Теплообменник своими руками: виды, устройство, необходимые материалы и инструменты

Изготовление теплообменника для дома своими руками

Существуют различные способы теплопередачи — нагрева или охлаждения газов, жидкостей или твёрдых материалов. Использование тепловой энергии горячей среды как самостоятельного источника тепла позволяет экономнее её расходовать и сохранять. В отличие от обычных способов нагрева, требующих извлечения или производства энергии, теплопередача представляет собой лишь перераспределение полученного ранее нагрева. Устройства, осуществляющие такую передачу, называются теплообменниками. Они широко распространены, существуют различные конструкции и виды теплообменников. Используются в системах отопления, охлаждения, водоснабжения или иных бытовых и технологических комплексах. Использование готового устройства возможно не всегда, особенно при создании самодельных систем для частного дома. Изготовить теплообменник своими руками возможно, но для этого надо иметь некоторые навыки обращения с металлом и сварочным аппаратом, и, что самое важное, точное представление о принципах работы и конструкции устройства.

Принцип работы

Теплообменник — это наименование группы устройств, действующих по одному принципу, но выполняющих разнообразные задачи и имеющих собственные названия. Так, теплообменниками являются калориферы, бойлеры, холодильники и прочие устройства. Вариантов конструкции существует много, поскольку необходимость в передаче тепловой энергии имеется в большом числе комплексов и систем.

Теплообменник организует передачу тепловой энергии от одной среды к другой без непосредственного контакта или перемешивания. Источником и приёмником тепла могут быть совершенно разнородные материалы, например, горячий металл способен нагревать поток воздуха, нагретая жидкость способна передать тепло другой жидкости через тонкую стенку из материала, хорошо проводящего тепло, и т.д. Процесс всегда один — энергия от горячей среды переходит в холодную, но его цель может быть различной — либо нагрев, либо охлаждение приёмника, в зависимости от назначения системы, в которой установлен теплообменник.

В мире существует колоссальное количество теплообменников, но всех их объединяет предназначение — передача тепла

Передача осуществляется либо непрерывно, путём косвенного контакта двух сред разной температуры, разделённых перегородкой (поверхностный, или рекуперативный тип), либо периодически, поочерёдной передачей тепла на определённый приёмник и его последующим отбором (регенеративный тип). Рекуператоры используются в системах отопления или водоснабжения, поэтому в глазах рядового пользователя они выглядят более распространёнными, чем регенераторы, встречающиеся только в больших промышленных установках разного назначения.

Наиболее распространёнными вариантами конструкции являются системы вода-вода (теплоноситель-вода), использующиеся в отоплении и водоснабжении, и вода-воздух (калориферы).

Виды теплообменников

Существует два основных типа конструкции теплообменников:

  • Тип «труба в трубе». Представляет собой отрезок трубы, по которой циркулирует нагреваемая среда. Внутри неё в продольном направлении установлена вторая труба меньшего диаметра, по которой движется горячий теплоноситель. Применяются для жидкостных систем теплообмена.
  • Пластинчатый. Представляет собой пачку пластин с зазором между ними в несколько миллиметров. Они объединены между собой таким образом, что каждая из пластин разделяет две среды с разной температурой, движущихся в перпендикулярном направлении. Существуют конструкции с оребрёнными пластинами, имеющими увеличенную площадь теплоотдачи и, соответственно, большую эффективность. Используются как для жидкостей, так и для воздушных потоков (рекуперация воздушного отопления).

Конструктивный тип «труба в трубе» получил широкое развитие. Существует масса вариантов такого решения:

  • Кожухотрубный. Пучок трубок с циркулирующей средой-приёмником установлены в корпус (кожух), заполненный теплоносителем-донором.
  • Элементный. Ещё одна разновидность кожухотрубной конструкции, с более сложной системой расположения трубок. Предназначен для систем с высоким давлением.
  • Погружной. Спираль с теплоносителем-приёмником погружается в проточную ёмкость с теплоносителем-донором. За счёт невысокой скорости движения жидкости в спирали и быстрой смены теплоносителя в корпусе достигается высокая эффективность нагрева приёмника и малый расход тепловой энергии теплоносителя-донора.
  • Спиральный. Конструкция напоминает погружной вариант, но с плоской полой спиралью, по которой перемещается горячий агент. Холодная жидкость находится в корпусе. Этот тип теплообменников позволяет работать с вязкими жидкостями, пульпой.

Теплообменники типа «труба в трубе» позволяют развивать большую скорость прохождения (циркуляции), получив наименование геликоидных, или скоростных. Существуют также интенсифицированные геликоидные конструкции, позволяющие увеличить скорость и давление (интенсифицировать) греющей и нагреваемой среды для повышения общей эффективности и скорости процесса.

Наиболее эффективным типом конструкции признан пластинчатый вариант, который занимает в несколько раз меньше места при той же производительности. Существенным недостатком является сложность очистки пластин от наслоений из-за малой величины зазоров и недоступности для механической очистки, вынуждающей использовать активные химические вещества.

Изготовление устройства

Самостоятельное изготовление теплообменника под силу только людям, имеющим определённые навыки, инструменты и знания. Не имея опыта и практики, изготовить устройство, предназначенное для работы с нагретой средой под давлением, практически невозможно. Прежде, чем начинать непосредственное изготовление устройства, необходимо выбрать его тип, приготовить необходимые материалы, инструменты и оборудование. Поскольку вариантов конструкции существует достаточно много, следует рассмотреть наиболее распространённые типы по отдельности.

Водяной для банной печи

Печь в бане нагревает определённый, относительно небольшой объём воды. Для небольшой семьи этого достаточно, но для компании из нескольких человек может потребоваться большее количество. Для того, чтобы не подливать постоянно в котёл воду, а использовать имеющееся количество в качестве греющей среды, устанавливается теплообменник и ёмкость с расходной водой для мытья. Большинство таких устройств работает на естественной циркуляции — горячая вода поднимается вверх, а остывшая — опускается вниз. Наиболее распространённый вариант конструкции — погружной, в бак с греющей средой устанавливается змеевик, по которому движется нагреваемая вода.

Теплообменник в бане необходим для поддержания температуры воды в баке

Ёмкость присоединяется к котлу двумя трубопроводами — прямым и обратным. Горячая вода из котла поднимается вверх, отдаёт тепловую энергию и опускается обратно в котёл, где нагревается вновь. Для неё понадобится бак с двумя отводами на боковой стенке.

Для изготовления теплообменника для банной печи понадобится около 10 м медной проволоки

Для изготовления необходимо:

  • Бак из нержавейки диаметром 300-400 мм и высотой 500-600 мм;
  • Крышка для бака с фланцевым креплением;
  • Около 10 м медной трубки (при диаметре спирали 300 мм на каждый виток уходит около 1 м трубки, точную длину можно подсчитать самостоятельно);
  • Сварочный аппарат для пайки меди и сварки нержавейки.

Это важно! Нержавеющая сталь может быть заменена на обычную, но следует помнить, что в этом случае понадобится прочное полимерное защитное покрытие, которое периодически надо будет обновлять.

