Теплообменный аппарат для горячей воды от теплоснабжения собственными руками
Теплообменный аппарат для горячей воды от теплоснабжения в личном доме: из чего и как выполнить собственными руками
Теплообменный аппарат для горячей воды – незаменяемый компонент в системе обогрева личного дома. Собственно он передает тепло холодной воде, таким образом нагревая ее и обеспечивая жильцов бесперебойным горячим водообеспечением. От рабочие продуктивности теплообменного аппарата напрямую будет зависеть не только комфорт членов семьи, но и долговечность обогревателей, благодаря этому крайне важно, чтобы аппарат был сделан качественно. Ввиду этого многие спрашивают: нужно ли мастерить теплообменный аппарат собственными руками или лучше не идти на риск и приобрести уже готовый? Первый вариант, разумеется, труднее, однако он вполне реализуем, если подробно разобраться, как выполнить теплообменный аппарат: материалы, особенности конструкции, монтаж – про все это и не только пойдёт речь дальше.
Специфики и функции теплообменного аппарата
Перед тем как рассматривать главные моменты изготовления и монтажного процесса теплообменного аппарата для горячей воды, далеко не лишним будет выяснить, что же представляет собой данный аппарат и зачем он необходим.
Теплообменный аппарат – техническое устройство, объединяющее между собой два носителя тепла: холодный и горячий. В основном, он имеет вид обыкновенной трубной конструкции. Между носителями беспрерывно выполняется теплопередача – от холодного к горячему, вследствие чего дом и обеспечивается горячей водой. Причем у теплообменного аппарата нет своего теплового источника – он применяет энергию, поступающую от отопительной системы.
Подобным образом, основная функция агрегата – разогрев холодной воды и получение на выходе горячей. Результативность выполнения данной функции зависит от трех факторов:
- разница температур между 2-мя тепловыми носителями;
- размеры теплообменного аппарата и, поэтому, площадь контакта носителей;
- материал, из которого выполнен теплообменный аппарат.
Пластинчатый теплообменный аппарат
Последний фактор важен не только в плане эффективности агрегата, но также и в вопросе его изготовления и монтажного процесса. Для выполнения теплообменного аппарата может применяться пластик, сталь и чугун. Первый материал не всегда продуктивен ввиду собственной невысокой теплопроводимости. Что же касается выбора между сталью и чугуном, то тут следует сопоставить характеристики 2-ух материалов, чтобы определиться с более приемлемым.
Теплообменник сделанный из чугуна
Плюсы тепловых агрегатов из чугуна:
- Большая проводимость тепла – чугунные детали быстро греются и эффектно передают тепло от одного носителя к иному.
- Медлительное остывание – чугунные теплообменные аппараты длительное время охлаждаются, что позволяет сэкономить на работе системы отопления.
- Долговечность – чугун устойчив к влиянию слабых кислот и к появлению накипи, благодаря этому он менее подвержен ржавчине, чем многие иные металлы, что и обеспечивает большой служебный срок теплообменного аппарата.
- Возможность увеличения практичности – уже после того как произошла установка агрегата к нему можно нарастить новые чугунные части, таким образом повысив мощность теплового оборудования.
Минусы чугунных трубных змеевиков:
- Массивность – чугунные агрегаты выделяются большим весом, что затрудняет их эксплуатацию и обслуживание. При этом, чем выше масса теплообменного аппарата, тем выше его мощность.
Совет. Непременно нужно учесть вес чугунного теплового прибора при подборе места чтобы его установить – главное, чтобы монтажное основание было достаточно крепким.
- Хрупкость – не обращая внимания на тяжелый вес, агрегаты из чугуна боятся механических ударов: они быстренько обзаводятся трещинами, сколами и прочими деформациями.
- Невысокая стойкость к перепадам температур – хоть чугун и может выдержать максимально большие температуры, от резких термических перемен на поверхности теплообменного аппарата могут возникать трещины, что опасно существенным снижением его работоспособности.
Теплообменный аппарат из стали
Плюсы приборов из стали:
- Очень высокая проводимость тепла – как и чугун, сталь быстро нагревается и прекрасно передает тепло холодному носителю.
- Невысокий вес – теплообменные аппараты из стали не отягчают общую систему обогрева, благодаря этому их можно применять для оснащения горячего водообеспечения в домах большой площади.
