Gjutjärn eller stål - vilken pannvärmeväxlare är "bättre"?

Syfte, typer av metallvärmeväxlare

Uppvärmningsanordningarnas utformning och prestanda beror på värmeväxlarens syfte, funktionsprincip och material. Det är till exempel omöjligt att skapa en kompakt gjutjärnsprodukt för en bryst- eller väggvärmare. Eftersom kolstål eller gjutjärn har en betydande densitet och därmed massa. Gamla pannor av gjutjärn hör till det förflutna. Små värmekonstruktioner med lätta delar och en högre nivå av energiöverföring är populära idag. Dessa inkluderar gasväggspannor med kopparvärmeväxlare.

Vid tillverkning av en termodynamisk struktur används material som: • koppar; • stål av olika kvalitet; • gjutjärn; • aluminium; • silumin.

I moderna hushållspannor upptar en värmeväxlarenhet större delen av sin yta. Pannans ekonomiska och miljömässiga parametrar beror på konstruktion och typ av material.

Värmeväxlare klassificeras beroende på syftet för sådana typer som uppvärmning, kylning, kondensering, avdunstning. Enligt driftsprincipen är blocken regenererande, rekuperativa och blandande. De två första typerna har det allmänna namnet "termisk ytanordning". Ett exempel på sådana enheter är radiatorer i bilar. Deras syfte är att delta i driften av motorkylsystemet. Det uppvärmda vattnet kommer i kontakt med luft genom väggarna i koppar-aluminiumvärmeväxlarna.

I blandningsmaskiner (kontakt) blandas två arbetsströmmar (varma och kalla) med varandra. En liknande process observeras i strålkondensorer, där den sprayade vätskan använder kondensationsenergin. De är lättare att tillverka och har högre värmekapacitet. Men räckvidden är begränsad.

DIY korrugerad rostfri värmeväxlare - Rör och VVS

Effektiviteten hos ett bad eller en värmekamin kan ökas genom att utrusta den med en vatten- eller luftvärmeväxlare... Genom att installera en värmeväxlare på skorstenen kan du lösa två problem samtidigt: att värma vatten till värmesystemet eller varmvattenkretsen och att isolera skorstenen.

Funktionsprincip

Skorstenen på en metallkamin som installerats i ett badhus, hus eller garage blir mycket varmt under branden. Beroende på ugnens design kan temperaturen vara från 200 till 500 grader, vilket gör den farlig när det gäller brandsäkerhet och oavsiktlig beröring av den kan orsaka allvarliga brännskador.

Värmen från skorstenen kan användas för gott genom att placera en värmeväxlare på den: en tank eller en spole... I detta fall är värmebäraren vanligtvis vatten och i vissa fall luft. När kylvätskan kommer i kontakt med skorstenens uppvärmda väggar avtar temperaturen: skorstenen kyls och vattnet eller luften i värmeväxlaren tvärtom värms upp.

Vid uppvärmning stiger varmt vatten till toppen av värmeväxlaren och därifrån genom utloppsbeslaget och röret in i systemet eller en förvaringsvattentank. Kallt vatten tillförs platsen för uppvärmt vatten genom inloppsbeslaget. När den värms upp fortsätter cirkulationen, vilket gör att vattnet i lagringstanken kan värmas upp till hög temperatur.

Luftvärmeväxlare arbetar enligt en liknande princip: kall luft tas underifrån, efter uppvärmning kommer den in i de uppvärmda rummen genom en rörledning. Så du kan värma vinden i ett lantgård eller ett relaxrum i ett badhus som värms upp med jämna mellanrum.Enheten för vattenuppvärmning i dem är omöjlig, eftersom du måste tömma och hälla kylvätskan regelbundet i systemet.

Tank med vattenkretsanslutning

Tankvärmeväxlareligger runt skorstenen, tillverkad av rostfritt stål eller galvaniserat ark... I det här fallet bör designen av ugnen övervägas. Om det ger efterförbränning av rökgaser och rökens temperatur vid utgången från ugnen inte överstiger 200 grader, kan du använda vilket material som helst för tillverkning av en värmeväxlare.

I enkla ugnar utan rökcirkulation kan rökutloppstemperaturen nå 500 grader Celsius. I detta fall är det nödvändigt att använda rostfritt stål, eftersom zinkbeläggningen avger skadliga ämnen med stark uppvärmning.

Oftast installeras värmeväxlare av denna typ på en badspis och används som varmvattenberedare för varmvattenförsörjning. Tanken är utrustad med beslag i dess övre och nedre delar, rör som förs in i systemet är anslutna till dem. Samtidigt installeras en varmvattentank i en dusch eller ett ångrum. Det är möjligt att använda ett sådant system för uppvärmning av ett grovkök eller garage.