  1. Прежде всего, необходимо обеспечить прочность и герметичность крепления крышки. Просто приварить её нельзя, так как необходимо будет периодически прочищать теплообменник. Для эксплуатации наиболее удобный вариант — фланцевое крепление, которое можно заказать сразу при изготовлении или изготовить самостоятельно. Сам фланец делается также из нержавейки, его следует заказать у токаря. Крепёжные отверстия делаются с учётом размещения уплотнителя (сальника). В готовом виде он представляет собой два кольца, соединённые между собой по периметру 4 или 6 болтами. Кольца в собранном виде аккуратно привариваются сначала к самому баку, затем тем же способом крепится крышка. Необходимо следить за герметичностью соединения, обнаруженные отверстия заваривать сразу же.
  2. После фланцев переходим к присоединительным патрубкам. Выход холодной воды устанавливается на днище, вход горячей — на боковой стенке ближе к крышке. Для присоединения трубопроводов проще всего использовать резьбовые фитинги, которые привариваются в соответствующие отверстия на днище и стенке ёмкости. Приваривать трубы без возможности отсоединения не следует, при очистке или ремонте возможность снять бак очень важна.
  3. Спираль из трубки навивается при помощи оправки подходящего диаметра. Если используется мягкая отожжённая медная трубка, проблем не возникнет. Жёсткую трубку придётся подогревать в пламени горелки. Работать следует осторожно, использовать защитные перчатки, чтобы не обжечься о горячие детали. После навивки основного элемента спирали на свободные концы припаиваются переходники, которые проводятся сквозь крышку в заранее приготовленные отверстия и припаиваются по кругу. Надо следить за герметичностью и прочностью пайки, так как к переходникам будут присоединены отводы трубопровода, идущего на расходный бак для горячей воды.
  4. Сборка теплообменника проста — готовая крышка со спиралью через резиновую прокладку присоединяется к ёмкости, отверстия фланцевого крепления совмещаются между собой и затягиваются болтами. Необходимо следить, чтобы спираль оказалась посередине бака, не прикасаясь к стенкам — это снизит эффективность теплообмена. Если перекос будет обнаружен, бак надо разобрать, спираль выровнять. Избежать этого можно уменьшением диаметра оправки при навивке.

Обеспечить устойчивую естественную циркуляцию воды удаётся не всегда, поэтому рекомендуется использовать циркуляционный насос, по крайней мере, на нагреваемой петле.

Воздушный

Воздушный теплообменник состоит из одного или нескольких рядов трубок с горячим теплоносителем, установленных с небольшим зазором между собой в рамке — корпусе. Сквозь трубки при помощи вентилятора прогоняется поток воздуха, который забирает у трубок тепловую энергию. Этот вариант конструкции называется калорифером, он широко используется в системах воздушного отопления.

В зависимости от назначения и сечения вентиляции различают калориферы круглой и прямоугольной формы

Для максимальной эффективности трубки покрываются спиралью оребрения, увеличивающей площадь контакта с воздушным потоком. В домашних условиях это недоступно, поэтому обычно просто устанавливают трубки с минимальным зазором, но не препятствующим прохождению воздуха и не снижающим его скорость и напор.

Существуют пластинчатые конструкции, также используемые для рекуперации тепловой энергии в системах воздушного отопления и вентиляции.

Роль теплопередающей стенки в пластинчатых теплообменниках выполняет гофрированная пластина

Два потока холодного и тёплого воздуха направляются в перпендикулярном друг к другу направлении, разделёнными пластинами таким образом, что в одном зазоре расположен тёплый поток, в другом — холодный, затем вновь тёплый и т.д. Эффективность пластинчатых теплообменников достаточно высока, но они в основном применяются для систем «воздух-воздух», для самостоятельного изготовления довольно сложны и не могут использоваться для систем под давлением.

Порядок изготовления воздушного теплообменника:

  1. Изготавливается короб из листового металла. Его площадь должна соответствовать размеру рабочего колеса вентилятора, если используется центробежная конструкция — изготавливается короб на 70% больший площади выходного патрубка.
  2. На противоположных боковых поверхностях короба сверлятся отверстия под медную трубку. Расстояние между их центрами должно быть на 5-10 мм больше диаметра. Оптимальный вариант — трубка на 18-20 мм.
  3. Изготавливаются отрезки трубки, длина их должна быть на 4-6 см больше ширины короба. Если установить отрезок в противоположные отверстия, с обеих сторон должны торчать свободные концы не менее 2 см.
  4. Трубки вставляются в отверстия, а на их концы сразу припаиваются угловые фитинги, отрезки соединяются между собой таким образом, чтобы в результате получилась «змейка». Иногда делают две «змейки», соединённые параллельно, чтобы теплоноситель не слишком остывал при обдуве.
  5. На входные и выходные концы«змейки» припаиваются резьбовые фитинги, к которым будут присоединены питающие трубопроводы. Подключается вода, соединения проверяются на герметичность и отсутствие протечек.
  6. Готовый короб с трубками устанавливается на основание с вентилятором. По периметру короба и рабочего колеса устанавливается кожух, препятствующий выходу воздушного потока в стороны.
  7. Теплообменник подключается к системе питания, запускается вентилятор, установка испытывается в работе.

Труба в трубе

Этот вариант является одним из самых простых. Отрезок трубы большего диаметра с вваренными на боковой стенке патрубками для подвода и отвода нагреваемой жидкости, внутрь которого сквозь заваренные торцы вставлен трубопровод меньшего диаметра с циркулирующим греющим теплоносителем. Устройство позволяет выдерживать высокое давление, соотносимое с опрессовочными нагрузками системы ЦО.

Теплообменник труба в трубе чаще всего используется для нагревания или охлаждения теплоносителя в системах отопительного типа

  1. На боковых сторонах внешней трубы просверливаются (или прожигаются горелкой) отверстия для присоединительных фитингов.
  2. Привариваются (припаиваются) резьбовые фитинги для трубопроводов.
  3. Отрезок трубы большего диаметра заваривается пластинами металла по торцам.
  4. На торцевых пластинах заранее делаются отверстия для трубы с горячим теплоносителем. Вставляется отрезок трубы с резьбовыми соединениями на концах, обваривается по периметру.
  5. Центральная (горячая) труба устанавливается в разрыв трубопровода с теплоносителем, на боковые соединения подключаются входной и выходной патрубки от трубопрповода, ведущего к расходной ёмкости. Теплообменник готов.

Подобные теплообменники просты в изготовлении и эксплуатации, но имеют относительно низкую эффективность, поэтому для частных домов принято использовать различные усовершенствованные конструкции, одной из которых является рассмотренный выше теплообменник для банной буржуйки.

Как и чем промыть теплообменник

Наиболее эффективный способ — ручная механическая чистка, но для большинства конструкций этот вариант не годится. Доступа к внутренним поверхностям устройства не имеется, поэтому приходится прибегать к химическим методам очистки — промывке. Для этого применяются различные промывочные химикаты, например, подойдёт сантехническое средство от налёта, кислотные растворы, моющие средства и т.д. Выбор того или иного раствора зависит от состава загрязнений, который, в свою очередь, обусловлен типом теплоносителя и спецификой работы.