- Устойчивость к ударам – стальные конструкции самые крепкие, благодаря этому их не ненавредят повреждения от механических факторов.
- Стойкость к термическим переменам – сталь без последствий выдержит сильные температурные изменения в середине системы.
Минусы теплообменных аппаратов из стали:
- Чувствительность к коррозии – для стали свойственна невысокая стойкость к кислотным средам, что существенно уменьшает эксплуатационный период теплообменного аппарата.
- Невозможность увеличить мощность прибора путем добавки новых секций.
- Быстрое остывание – сталь быстро отдает температуру, что повышает издержки на горючее.
Совет. Для производства хорошего и долговечного теплообменного аппарата лучше всего применять трубы из стали выдерживающей жару диаметром не менее 32 мм и стенка имеет толщину 5 мм и более.
Изготовление теплообменного аппарата
Конструктивно теплообменные аппараты для горячей воды могут быть двух вариантов: внутренние и внешние. К первым относятся подкова и полотенцесушитель. Подкова довольно легка в применении, но не выделяется большой мощностью: для ее изготовления необходимо просто сварить две чугунные или трубы профильные – в результате вы получите аппарат с небольшой площадью контакта носителей и, поэтому, с меньшей мощностью нагрева поступающей холодной воды.
Самым хорошим решением внешнего теплообменного аппарата будет полотенцесушитель – он делается при помощи сварки нескольких труб: чем больше труб вы применяете, тем мощнее будет аппарат.
Внутренний теплообменный аппарат собой представляет бачок, в который помещается трубка, нагревающая поступающую в нее воду. Чтобы сделать подобный прибор собственными руками, вам потребуется:
- стальной бачка для воды;
- стальная или чугунная трубка;
- анод;
- регулятор мощности.
Изготовление теплообменного аппарата не занимает большое количество времени: скрутите трубку в спираль, зафиксируйте ее на стенках бачка, а потом сделайте в емкости два выхода: нижний – для холодной воды, верхний – для горячей.
Монтаж теплообменного аппарата
Когда все ингридиенты готовы, приступаем к процессу установки теплообменного аппарата. В случае с внешним агрегатом работа делается так:
- при входе и выходе сваренной конструкции порежьте резьбу;
- при помощи муфты соедините вход теплообменного аппарата с отопительной системой
- применяя подобную муфту, соедините выход теплообменного аппарата с трубой горячего водообеспечения.
Внутренний теплообменный аппарат устанавливается по такой схеме:
- вблизи отопительных батарей установите бачок с трубкой-термонагревателем;
- рядом с трубкой в середине бачка установите анод;
- через нижний выход проведите в бачок трубу системы отопления, а через верхний – трубу, которая будет забирать холодную воду.
Если хотите можете присоединить к нагревательной трубке регулятор мощности, а к нему – терморегулятор для управления температурой водонагрева.
Главное! Верх и низ стального бачка обязаны быть запаяны, чтобы остеречь попадание в емкость воздуха, который станет забирать температуру, приготовленную чтобы нагреть воду.
Как можно заметить, даже столь сложный аппарат системы обогрева, как теплообменный аппарат для горячей воды, вполне возможно соорудить и установить собственными руками. Главное – подробно рассчитать любой шаг: от подбора материала до финального подсоединения. Так что не нужно пренебрегать предложенной вам инструкцией – она поможет неошибиться в обеспечении своего дома безотказной горячей водой.
Как сделать теплообменный аппарат полотенцесушитель: видео
Теплообменный аппарат для системы обогрева: фото
Теплообменные аппараты собственными руками — как выполнить для отапливания
Теплообменный аппарат — сердце системы отопления, предназначается для теплопередачи по средам и обогревания помещения. Среда в системе может быть жидкой, паро – газообразной. Обычным устройством считается комнатный отопительный прибор с водным тепловым источником.
От промежуточного материала в системе, другими словами теплообменного аппарата, зависит степень проводимости тепла, отличные показатели проводимости у серебра и меди. Медь применяется, естественно, чаще. Теплопередача у нее практически в 8 раз больше, чем допустим, у стали, пластик в несколько раз еще хуже.
Рабочий принцип
Без медного теплообменного аппарата не может обойтись ни одна система отопления котлов. Рабочий принцип прост. Вода начинает циркулировать по змеевикам в трубах, нагревается, течет в трубопровод системы, в отопительные приборы, из которых идет назад назад, в уже остывшем виде.
