Izmjenjivač topline za grijanje je najvažnija komponenta svakog kotla. "Život" jedinice za grijanje ovisi o njegovoj izvedbi. Pogledajmo koji će izmjenjivač topline za sustav grijanja osigurati učinkovito funkcioniranje kotla i produžiti mu vijek trajanja.
Koji su agregati ove kategorije?
Pločasti izmjenjivač topline za grijanje je tehnički složen sustav koji prenosi energiju između toplog i hladnog rashladnog sredstva. U praksi se za to koriste tekućine i pare, rjeđe plinovi, čvrste baze.
Drugim riječima, izmjenjivač topline za grijanje je uređaj koji nema vlastiti izvor topline, a njegovu funkcionalnost osigurava energija koja dolazi iz centraliziranog sustava grijanja. Odnosno, kotao ili štednjak po definiciji ne pripada jedinicama ove kategorije. Međutim, klupa ili štit koji reflektira toplinu dimnih plinova iz peći mogu se smatrati primjerima izmjenjivača topline, jer zagrijavaju zrak u prostoriji.
Učinkovitost prijenosa energije ovdje ovisi o sljedećem:
- Razlike u temperaturi između okruženja (prisutnost značajne razlike uzrokuje impresivniji prijenos energije).
- Područje kontakta pojedinih medija s izmjenjivačem topline.
- Pokazatelji toplinske vodljivosti građevinskih materijala.
Zapravo, izmjenjivač topline za toplu vodu iz grijanja može biti predstavljen bilo kojom cijevi koja se koristi za prijenos određenog radnog medija, čija je temperatura drugačija od temperature okolnog prostora.
Vrste
Jedan od odlučujućih kriterija pri odabiru izmjenjivača topline određenog plana nije samo priroda rashladnog sredstva, već i njegova kvaliteta. Ako se kao radni medij treba koristiti omekšana ili kemijski pročišćena voda, bolje je dati prednost lemljenim pločastim strukturama. Isto vrijedi i za korištenje rashladnih tekućina koje ne ostavljaju nikakve naslage na zidovima konstrukcije, kao što su alkohol, freon ili etilen glikol.
Kada je riječ o velikim grijanjima, kao što su kotlovnice, ovdje se najčešće može vidjeti izmjenjivač topline za toplu vodu iz sklopivog tipa grijanja. Korištenje takvih rješenja može se objasniti prisutnošću nekvalitetnog radnog okruženja, koje se koristi u centraliziranim mrežama grijanja.
Jednostavnost dizajna sklopivih lamelnih jedinica doprinosi njihovom praktičnom održavanju, posebice brzom rastavljanju tijekompotreba za uklanjanjem kamenca iz unutarnjih kanala. U isto vrijeme, čak i neiskusni majstori mogu zamijeniti dijelove takvog izmjenjivača topline, bilo da se radi o prirubnicama ili ventilima.
Prema načinu prijenosa energije vrijedi istaknuti miješanje i površinski izmjenjivač topline za grijanje. Prvi radi po principu raspodjele energije u izravnom kontaktu između pojedinih nosača topline. Drugi tip prenosi energiju kroz ploče bez izravnog kontakta između radnog medija.
Ako je potrebno koristiti izmjenjivač topline za grijanje kao element za grijanje vode u bazenu ili kao hladnjak u industrijskim instalacijama, preporuča se korištenje pločastih i lemljenih jedinica u tu svrhu. Takvi dizajni omogućuju brzo postizanje najučinkovitijeg prijenosa topline između dvije tekućine.
Materijal
Izmjenjivač topline za grijanje kuće može biti izrađen od čeličnih ili lijevano željeznih ploča, spojenih lemljenjem bakrenim ili nikalnim lemom. Konstrukcije lemljene bakrom uobičajene su u centraliziranim sustavima grijanja. Istovremeno, sustavi čiji su elementi povezani pomoću nikla uglavnom se koriste za zadovoljavanje potreba industrijskih područja i, po potrebi, za rad s kemijski agresivnim okruženjima.