Читайте также:  Индукционный нагреватель: схема нагрева, плюсы и минусы, варианты устройств

Промывку удобнее всего производить в отсоединённом от системы состоянии. Теплообменник помещают в ёмкость с моющим средством, выдерживают определённое время (если это необходимо), затем промывают сильной струёй воды из шланга. Если с первого раза нужного результата добиться не удаётся, прибегают к повторной промывке. Для теплообменников сложной конфигурации рекомендуется собрать отдельную замкнутую систему для промывки с циркуляционным насосом и ёмкостью. Вместо теплоносителя в неё заливают моющее средство или раствор и запускают циркуляцию на некоторое время. Перемещение жидкости под давлением эффективно растворяет и выводит твёрдые частицы, жировые наслоения, прочий мусор. Рекомендуется промывать теплообменник регулярно, раз в год или немного реже. При появлении нестабильной или неэффективной работы устройства надо сразу очистить его, чтобы снизить потери на некачественной теплопередаче.

Для того, чтобы сделать теплообменник, требуется точно понимать принцип его работы и использовать наиболее теплопроводные материалы. Оптимальный вариант — медь, её качества намного опережают алюминий или нержавеющую сталь. Все операции по сборке и сварке следует выполнять аккуратно, не допускать попадания внутрь мусора, окалины или шлака. Особой сложности в изготовлении нет, но теплообменники для системы центрального отопления, которые будут работать под давлением, надо варить ответственно. Если уверенности в своих силах нет, лучше пригласить опытного специалиста, способного выполнить качественное и герметичное соединение.

Качество обогрева напрямую зависит от него! Теплообменник своими руками для отопления

Теплообменник — важный элемент в отопительной системе, который передаёт тепловую энергию генератора к теплоносителю.

Подходящий вариант изготовления прибора своими руками рассчитывается исходя из учёта элементов конструкции.

В системах отопления встречаются аппараты, действующие с конструкциями котлов работающих на газу, твёрдом топливе, электроэнергии.

Устройство теплообменника для систем отопления

Приспособление предназначено для передачи тепла от одного элемента к другому. В роли источника тепла и теплоносителя выступают различная жидкость, газ или пар.

Нестабильные среды разделены материалом с подходящим типом теплопроводности.

Простой пример теплообменника — комнатные радиаторы, в которых источником тепла является вода в системе отопления, нагреваемой средой — воздух в помещении.

В качестве разделяющего материала выступает металл, из которого состоит радиатор. Промежуточный материал, который используется при конструировании, должен обладать высокой степенью теплопроводности.

Хорошим вариантом для конструирования теплообменника будет применение медных элементов. Медь обладает большей в 7.5 раз теплопроводностью, чем сталь. Пластмассовые изделия в двести раз хуже проводят тепло, чем стальные. Сравнивая при одинаковых условиях 1.7 м медного, 12 м стального и 2 тыс. метров пластикового трубопровода получится передача одинакового количества тепла.

Как сделать своими руками

Существует несколько типов теплообменников, каждый из которых обладает особой технологией производства.

Изготовление по методу «труба в трубе», особенности подключения, схема

Устройство работает по такому несложному принципу горячая жидкость проходит по трубе малого диаметра, через стенки труб передаётся тепло воде, которая расположена в полостях трубы большего размера. Таким способом передаётся тепловая энергия и не перемешиваются жидкости, имеющие неоднородный характер, например, масло и вода. Такой тип агрегатов прост в изготовлении и в эксплуатации.

Фото 1. Схема теплообменника типа «труба в трубе». Указано направление движение теплоносителя.

Инструменты и материалы

  • две двухметровые трубы из меди, с различным диаметром — 102 мм и 57 мм;
  • два тройника с углами 90 градусов, диаметр должен быть равен трубе большей;
  • два коротких отрезка трубы, подходящие к размеру тройника;
  • электрическая или газовая сварка, подойдёт и мощный паяльник с припоем для меди;
  • болгарка, отрезной диск;
  • рулетка.

Процесс изготовления

  1. На профиль трубы большего диаметра с двух сторон приваривается тройник, который следует расположить боковой стороной таким образом, чтобы туда вставить трубу меньшего размера.

Справка. При подключении такой конструкции, теплообменник рекомендуется расположить в горизонтальном положении, жидкости должны циркулировать разнонаправленно, это повысит КПД.

  1. После того как изделие меньшего диаметра вошло в тройник его проваривают с торцов.
  2. К свободным краям тройников привариваются патрубки, которые предназначены для подачи и вывода отопительной жидкости.

Воздушный пластинчатый

Приспособление устанавливается в газовую отопительную систему. Принцип действия заключается в передаче теплоэнергии от газообразного теплоносителя к рифлёной конструкции пластин, которая будет нагревать жидкость в трубопроводе.

А также этот тип устройств подойдёт для передачи тепла от одной жидкости, к другой.

Инструменты и материалы

  • оборудование для сварки;
  • болгарка;
  • два листа из нержавеющей стали (рифлёной), толщина 4 мм;
  • 1 лист плоский из нержавейки, толщина 4 мм;
  • электроды.

Порядок работ

  1. Лист рифлёной стали разрезать на равные квадраты со сторонами 30 см. Для конструкции понадобится 31 квадрат.
  2. Из плоского листа нержавеющей стали нарезать ленты. Ширина 1 см, длина 30 см. Общая длина частей должна составить 18 метров — получится 60 шт.

    Квадраты из рифлёного материала сварить между собой при помощи полоски 1 см. Соединение проходит через две противоположные стороны квадратов, секции располагаются перпендикулярно друг к другу.

В одном корпусе, имеющем форму куба, должно получиться 15 секций, которые обращены в одну сторону и 15 в другую.

Благодаря рифлёной поверхности происходит эффективная передача тепла от одного носителя к другому без взаимных перемещений различных либо однородных теплоносителей.

  • В случаях, когда тепло будет передаваться при помощи жидкого теплоносителя, рекомендуется приварить коллектор. Распределитель лучше изготовить из нержавеющей стали. Для этого понадобится при помощи болгарки отрезать со стального листа прямоугольники 30х30 см (2 шт.) и 30х3 см8 штук. Из такого комплекта частей конструируется два коллектора имеющие вид квадратной крышки от коробка.
  • В коллекторе сделать отверстие для патрубка, который послужит соединением с трубопроводом отопления.
  • Отверстие на коллекторе делается ближе к одному из углов. При монтаже его на теплообменник расположение входного патрубка должно быть внизу агрегата, выводящая трубка всегда расположена вверху.
  • Теплообменник водяной для печи

    Обыкновенная печь, работающая на дровах способна обогреть целый дом, если её присоединить к отопительной системе на водной основе.

    Инструменты и материалы

    • метровая труба из стали, диаметр 32.5 сантиметра;
    • труба железная — 6 метров, диаметр 5.7 см;
    • лист стали 4 мм толщины;
    • сварочный аппарат;
    • газовый резак.