Värmeväxlare för industriugnar säljs komplett med vissa modifieringar; när du installerar en ny spis kan du välja en lämplig modell med en färdig vattenkrets. Du kan också skapa en värmeväxlare för skorstenen med egna händer. För tillverkningen krävs följande material:

• sektioner av rostfritt stålrör med olika diametrar med väggtjocklek 1,5-2 mm, stålplåt;
• 2 nipplar 1 "eller ¾" för anslutning till systemet;
• förvaringstank av rostfritt stål eller galvaniserat stål med en volym på 50 till 100 liter;
• koppar- eller stålrör eller flexibla rör för varmvattenförsörjning;
• kulventil för tömning av kylvätska.

Tillverkningssekvens för en bastuugn eller kamin:

1. Arbetet börjar med förberedelsen av ritningen. Måtten på tanken installerad på skorstenen beror på rörets diameter och typen av spis. Kaminer med enkel design med direkt skorsten kännetecknas av höga rökgaser vid utloppet, därför kan värmeväxlarens dimensioner vara ganska stora: upp till 0,5 m höga.

1. Diametern på tankens innerväggar måste säkerställa en tät passning av värmeväxlaren på rökröret. Diametern på tankens ytterväggar kan överstiga diametern på innerväggarna med 1,5-2,5 gånger. Sådana dimensioner ger snabb uppvärmning och god cirkulation av kylvätskan. Det är bättre att utrusta ugnar med låg temperatur av rökgaser med en liten tank för att påskynda uppvärmningen och undvika kondensbildning och försämrad drag.
2. Med hjälp av en svetsomvandlare ansluts arbetsstyckets delar och övervakar sömmenas täthet. I tankens nedre och övre del svetsas beslag för att tillföra och ta ut vatten.
3. Tanken är installerad på vnatyag-ugnsrökmunstycket och täcker fogen med värmebeständigt silikatförseglingsmedel. Ovanpå värmeväxlarbehållaren placeras en adapter på samma sätt från ett isolerat rör till ett isolerat och skorstenen fördes ut ur rummet genom taket eller väggen.
4. Värmeväxlaren är ansluten till systemet och lagringstanken. Samtidigt upprätthålls den önskade lutningsgraden: kallvattenförsörjningsröret anslutet till det nedre beslaget måste ha en vinkel på minst 1-2 grader i förhållande till det horisontella planet, det uppvärmda vattentillförselröret är anslutet till det övre montering och ledde till lagringstanken med en lutning på minst 30 grader. Ackumulatorn måste placeras ovanför värmeväxlarens nivå.
5. En avloppsventil är installerad vid systemets lägsta punkt. I badet kan det kombineras med en varmvattenintagskran för ångrummet.
6. Innan driften startas måste systemet fyllas med vatten, annars överhettas metallen och leder den, vilket kan leda till att svetsade sömmar och läckor täcker.
7. Tillförseln av vatten till lagringstanken kan ske antingen manuellt eller automatiskt med hjälp av en flottörventil.När du fyller på manuellt rekommenderas att du tar ett transparent rör till ytterväggen för att kontrollera vattennivån i tanken så att systemet inte torkar.

Uppvärmningsanordningar av stål och kopparlegeringar

Eftersom massproduktionen av hushållsapparater är inriktad på tillverkning av värmeväxlare från järnmetall anses gaspannor med kopparvärmeväxlare vara en prestigefylld produkt. Koppar har höga värmeöverföringsegenskaper. Därför kan små pannor med en liten mängd värmebärare användas för att värma upp ett stort hus. Som ett resultat är enheterna mycket kompakta.

Viktig! Ofta är köpare intresserade av vilken värmeväxlare de ska välja - stål eller koppar. Du måste utgå från de fysiska och kemiska egenskaperna hos järnhaltiga och icke-järnmetaller. Den specifika värmekapaciteten för koppar är lägre än för stål.

Det vill säga, för att värma lika mycket ämne behöver koppar överföra mindre värme än stål. Följaktligen är värmesystemets tröghet, där det finns en värmeöverföringsenhet av stål, större. Pannautomatiseringen, som arbetar med ett kopparvärmeöverföringsblock, reagerar snabbare på en ökning av kylvätskans temperatur. Som ett resultat leder detta till bränslebesparingar. En ännu större reaktion från värmesystemet på uppvärmning inträffar när pumpen är igång. Dessutom ger den förbättrad cirkulation även med störda rörlutningar och förhindrar vatten från att koka.

