على الرغم من الاستخدام الواسع النطاق لمراجل التدفئة الحديثة ، فإن المواقد التقليدية لا تفقد أهميتها. ومع ذلك ، فإن فعاليتها في بعض الأحيان تترك الكثير مما هو مرغوب فيه. سيؤدي تركيب مبادل حراري للفرن إلى جعله متعدد الاستخدامات حقًا. لن يتم تسخين الهواء المحيط فحسب ، بل سيتم أيضًا تسخين سائل التبريد عبر النظام. لا يُنصح دائمًا بشراء غلاية كاملة جديدة. خاصة إذا كان لدى المالك المتحمس الرغبة والفرصة والإرشاد للعمل.
مبدأ تشغيل ووظيفة المبادل الحراري
المبادل الحراري السائل عبارة عن وعاء ، جزء من هيكل الفرن ، مجهز للتوصيل بخط أنابيب. يسخن الخزان ، بالتلامس مع نواتج الاحتراق ، وينقل هذه الطاقة إلى الماء. الماء ، الذي يتحرك عبر النظام ، ينبعث الحرارة من أجهزة التسخين - المشعات ، التي يتم تسخين الهواء منها بالحمل الحراري. يمكن أن يكون تسخين الحاوية مباشرًا أو غير مباشر ، ويمكن أن يكون دوران المبرد طبيعيًا أو قسريًا.
ناقل الحرارة
غالبًا ما تستخدم مضادات التجمد القائمة على جلايكول الإيثيلين أو البروبيلين غليكول أو الكحول أو الزيت بدلاً من الماء. ميزتها الرئيسية هي نقطة التجمد المنخفضة ، والتي تتراوح من -30 إلى -70 درجة مئوية. تعتمد الأرقام الدقيقة على التركيب الكيميائي وتركيز السائل. استخدام هذه الكيمياء له عدد من المزايا:
- حماية عناصر النظام من التلف بسبب إزالة الجليد ؛
- الحماية من التآكل بسبب الإضافات المناسبة ؛
- عدم وجود المواد الكاشطة والأملاح والشوائب الأخرى التي تدمر (تسد) خط الأنابيب أو التركيبات.
بعض المبادلات الحرارية ، على سبيل المثال ، للحمام ، لا تخدم فقط أجهزة التدفئة ، ولكن أيضًا الدش أو الخزان المنفصل. لذلك ، يتم استخدام الماء هنا. من أجل تجنب إزالة الجليد ، تم تصميم الجهاز بحيث لا يستغرق ملء الماء الكثير من الوقت. إذا تم تسخين الحمام أو الساونا بشكل متكرر ، وتم عزل الهياكل المحيطة بجودة عالية ، تتم إزالة المشكلة.
البروبيلين جلايكول غالي الثمن ، والكحول والزيت يشكلان خطرا على الحرائق ، والإيثيلين جليكول هو ناقل حراري شديد السمية.
وظائف المبادل الحراري
- وزع الحرارة بالتساوي والاقتصاد في جميع أنحاء الغرف المدفئة.
- تزويد المنزل (كوخ ، كوخ ، حمام ، شقة ، إلخ) بالماء الساخن.
- قم بتجميع الطاقة الحرارية لاستخدامها عندما لا يعمل الموقد.
يقوم المركب الحراري المتصل بمبادل حراري لموقد حرق الأخشاب بتخزين الطاقة بسبب السعة الحرارية لعامل التخزين. لذلك ، يمكن تصنيعها عن طريق عزل أي حاوية. إن البرميل المبلل برغوة البولي يوريثان والمملوء جزئياً بالركام أو الرمل هو بالفعل تراكم للحرارة. إذا كانت مجهزة بأربعة اتصالات ومتصلة بشكل صحيح ، ستصبح الوحدة عنصرًا وظيفيًا في النظام.
يبرد بمقدار 1 درجة مئوية ، ويسخن الماء 1 متر مكعب من الهواء المحيط بمقدار 4 درجات مئوية. هذا هو سبب الاستخدام الناجح لمراكم حرارة الماء.
أنواع المبادلات الحرارية
يمكن أن يكون الجهاز البسيط فعالًا بطرق مختلفة - اعتمادًا على النوع. يتم التصنيف وفقًا لعدة معايير.تختلف النماذج المختلفة للمصنع أو المبادلات الحرارية محلية الصنع ، على سبيل المثال ، في الحمام:
- التصميم،
- موقع التركيب،
- مواد.
تؤثر هذه العوامل على بعضها البعض وعلى خصائص وحدة التبادل الحراري ككل: تكلفتها ، وكفاءتها ، وإنتاجيتها ، وحجم النظام ، وتعقيد التركيب ، وما إلى ذلك.
