Теплообмінники своїми руками – як зробити пластинчастий, водяний, труба в трубі, повітряний, креслення

теплообмінник – пристрій, призначений для ефективної передачі тепла від одного теплоносія іншому.

Такий процес може бути здійснений кілька разів в одній системі, адже окремим випадком теплообмінника є і радіатор опалення, і газовий або електричний котел.

Найбільш поширена модель теплообмінника, яка використовується в системі опалення, є 2 металеві ємності, які подібно матрьошці знаходяться одна в іншій, і через металеву стінку виробляють передачу тепла.

Переваги такого механізму полягає в тому, що завдяки герметичній конструкції не відбувається взаємне перемішування однорідних середовищ, а при використанні різних за фізичними властивостями теплоносіїв не відбувається перемішування.

Робимо своїми руками

Перш, ніж приступати до виготовлення теплообмінника, необхідно визначитися з тим який принцип передачі тепла буде реалізований в такому пристрої.

Виготовлення пластинчастого теплообмінника

Для виготовлення такого пристрою необхідно приготувати наступні матеріали й інструменти:

  • зварювальний апарат;
  • болгарка;
  • 2 листи нержавіючої рифленої сталі товщиною 4 мм;
  • плоский лист нержавіючої сталі товщиною 4 мм;
  • електроди;

Процес складання:

  1. З нержавіючої, рифленої стали нарізаються квадрати зі стороною 300 мм, в кількості 31 шт.
  2. потім, з плоскою нержавійки нарізається стрічка шириною 10 мм і загальною довжиною 18 метрів. Дана стрічка розрізається на відрізки довжиною 300 мм.
  3. Рифлені квадрати зварюються один з одним, смугою 10 мм з двох протилежних сторін, таким чином, щоб кожна наступна секція була перпендикулярна попередньої.
  4. В підсумку, виходить 15 секцій, звернених в одну сторону, і 15 в іншу в одному корпусі кубічної форми. Рифлена поверхня таких секції дозволяє ефективно передавати теплоту від одного теплоносія іншому, при цьому, не відбувається взаємне переміщення різних або однорідних середовищ.
  5. У тому випадку, коли використовується для передачі тепла не повітряна маса, а рідина, до тих секціях, в яких буде циркулювати вода, приварюється колектор з нержавіючої сталі. Колектор виготовляється з плоскою нержавійки. Для цієї мети болгаркою вирізаються прямокутники: 300 * 300 мм – 2 шт; 300 * 30 мм – 8 шт. Таким чином, вийде комплект, з якого зварюється 2 колектора, які нагадують за своєю формою квадратну кришку від коробки.
  6. У кожному з колекторів робиться отвір, до якого приварюється патрубок для подальшого з’єднання з трубами опалювальної системи або забезпечення гарячим водопостачанням.
  7. Отвори на колекторах робляться у одного з кутів а, а при установці їх на теплообмінник вхідний патрубок повинен бути розташований в нижній частині такої конструкції, а вихідний – у верхній.

Розглянутий вище теплообмінник встановлюється відкритою стороною в систему циркуляції гарячих газів.

Таким чином, розпечений газоподібний теплоносій буде передавати теплоту рифлений стінок нержавіючих пластин, які, в свою чергу, будуть нагрівати рідина.

Теплообмінник такої конструкції можна використовувати для передачі тепла від однієї рідини, до іншої. Для цього на відкриті частини пластин приварюється з 2 сторін сталева сорочка з патрубком вищеописаної конструкції.

креслення:

Виготовлення водяного теплообмінника для печі

Звичайна дров’яна піч може не тільки опалювати приміщення традиційним способом, але і використовуватися для нагріву води для опалення кімнат, в яких даний обігрівальний прилад не встановлено.

Для виготовлення такого пристрою знадобляться наступні матеріали та інструменти:

  • труба сталева діаметром 325 мм, довжиною 1 метр;
  • труба сталева діаметром 57 мм, довжиною 6 метрів;
  • сталевий лист товщиною 4 мм;
  • зварювальний апарат;
  • електроди;
  • газовий різак;
  • білий маркер;

Процес виготовлення:

  1. Циліндр з труби діаметром 325 мм встановлюється вертикально на сталевий лист і обводиться маркером або крейдою.
  2. Обведений окружність вирізається газовим різаком. Потім з що вийшло металевому млинцю виготовляється ще одна окружність такого ж діаметру.
  3. У кожному з таких млинців вирізається 5 отворів діаметром 57 мм. Такі отвори повинні бути рівновіддалені один від одного, а також від середини млинця і його краю. Млинці приварюються до циліндра таким чином, щоб їх отвори розташовувалися навпроти один одного.
  4. Труба 57 мм нарізається болгаркою на відрізки довжиною 101 см. Необхідно підготувати 5 таких відрізків.
  5. Кожен відрізок труби встановлюється в отвори таким чином, щоб краї цієї труби на 1 мм виходили з отворів верхніх і нижніх “млинців”. Електрозварюванням відрізки труб зварюються. В результаті, виходить металевий циліндр, усередині якого знаходяться труби меншого діаметру. По цих трубах буде проходити гаряче повітря і димові гази, в результаті чого, труба буде нагріватися і через свої стінки передавати тепло рідини, яка буде знаходитися всередині циліндра.
  6. Для здійснення циркуляції рідини всередині металевого циліндра, в нижній і верхній його частині приварюються патрубки. Знизу такої конструкції буде подаватися холодна вода, у верхній – здійснюватися забір нагрітої таким чином рідини.