В приватных домах теплообменный аппарат устанавливают в целях превращения печки в водогрейный котел. При самодельном устройстве главное не забыть учесть размер и форму, чтобы обменник комбинировался с размерами камеры печки.
К обменнику подключаются отопительные приборы, трубопровод, трубы греются одинаково, тепло делится по всему дому.
Минусы и плюсы
К явным преимуществам теплообменного аппарата можно отнести:
- простоту его изготовления и установки;
- теплоснабжение можно создать комбинированным, помимо обогревания установить гидравлическую систему отопления;
- горючее для устройства может быть разным: твёрдым, газо — жидкообразным;
- приборы прекрасны внешне, можно дать интерьеру государственный образ.
Минусов у теплообменного аппарата два:
- отсутствует автоматизированный контроль за нагревом носителя;
- КПД не очень высок.
Теплообменный аппарат с применением трубной доски
Виды трубных змеевиков
Теплообменные аппараты в зависимости от собственного назначения бывают охладительными и нагревательными:
- Охладительное устройство соприкасается с жидкостью или холодным газом, остужая при этом горячий тепловой носитель.
- Нагревательное устройство с разогретым газом, или жидкостью возвращает тепло циркулирующим потокам холодной жидкости, газа, происходит обмен.
Конструктивно теплообменные аппараты бывают:
- поверхностными, при контактах сред через переходную поверхность;
- регенеративными, при подаче к насадке то холодной, то горячей воды за счёт нагревания и охлаждения изменяется и поддерживается режим температур;
- смесительными, подача сред из одной в иную путем их смешивания.
Поверхностные теплообменные аппараты могут иметь разнообразную форму, бывают:
- пластинчатыми, состоящими из большинства пластин с проходящей жидкостью через их лабиринты;
- в виде змеевиков, тонких трубок, закрученных в спираль;
- труба в трубе, которые состоят из 2-ух трубок различных по диаметру и расположенных одна в другой.
Как выполнить обменник собственными руками
- Для теплообменного аппарата с емкостью понадобится бачок, пара трубок из меди. Можно применять сталь листового типа в толщину 2,5- 3 мм, сварить из нее резервуар необходимого объема.
- Установите емкость от пола не меньше 1 метра, от печи – не меньше 3 метров.
- Проделайте два отверстия с правой стороны, ближе к конструкции и слева — сверху.
- Подведите к печи нижний отвод, с возможностью наклона в 2- 3 градуса.
- Подсоедините отвод который находится сверху под угол в 20 гр., только назад.
- Врежьте в нижний отвод на выходе сливной кран из бачка.
- Внизу очередной сливной кран из всей системы.
- Необходимо проверить конструкцию, она обязана быть герметичной, можно наполнить водой и под не тяжёлым напором обнаружить области протечки, убрать их.
Сопутствующие материалы, инструменты чертежи
Для теплообменного аппарата необходимо выбрать:
- Емкость на 90 -110 литров.
- Анод.
- Медную трубку по длине до 400 см для термонагревателя. Если нет трубы из меди, воспользуйтесь алюминием, металлопластом, только бы отлично гнулся.
- Регулятор мощности для регулирования подачи тепла.
Не надо делать полотенцесушитель из стали, материал плох на отдачу тепла не имеет значения гнется, воздух нагревается благодаря меди в несколько раз быстрее. При применении стали дополнительно понадобится трубогиб.
Подробное руководство
Изготовление разнообразных видов теплообменного аппарата
Устройство имеет два сектора, нагревающих друг друга. Движение воды по замкнутому контуру при высокой мощности выполняется по замкнутому контуру в резервуаре системы отопления, где нагревается до 180 гр. После обтекания установленных трубок вода направляется в главную систему, где температура нагрева возрастает.
Для производства водяного теплообменика приготовьте:
- Емкость в форме стального бачка. Установите ее к началу системы. Для водной циркуляции необходимы 2 ответвления из труб, нижнее – для входа холодной воды, верхнее – для входа горячей.
- Необходимо проверить бачок на непроницаемость.
- Разложите медные трубчатые спирали в середине бачка, 4 метра трубы на 100 литров бачка хватит вполне.
- Подсоедините к медной трубке регулятор мощности.
- Чтобы перепады давления и температуры не разрушили емкость, установите анод ближе к нагревательном элементу.
- Запаяйте плотно бачок.
- Заполните водой.