Ljevano željezo
Dajući prednost izmjenjivačima topline od lijevanog željeza, obratite pažnju na nekoliko točaka:
- Dovoljno impresivna težinamora se uzeti u obzir pri izradi projekta za uređenje kotlovnice. Što se tiče uvođenja takvih konstrukcija u sustav grijanja privatne kuće, potonje se treba razlikovati po malom volumenu sekcija, minimalnom broju dimnih kanala koji se koriste za pomicanje produkata izgaranja.
- Jedinice od lijevanog željeza odlikuju se mogućnošću transporta u sekcijama u rastavljenom obliku, što postaje prikladno za ugradnju i naknadno održavanje.
- Unatoč težini, materijal je prilično krhak. Stoga, tijekom transporta i ugradnje treba izbjegavati mehaničke utjecaje na konstrukcijske elemente. Još jedna opasnost je toplinski šok. Ako se impresivan volumen hladnog radnog medija naglo stavi u jedinicu koja se nije ohladila, zidovi izmjenjivača topline mogu popucati.
- Lijevano željezo je osjetljivo i na mokru i na suhu koroziju. Prvi nastaje kao rezultat izlaganja materijalu kiselog kondenzata. Drugi polako prekriva površinu strukture u obliku hrđe filma dok se koristi. Budući da izmjenjivači topline za grijanje privatne kuće od lijevanog željeza imaju debele zidove, ovi procesi mogu potrajati mnogo godina.
- Takvi se sustavi zagrijavaju dugo, ali se iznimno sporo hlade, što značajno smanjuje potrošnju goriva i povećava učinkovitost grijanja prostora.
čelik
Prisutnost čeličnog "srca" ne dovodi do značajnog ponderiranja sustava. Stoga je izmjenjivač topline vode za grijanje izrađen od ovog materijala čestokoristi se za servisiranje velikih površina.
Što se tiče jednostavnosti ugradnje čelične konstrukcije, konačna montaža, za razliku od jedinica od lijevanog željeza, odvija se u tvornici. Jednodijelni monoblok prilično je teško unijeti u skučenu sobu. Osim toga, tvornička montaža komplicira popravak i održavanje sustava.
Instalirani čelični izmjenjivač topline u peći za grijanje, koji je ozbiljno oštećen, gotovo je nemoguće vratiti u život kod kuće. Morate ili posegnuti za potpunom demontažom sustava i poslati ga u industrijsku radionicu na popravak, ili se riješiti strukture zamjenom.
Istovremeno, vodeni izmjenjivač topline za grijanje izrađen od čelika ne boji se ni toplinskog udara ni značajnog mehaničkog naprezanja. Materijal ima visoku stopu elastičnosti i stoga se dobro nosi s naglim promjenama temperature. Međutim, dugotrajno izlaganje ekstremnoj hladnoći ili toplini može uzrokovati male pukotine u zavarenim spojevima.
Ako govorimo o sposobnosti otpornosti na koroziju, čelični izmjenjivač topline podliježe samo elektrokemijskim utjecajima. Posebno brzo, s produljenim kontaktom s agresivnim medijima, tanke stijenke korodira hrđa. Istodobno, vijek trajanja sustava može se sustavno smanjiti za 5 do 15 godina. Na temelju toga, proizvođači često prekrivaju unutarnje zidove čeličnih izmjenjivača topline lijevanim željezom.
Sustavi napravljeni od ovog materijala zagrijavaju se gotovo trenutno i jednako brzo se hlade. Unatoč očitoj pogodnosti, ako je potrebnobrzo zagrijavanje prostora, ovo svojstvo ima negativnu stranu, negativnu stranu. Dakle, učinak zamora metala u određenim dijelovima konstrukcije može dovesti do manjih oštećenja.
Kako izračunati izmjenjivač topline?
Uradi sam kalkulacije jedno su od najčešćih pitanja potrošača. Zapravo, iznimno je teško nositi se sa zadatkom, jer proizvođači izmjenjivača topline pokušavaju sakriti tajne vlastitog razvoja od autsajdera, uključujući korisnike.