تصميم
تعتمد اختلافات التصميم إلى حد كبير على الغرض من المنتج. على سبيل المثال ، يتضمن تسخين الماء للغسيل كمية كبيرة ونقلًا مكثفًا للحرارة. والاستخدام فقط للتدفئة يتطلب نقلًا تدريجيًا للحرارة إلى المبرد.
- الملف عبارة عن أنبوب منحني بزوايا مختلفة. يسخن بسرعة ، ولكن في كثير من الأحيان لا يحتوي على حجم كافٍ. مناسب للتركيب في صندوق نيران يعمل بالحطب ، خلف صندوق الاحتراق ، في سخان ، على مدخنة (إذا كان الملف لولبيًا).
- السجل هو نظير لمبرد الأنبوب ، وربما يكون الأكثر شيوعًا وتنوعًا وكفاءة في استخدام الطاقة. عادةً ما تكون هذه عدة أنابيب ذات قطر كبير متصلة بأنابيب رفيعة. اختيار شكل ومكان معين للتثبيت مقيد بخيال المؤلف ، وكذلك بالمخطط العام.
- الدبلوماسي - حاوية واحدة أو أكثر مترابطة مع فوهات. هذا نموذج شائع ، سهل التجميع والتركيب. موقد للاستحمام مع مبادل حراري من هذا النوع سيوفر الحرارة والحرارة والماء الساخن. العيوب - يقلل الحجم الكبير من معدل التسخين ، ويحد من اختيار مكان للتثبيت. لا يساهم الشكل البدائي في نقل الحرارة الكامل ، مما يتداخل مع تسخين أجزاء من الموقد نفسه. لذلك فهي مناسبة تمامًا فقط للتركيب داخل المدفأة (إذا كنا نتحدث عن الساونا) أو خلفها أو خلف صندوق الاحتراق.
- الغلاف المائي عبارة عن غلاف مركب على أجزاء من مولد الحرارة يتم تسخينه من الداخل. غالبًا ما تكون هذه أسطوانة بها فوهات توضع على المدخنة. من الصعب تجميع الحرف اليدوية ، وعرضة للتسريبات ، ولكنها لا تتطلب تفكيك الموقد للتركيب وهي فعالة للغاية.
لا يرتبط اختيار النموذج عادةً بالكفاءة والسعر بقدر ما يرتبط بتعقيد التثبيت. على سبيل المثال ، تم تركيب بعض التعديلات على "السترات" المائية و "الملفات" و "الدبلوماسيين" دون تفكيك الموقد. الحد الأقصى هو تحديث جزء من الأنبوب أو استبدال موقد الحديد الزهر (للطهي) بـ "دبلوماسي".
يفضل استخدام مسجلات نقل الحرارة بشكل عام على الأجهزة الأخرى. ومع ذلك ، يتم تثبيتها فقط أثناء بناء موقد جديد أو تغيير خطير للموقد القديم.
مادة
عند تصميم موقد أو مدفأة مع نوع من المبادلات الحرارية ، يأخذ المهندس (أو صانع الموقد) في الاعتبار معلمات المواد. الخصائص المطلوبة هي مقاومة الحريق ، المرونة ، مقاومة التآكل ، السعة الحرارية ، التوصيل الحراري. فقط المعادن لها هذه الخصائص.
- الفولاذ ممتاز من جميع النواحي ، باستثناء مقاومة التآكل. ومع ذلك ، إذا كان المبرد ممتلئًا دائمًا ، فلن يصدأ.
- الفولاذ المقاوم للصدأ ليس له عيوب أخرى غير التكلفة العالية وصعوبة اللحام. لا يتم استخدام الفولاذ المجلفن أبدًا بسبب الانبعاثات السامة المرتبطة بدرجات الحرارة المرتفعة.
- الحديد الزهر ، عيوبه هي تعقيد اللحام واحتمال كبير للتشقق (بسبب التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة مع التسخين غير المتكافئ).
- النحاس ، وهو أمر جيد للجميع ، باستثناء السعر المرتفع ولحام أجزائه. اللحام "لا يحمل" حرارة قوية إذا تم تصريف المياه ، وبالتالي فإن استخدام النحاس محدود.
عادة ما يرتبط الاختيار بتوافر أو توافر المواد. غالبًا ما توجد مواقد حمام مع مبادل حراري من الحديد الزهر ، وهو عبارة عن بطارية معدلة. تتكون المراجعة من لحام مفاصل الأقسام والسدادات في الفتحات الإضافية. وبالتالي ، يتم الحصول على سجل التبادل الحراري الذي يحتوي على جميع الخصائص الضرورية. عيبها هو إرهاقها ، مما يحد من اختيار الموقع.