- Необходимо проверить систему в работе.
Пластинчатый
Целостный блок конструкции состоит их по очереди расположенных пластин с горячими и холодными средами. Смешивания сред не случается, так как уплотнитель резиновый и многослойный. Пластинчатые виды сложны для собственноручного изготовления, важна непроницаемость внутренних платин, а для этого необходимо необходимое оборудование.
Труба в трубе
Обменник состоит из большой трубы и меньшей по диаметру, вставленной вовнутрь. Среды перемещаются по меньшей трубе, для охлаждения подаются во внешнюю трубу. Конструкция:
- проста в изготовлении;
- легко поддается чистке;
- долговечная;
- применима к любому тепловому носителю;
- в отличии от пластинчатой трубы способна работать под давлением;
- изменив размеры труб, можно выбрать подходящую скорость для движения жидкости.
Чтобы трубы не влетели вам в копеечку, тщательно рассчитывайте расход материала.
Для производства конструкции выберите две медных трубки по диаметру одна больше другой на 4 мм для зазора:
- Приварите боковой стороной тройник к обоим сторонам наружной трубы.
- Вставьте меньшую по диаметру трубку, приварите торцы большой трубки, закрепите положение меньшей трубы.
- приварите короткие трубки к тройникам на выходе, по ним будет перемещаться жидкость.
- При применении материала из стали, увеличьте поверхностную площадь, соберите батарею из обменников по отдельности.
- Соедините трубки частями, приварите по очереди к двоим тройникам, чтобы вышла змейка.
Воздушный теплообменный аппарат состоит из отопительного прибора и вентилятора. Вентилятор охлаждает воздушные потоки, разгоняет их по всей вентиляционной системе. Данные вид обменника устанавливают в зданиях администрации, для общественных целей.
Теплообменный аппарат собственными руками
Как выполнить бустер для промывки теплообменного аппарата
Бустер состоит из резервуара, насоса для движения воды по замкнутому контуру и электронагревательного элемента. Не надо демонтировать отопительный котел для промывки, достаточно отсоединить отрезки трубы, к одному из них присоединить шланг с нагнетанием через него химического раствора вовнутрь агрегата. Через другой отрезок трубы раствор будет выливаться, однако к нему тоже необходимо присоединить шланг.
Из химических реагентов как правило применяется соляная, серная кислота, может заливаться фосфорная, азотная.
Вымыть теплообменный аппарат не трудно, но исполнять технику безопасности нужно, другими словами выключить в первую очередь прибор от источника питания, будет это газ, вода, электрическая энергия. Снос необходимо делать осторожно, повреждённый уплотнитель может привести к протечке конструкции, оборудование выйдет из строя быстро.
Рекомендации и советы
- Теплообменный аппарат главное чётко спроектировать, высчитать экономическую результативность, процент гидравлики, отметить теплопотери, высчитать конструкцию по геометрическим показателям агрегата и его узлов, высчитать теплоизоляцию устройства.
- Подбирайте конструкцию для производства собственными руками по-попроще, сделать заводской аппарат как правило невозможно.
- Подсоединить теплообменный аппарат к системе можно с помощью штуцеров, один установить внизу для входа холодной воды, второй сверху для входа горячей.
- Во время установки обменника ставьте трубы под уклоном по схеме.
- Во время установки агрегата к печи и применения для камеры сгорания угля в виде материала для обменника разумнее выбрать чугун, он надежный, непрогораемый.
- Для производства обменника собственными руками нужно взять любую модель например и следуйте ее показателям.
- При применении печи в целях обогревания и водообеспечения обменник должен забирать на себя не больше десятой части вырабатываемого тепла.
- Топливные гранулы – прекрасное горючее и доступное по стоимости, не выделяется копоть, для чистоты крайне важно.
- Необходимо проверить швы у обменника, не стоит допускать их течи, под давлением или большими температурами в непригодность приходит вся система.
- Правильно делайте расчеты, иначе труды дорого вам обходятся.
- Теплообменный аппарат по типу труба в трубе легко поддается чистке, долго служит, просто производится, способна работать под давлением. Является самым подходящим вариантом при собственноручном изготовлении.
Как можно заметить сделать теплообменный аппарат своими силами легко. Для обычной конструкции достаточно бачка, 2-ух медных трубок различных по диаметру, змеевика и вентилятора. За счёт устройства не только можно нагреть помещение, но и охладить его.