Zbog gore navedenog razloga postaje teško saznati stvarnu potrošnju energije prijenosa topline. Ako je ovaj pokazatelj namjerno nizak, u skladu s tim, učinkovitost izmjenjivača topline neće biti dovoljna da zadovolji postojeće potrebe.
Za povećanje performansi sustava često je potrebno instalirati glomazne jedinice. No, kako bi se smanjio broj korištenih ploča izmjenjivača topline, dovoljno je koristiti poseban program za proračun koji ima svaki ozbiljan proizvođač opreme za grijanje.
Izmjenjivači topline za grijanje vlastitim rukama
Kako napraviti učinkovit dizajn koji će se nositi s funkcijama prijenosa topline vlastitim rukama? Da biste to učinili, dovoljno je vratiti se na definiciju koja je tipična za uređaje ove kategorije. Ispada da je za sastavljanje jednostavnog izmjenjivača topline dovoljno uzeti metalnu cijevodređene dužine, smotajte ga u kolut i stavite u posudu napunjenu vodom.
Izvođenjem izlaza i ulaza cijevi van, moguće je dobiti funkcionalan dizajn koji će grijati ili hladiti radnu tekućinu, ovisno o postojećoj potrebi.
Izmjenjivač topline s vodenim omotačem
Pored serpentinskog sustava, možete napraviti vlastiti izmjenjivač topline, poznat kao "vodeni plašt". Takvi sustavi rade na temelju principa distribucije energije između nekoliko zatvorenih spremnika smještenih jedan u drugi.
Izmjena topline prema ovom principu uspješno se koristi u malim kotlovima na kruta goriva. Unatoč općoj jednostavnosti dizajna, nedostatak takvih sustava je prisutnost relativno niskog radnog tlaka, za koji su ove jedinice dizajnirane. Osim toga, proizvodnju izmjenjivača topline koji rade na principu "vodenog plašta" treba obaviti iskusni zavarivač. Prilično je problematično dizajnirati i sastaviti takav sustav od improviziranih materijala bez odgovarajućih vještina.
Cijevni izmjenjivač topline
Vjerojatno najteža od svih opcija dostupnih za samostalnu proizvodnju je sustav koji se zove "tube board". Ova je definicija dodijeljena domaćim izmjenjivačima topline koji sadrže znatnu količinu proširenih spojeva cijevi.
Takve jedinice su predstavljene u obliku tri zatvorena spremnika. Dvije od njih su postavljene na suprotne rubove strukture i povezanemetalni vodiči radnog medija, koji su na krajevima takvih posuda rašireni. Izmjena topline vrši se u trećem - srednjem - dijelu zbog kretanja tekućeg radnog medija između spremnika kroz cijevi.
Traženje alternativnih rješenja
Ako ne postoji način da sami sastavite izmjenjivač topline gore navedenim metodama, možete pokušati pronaći materijale za izradu budućeg sustava u vlastitom ormaru ili na odlagalištu otpada. Na primjer, stari grijani držač za ručnike bio bi izvrsno rješenje za stvaranje uređaja u obliku svitka. Svaki kućni radijator koji ne propušta također će raditi.
Što se tiče korištenja radijatora iz auto peći, zapravo se mogu odmah koristiti kao grijaći element kombiniranjem pojedinačnih jedinica s adapterima za povećanje površine izmjene topline.
Na temelju starog bojlera može se stvoriti učinkovit uređaj. U ovom slučaju ne morate gotovo ništa ponavljati.
Na kraju
Kao što vidite, princip rada izmjenjivača topline je svugdje približno isti. Ovisno o radnim uvjetima, takve jedinice mogu raditi i za grijanje i za hlađenje radnog medija: plina, tekućine ili krute tvari.
Pri odabiru tvorničkog rješenja puno ovisi o zadacima koji su dodijeljeni izmjenjivaču topline, a u slučaju samomontaže, o inženjerskoj mašti majstora.
