για αύξηση της περιοχής ανταλλαγής θερμότητας.
Μια αποτελεσματική συσκευή μπορεί να δημιουργηθεί με βάση έναν παλιό θερμοσίφωνα. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν χρειάζεται καν να ξανακάνετε σχεδόν τίποτα.
Στο τέλος
Όπως μπορείτε να δείτε, η αρχή λειτουργίας των εναλλάκτη θερμότητας είναι περίπου η ίδια παντού. Ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας, τέτοιες μονάδες μπορούν να λειτουργήσουν τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη του μέσου εργασίας: αέριο, υγρό ή στερεό.
Όταν επιλέγετε μια εργοστασιακή λύση, πολλά εξαρτώνται από τις εργασίες που έχουν ανατεθεί στον εναλλάκτη θερμότητας και στην περίπτωση της αυτοσυναρμολόγησης, από τη μηχανική φαντασία του πλοιάρχου.