Вещь, сродни обменнику в той, либо другой форме есть фактически в любом доме. Подойдите к работе конструктивно и обдуманно, сделайте чертежи, нужно определиться с подбором материала, следуйте описанной выше инструкции по изготовлению, сборке и подключению устройства.
Если появится желание и последовательных действиях соберете конструкцию даже лучше магазинной, в доме будет уютно и тепло, а устройство — работать безотказно на протяжении долгого времени.
Теплообменный аппарат: делаем собственными руками
Собрать теплообменный аппарат собственными руками вынуждают всевозможные обстоятельства. Так, аналогичным обстоятельством может стать оригинальная планировка строения. Оригинальные сооружения очень часто невозможно нагреть при помощи обыкновенных батарей, благодаря этому приходится разрабатывать и делать систему отопления своими силами.
Виды трубных змеевиков
Теплообменный аппарат для печи, сделанный собственными руками, потребуется и в случае, когда дом размещён в удалённой местности и не имеет централизованого отопления. Более того, рукодельный полотенцесушитель пригодится если есть наличие проблем с газификацией или электроснабжением.
Рукодельный обменник тепла прекрасен тем, что не только дает возможность обогревать ваш дом, но и позволяет получить горячую воду для бытовых-хозяйственных целей. В результате данный аппарат будет снабжать ей кухню, комнату с ванной и баню.
Есть несколько типов трубных змеевиков:
Вид змеевика подбирается все зависит от количества печей, расположенных в доме, площади, занимаемой тем или другим помещением, а еще материала стен. Фактически все нагревательные устройства, выстроенные по принципу увеличения горячей воды, устанавливаются в середине помещения.
Внутренний и внешний вид
Теплообменный аппарат для печи собственными руками собирается с наружной стороны помещения в том случае, когда в середине мало места для проведения сборки змеевика. Аппарат, а конкретно его резервуар, выносится за стены сооружения. С отопительной системой в середине дома он связывается с помощью трубо-проводов разных диаметров.
Внешним бывает как водяной теплообменный аппарат, так и воздушный. Нагревает такое устройство специализированная печь при помощи особенной трубы, отводящей наружу продукты горения. Тепло, образующееся при возгорании, можно применять для обогревания маленьких по площади помещений, для этого тепловой обменник устанавливают прямо в дымоотвод.
К хорошим качествам аналогичного элемента нагрева также относят простоту техобслуживания и ремонта, а к недостаткам — сложность выполнения. А дело все в том, что придется устанавливать аппарат на чистом воздухе и дополнительно понадобится перестройка подобного элемента дома для жилья, как печь сделанная из кирпича.
Конструкция теплообменного аппарата внутреннего типа несколько легче. К примеру, его можно поставить прямо в печи, над камерой сгорания. Для данной цели можно применять пространство внутри камина. Конструкция обменника зависит от конструкции домашней печи или камина.
В начале работы есть смысл посоветоваться с профессионалом с опытом в области благоустройства теплоснабжения строений. Он порекомендует, необходимо применять регенеративный теплообменный аппарат или при выполнении работ по монтажу прекраснее всего в конструкции системы отопления помещения применить смесительные теплообменные аппараты. На основании получившейся от него информации хозяин жилой недвижимости сумеет точно высчитать стоимость проведения строительных работ, что влияет напрямую на то, какая конструкция теплообменного аппарата будет подобрана.
К большому сожалению, теплоснабжение с помощью описуемого устройства разного типа предполагает получение намного менее большого КПД если сравнивать с котлами, созданными при промышленном производстве. К недостаткам работы с данным устройством можно отнести невозможность установки на него приборов, которые обеспечивают автоматизированный контроль за интенсивностью нагрева теплоносителя (воздуха, воды и т.д.).
Схема устройства обменника тепла
Схема роторного теплообменного аппарата в большинстве случаев считается достаточно типовой и имеет аналогичные конструктивные детали, которыми обладает регенеративный теплообменный аппарат. К подобным элементам относят:
- печку из кирпича;
- нагревательный резервуар;
- трубки;
- трубопровод для подсоединения системы обогрева;
- ТЕН.
Печной полотенцесушитель, смонтированный в виде контура замкнутого типа, позволяет удачно поменять котлы типа TLO, которые считается энергонезависимыми. В подобном виде могут быть выстроены смесительные теплообменные аппараты.
