Izmjenjivač topline za grijanje je najvažnija komponenta svakog kotla. "Vek trajanja" jedinice za grijanje ovisi o njenim performansama. Pogledajmo koji izmjenjivač topline za sistem grijanja će osigurati efikasan rad kotla i produžiti mu vijek trajanja.
Koji su agregati ove kategorije?
Pločasti izmjenjivač topline za grijanje je tehnički složen sistem koji prenosi energiju između toplog i hladnog rashladnog sredstva. U praksi se za to koriste tečnosti i pare, rjeđe gasovi, čvrste baze.
Drugim rečima, izmenjivač toplote za grejanje je uređaj koji nema sopstveni izvor toplote, a njegovu funkcionalnost obezbeđuje energija koja dolazi iz centralizovanog sistema grejanja. Odnosno, bojler ili peć ne spadaju u jedinice ove kategorije po definiciji. Međutim, klupa ili štit koji reflektuje toplotu dimnih gasova iz peći mogu se smatrati primerima izmenjivača toplote, jer zagrevaju vazduh u prostoriji.
Efikasnost prijenosa energije ovdje ovisi o sljedećem:
- Razlike u temperaturi između okruženja (prisustvo značajne razlike uzrokuje impresivniji prijenos energije).
- Područje kontakta pojedinih medija sa izmjenjivačem topline.
- Indikatori toplotne provodljivosti građevinskih materijala.
U stvari, 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 njegov kvalitet. Ako se kao radni medij treba koristiti omekšana ili kemijski pročišćena voda, bolje je dati prednost lemljenim pločastim strukturama. Isto važi i za upotrebu rashladnih tečnosti koje ne ostavljaju nikakve naslage na zidovima konstrukcije, kao što su alkohol, freon ili etilen glikol.
Kada je reč o velikim grejnim mestima, kao što su kotlarnice, ovde se najčešće može videti izmenjivač toplote za toplu vodu iz sklopivog tipa grejanja. Upotreba ovakvih rješenja može se objasniti prisustvom nekvalitetnog radnog okruženja, koje se koristi u centraliziranim mrežama grijanja.
Jednostavnost dizajna sklopivih lamelnih jedinica doprinosi njihovom praktičnom održavanju, posebno brzom rastavljanju tokompotreba za uklanjanjem kamenca sa unutrašnjih 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 distribucije energije u direktnom kontaktu između pojedinačnih nosača toplote. Drugi tip prenosi energiju kroz ploče bez direktnog kontakta između radnih medija.
Ukoliko je potrebno koristiti izmjenjivač topline za grijanje kao element za grijanje vode u bazenu ili kao hladnjak u industrijskim instalacijama, preporučuje se korištenje pločastih i lemljenih jedinica za tu svrhu. Takvi dizajni omogućavaju brzo postizanje najefikasnijeg prijenosa topline između dva fluida.
Materijal
Izmjenjivač topline za grijanje kuće može biti izrađen od čeličnih ili livenih ploča, povezanih lemljenjem bakarnim ili nikl lemom. Konstrukcije lemljene bakrom uobičajene su u sistemima centralnog grijanja. Istovremeno, sistemi čiji su elementi povezani pomoću nikla uglavnom se koriste za zadovoljavanje potreba industrijskih područja i, po potrebi, za rad sa hemijski agresivnim sredinama.
Ljevano željezo
Dajući prednost izmjenjivačima topline od livenog gvožđa, obratite pažnju na nekoliko tačaka:
- Dovoljno impresivna težinamora se uzeti u obzir prilikom izrade projekta za uređenje kotlarnice. Što se tiče uvođenja takvih konstrukcija u sistem grijanja privatne kuće, potonje bi se trebalo razlikovati po malom volumenu sekcija, minimalnom broju dimnih kanala koji se koriste za pomicanje produkata izgaranja.
- Jedinice od livenog gvožđa odlikuju se mogućnošću transporta u sekcijama u rastavljenom obliku, što postaje pogodno za ugradnju i naknadno održavanje.
- Uprkos težini, materijal je prilično krhak. Stoga, prilikom transporta i ugradnje treba izbjegavati mehaničke utjecaje na konstrukcijske elemente. Još jedna opasnost je termalni udar. Ako se impresivna količina hladnog radnog medija naglo stavi u jedinicu koja se nije ohladila, zidovi izmjenjivača topline mogu popucati.
- Liveno gvožđe je podložno i mokroj i suvoj koroziji. Prvi nastaje kao rezultat izlaganja materijalu kiselog kondenzata. Drugi polako prekriva površinu konstrukcije u obliku filma hrđe dok se koristi. Budući da izmjenjivači topline za grijanje privatne kuće od livenog gvožđa imaju debele zidove, ovi procesi mogu trajati mnogo godina.
- Ovakvi sistemi se dugo zagrijavaju, ali se izuzetno sporo hlade, što značajno smanjuje potrošnju goriva i povećava efikasnost grijanja prostora.
Čelik
Prisustvo čeličnog "srca" ne dovodi do značajnog ponderisanja sistema. Stoga se često koristi izmjenjivač topline vode za grijanje od ovog materijalakoristi se za servisiranje velikih površina.