    Порядок работ

    1. Метровый отрезок трубы с диаметром 32.5 см поставить в горизонтальное положение на лист из стали и обвести маркером.
    2. Отверстие нужного размера вырезать газовым резаком. По макету металлического круга вырезать вторую такую же окружность.
    3. В металлических дисках вырезать по пять отверстий с диаметром 5.7 сантиметров. Отверстия должны быть расположены равномерно по отношению друг к другу, также как от середины, так и от края поверхности. Диски приварить к цилиндру трубы и постараться, чтобы отверстия были расположены параллельно.
    4. Изделие 5.7 мм нарезать при помощи болгарки, на части по 1 метру. Потребуется пять отрезков.

    Фото 2. Схема водяного теплообменника для печи. Представляет из себя цилиндр, внутри которого расположены трубы меньшего диаметра.

    1. Каждая часть трубы монтируется в отверстие, нужно чтобы трубы выходили за пределы отверстий на 1 миллиметр. Сваривается приспособление электрической сваркой. В итоге должна получиться конструкция в форме металлического цилиндра, внутри которого расположены трубки меньшего размера. По этому трубопроводу будет идти раскалённый воздух и дым, трубы будут нагреваться и соответственно нагревать жидкий теплоноситель внутри.
    2. Чтобы жидкость циркулировала внутри металлической системы в нижней и верхней части следует приварить небольшие отрезки труб. Внизу агрегата через патрубок будет подаваться холодная вода, а через верхний патрубок направляться в отопительный механизм.

    Как рассчитать тепловую мощность

    Если выбран пластинчатый теплообменник, необходимо учитывать такие факты:

    • какая мощность аппарата необходима;
    • тип конструкции;
    • качество материалов.

    Расчёт мощности происходит по следующей формуле:

    P = 1,16 х ∆Т / (t x V), где

    Р — мощность, которая требуется;

    1,16 — специально подобранная константа;

    ∆Т — разница температур;

    t — время;

    V — объем.

    Продуктивность системы зависит от тока рабочих сред по обоим контурам. Подходящая модель для сборки определяется с учётом объёма помещения, которое нужно обогреть. Чем больше площадь, тем больше понадобится материалов.

    Как подключить самодельный теплообменник

    Имеются 3 основных схемы подключения теплообменников — параллельная одноступенчатая, смешанная двухступенчатая и последовательная:

    • Параллельный тип самый простой и надёжный, потому что нагрев воды происходит непосредственно в аппарате. Теплообменник монтируется параллельно отопительному трубопроводу.
    • Двухступенчатая схема разработана для снижения расхода теплоносителя. Это даёт возможность использования тепловой энергии обратной воды в системе отопления.

    Полезное видео

    Посмотрите видео, в котором рассказывается о строении и принципах работы теплообменника.

    Преимущества и недостатки

    Теплообменник для отопления сделанный своими руками, прост в изготовлении, подходит для любых видов теплоносителей, его легко чистить. Скорость движения жидкостей легко регулируется правильным подбором размеров труб. Единственный минусдороговизна медных строительных материалов.

    Сообщества › Сделай Сам › Блог › Теплообменник своими руками

    Приветствую всех!
    Появилась у меня необходимость в теплообменнике жидкостном. Поискал готовые решения и был удивлён ценами…
    Решил попробовать сам.
    Благо на работе нашлись все материалы.
    Фото не много, но суть ясна.
    Жду комментариев )).

    Смотрите также

    Метки: теплообменник, своими руками

    Комментарии 109

    Агрегат продан. Поехал в новый дом

    заебок, чо тут скажешь…

    Пока ни куда. Могу продать, так как подарили пластинчатый. А этот остался в запас

    Какая тепловая нагрузка? Какие гидравлические сопротивления? Какой температурный перепад по греющей стороне и нагреваемой? Какой температурный перепад между сторонами? Все эти характеристики очень важны при строительстве. Одно отклонение и нормальной работы сопутствующего оборудования не будет.

    Извини. Расчёты я потерял, так как делал пару лет назад. Да и не нужна была большая точность.
    Всё собрано с запасом, чтобы потом подрегулировать на необходимые параметры.

    Ну теперь в самогоне можно будет утонуть.

    А зачем 22 атм? А 11? Это же давление в быту ни где не используется?

    Чтобы быть уверенным в его надёжности

    с таким хоть на орбиту

    теплообменник, делал перемонтаж, мощность порядка 20кВт, встроен на жидкостную линию холодильного оборудования в торговом центре, для обеспечения теплой водой порядка 40гр, в крану.

    Похвально. Я планирую такой хренью заняться для обвязки самодельных тепловых насосов в коттедже без газа.

    теплообменник, делал перемонтаж, мощность порядка 20кВт, встроен на жидкостную линию холодильного оборудования в торговом центре, для обеспечения теплой водой порядка 40гр, в крану.

    теплообменник, делал перемонтаж, мощность порядка 20кВт, встроен на жидкостную линию холодильного оборудования в торговом центре, для обеспечения теплой водой порядка 40гр, в крану.

    У нас такие делают. Александр Николаевич Дрижика обнаружил, что корабельные теплообменники перестали выпускать и наладил их выпуск в РнД. Я был на этом производстве совсем недавно.

    Ндаа вот работы… Делал подобное, правда проще. Сейчас продаются пластинчатые теплообменники для газовых котлов и не дорого.

    Не дорого — относительное понятие.
    Но мне подарили уже пластинчатый.
    А этот либо в запас, либо продать.
    У него огромный плюс — разборный для хорошей чистки

    Ндаа вот работы… Делал подобное, правда проще. Сейчас продаются пластинчатые теплообменники для газовых котлов и не дорого.

    Спасибо за информация, как раз актуально.

    На подогрев притока недостаточная мощность. Этот тип теплообменников едва ли не самый маломощный из-за низкой площади теплообмена.
    Я правильно понял, что он будет служить разделением водяного контура и незамерзающего?

    Да. Переход на антифриз.
    Обоснуйте доводы.

    Да я все написал — площадь теплообмена низкая, сравниваю с аналогичными змеевиковыми.

    С чем связан переход на незамерзающий теплоноситель? При выключении насоса должен закрываться клапан с приводом, я обычно белимо ставлю. Я так понял, это на приток, не на снеготаяние.

    Да. Приток. И он сам установлен на улице

    Тогда вообще вопросов нет, если на улице. Какой мощности теплообменник?

    был бы с нержавейки-цены бы не было))

    Так в нём медь и корпус чем то покрыт. Внутри никакой ржи нет.

    ))для водки не пойдёт!

    А чем медь водке помеха?

    ))для водки не пойдёт!

    вы наверное имели в веду для самогонного аппарата )))

    совершенно в дырочку)

    Молодец! А я посмотрев на реализацию, подемал, а не тепловой насос кто удумал делать? А нет… Но все равно круто!

    Молодец! А я посмотрев на реализацию, подемал, а не тепловой насос кто удумал делать? А нет… Но все равно круто!

    Нет. Переход на антифриз

    А использоваться где будет? для чего?

    осень наступила — у холодильщиков работа закончилась?))

