Рубрики
...

Теплообменник своими руками: устройство системы, схема, инструкция

Приборы отопления, которые используют для получения тепла горение топлива, не будут работать без дымоотводящего канала. Эта составляющая системы позволяет устранять токсичные продукты сгорания, представляющие опасность для здоровья человека. Но дымовые газы, проходящие по трубе и поступающие в атмосферу, увлекают за собой огромный объем тепла, который можно было бы использовать для обогрева жилища. Для того чтобы исправить данный минус, можно использовать теплообменник. Своими руками его сможет изготовить каждый домашний мастер. С помощью данного устройства вы значительно повысите коэффициент полезного действия отопительного прибора.

Устройство системы

теплообменник своими руками

Теплообменники представлены в широком разнообразии, каждый из них имеет отличительные особенности, однако конструкции таких приборов, как и принцип работы, можно считать схожими. Если у вас есть желание выполнить теплообменник своими руками, то вы должны знать о его устройстве. В составе данного прибора имеется корпус, который обладает входным и выходным патрубками. Внутри располагается тормозное устройство, необходимое для дымовых газов. Наиболее часто эта система представляет собой заслонки с вырезами, которые располагаются на осях.

Составляющие поворачиваются в процессе работы, формируя зигзагообразный газоход, длина которого может быть разной. Регулировка положения заслонок позволяет выбрать, какова будет тяга в дымоотводящем канале, которая станет определять эффективность теплового обмена. При этом нормы безопасности эксплуатации прибора не будут нарушены.

Если вы хотите изготовить теплообменник своими руками, то можете выполнить и более простое устройство, которое не имеет регулируемых заслонок. Описываемое дополнение может быть установлено, в том числе, в печь Булерьян. При этом холодные воздушные массы сквозь отверстия, расположенные в нижней части устройства, будут поступать во внутреннее пространство конструкции. Воздух станет нагреваться от продуктов сгорания, которые проходят по дымоходу. После этого уже подогретый горячий воздух станет выходить наружу.

Использование данного устройства позволяет повысить КПД, уменьшив объем потребляемого топлива. Как показывает практика, расход топлива у печи-буржуйки, которая снабжена на дымоходе теплообменником, уменьшается в 3 раза. Однако если вы хотите добиться такого эффекта, то следует правильно произвести расчет теплообменника и подобрать устройство.

Почему важно сделать правильный выбор

пластинчатый теплообменник

Вы не должны забывать о том, что продукты сгорания отдают свое тепло в газоходе, остывая в короткое время. Это становится причиной уменьшения разности температур в дымоходе, впоследствии тяга в системе падает. Для того чтобы исключить этот неприятный эффект, нужно использовать регулировки заслонками, в качестве альтернативного решения может выступить подбор оптимальных габаритов конструкции.

Устройство пластинчатого теплообменника

теплообменник для котла

Пластинчатый теплообменник состоит из задней прижимной плиты, верхней направляющей, задней стойки, неподвижных плит, а также теплообменных пластин с уплотнительными прокладками. Подобная конструкция обеспечивает эффективную компоновку поверхностей, соответственно, небольшие размеры самого аппарата. Все пластины в системе имеют одинаковые размеры, однако развернуты они одна за другой на 180 градусов. Именно поэтому при стягивании пакета пластин удается образовать каналы, по которым протекает вода, участвующая в теплообмене. Устройство теплообменника почти во всех моделях неизменно. Подобная установка элементов обеспечивает чередование холодных и горячих каналов.

Проведение расчета теплообменника

расчет теплообменника

Базовые знания о законах теплообмена понадобятся при расчете оборудования. Специалисты обычно используют удельную теплоту фазовых и химических превращений. Важно знать и удельное теплосодержание, а именно объем тепла, который требуется для нагрева 1 килограмма вещества. Эффективность пластинчатого теплообменника вычисляется по следующей формуле: КПД = (Q2 * C2 * (t под-t обр)) / (Q1 * C1 * (T под-T обр)) * 100 % = 80 %, где С равно 1,163, что составляет теплоемкость воды. А вот Q – это расход, который выражен в метрах кубических за секунду. Наиболее часто данные значение на практике не превышают 85 %.

После того как вам стало известно, как производится расчет теплообменника пластинчатого типа, вы можете приступать к выбору оборудования. Однако подобный прибор можно выполнить и самостоятельно.

Подготовка к изготовлению теплообменника

прокладка теплообменника

Технология выполнения теплообменника для дымохода довольно проста. В данной статье будет рассмотрен пример, который предполагает установку устройства на печку-буржуйку. Для работы следует подготовить металлическое ведро, объем которого составляет 20 литров; листовой металл с размером 350x350 миллиметров; а также 8 отрезков 32-миллиметровой трубы. Длина каждого из последних элементов должна составить 300 миллиметров. Мастеру понадобится 57-миллиметровая труба, длина которой составляет 300 миллиметров.