Što se tiče lakoće ugradnje čelične konstrukcije, konačna montaža se, za razliku od jedinica od livenog gvožđa, odvija u fabrici. Jednodijelni monoblok je prilično teško unijeti u skučenu prostoriju. Osim toga, fabrička montaža komplikuje popravku i održavanje sistema.
Instalirani čelični izmjenjivač topline u peći za grijanje, koji je ozbiljno oštećen, gotovo je nemoguće vratiti u život kod kuće. Morate ili pribjeći potpunoj demontaži sistema i poslati ga u industrijsku radionicu na popravak, ili se riješiti strukture zamjenom.
U isto vrijeme, vodeni izmjenjivač topline za grijanje izrađen od čelika ne boji se ni termičkog udara ni značajnog mehaničkog naprezanja. Materijal ima visoku stopu elastičnosti i stoga se dobro nosi s naglim promjenama temperature. Međutim, produženo izlaganje ekstremnoj hladnoći ili vrućini može uzrokovati male pukotine u zavarenim spojevima.
Ako govorimo o sposobnosti otpornosti na koroziju, čelični izmjenjivač topline podliježe samo elektrohemijskim utjecajima. Posebno brzo, uz produženi kontakt s agresivnim medijima, tanki zidovi su korodirani rđom. Istovremeno, vijek trajanja sistema može se sistematski smanjiti za 5 do 15 godina. Na osnovu toga, proizvođači često pokrivaju unutrašnje zidove čeličnih izmjenjivača topline livenim željezom.
Sistemi napravljeni od ovog materijala zagrijavaju se gotovo trenutno i jednako brzo se hlade. Uprkos očiglednoj pogodnosti, ako je potrebnobrzo grijanje prostora, ova nekretnina ima i negativnu stranu. Stoga, efekat zamora metala u određenim dijelovima konstrukcije može dovesti do manjih oštećenja.
Kako izračunati izmjenjivač topline?
Uradi sam kalkulacije jedno su od najčešćih pitanja potrošača. U stvari, izuzetno 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 za prijenos topline. Ako je ovaj pokazatelj namjerno nizak, shodno tome, efikasnost izmjenjivača topline neće biti dovoljna da zadovolji postojeće potrebe.
Da bi se povećale performanse sistema, često je potrebno instalirati glomazne jedinice. Međutim, da bi se smanjio broj upotrebljenih 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 efikasan 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, namotajte u kolut i stavite u posudu napunjenu vodom.
Izvođenjem izlaza i ulaza cijevi van, moguće je dobiti funkcionalan dizajn koji će ili grijati ili hladiti radni fluid, u zavisnosti od postojeće potrebe.
Izmjenjivač topline u vodenom omotu
Pored sistema serpentina, možete napraviti svoj vlastiti izmjenjivač topline, poznat kao "vodeni omotač". Ovakvi sistemi rade na osnovu principa distribucije energije između nekoliko zatvorenih kontejnera postavljenih jedan u drugi.
Izmjena toplote po ovom principu se uspješno koristi u malim kotlovima na čvrsto gorivo. Uprkos opštoj jednostavnosti dizajna, nedostatak ovakvih sistema je prisustvo relativno niskog radnog pritiska, za koji su ove jedinice dizajnirane. Osim toga, proizvodnju izmjenjivača topline koji rade na principu "vodenog plašta" trebao bi obaviti iskusni zavarivač. Prilično je problematično dizajnirati i sastaviti takav sistem od improvizovanih materijala bez odgovarajućih vještina.
Izmjenjivač topline s cijevnim pločama
Verovatno najteža od svih opcija dostupnih za samoproizvodnju je sistem koji se zove "tube board". Ova definicija je dodijeljena domaćim izmjenjivačima topline koji sadrže znatnu količinu proširenih spojeva cijevi.
Ovakve jedinice su predstavljene u obliku tri zatvorena kontejnera. Dva su postavljena na suprotne ivice konstrukcije i povezanametalni provodnici radnog medija, koji su na krajevima takvih posuda prošireni. Izmjena toplote se vrši u trećem - srednjem - dijelu zbog kretanja tečnog radnog medija između rezervoara kroz cijevi.
Traženje alternativnih rješenja
Ako ne postoji način da sami sastavite izmjenjivač topline koristeći gore navedene metode, možete pokušati pronaći materijale za izradu budućeg sistema u vlastitom ormaru ili na deponiji. Na primjer, stari grijani držač za ručnike bio bi odlično rješenje za stvaranje uređaja u obliku zavojnice. Svaki kućni radijator koji ne propušta također će raditi.
Što se tiče upotrebe radijatora iz auto peći, u stvari, oni se mogu odmah koristiti kao grejni element kombinovanjem pojedinačnih jedinica sa adapterima za povećanje površine razmene toplote.
Na bazi starog bojlera može se napraviti efikasan uređaj. U ovom slučaju, ne morate skoro ništa da ponavljate.
Na kraju
Kao što vidite, princip rada izmjenjivača toplote je svuda približno isti. Ovisno o radnim uvjetima, takve jedinice mogu raditi i za grijanje i za hlađenje radnog medija: plina, tekućine ili čvrstog.
Pri izboru fabričkog rešenja mnogo zavisi od zadataka koji su dodeljeni izmenjivaču toplote, a u slučaju samomontaže, od inženjerske mašte majstora.