    У нас не закончилась ))

    Читайте также:  Радиаторы Глобал: преимущества алюминиевых и биметаллических батарей

    Без каких нибудь особенных затрат,
    Создан этот самогонный аппарат…

    Хороший теплообменник изготавливается другим способом не как у Вас (вариант) но кпд ниже, необходимо заполнить полость трубками как соты (пучок медных трубок) с двух сторон их нужно спаять параллельно (тем самым увеличивая площадь теплообмена. Ну или как вариант сделать в вашем случае не одну трубу в спираль, а к примеру 3-5 трубок меньшего диаметра, увеличив площадь.

    Это всё сложнее. У меня же не завод ))

    Вариант как на картинке ПРОЩЕ.
    На работе приходилось менять старые забитые трубки — ненужно как у вас гнуть паять и тд, выбил старые — запихал новые завальцевал ВСЁ!
    Но трубчатые теплообменники морально давно устарели — везде уже стоят пластинчатые Alfa Laval, машинпекс и т д

    Знаю. Сам этим занимался. Только на больших. Полудюймовые вываривали взамен гнилых.
    Но у меня медь. И разбирается очень просто.

    Хороший теплообменник изготавливается другим способом не как у Вас (вариант) но кпд ниже, необходимо заполнить полость трубками как соты (пучок медных трубок) с двух сторон их нужно спаять параллельно (тем самым увеличивая площадь теплообмена. Ну или как вариант сделать в вашем случае не одну трубу в спираль, а к примеру 3-5 трубок меньшего диаметра, увеличив площадь.

    Так конечно лучше, но это более технологичное решенее, трудно реализуемое на коленке.
    Думаю для увеличения КПД имеющегося варианта, можно просто увеличить его длинну при необходимости и как вариант иое имхо стоит растояние между витками немного увеличить. А так вполне хороший вариант, дешево и сердито, в то же время достаточно надежно.

    Расстояние между витками увеличивать нельзя, уменьшиться длина трубки, лучше плотнее, Можно сделать так : намотать серединку трубой примерно 10 мм на всю длину тубуса, поверх нее между витками наматываем еще, так до заполнения всего диаметра, все трубки спаиваем в одну толстую, получаем- проходимость, площадь теплообмена, повышенное КПД, технологичность, .для примера впаиваем в ф30мм трубку три трубки ф10 , этот пучок наматываем в спираль, припаиваем трубку с другой стороны.

    Я имел ввиду что можно увеличить длинну всего девайса, сделав больший корпус, думаю труба не сильно дорогая, по сравнению с медной. Просто в таков вареанте мне кажется вода между витками особо циркулировать не будет(будут места застоя), только внутри и снаружи спирали будет реальный проток. если конечно медная труба в наличии и относительно бесплатная, тогда конечно не столь важно.
    Просто в свое время активно курил тему водяного охлаждения компьютеров, а именно ЦПУ, и понял что там очень важен момент омывания водой всей площади теплообмена и борьба с ламинарностью потока и застойными зонами и грамотно спроектированная система дает очень ощутимую разницу, но там конечно свои нюансы, ограничен размер и тд.
    В вашем случае конечно проще просто увеличить размер при необходимости и не парится. Вобще решение довольно простое и элегантное.

    Так конечно лучше, но это более технологичное решенее, трудно реализуемое на коленке.
    Думаю для увеличения КПД имеющегося варианта, можно просто увеличить его длинну при необходимости и как вариант иое имхо стоит растояние между витками немного увеличить. А так вполне хороший вариант, дешево и сердито, в то же время достаточно надежно.

    Между витками 1,5-2мм есть. Омывание хорошее.
    Внутри ещё вытеснительное тело, для того, чтобы Т1 не пролетал мимо трубок

    чисто мое имхо, основной поток пойдет вот так, омывая в основном внешнюю часть спирали и начальные витки, вода идет там где ей проще. Но если эфективности хватает и нет задаче получить максимальный КПД с минимальной площади, то нефиг заморачиватся.

    Хороший теплообменник изготавливается другим способом не как у Вас (вариант) но кпд ниже, необходимо заполнить полость трубками как соты (пучок медных трубок) с двух сторон их нужно спаять параллельно (тем самым увеличивая площадь теплообмена. Ну или как вариант сделать в вашем случае не одну трубу в спираль, а к примеру 3-5 трубок меньшего диаметра, увеличив площадь.

    “с двух сторон их нужно спаять параллельно”
    Нет пайки в трубчатых теплообменниках! Всё проще и дешевле — вальцовка ( медь, латунь хорошо вальцуется)
    Трубная доска — это диск как на “мясорубке” только большего размера.

    Теплообменник: полезный прибор своими руками?

    Теплообменник своими руками собрать не слишком сложно, но требуется правильно подобрать его тип и конструкцию. Теплообменником называют любое устройство, способное за короткий промежуток времени передавать тепловую энергию на определенное расстояние. В сущности, так можно назвать даже самую простую батарею отопления (радиатор). И если в городских квартирах с системой отопления все более или менее понятно и давно просчитано на этапе планирования строения, то владельцы частных жилых домов все чаще задумываются над обустройством с помощью теплообменников отопительных и варочных печей либо каминов.

    Преимущества использования

    Печь с теплообменником намного эффективнее обогревает дом по нескольким причинам:

    1. Обычная печь имеет очень низкий КПД. Судите сами: температура дыма на выходе из дымохода может составлять более 500ºC (при наличии небольшого количества «колодцев» в печи и большой высоте трубы). Теплообменник же потребляет много тепла и равномерно распределяет его по всей квартире.
    2. Если вы по неосторожности «перекалили» печь отопления, то на ней обязательно появятся трещины в штукатурке, может «съехать» облицовочная плитка, частично будут повреждены швы между слоями кирпича. Печь с теплообменником от подобных неприятностей защищена: тепло будет отводиться, и кирпичная кладка не сможет получить тепловое расширение сверх нормы.

    Теплообменник для печи своими руками можно изготовить из различных материалов, и конструкция таких устройств тоже может быть различной. Самая простая схема — вмонтировать в печь радиатор отопления, выведя наружу 2 трубки и закольцевав с системой отопления через расширитель. Такая система отопления хоть и потребует от вас большого объема работ, но функционировать она будет наилучшим образом. Народные умельцы уже не раз использовали с успехом такой простой метод, даже расширив его: радиаторы монтируются в камине, отопительной или варочной печи, и вся эта конструкция объединена в кольцо. У такой системы отопления очень высокий КПД, экономия средств на отоплении уже за 2 года вернет хозяину всю стоимость материалов, которые были израсходованы, и работ. Но такая конструкция не может в полной мере являться именно теплообменником.

    Теплообменники представляют собой устройства, предназначенные для отвода тепла от имеющихся конструкций с минимальным вмешательством в них или без произведения конструктивных изменений.