Методика проведения работ

система теплообменника

Для того чтобы работа теплообменника оказалась эффективной, первоначально необходимо ознакомиться с его устройством, данная информация была представлена выше. Только после можно начинать работу по изготовлению. Первоначально следует заняться торцевыми заглушками, для того следует использовать листовой металл, из которого вырезаются 150- миллиметровые окружности в количестве 2 штук. На них следует разметить отверстия для установки труб.

В центральной части каждого элемента будет располагаться большая 57-миллиметровая труба. Отступив одинаковые расстояния от нее, по кругу необходимо будет расположить 8 элементов, диаметр каждого из которых составит 32 миллиметра. От центральной части заглушки до центра каждой из этих труб должно оставаться 100 миллиметров.

Лекало

работа теплообменника

Для того чтобы обеспечить точную сборку, следует подготовить шаблон, который изготавливается из 20-миллиметрового куска фанеры. Отрезки труб нужно будет вставить в подготовленные отверстия и приварить к плоской детали. Сначала нужно завершить работу с одной заглушкой, после конструкцию можно будет перевернуть, чтобы продолжить манипуляции с другим элементом. Это позволит получить сердцевину теплообменника, которую после можно будет установить в корпус.

Инструкция по работе над корпусом

Система теплообменника, как уже было сказано выше, предусматривает наличие полого корпуса. Его можно выполнить из металлического ведра, в которых реализуются технические жидкости. Первоначально емкость очищается от остатков содержимого, лучше всего обжечь внутреннюю поверхность и обработать ее металлической щеткой. Дно нужно вырезать шлифовальной машинкой, а после присоединить входной и выходной патрубки. На корпусе нужно разметить место для входного патрубка, который будет располагаться по центру боковой части.

Вырезать окружность можно будет ножницами по металлу. На нижней части дымовой трубы следует сделать насечки, а после вставить патрубок в заготовку корпуса. Снаружи деталь укрепляется сварочными прихватами. На этом можно считать, что установка входного патрубка завершена. Схема теплообменника, представленная в статье, позволит вам понять, что сердечник устанавливается в корпус. После его необходимо надежно закрепить сварочными прихватами.

Герметичность

Швы нужно будет обработать огнеупорным герметиком, оставив изделие для высыхания на 24 часа. После этого теплообменник окрашивается огнестойкой краской или печным лаком. На заключительном этапе готовое устройство устанавливается на дымоход буржуйки. Если вам удастся изготовить такой теплообменник, для котла его тоже можно использовать.

Теплообменные пластины с прокладками для уплотнения

В качестве основных элементов теплообменника выступают теплопередающие пластины, они изготавливаются из устойчивых к коррозии сплавов, а их толщина может варьироваться в пределах от 0,4 до 1 миллиметра. Изготовление происходит по технологии холодной штамповки. В процессе работы пластины достаточно плотно прижимаются друг к другу, формируя щелевые каналы. На лицевой поверхности каждой такой пластины в специальные каналы устанавливается прокладка теплообменника. Она является контурной и изготавливается из резины. Необходима она для полной герметизации каналов.

В пластине есть четыре отверстия, два из которых обеспечивают отвод и подвод нагреваемой греющей среды к каналу. Дополнительные отверстия, которые изолированы малыми контурными прокладками, предотвращают смешивание нагреваемой и греющей среды. Для того чтобы предупредить смешивание сред, что может произойти в момент прорыва одного из малых контуров прокладки, существуют дренажные пазы.

Пластинчатый теплообменник работает по определенной схеме, которая предусматривает движение жидкостей друг навстречу другу. Разновидность гофрированных пластин и их число, которое устанавливается в раму, зависят от эксплуатационных требований, предъявляемых к устройству.

Если будет изготавливаться теплообменник своими руками, то вы должны знать о том, что пластины могут быть выполнены как из недорогой нержавеющей стали, что наиболее приемлема для решения задач в бытовых условиях, так и из экзотических сплавов. Последние используются в заводских условиях, а применяются, когда есть необходимость эксплуатировать теплообменник, который будет контактировать с агрессивными средами.

Теплообменники для котлов

Если вам необходим теплообменник для котла, то перед приобретением ознакомьтесь с основными параметрами таких устройств. В продаже можно встретить разборные пластинчатые, полусварные и сварные, а также паяные пластинчатые теплообменники. Если речь идет о разборных пластинчатых агрегатах, то в их основе может быть тонколистовая сталь, которая ложится в основу пластин. Теплоноситель, находящийся внутри, может обладать температурой до 180 градусов. А давление в пластинах не больше 25 кгс/см2. В зависимости от преследуемых целей, вы можете выбрать оборудование, число пластин в котором может колебаться от самых маленьких, до самых больших. В первом случае речь идет о 7-10 единицах.