صنع DIY
يشير اتخاذ قرار بشأن التصنيع الذاتي ، كقاعدة عامة ، إلى وجود نوع من الأدوات والمهارات للعمل معها.من الناحية المثالية ، هناك حاجة إلى ورشة عمل كاملة مع نائب ، ولحام (من نوعين) ، ومنضدة عمل ، وسندان ، وما إلى ذلك. إذا تركت المعدات الكثير مما هو مرغوب فيه ، فمن الممكن تجميع أبسط تعديل - دوامة نحاسية لفه.
إيجابيات هذا الخيار:
- النحاس سهل الانحناء واللحام نسبيًا.
- لا يحتوي الملف على مركبات معرضة للحرارة الشديدة.
- الشكل الحلزوني بسيط ومتعدد الاستخدامات ولا يتطلب معدات متطورة.
- لا يتطلب تركيب مثل هذا المبادل الحراري تحديثًا جادًا لهيكل الفرن.
سوف يتعامل موقد الساونا مع مثل هذا المبادل الحراري مع كل ما يمكن توقعه منه: سيضمن تشغيل 2-3 مشعات تدفئة ، وتسخين الماء في خزان صغير. ومع ذلك ، فإن السخان مسؤول عن المناخ المحلي في غرفة البخار.
مستهلكات
من بين الأدوات الخاصة للعمل بالنحاس ، هناك حاجة فقط إلى موقد غاز. سيحتاج المحترف إلى قاطع مواسير وشطف وفرشاة معدنية بالحجم المناسب. ومع ذلك ، يتم استبدال كل هذا بمطحنة ، ملف (عرموش) ، إسفنجة جلخ ناعمة. ستحتاج أيضًا إلى حد أدنى من المواد الاستهلاكية:
- أنبوب نحاسي صلب في ملف d32 ، بطول 3.5 - 4.5 متر (حسب د المدخنة) ؛
- مآخذ ماء انتقالية (لحام خيطي) d32 * 1.25 ”- 2 قطعة ؛
- درجة حرارة منخفضة شائعة ولحام نحاسي صلب للنحاس متوسط درجة الحرارة (650-750 درجة مئوية) ؛
- معجون gumboil
- إسفنجة جلخ ناعمة
- غاز البروبان - البيوتان للنحاس متوسط درجة الحرارة - 1 اسطوانة (0.5 لتر) ؛
- الرمل الناعم المغسول - 5-6 كجم ؛
- خط أنابيب ، صنابير ، صمامات "Mayevsky" ، مشعات.
مطلوب "ثني الأنابيب" - سجل مستدير. بمساعدتها ، سيأخذ المبادل الحراري لموقد الساونا شكل ملف حلزوني. يبلغ طول السجل 1 متر على الأقل ، والقطر يساوي أبعاد المدخنة عند مخرج الموقد. كقاعدة عامة ، تعتمد المعلمة على حجم صندوق الاحتراق ولا تقل عن 10 سم.
يجب تأمين السجل بشكل صارم عن طريق تثبيته بمسامير / مسامير قوية ذاتية التنصت بين شجرتين أو جدارين.
خوارزمية التجميع
أصعب جزء من التجمع هو التصاعد. للقيام بذلك ، يجب ثني الأنبوب باستخدام سجل مثبت بشكل صارم. لا يمكن ثني النحاس غير المدبب ، لذلك تحتاج إلى شراء النحاس الموجود في الخلجان بالضبط. أسهل طريقة لتثبيت مبادل حراري ملفي في فرن من الطوب (للتدفئة) هي تركيبه على مدخنة. خوارزمية الإجراءات:
- قم بتوصيل أحد طرفي الأنبوب بإحكام ، على سبيل المثال بقابس مصنع مختوم.
- املأ الأنبوب بالرمل عن طريق سكب الماء ، والتنصت بمطرقة ، وختمه باستخدام صامد. يمكن أن يكون هذا أنبوبًا بلاستيكيًا مقوى أو خرطومًا مطاطيًا مسدودًا.
- عندما يمتلئ الأنبوب ، أغلق الحشو قدر الإمكان ، ثم قم بتوصيل الطرف الآخر. حاول ألا "تفك" الرمال.
- قم بربط مشبك على شكل حرف U أو دائري في السجل ، والذي سيثبت الأنبوب بإحكام. القاعدة "P" متعامدة مع ثني الأنبوب القريب من النهاية ، ولا يهم المكان المحيط بالمحيط.
- أدخل نهاية الملف في المشبك ، وابدأ ببطء في لف الأنبوب حول السجل.
- إذا ظهرت قاعة في مكان ما ، فهذا يعني أن الرمال ليست كثيفة بدرجة كافية في هذا المكان. يُنصح بالبدء من جديد ، لكن من الناحية النظرية ، يمكنك محاولة الضرب بمطرقة.