    Разновидности печных теплообменников

    Условно принято выделять несколько типов теплообменников:

    1. Плоскостные (поверхностные), где передача тепловой энергии осуществляется через контакт 2 независимых систем. Чем больше плоскость соприкосновения, тем выше теплопередача.
    2. Регенеративный теплообменник, где к специальной насадке поочередно подается горячая и холодная среда, за счет чего и происходит регулировка температур.
    3. Смесительные теплообменники, в которых смешиваются жидкости или газы разных температур и консистенции. Используются такие смесительные теплообменники для обеспечения дополнительных контуров от имеющихся готовых отопительных систем.

    В отдельную группу можно вынести роторный теплообменник (рекуператор). Его задача заключается в том, чтобы возвращать часть отходящего тепла. В действительности это смесительные теплообменники, где передача тепловой энергии от более теплого воздуха холодному осуществляется через тонкие стенки медной трубы.

    Поверхностные варианты в народе пользуются наибольшей популярностью, поскольку они просты в конструкции и надежны в эксплуатации. Такой теплообменник своими руками может сделать практически каждый мастер. Наиболее популярны 2 вида устройств:

    • пластинчатые, где создается набор кассет, собранных в замысловатые лабиринты, между кассетами пластин движется горячая жидкость (или газ), за счет этого корпус устройства нагревается;
    • змеевики, для изготовления которых используется любая металлическая трубка.

    Предпочтительнее использование медной трубы, так как ее легко гнуть, она обладает высокой теплоемкостью и предельным коэффициентом теплопередачи. К тому же медный контур наименее подвержен коррозии и засорению известковыми отложениями. Изготовить теплообменник в виде змеевика можно и из алюминиевой или стальной трубки, но в первом случае теплообмен будет значительно ниже, так как свойства материала будут хуже, а во втором случае вам для изготовления потребуется трубогиб. Змеевик из металлопласта пригоден только при незначительных температурах и не допускает прямого контакта с огнем.

    Труба в трубе еще один практичный вид. Водяной теплообменник такого вида обладает не очень высоким КПД, но его бывает проще интегрировать в готовые системы отопления.

    Инструменты для изготовления

    А теперь рассмотрим вопрос о том, как сделать теплообменник для обычной кирпичной печи. Для начала вам необходимо запастись материалами и инструментами. Будут нужны:

    • металлические трубы (диаметром не менее 2,5 см, меньший диаметр замедляет движение жидкости и работу всей системы);
    • болгарка, электросварка;
    • устройство для нарезания резьбы;
    • ФУМ-лента и пакля.

    Порядок выполнения работ

    Изготовить теплообменник будет очень просто: это 2 горизонтальные трубы, между которыми наваривается батарея из нескольких кусков труб того же диаметра. Длина батареи будет зависеть от размеров топочного отделения кирпичной печи (или камина). Обычно бывает достаточно батареи из 5-9 труб.

    Выход для воды обеспечивается в верхней части устройства, для подвода холодной жидкости используется штуцер в нижней части. На обоих патрубках нарезается резьба для подключения к системе отопления. Устанавливается конструкция вертикально, и ее положение постоянно контролируется в процессе кладки печи. Печной теплообменник может быть установлен и горизонтально (непосредственно над местом расположения огня). Эффективность будет значительно выше. Но здесь может быть один нюанс: конструкция будет прогреваться сильнее, поэтому существует вероятность, что крепежные элементы в значительной степени прогреются, получат расширение и повредят кирпичную кладку.

    В верхней части печи (между слоями) можно уложить горизонтально несколько рядов керамических трубок, концы которых будут выходить наружу. Так вы обеспечите дополнительно воздушный теплообменник.

    По завершении кладки кирпича вам необходимо подсоединить самодельный теплообменник к системе отопления. Не забудьте обеспечить ее расширителем. Без этого движение жидкости по системе может и не произойти.

    Все соединения уплотняем ФУМ-лентой или паклей. Резиновые прокладки здесь малоэффективны. Печь с теплообменником должна высохнуть в течение 5-7 дней, и только после этого можно провести контрольную топку. Это и будет ответ на вопросы: правильно ли сложена печь и как проверить теплообменник? В идеале первое тепло вы должны ощутить от батарей отопления, так как вода в системе прогреется быстрее, чем кирпич.

    Теплообменник для печки аналогичного типа можно сделать своими руками и для бани, если в ней предусмотрена отопительная конструкция из кирпича. В этом случае целесообразно обеспечить соединение на 2 контура: один будет обеспечивать подогрев пола, второй согреет воду для моечного отделения. Наличие специального котла в этом случае не потребуется.

    У кирпичных печей для бани, обеспеченных системой теплообмена, есть не только преимущество в экономии. Тепло от них за счет инфракрасного излучения выходит более устойчивым, воздух в парилке будет чуть более сухим.

    Теплообменник: делаем своими руками

    Собрать теплообменник своими руками заставляют самые разные обстоятельства. Так, подобным обстоятельством может стать уникальная планировка здания. Нестандартные строения зачастую невозможно обогреть с помощью обычных батарей, поэтому приходится разрабатывать и изготавливать отопительную систему самостоятельно.

    Виды теплообменников

    Теплообменник для печи, изготовленный своими руками, понадобится и в случае, когда дом расположен в удаленной местности и не имеет центрального отопления. Кроме того, самодельный змеевик пригодится при наличии трудностей с газификацией или электроснабжением.

    Самодельный обменник тепла хорош тем, что не только позволяет отапливать ваш дом, но и дает возможность получить горячую воду для хозяйственно-бытовых целей. В результате данный аппарат будет снабжать ей кухню, ванную комнату и баню.

    Существует несколько видов теплообменников:

    Тип змеевика выбирается в зависимости от количества печей, размещенных в доме, площади, занимаемой тем или иным помещением, а также материала стен. Практически все нагревательные устройства, построенные по принципу расширения горячей воды, монтируются внутри помещения.

    Внешний и внутренний вид

    Теплообменник для печи своими руками собирается снаружи помещения в тех случаях, когда внутри не хватает места для проведения сборки змеевика. Аппарат, а именно его резервуар, выносится за стены строения. С системой отопления внутри дома он связывается при помощи трубопроводов различного диаметра.

    Внешним может быть как водяной теплообменник, так и воздушный. Нагревает подобное устройство специальная печь с помощью особой трубы, отводящей наружу продукты горения. Тепло, образующееся при горении, можно использовать для обогрева небольших по площади помещений, для этого тепловой обменник устанавливают прямо в дымоход.

    Читайте также:  Теплая штукатурка: виды, плюсы и минусы, применение, нанесение своими руками

    К плюсам подобного нагревательного элемента можно отнести простоту технического обслуживания и ремонта, а к минусам — сложность исполнения. Дело в том, что придется монтировать аппарат на открытом воздухе и дополнительно потребуется перестройка такого элемента жилого дома, как кирпичная печь.

    Конструкция теплообменника внутреннего типа несколько проще. Например, его можно разместить прямо в печи, над топкой. Для этой цели можно использовать внутреннее пространство камина. Конструкция обменника будет зависеть от конструкции домашней печи или камина.

    Перед началом работ имеет смысл проконсультироваться с опытным специалистом в области обустройства отопления зданий. Он подскажет, стоит использовать регенеративный теплообменник или при проведении монтажных работ лучше всего в конструкции системы обогрева помещения применить смесительные теплообменники. На основании полученной от него информации владелец жилья сможет точно рассчитать стоимость проведения строительных работ, что напрямую влияет на то, какая конструкция теплообменника будет выбрана.