Отопительная схема и горячее обеспечение водой должны в себя включать и вспомогательные детали, например радиатор, имеющий медный теплообменный аппарат, краны и запоры, систему водоотвода и т.д. При этом нужно знать, что медный теплообменный аппарат для отапливания может использовать в виде теплоносителя не только воду, но и специализированные незамерзающие жидкости.
Если хозяин жилой недвижимости решил применить вид теплообменного аппарата, использующий в виде теплоносителя воду, то необходимо продумать и собрать систему водоподачи в контур. Это можно создать при помощи подачи жидкости конкретно в бачок либо же конкретно в трубопровод в «обратку». Такой вариант подсоединения системы водоподачи даст возможность сделать теплообменный аппарат, не имеющий при совмещении жидкости сильного температурного перепада.
При обустраивании теплоснабжения следует запланировать установку на его элементах фильтров. Это даст возможность системе отопления прослужить намного дольше.
Рекомендации при выполнении монтажного процесса
При монтажных работах системы необходимо придерживаться нескольких народных советов о том, как выполнить теплообменный аппарат собственными руками. К примеру, в качестве одного из его компонентов можно применять автомобильные отопительные приборы, отлично отдающие тепло, что дает возможность уменьшить расходы на теплоснабжение. Такой теплообменный аппарат для печки стоит сравнительно недорого, что дает возможность сэкономить при выполнении монтажного процесса системы отопления достаточно крупную сумму.
При применении схемы обменника, основанной на конвективной циркуляции носителя тепла, самая большая длина одной «нитки» теплоснабжения не должна быть более трех метров. Сделать теплообменный аппарат, дающий возможность превысить это ограничение, как правило возможно, но его КПД будет слишком низким. В связи с этим необходимо правильно рассчитывать размеры устройства.
Стоит при этом ориентироваться на мощность и размеры печьки из кирпича, вид применяемого топлива, места установки печи и на типовую пропорцию — 1 кв. м поверхности обменника тепла равён 10 кВт. Следующий невидимый момент во время строительства подобного устройства, как теплообменный аппарат для печки, состоит в том, что он не должен отбирать у печи более 1/10 вырабатываемой энергии. Для того чтобы сделать меньше издержки на теплоснабжение, в виде материала для труб обменника наиболее оптимально применять медь.
При выполнении расчета для аппарата стоит заложить некоторый запас мощности. Если отопительная схема не учитывает конвективной циркуляции воды, придется установить насос.
Монтаж теплообменного аппарата и его проверка
Профессионалы знают, что обменник прекраснее всего устанавливать вместе со строительством печи. Подобным образом хозяин жилой недвижимости избежит надобности демонтировать старую печь или рушить часть ее кладки.
Для установки этого устройства нужно:
- приготовить фундамент печи и установить на него полотенцесушитель обменника;
- при укладывании печи оставить входные и отверстия для выхода для труб отопительного прибора;
- после завершения кладки дать раствору просохнуть, после этого сделать проверку получившейся системы отопления.
Как проверить теплообменный аппарат, узнать можно из техлитературы. Самый обыкновенный способ — это просто подать воду в систему и зажечь печь. В результате вы удостоверитесь в надежности сварочные швы отопительного прибора, трубные соединения.
Если не двигается жидкость или вы выявили течь, необходимо перебрать всю систему. Чтобы этого не случилось, в процессе изготовления резервуара обменника приходится применять сталь толщиной 2,5 мм, а швы обязаны быть небольшой ширины.
Необходимо обращать свое внимание на обеспечение пожаробезопасности изготовленного теплообменного аппарата. Нельзя допустить возникновения открытого огня или утечек газа или электричества. Если хозяин своими силами изготовил теплообменный компонент системы отопления, то для ввода ее в эксплуатирование следует пригласить умелого сантехника, который заметит недостатки и даст советы по устранению.
Если монтаж отопительной системы проводит профильная фирма, то ее профессионалы своими силами составят нужную схему, произведут расчеты теплообменного аппарата и системы обогрева.
Теплообменный аппарат собственными руками: виды, устройство системы, изготовление и сборка собственными руками
Теплообменные аппараты – это общее наименование устройств, объединённых рабочим принципом.
Они используются в химической, нефтяной, газовой, прочих сферах промышленности.