Jämförelse av kopparvärmeväxlare för pannor med stål kan vi säga att de senare är mer plastiska. Denna faktor är viktig eftersom det finns en konstant process av interaktion med öppen eld. Som ett resultat utvecklas termiska spänningar i metallen och sprickor uppträder. Stål är mer hållbart i detta avseende och tål ett stort antal cykler: värme - kylning.

Anteckningen! Nackdelarna med stål, förutom tröghet, ökad specifik värmekapacitet, inkluderar: • känslighet för korrosion; • ökad volym på luftvärmareytan; • en stor mängd kylvätska; • en betydande massa värmeenheter.

Mässing

Innan du använder en mässingsvärmeväxlare är det nödvändigt att analysera vätskan som enheten kommer att samverka med. Mässing används med färskvatten utan föroreningar och salter, annars börjar rörpaketet att rosta och bli oanvändbart.

Trots att mässingens termiska och elektriska ledningsförmåga är lägre än kopparn har den högre hållfasthet och korrosionsbeständighet. Vissa mässingslegeringar är motståndskraftiga mot havsvatten och överhettad ånga - deras hållbarhet i specifika miljöer och förhållanden avgör deras omfattning. Dessutom är mässing mycket billigare än koppar.

Gasvärmare med kopparvärmeväxlare

Gaskolonnen innehåller en värmeväxlare där vatten värms upp av en brännare. Koppar med hög värmeöverföringskoefficient överför snabbt värme till vattnet som används för att bada. Ju mindre föroreningar i legeringen är, desto bättre fungerar kopparprodukter. Om de är närvarande värms upp behållarens väggar ojämnt, vilket får dem att brinna ut snabbt. Ibland minskar väggtjockleken och rördiametern för att sänka priset på en kopparvärmeväxlare. Den tomma apparatens vikt är upp till 3,5 kg.

Värmeväxlarenheten tillverkas i form av ett rör. I den nedre delen har den formen av en orm med revben. En metallplåt är installerad runt den, och ovanpå är det ett spiralrör. Förutom koppar används galvaniserat och rostfritt stål. Vilken värmeväxlare som är bättre, koppar eller rostfritt stål, säger själva kostnaden för enheten. Koppar är 20 gånger dyrare än stållegering. Men det överför värme bättre och är mer ekonomiskt i drift. Rostfritt stål är mer hållbart.

Viktig! Innan du köper en gasvärmare med kopparvärmeväxlare bör du studera dess tekniska parametrar. En bra sak kommer inte att bli billig.Koppar oxiderar starkt vid kontakt med vatten. Denna process observeras särskilt på den plats där kallt vatten tillförs. Kondens bildas där. Hög luftfuktighet äter bort rörväggen och fistlar uppträder. De bildas snabbt på tunna väggar. Kvalitetsvaror kommer att vara på rätt tid.

DIY värmeväxlare - hur man gör tallrik, vatten, rör i rör, luft, ritningar

Värmeväxlare - en anordning utformad för att effektivt överföra värme från en värmebärare till en annan.

En sådan process kan utföras flera gånger i ett system, eftersom ett speciellt fall av en värmeväxlare är både en värmeradiator och en gas- eller elpanna.

Den vanligaste modellen för en värmeväxlare som används i ett värmesystem är två metallbehållare, som, precis som en häckande docka, är placerade i varandra och värme överförs genom metallväggen.

Fördelarna med en sådan mekanism är att, på grund av den förseglade designen, ömsesidig blandning av homogena medier inte sker, och när man använder värmebärare med olika fysikaliska egenskaper, sker blandning inte.

Gör det själv

Innan du fortsätter med tillverkningen av en värmeväxlare är det nödvändigt att bestämma vilken princip för värmeöverföring som ska implementeras i en sådan anordning.

Tillverkning av plattvärmeväxlare

För tillverkning av en sådan anordning är det nödvändigt att förbereda följande material och verktyg:

• svetsmaskin;
• Bulgariska;
• 2 ark korrugerat rostfritt stål 4 mm tjockt;
• platt plåt av rostfritt stål 4 mm tjockt;
• elektroder;

Byggprocess:

1. Rostfritt korrugerat stål rutor med en sida på 300 mm skärs, i en mängd av 31 st.
2. Sedan, av platt rostfritt stål, skärs ett tejp med en bredd på 10 mm och en total längd på 18 meter. Denna tejp skärs i längder på 300 mm.
3. Korrugerade rutor är svetsade ihop, med en remsa på 10 mm på två motsatta sidor, så att varje nästa sektion är vinkelrät mot den föregående.
4. Så småningom, visar det sig 15 sektioner, vända i en riktning och 15 i den andra i en kubformad kropp. Den korrugerade ytan på sådana sektioner gör att du effektivt kan överföra värme från en kylvätska till en annan, medan det inte finns någon ömsesidig rörelse av olika eller homogena medier.
5. IsåfallNär inte luftmassa används för att överföra värme utan vätska, svetsas ett rostfritt stålrör till de sektioner där vatten kommer att cirkulera. Samlaren är gjord av platt rostfritt stål. För detta ändamål skärs rektanglar ut med en kvarn: 300 * 300 mm - 2 stycken; 300 * 30 mm - 8 st. Således får du en uppsättning från vilken 2 samlare är svetsade, som liknar i sin form ett fyrkantigt lådlock.
6. I var och en av samlarnaett hål görs, till vilket ett grenrör är svetsat för efterföljande anslutning till uppvärmningssystemets rör eller för att tillhandahålla varmvattenförsörjning.
7. Fördelningshål är gjorda vid ett av hörnen a, och när de installeras på en värmeväxlare bör inloppsröret vara placerat längst ner på en sådan struktur och utloppet högst upp.

Värmeväxlaren som diskuterats ovan är installerad med den öppna sidan i hetgascirkulationssystemet.

Således kommer det glödande gasformiga kylmediet att överföra värme till de korrugerade väggarna i de rostfria plattorna, som i sin tur värmer vätskan.

En värmeväxlare av denna design kan användas för att överföra värme från en vätska till en annan. För detta svetsas en stålmantel med ett rör av ovan beskrivna utförande på plattans öppna delar från två sidor.

Teckning:

Tillverkning av en vattenvärmeväxlare för en ugn

En vanlig vedeldad spis kan inte bara värma upp ett rum på traditionellt sätt utan också användas för att värma upp vatten för att värma rum där denna värmare inte är installerad.

För att göra en sådan enhet behöver du följande material och verktyg:

• stålrör med en diameter på 325 mm, 1 meter lång;
• stålrör med en diameter på 57 mm, en längd på 6 meter;
• stålplåt 4 mm tjock;
• svetsmaskin;
• elektroder;
• gasfräs;
• vit markör;

Tillverkningsprocess:

1. Rörcylinder med en diameter på 325 mm installeras den vertikalt på en stålplåt och konturerad med en markör eller krita.
2. Den slutna cirkeln skärs med en gasfackla. Sedan görs en annan cirkel med samma diameter med den resulterande metallpannkakan.
3. I var och en av dessa pannkakor 5 hål med en diameter på 57 mm skärs. Sådana hål bör vara lika långt från varandra, liksom från mitten av pannkakan och dess kant. Pannkakorna är svetsade på cylindern så att deras hål ligger mittemot varandra.
4. Rör 57 mm skär i bitar som är 101 cm långa med en kvarn. Det är nödvändigt att förbereda 5 sådana bitar.
5. Varje rörsektion installeras i hålen på ett sådant sätt att kanterna på detta rör skjuter ut 1 mm från hålen på de övre och nedre pannkakorna. Sektioner av rör svetsas med elektrisk svetsning. Som ett resultat erhålls en metallcylinder, inuti vilken rör med mindre diameter är placerade. Varm luft och rökgaser kommer att passera genom dessa rör, vilket leder till att röret värms upp och överför värme till vätskan som kommer att finnas inuti cylindern genom dess väggar.
6. Att cirkulera vätska inuti metallcylindern, i den nedre och övre delen av den, är munstycken svetsade. Kallt vatten kommer att tillföras från botten av en sådan struktur och vätskan som värms upp på detta sätt tas upp.

Luftvärmeväxlare

Luftvärmeväxlare - detta är en plattanordning som är tillverkad enligt samma princip som plattvärmeväxlaren som beskrivs ovan i denna artikel, med den enda skillnaden att kollektorn inte är installerad på en sådan anordning.

Både vertikalt och horisontellt används gas som värmebärare genom anordningen. Heta gaser som bildas till följd av bränsleförbränning används endast för uppvärmning och luft används som den uppvärmda gasen, som för större effektivitet kan tvingas genom värmeväxlaren med en fläkt.

Rör i rör

Värmeväxlare av denna design är mycket enkla att tillverka och använda.