    К сожалению, отопление при помощи описываемого устройства любого типа подразумевает получение значительно менее высокого КПД по сравнению с котлами, созданными при промышленном производстве. К минусам работы с таким устройством можно отнести невозможность установки на него приборов, обеспечивающих автоматический контроль за интенсивностью нагрева теплового носителя (воздуха, воды и т.д.).

    Схема устройства обменника тепла

    Схема роторного теплообменника обычно является достаточно стандартной и имеет такие же конструктивные элементы, которыми обладает регенеративный теплообменник. К таким элементам относят:

    • кирпичную печь;
    • нагревательный резервуар;
    • трубки;
    • трубопровод для подключения системы отопления;
    • нагревательный элемент.

    Печной змеевик, смонтированный в виде контура замкнутого типа, позволяет успешно заменить котлы типа TLO, которые являются энергонезависимыми. В таком виде могут быть построены смесительные теплообменники.

    Схема отопления и горячее водоснабжение должны включать в себя и дополнительные элементы, такие как отопительный прибор, имеющий медный теплообменник, краны и запоры, систему водоотведения и т.д. При этом стоит знать, что медный теплообменник для отопления может использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и специальные незамерзающие жидкости.

    Если владелец жилья решил применить тип теплообменника, использующий в качестве теплоносителя воду, то стоит продумать и смонтировать систему подачи воды в контур. Это можно сделать с помощью подачи жидкости непосредственно в бак или же непосредственно в трубопровод в «обратку». Этот вариант подключения системы подачи воды позволит изготовить теплообменник, не имеющий при смешении жидкости резкого перепада температуры.

    При обустройстве отопления следует предусмотреть установку на его элементах фильтров. Это позволит отопительной системе прослужить значительно дольше.

    Советы при проведении монтажа

    При монтаже системы следует придерживаться нескольких народных советов о том, как сделать теплообменник своими руками. Например, в качестве одного из его элементов можно использовать автомобильные радиаторы, хорошо отдающие тепло, что позволяет снизить расходы на отопление. Такой теплообменник для печки стоит относительно недорого, что позволяет сэкономить при осуществлении монтажа отопительной системы достаточно серьезную сумму.

    При использовании схемы обменника, основанной на естественной циркуляции теплоносителя, максимальная длина одной «нитки» отопления не должна быть более 3 м. Изготовить теплообменник, позволяющий превысить это ограничение, в принципе возможно, но его КПД будет очень низким. Поэтому следует правильно рассчитывать габариты устройства.

    Стоит при этом ориентироваться на мощность и размеры кирпичной печи, вид используемого топлива, места установки печи и на стандартную пропорцию — 1 кв. м поверхности обменника тепла равен 10 кВт. Следующий нюанс при строительстве такого устройства, как теплообменник для печки, заключается в том, что он не должен отбирать у печи более 1/10 вырабатываемой энергии. Для того чтобы уменьшить расходы на отопление, в качестве материала для труб обменника лучше всего использовать медь.

    При проведении расчета для аппарата стоит заложить некоторый запас мощности. Если схема отопления не предусматривает естественной циркуляции воды, придется установить насос.

    Монтаж теплообменника и его проверка

    Специалисты знают, что обменник лучше всего монтировать одновременно со строительством печи. Таким образом владелец жилья избежит необходимости разбирать старую печь или разрушать часть ее кладки.

    Для монтажа данного устройства необходимо:

    • подготовить фундамент печи и установить на него змеевик обменника;
    • при кладке печи оставить входные и выходные отверстия для труб радиатора;
    • после окончания кладки дать раствору высохнуть, после чего произвести проверку получившейся отопительной системы.

    Как проверить теплообменник, можно узнать из технической литературы. Самый простой способ — это просто подать воду в систему и зажечь печь. В результате вы проверите сварочные швы радиатора, соединения труб.

    Если не циркулирует жидкость или вы обнаружили течь, нужно перебрать всю систему. Чтобы этого не произошло, при изготовлении резервуара обменника необходимо использовать сталь толщиной 2,5 мм, а швы должны быть минимальной ширины.

    Стоит обратить внимание на обеспечение пожаробезопасности изготовленного теплообменника. Нельзя допускать появления открытого огня или утечек газа или электричества. Если владелец самостоятельно изготовил теплообменный элемент отопительной системы, то для ввода ее в эксплуатацию следует пригласить опытного сантехника, который заметит дефекты и даст рекомендации по устранению.

    Если монтаж отопления проводит специализированная компания, то ее специалисты самостоятельно составят необходимую схему, произведут расчеты теплообменника и системы отопления.

    Пластинчатый теплообменник: схема и принцип работы

    Эффективный и экономичный нагрев или охлаждение рабочей среды в современной промышленности, жилищно-коммунальной сфере пищевой и химической отраслях осуществляется с помощью теплообменников (ТО). Существует несколько типов теплообменных агрегатов, однако наибольшее распространение получили пластинчатые теплообменники.

    В статье будут подробно рассмотрены конструкция, область применения и принцип работы пластинчатого теплообменника. Особое внимание будет уделено конструктивным особенностям различных моделей, правилам эксплуатации и особенностям технического обслуживания. Кроме того, будет представлен перечень ведущих отечественных и зарубежных производителей пластинчатых ТО, продукция которых пользуется повышенным спросом у российских потребителей.

    Устройство и принцип работы

    Конструкция разборного пластинчатого теплообменника включает в себя:

    • стационарную переднюю плиту на которой монтируются входные и выходные патрубки;
    • неподвижную прижимную плиту;
    • подвижную прижимную плиту;
    • пакет теплообменных пластин;
    • уплотнения из термостойкого и устойчивого к воздействию агрессивных сред материала;
    • верхнюю несущую базу;
    • нижнюю направляющую базу;
    • станину;
    • комплект стяжных болтов;
    • Набор опорных лап.

    Такая компоновка агрегата обеспечивает максимальную интенсивность теплообмена между рабочими средами и компактные габариты устройства.

    Конструкция разборного пластинчатого теплообменника

    Чаще всего, теплообменные пластины изготавливаются методом холодной штамповки из нержавеющей стали толщиной от 0,5 до 1 мм, однако, при использовании в качестве рабочей среды химически активных соединений, могут использоваться титановые или никелевые пластины.

    Все пластины, входящие в состав рабочего комплекта, имеют одинаковую форму и устанавливаются последовательно, в зеркальном отражении. Такая методика установки теплообменных пластин обеспечивает не только формирование щелевых каналов, но и чередование первичного и вторичного контуров.

    Каждая пластина имеет 4 отверстия, два из которых обеспечивают циркуляцию первичной рабочей среды, а два других изолируются дополнительными контурными прокладками, исключающими возможность смешивания рабочих сред. Герметичность соединения пластин обеспечивается специальными контурными уплотнительными прокладками, изготовленными из термостойкого и устойчивого к воздействию активных химических соединений материала. Устанавливаются прокладки в профильные канавки и фиксируются с помощью клипсового замка.