В бытовых задачах и целях их применяют для увеличения КПД самодельных печей, в косвениках, для совместной работы различных тепловых носителей, когда один из них очень дорогой (чтобы не потерять средства), в общем, везде, где необходимо охладить, подогреть или передать температуру жидкости или газу.
Как это работает, для чего и как можно создать теплообменный аппарат собственными руками.
Итак, назначение устройства – передавать температуру от одной среды к другой. Источниками тепла и тепловыми носителями могут быть разные жидкости, газы и пар. Неустойчивые среды делятся материалом, имеющим для этого подходящий показатель теплопроводимости. Самый простой пример теплообменного аппарата – традиционный комнатный отопительный прибор. Тепловой источник – вода в теплоснабжении. Нагреваемая среда – воздух в комнате. А раздиляющий материал – металл, из которого осуществлен отопительный прибор.
Немалую роль в том, какой применять переходный материал, имеет его степень теплопроводимости. Фаворитами по данному показателю являются серебро и медь. Но как все понимают, очень часто применяется медь.
Медь в 7,5 раз лучше передаёт тепло, чем сталь, а пластик в 200 раз хуже, чем сталь. Выходит, что при прочих равных условиях, 1,7 метра медной, 12 метров стальной и 2000 метров пластиковой трубы передадут все то же самое кол-во тепла.
По назначению, делят теплообменные аппараты на:
Первые в себе содержат холодный газ или жидкость. Контактируя с ним, разогретый тепловой носитель стынет.
Нагреватели же наоборот, в себе содержат разогретый газ (жидкость), который разделяется теплом с циркулирующей холодной жидкостью (газом).
Устройство поверхностного теплоомбенника
И «нагреватели» и «охладители» различаются по конструкции:
- Поверхностные (тот случай, когда среды контактируют через переходную поверхность).
- Регенеративные (поочерёдная подача горячей и холодной среды к специализированной насадке, которая, нагреваясь и охлаждаясь, изменяет температуру сред).
- Смесительные (подача одной среды конкретно в иную и их смешивание).
Нужно сказать, что поверхностные теплообменные аппараты применяются очень часто. Они сильно разнятся по форме. Тут необходимо выделить три типа:
- Пластинчатые (много пластин, собранных в кассеты, по лабиринтам которых проходит жидкость).
- Змеевики (тонкая трубка, закрученная в спираль).
- Труба в трубе.
Изготовление теплообменного аппарата «труба в трубе» собственными руками
По наименованию ясно, что теплообменный аппарат собой представляет большую трубу, в середине которой расположена меньшая. Охлаждающая или нагревающая среда передвигается по внутренней трубе, а жидкость, которую необходимо охладить, подаётся во внешнюю.
Теплообменный аппарат из трубы состоит из нескольких звеньев, соединённых постепенно.
Подобная простая конструкция имеет плюсы:
- подойдет для любых тепловых носителей;
- просто сделать своими руками;
- легко очищать;
- служит долго;
- подойдет для работы под давлением (в отличии от пластинчатых);
- можно выбрать скорость движения жидкостей, благодаря изменению размеров труб.
Однако все необходимо тщательно рассчитывать, а трубы могут обойтись очень затратно.
Изготовление
- Трубки разнообразного диаметра (было бы неплохо медь) – 2шт.
- Тройники т-образные (диаметр аналогичный, как у большей трубки) – 2 шт.
- Короткие трубки одинаковой длины, диаметр = выходу тройника. – 2 шт.
- Сварка и электроды, либо мощный паяльный аппарат и припой для меди.
- Угловая шлифовальная машинка.
- Рулетка.
Применять станем тонкостенные медные трубки. Выбираем подходящие по длине отрезки таким образом, чтобы диаметр одного был минимум на 4мм больше иного (просвет будет по 2 мм со всех сторон).
- На наружную трубку с обеих сторон привариваем тройники (боковой стороной).
- Помещаем вовнутрь трубку небольшого диаметра и, проваривая торцы большей трубки, отмечаем в ней внутреннюю трубку.
- К выходам т-образных тройников привариваем короткие трубки, по которой подойдет жидкость.
- Если была применена не медная, а стальная заготовка, её результативность будет намного меньше. Есть смысл сделать больше площадь поверхности для работы, сделав батарею из индивидуальных трубных змеевиков. Они постепенно соединяются маленькими частями труб, приваренных то к одному, то к иному тройнику. В результате должна выйдет змейка.