- إذا كان d للمدخنة 150 ، وطول الخليج 4.5 ، يجب أن تحصل على 8-9 لفات من اللولب (لا يزيد ارتفاعها عن 35-40 سم) ، بالإضافة إلى "ذيول" 30-40 سم لكل منهما .
- قطع المقابس وتنظيف الرمال وشطف الملف.
- جندى مآخذ المياه الانتقالية في نهايات اللولب.
- قم بإزالة غطاء الموقد أو قم بفك بوابة الانزلاق (قم بإخراج جزء من المدخنة).
- ضع "الملف" على الأنبوب بالقرب من الموقد قدر الإمكان.
- قم بتجميع ظهر المدخنة ، مع مراعاة المواد المانعة للتسرب واللفات (إن وجدت).
يمكنك الآن تثبيت وتوصيل بقية نظام التدفئة ، بما في ذلك خزان التمدد المفتوح من نوع الساموفار ، وخط الأنابيب ، والصنابير ، والمشعات ، وصمامات الهواء.لتحسين الدورة الدموية الطبيعية ، يجب ألا يكون قطر الأنابيب أصغر بكثير من أبعاد الملف. من الناحية المثالية ، سيكون أيضًا نحاسيًا من نفس القطر.
تتمثل الصعوبة المحتملة في انخفاض السحب بسبب إزالة الحرارة غير المقصودة من المدخنة. الحل هو زيادة طول المدخنة.
خيارات التثبيت لهيكل التبادل الحراري
يتطلب تركيب المبادل الحراري من أي نوع قدرًا كبيرًا من العمل ، خاصة إذا كانت كفاءته ذات أهمية كبيرة. على سبيل المثال ، أبسط حلزوني على المدخنة قد يسخن قليلاً ، ولن يكون هناك دوران على الإطلاق بدون مضخة. ثم يتعين عليك اتخاذ تدابير ، بما في ذلك التخلي عن مثل هذا التصميم. في الممارسة العملية ، يعطي مبادل حراري واحد للفرن ، مثبت في أماكن مختلفة ، كفاءة مختلفة. تقليديا ، يمكنك تكوين مثل هذا TOP ، بدءًا من أكثر الأنواع فعالية:
- سجل الحديد الزهر أو الصلب على شكل حرف U في صندوق الاحتراق ؛
- سترة مائية حول صندوق الاحتراق أو على أي من أسطحه ؛
- دبلوماسي على شكل حرف U في صندوق النار ؛
- دبلوماسي فوق أو خلف صندوق الاحتراق مباشرة ، مع أقصى اتصال ؛
- سترة الماء حول السخان.
- سجل أو دبلوماسي أو اعوج في المدفأة ؛
- دبلوماسي أو اعوج خلف الموقد ؛
- سترة مدخنة المياه.
ملف المدخنة تقليديًا هو الخيار الأقل فعالية. ومع ذلك ، فإن بساطة الجهاز غالبًا ما تقضي على العيوب. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحسين الكفاءة بعدة طرق. من بينها بطانة الملف بغلاف معزول حرارياً مع ملء الفراغات بالرمل أو تركيب الهيكل مباشرة في السخان.
كل الأسماء مشروطة. على سبيل المثال ، تصميم المصنع هذا ليس نادرًا ، عندما يتم بناء حاوية مكعبة فوق الموقد. يمكن اعتباره قميصًا أو دبلوماسيًا.
اتصال صحيح
- كلما زاد ارتفاع أنابيب المبادل الحراري ، كان ذلك أفضل ؛
- يتم وضع خزان التمدد على أعلى مستوى ممكن بجوار الموقد ؛
- يذهب الأنبوب إلى الخزان من أنبوب الفرع العلوي ؛
- يذهب الأنبوب من خزان التمدد إلى المدخل السفلي للمبرد ؛
- جميع المقاطع الأفقية مصنوعة بزاوية (لا تقل عن 3 مم لكل 1 م) ؛
- الخروج من المبرد فقط على الجانب المقابل أو بشكل مائل.
نقطة أخرى مهمة هي صبيب خط الأنابيب. كلما ارتفع ، كان ذلك أفضل. لذلك ، لا يجب تضييق القطر ، وبناء أكواع وتركيبات إضافية ، وكذلك استخدام أنابيب داخلية أو أنابيب بلاستيكية صدئة.
يتم تثبيت المبادل الحراري في مرحلة تجميع الفرن. إذا كنا نتحدث عن تصميم قديم ، فلا تكن كسولًا لتفكيكه. في هذه الحالة ، سيكون من الممكن تثبيت الجهاز الأكثر فاعلية عند الحاجة. على طول الطريق ، سيتم إجراء فحص مفصل للبناء ، بالإضافة إلى تفاصيل أخرى. سيتم القضاء على العيوب والعيوب.