    Принцип работы пластинчатого теплообменника

    Оценка эффективности любого пластинчатого ТО осуществляется по следующим критериям:

    • мощности;
    • максимальной температуре рабочей среды;
    • пропускной способности;
    • гидравлическому сопротивлению.

    Исходя из этих параметров подбирается необходимая модель теплообменника. В разборных пластинчатых теплообменниках регулировать пропускную способность и гидравлическое сопротивление можно, изменяя количество и тип пластинчатых элементов.

    Интенсивность теплообмена обусловлена режимом течения рабочей среды:

    • при ламинарном течении теплоносителя интенсивность теплообмена минимальна;
    • для переходного режима характерно увеличение интенсивности теплообмена за счет появления завихрений в рабочей среде;
    • максимальная интенсивность теплообмена достигается при турбулентном движении теплоносителя.

    Рабочие характеристики пластинчатого ТО рассчитываются для турбулентного течения рабочей среды.

    В зависимости от расположения канавок, различают три типа теплообменных пластин:

    1. с «мягкими» каналами (канавки расположены под углом 60 0 ). Для таких пластин характерна незначительная турбулентность и небольшая интенсивность теплообмена, однако «мягкие» пластины обладают минимальным гидравлическим сопротивлением;
    2. со «средними» каналами (угол рифления от 60 до 30 0 ). Пластины являются переходным вариантом и отличаются средними показателями турбулентности и интенсивности теплопередачи;
    3. с «жесткими» каналами (угол рифления 30 0 ). Для таких пластин характерна максимальная турбулентность, интенсивный теплообмен и значительное увеличение гидравлического сопротивления.

    Для увеличения эффективности теплообмена движение первичной и вторичной рабочей среды осуществляется в противоположном направлении. Процесс теплообмена между первичной и вторичной рабочими средами происходит следующим образом:

    1. Теплоноситель подается на входные патрубки теплообменника;
    2. При перемещении рабочих сред по соответствующим контурам, сформированным из теплообменных пластинчатых элементов, происходит интенсивная теплопередача от нагретой среды нагреваемой;
    3. Через выходные патрубки теплообменника нагретый теплоноситель направляется по назначению (в отопительные, вентиляционные, водопроводные системы), а остывший теплоноситель снова попадает в рабочую зону теплогенератора.

    Принцип работы пластинчатого теплообменного аппарата

    Для обеспечения эффективной работы системы необходима полная герметичность теплообменных каналов, которая обеспечивается уплотнительными прокладками.

    Требования к прокладкам

    Для обеспечения полной герметичности профильных каналов и предотвращения утечки рабочих сред, уплотнительные прокладки должны обладать необходимой термостойкостью и достаточной устойчивостью к воздействиям агрессивной рабочей среды.

    В современных пластинчатых теплообменниках применяются следующие виды прокладок:

    • этиленпропиленовые (EPDM). Применяются при работе с горячей водой и паром в температурном диапазоне от -35 до +160 0 С, непригодны для жирных и масляных сред;
    • NITRIL прокладки (NBR) используются для работы с маслянистыми рабочими средами, температура которых не превышает 135 0 С;
    • VITOR прокладки рассчитаны на работу с агрессивными рабочими средами при температуре не более 180 0 С.

    На графиках представлена зависимость срока службы уплотнений от условий эксплуатации:

    Что касается крепления уплотнительных прокладок, существует два способа:

    Первый способ из-за трудоемкости и длительности укладки применяется редко, кроме того, при использовании клея значительно усложняется техническое обслуживание агрегата и замена уплотнений.

    Клипсовый замок обеспечивает быстрый монтаж пластин и простоту замены вышедших из строя уплотнений.

    Виды пластинчатых теплообменных аппаратов и их применение

    По способу соединения теплообменных пластин теплообменник может быть:

    Конструкция и принцип работы разборных пластинчатых ТО были описаны выше. Рассмотрим более подробно особенности конструкции и область применения паяных, полусварных и сварных теплообменников.

    Паяный пластинчатый теплообменник

    Агрегат широко используется для:

    • нагрева и охлаждения рабочих сред;
    • испарения;
    • конденсации;
    • утилизации и рекуперации тепловой энергии.

    Теплообменные пластины ППТО изготавливаются из нержавеющей стали. Сборка пакета осуществляется аналогично с разборными теплообменниками, после чего производится пайка медным или никелевым припоем, в зависимости от агрессивности рабочей среды: для более агрессивных сред используется никель.

    К наиболее существенным преимуществам паяных ПТО можно отнести:

    • высокую надежность;
    • возможность работы в широком температурном диапазоне;
    • легкость и небольшие габариты;
    • надежность конструкции;
    • простоту монтажа и технического обслуживания;
    • доступную стоимость.

    Особенно хорошо паяные ПТО зарекомендовали себя в холодильных и замкнутых отопительных системах.

    Полусварные пластинчатые теплообменники

    Главной конструктивной особенностью полусварных теплообменников является попарное сваривание штампованных пластин, в результате чего формируется отдельный герметичный модуль. Сборка ПСПТО осуществляется также, как и разборного теплообменника, различие состоит в том, что вместо отдельных пластин используются готовые сварные модули.

    Между первичными и вторичными модулями устанавливаются прокладки из термостойкой резины. Отсутствие внутренних прокладок позволяет существенно увеличить рабочее давление в системе и температуру рабочей среды.

    Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам ПСПТО получили широкое распространение следующих областях:

    • в системах вентиляции и кондиционирования;
    • в химическом и фармацевтическом производстве;
    • в пищевой промышленности;
    • в системах рекуперации;
    • в отопительных системах;
    • в системах централизованной подачи горячей воды.

    Среди наиболее значимых преимуществ данной конструкции можно выделить:

    • широкий диапазон рабочих температур;
    • отсутствие герметизирующих прокладок;
    • инертность к агрессивным рабочим средам;
    • простоту монтажа и технического обслуживания.

    В отличии от сборных ПТО, полусварные агрегаты практически полностью исключают возможность неправильной сборки.

    Сварные пластинчатые теплообменники

    Отсутствие уплотнений является главной особенностью конструкции сварных теплообменных аппаратов. Гофрированные пластины сварены в один блок, в котором рабочая среда протекает по внутренним каналам, а нагреваемая – по внешним.

    Применяются СПТО при работе с агрессивными средами при повышенных температурах и высоком давлении рабочих сред.

    Конструктивные особенности сварных теплообменников обеспечивают следующие преимущества:

    • компактность;
    • высокий коэффициент теплопередачи;
    • незначительные теплопотери;
    • простоту технического обслуживания.

    Отсутствие уплотнений в сварных ПТО обеспечивает полную герметичность рабочих каналов, что позволяет работать в экстремальных условиях.

    Технические характеристики

    Как правило, технические характеристики пластинчатого теплообменника определяются количеством пластин и способом их соединения. Ниже приведены технические характеристики разборных, паяных, полусварных и сварных пластинчатых теплообменников:

    Ссылка на основную публикацию