För att själv kunna göra en sådan enhet behöver du följande material och verktyg:

• elektrisk svetsning;
• elektroder;
• Bulgariska;
• rör med en diameter av 102 mm, 2 meter långt;
• rör med en diameter på 57 mm. 2 meter lång;
• stålplåt 4 mm tjock;

Tillverkningsprocess:

1. Stålplåt pluggar skärs ut, i mitten av vilka hål med en diameter på 57 mm är gjorda.
2. Dessa stubbar svetsas till ett 102 mm rör så att pluggarnas hål ligger mitt i rördiametern. Ett 57 mm rör införs i dessa hål och svetsas med hög kvalitet runt omkretsen.
3. I huvudröret 102 mm Två hål är gjorda för att installera inlopps- och utloppsrören. Dessa hål ska vara så långt ifrån varandra som möjligt.

Reparation av kopparvärmeväxlare

Under drift av förångare uppträder olika typer av skador: • brott i rören vid vattentillförseln och dess utlopp; • kränkning av integriteten till följd av vattenhammare; • bucklor, fistlar; • brott mot gänganslutningarnas täthet.

Innan reparationen påbörjas görs en sökning efter mikrosprickor som inte syns märkbart. Dolda defekter kan bara upptäckas genom krympning. Fistlar avlägsnas genom att lödda kopparvärmeväxlaren med högtemperaturlödare.

För arbete behöver du ett lödkolv, flöde och löd. Först appliceras ett flöde som rengör ytan från oxiderade partiklar. Det hjälper också till att fördela lödet jämnt. En pasta som innehåller koppar används som ett flöde. Om det inte finns där kan du ta kolofonium och till och med en aspirintablett.

Anteckningen! Vid svetsning av en kopparvärmeväxlare är det nödvändigt att lödet smälter från röret och inte från kontakt med lödkolven.

Lödlagret i stället för skada byggs upp gradvis tills dess tjocklek når 1-2 mm. Brännarens flamma måste vara medium, annars kan förångaren skadas ytterligare. Efter slutet av lödningen måste du ta bort återstående flöde. Eftersom syran i den korroderar koppar.

Hur man gör en kopparrörsvärmeväxlare - En metallarbetarguide

Värmeväxlare - en anordning utformad för att effektivt överföra värme från en värmebärare till en annan.

En sådan process kan utföras flera gånger i ett system, eftersom ett speciellt fall av en värmeväxlare är både en värmeradiator och en gas- eller elpanna.

Den vanligaste modellen för en värmeväxlare som används i ett värmesystem är två metallbehållare, som, precis som en häckande docka, är placerade i varandra och värme överförs genom metallväggen.

Fördelarna med en sådan mekanism är att, på grund av den förseglade designen, ömsesidig blandning av homogena medier inte sker, och när man använder värmebärare med olika fysikaliska egenskaper, sker blandning inte.

Spola värmeväxlaren

Spolning och rengöring av sådana enheter i tid gör att sådana enheter kan fungera i många år utan att misslyckas. Värmeväxlare behöver särskilt rengöras i rätt tid, som använder uppvärmda gaser från förbränning av fast bränsle som värmebärare.

I sådana system är lamellkanalerna som regel igensatta med sot, vilket kraftigt minskar effektiviteten hos en sådan anordning, och om arbetshålen är alltför igensatta med förbränningsprodukter, kan enheten helt misslyckas.

För högkvalitativ rengöring av sådana värmeväxlare demonteras enheten helt och kanalerna rengörs noggrant för sot, följt av tvätt av plattorna.

Kretsen där vatten med ökad hårdhet cirkulerar måste tvättas med en speciell avkalkare eller citronsyralösning. Med ett betydande lager kalkavlagringar rengörs plattorna mekaniskt. För detta ändamål skärs samlaren i sömmen med en kvarn. Plattorna avkalkas och sedan svetsas samlaren till sin ursprungliga plats.

På liknande sätt rengörs rör-i-rör-värmeväxlarsystemet. Om det inte är möjligt att effektivt avlägsna skalan med kemiska medel, skärs röret och vågen tas bort mekaniskt. Sedan monteras enheten.

Det finns två typer av värmeväxlare:

Yta

Den vanligaste typen av värmeväxlare, som har blivit utbredd inte bara i värmesystem utan också i många industriella processer. Som värmebärare som kan användas för att överföra värme i sådana anordningar används inte bara vatten utan även vattenånga, olika mineraloljor och kemikalier.

Ytmodeller är indelade i rekuperativ och regenerativ:

1. Återställande - överför värme genom kylvätskans vägg.
2. Regenerativ - sådana värmeväxlare arbetar i ett periodiskt läge. Först värmer värmebäraren ytan på värmeväxlaren, sedan tillförs den kalla värmebäraren till väggarna som har ackumulerat värme.