Для работы с загрязнёнными средами теплообменные аппараты выполняются разборными, чтобы имелась возможность очищать его в перспективе. Для чистых жидкостей делают неразборные теплообменные аппараты.
Сделаем из пластинчатого теплообменного аппарата бытовой обогревательный прибор. Его можно, к примеру, присоединить к котлу с водяной рубашкой.
- готовый пластинчатый теплообменный аппарат, меньшего размера;
- отрезки трубы для воздушного канала;
- вентилятор;
- фанера для сборки каркаса (её размеры должны совпадать с размерами стенок находящихся по бокам теплообменного аппарата) – 4 шт;
- фанера для фронтальной части каркаса – 1 шт;
- металлический лист;
- брусок (подобной длины, чтобы хватило на рамку и 4 коротких бруска);
- самосверлящие шурупы;
- рулетка;
- электрический лобзик;
- шуруповёрт.
- Из фанерных кусков сбивается ящик. Внутренние углы крепятся с помощью брусков на самосверлящие шурупы. Теплообменный аппарат должен плотно вставляться в каркас.
- На одну сторону каркаса закрепляем металлический лист, в середине прорезаем отверстие, в какое будет вмонтирован вентилятор.
- Делаем рамку из бруска. Закрепляем её на другой стороне каркаса.
- К рамке приделываются отрезки трубы для воздухоотвода.
Установив подобный прибор на пути движения холодного уличного воздуха, можно получить свежий, но приятный воздух. Теплопотери из-за вентиляции помещений уменьшаться в 3 раза.
Водяной теплообменный аппарат для печи собственными руками
Для увеличения Коэффициент полезного действия котла с гидроконтуром. Металлоконструкция из труб крупного диаметра будет встраиваться в печь и подключаться к отопительному трубопроводу.
Несколько общих советов:
- Трубный диаметр не обязан быть менее 2,5 см. Иначе теплообменный аппарат будет замедлять движение жидкости.
- Примерный расчёт площади теплообменного аппарата: 1м2 на 3-5 кВт мощности печи.
- Однако если печь не только отапливает дом, но и греет воду, теплообменный аппарат должен «забирать» более 1/10 части тепла.
Конструкция теплообменного аппарата – две горизонтальные трубы, между которыми наваривается батарея из 6-9 труб того же диаметра.
- Выход теплообменного аппарата выполняется сверху, вход (по которому будет подаваться обратка) – в нижней.
- На входном и выходном патрубках режется резьба для присоединения к отопительным трубам.
- Установка в пустоты камеры сгорания начинается на стадии фундаментной закладки печи.
- По мере строительства рядов печи, трубчатая конструкция все время фиксируется и находится под контролем её положение (к выходу носителя тепла чуть выше от уровня).
- Когда печь окончена, теплообменный аппарат присоединяется к теплоснабжению. Выполняется это с помощью муфты. На одном из кончиков режется длинная резьба, навинчивается тесная гайка, потом муфта до конца. Резьбы на второй трубе оборачивается сантехнической фторопластовой лентой, паклей и т. п., потом муфта скручивается назад. Чтобы не тёк стык на первой трубе, резьба тоже оборачивается сантехнической фторопластовой лентой и прижимается гайкой.
- Система с теплообменным аппаратом заполняется водой и выполняется пробная камера сгорания.
Качество швов должно быть прекрасным, ведь теплообменному аппарату понадобиться работать при больших температурах, доступа к нему не будет, а течи приведут к ремонтным работам всей печи!
Вариантом теплообменного аппарата для печи может быть резервуар, в середине которого проходит часть горячей дымовой трубы. Подобный прибор легче эксплуатировать, демонтировать по надобности, однако выполнить немного тяжелее.
Что сделать с регулятором мощности?
Небольшое, недорогое устройство существенно сэкономить собственные финансы и поможет ставить на теплообменнике необходимую вам температуру.
Чтобы его установить на трубку теплообменного аппарата, необходимо клеммами присоединить терморегулятор, а потом провода питания.
Избежать ненужной работы, можно, купив регулятор с вмонтированным устройством нагрева. По стоимости ощутимой разницы не будет.
Теплообменный аппарат может стать прекрасным дополнением к печи, он увеличит её результативность. Его можно поставить на вентиляционных отверстиях и согревать проходящий в дом воздух, обеспечить дом горячей водой, заставить печь прямого сжигания отдавать больше тепла и много другое.