повітряний теплообмінник

повітряний теплообмінник – це пластинчастий прилад, який виготовляється за тим же принципом, як і вищеописаний в даній статті пластинчастий теплообмінник, тільки з тією лише різницею, що колектор на такий пристрій не встановлюється.

Як у вертикальній, так і в горизонтальній площині, через пристрій в якості теплоносія використовується газ. Тільки для нагріву використовуються гарячі гази утворені в результаті горіння палива, а в якості газу, що нагрівається виступає повітря, який для більшої ефективності може подаватися через теплообмінник примусово за допомогою вентилятора.

Труба в трубі

Теплообмінники такої конструкції дуже прості у виготовленні і в експлуатації.

Для того, щоб виготовити такий прилад самостійно, знадобляться наступні матеріали та інструменти:

  • електрозварювання;
  • електроди;
  • болгарка;
  • труба діаметром 102 мм, довжиною 2 метри;
  • труба діаметром 57 мм. довжиною 2 метри;
  • сталевий лист товщиною 4 мм;

Процес виготовлення:

  1. З листової сталі вирізаються заглушки, в середині яких робляться отвори діаметром 57 мм.
  2. ці заглушки приварюються до труби 102 мм, таким чином, щоб отвори заглушок виявилися посередині діаметра труби. У ці отвори заводиться труба 57 мм і якісно проваривается по колу.
  3. В основній трубі 102 мм робиться 2 отвори для установки вхідного і вихідного патрубків. Ці отвори повинні розташовуватися якнайдалі один від одного.

Принцип роботи такого теплообмінника дуже простий: гарячий теплоносій, проходячи по трубі меншого діаметру, через металеві стінки труби віддає тепло, рідини, яка знаходиться в порожнині труби більшого діаметру. Таким чином, відбувається передача теплової енергії, в той же час не відбувається перемішування рідин, які можуть бути не однорідні, наприклад вода і мінеральне масло.

При підключенні такої системи, як правило, теплообмінник розташовується в горизонтальній площині, а циркуляція рідин для підвищення ККД здійснюється разнонаправлен
о.

Креслення зібраного водо-водяного теплообмінника труба в трубі:

промивання теплообмінника

Своєчасна промивання очищення таких пристроїв, дозволяє служити таких приладів багато років безвідмовно. Особливо потребують своєчасної очистки теплообмінники, які в якості теплоносія використовують розігріті гази від спалювання твердого палива.

Як правило, в таких системах, пластинчасті канали забиваються сажею, що різко знижує ККД такого пристрою, а при надмірному забиванні робочих отворів продуктами горіння, пристрій може повністю вийти з ладу.

Для якісного очищення таких теплообмінників, пристрій повністю демонтується і канали, ретельно очищають від сажі з наступним промиванням пластин.

Контур, в якому циркулює вода підвищеної жорсткості, необхідно промити спеціальним засобом від накипу або розчином лимонної кислоти. При значному шарі вапняних відкладень, виробляють механічну очистку пластин. Для цієї мети, колектор зрізається болгаркою по шву. Пластини очищаються від накипу, потім колектор приварюється на колишнє місце.

Подібним чином відбувається очищення системи теплообміну “труба в трубі”. Якщо не вдається хімічним способом ефективно видалити накип, труба розрізається, накип видаляється механічним способом. Потім відбувається збірка пристрою.

види

Існує 2 типу теплообмінників:

поверхневий

Найбільш поширений тип теплообмінника, який набув поширення не тільки в системах опалення будівель, але і в багатьох виробничих процесах. В якості теплоносія, який може бути використаний для передачі тепла в таких пристроях, використовується не тільки вода, але і водяна пара, різні мінеральні масла і хімічні речовини.

Поверхневі моделі поділяються на рекуперативні і регенеративні:

  1. рекуперативні – передають тепло через стінку теплоносія.
  2. регенеративні – такі теплообмінники функціонують в періодичному режимі. Спочатку гарячий теплоносій нагріває поверхню теплообмінника, потім до стінок, які акумулювали тепло, підводиться холодний теплоносій.

змішувальний

При використанні такого виду пристроїв, відбувається проникнення гарячого теплоносія в холодний. В результаті такого змішування, відбувається пряма передача тепла. В системі опалення такий вид теплопередачі використовується рідко.

Зазвичай, змішувальний спосіб, застосовується при сонячному нагріванні води, коли теплоносій з теплогенератора надходить в накопичувальну ємність, в якій відбувається змішування, гарячої і холодної рідини.

Бліц-поради

  1. Щоб уникнути утворення накипу в системі опалення, необхідно використовувати тільки дистильовану воду. Велика кількість дистильованої води для цієї мети можна виготовити в домашніх умовах пропускаючи через теплообмінник “труба в трубі” водяна пара.
  2. Використовуючи саморобний пристрій для теплообміну між газами, утвореними в результаті згорання палива і рідиною, необхідно все монтажні роботи проводити з найвищою старанністю, щоб в результаті недостатньої герметизації димоходу не надходив чадний газ в приміщення.
  3. При використанні котлів або грубок, в яких використовується природна тяга повітря в димоході, площа перетину димоходу всередині теплообмінника не повинна бути менше площі патрубка котла або печі.
Ссылка на основную публикацию