El intercambiador de calor (TO) es un dispositivo que transfiere calor entre ambientes con diferentes temperaturas. Este equipo se utiliza en la industria, los sistemas de calefacción, aire acondicionado y ventilación. El ejemplo más simple es un radiador de habitación, se calienta a partir de un fluido caloportador y proporciona calefacción a la habitación en la que se encuentra.
Estructura del intercambiador de calor
El equipo consta de una placa fija y una móvil, cada una con orificios para el movimiento del medio. Muchos otros menores más pequeños se instalan entre las placas principales, de modo que cada segundo de ellos gira 180 grados hacia los vecinos. Las placas secundarias están selladas con juntas de goma.
El segundo elemento importante de mantenimiento es el refrigerante. Fluye a través de canales de acero inoxidable corrugado. Los medios fríos y calientes se mueven en todas las placas, excepto la primera y la última, simultáneamente, pero por lados diferentes, impidiendo que se mezclen. A un alto caudal de agua en la capa corrugada, surgen turbulencias, lo que aumenta el proceso de intercambio de calor.
El dispositivo se conecta a la tubería mediante orificios en las paredes frontal y posterior. El refrigerante entra por un lado, pasa por todos los canales y sale del equipo por el otro. Las aberturas de entrada y salida están selladas con una junta especial.
Las placas de canal son un elemento de mantenimiento muy importante. Al elegir un intercambiador de calor, se debe tener en cuenta su rendimiento. Cuanto mayores sean los requisitos para el equipo, más placas debe haber en él. Su número es responsable de la eficiencia general del dispositivo y la capacidad de calentar una habitación en particular.
Tipos de mantenimiento
Según el principio de funcionamiento, el equipo se divide en recuperativo y regenerativo. En el primero, los portadores de calor móviles están separados por una pared. Este es el tipo más común, puede ser de varias formas y diseños. En el segundo caso, los refrigerantes fríos y calientes entran en contacto sucesivamente con la misma superficie. La alta temperatura calienta la pared del equipo durante el contacto con el medio caliente, luego la temperatura se transfiere al líquido frío al entrar en contacto con él.
Por propósito, el mantenimiento se divide en dos tipos: enfriamiento: funcionan con líquido o gas frío, mientras enfrían el refrigerante caliente; y calefactores: interactúan con un medio calentado, dando energía a las corrientes frías.
Por diseño, los intercambiadores de calor son de varios tipos.
Plegable
Constan de un marco, dos cámaras de extremo, placas independientes separadas por juntas resistentes al calor y pernos de fijación. Este equipo es fácil de limpiar y puede ser más eficiente agregando placas. Pero los TO plegables son sensibles a la calidad del agua. Para extender su vida útil, se requiere la instalación de filtros adicionales, lo que aumenta el costo del proyecto.
Laminar
Se diferencian en el método de unión de las placas interiores:
- En TO soldada, las placas onduladas de acero inoxidable con un espesor de 0,5 mm se fabrican mediante estampación en frío. Entre ellos se instala una junta de goma especial resistente al calor.
- Las placas soldadas se sueldan entre sí para formar casetes, que luego se ensamblan dentro de las placas de acero.
- En TO semisoldado, los cassettes se sujetan mediante juntas de paronita en una estructura de un número reducido de módulos soldados. Estos módulos están sellados con juntas de goma y soldados con láser. Luego se ensamblan entre dos placas mediante pernos.
Los intercambiadores de calor de placas se utilizan en entornos con altas presiones y temperaturas extremas. Estos dispositivos requieren un mantenimiento mínimo, son económicos y muy eficientes. Además, la eficiencia del equipo se puede aumentar o disminuir según sea necesario aumentando o disminuyendo el número de placas de acero.
El único inconveniente de un intercambiador de calor de acero inoxidable corrugado es su sensibilidad a la calidad del refrigerante; es necesario instalar filtros adicionales.
Carcasa y tubo
Constan de un cuerpo cilíndrico, donde se colocan haces de tubos, ensamblados en celosías. Los extremos de las tuberías se sujetan mediante abocinamiento, soldadura o soldadura fuerte. La ventaja de tales equipos es la simplicidad de la calidad del refrigerante y la posibilidad de utilizarlo en procesos técnicos donde están presentes medios agresivos y alta presión (en la industria del petróleo, gas, química). Las desventajas del mantenimiento de la carcasa y el tubo son la transferencia de calor relativamente baja, las grandes dimensiones, el alto costo y la dificultad de reparación.
Espiral
Consisten en dos láminas de metal enrolladas en espiral. Los bordes interiores están conectados por una partición y asegurados con pasadores. Estos intercambiadores de calor son compactos y autolimpiables. Pueden trabajar con medios líquidos no homogéneos de cualquier calidad. Con un aumento en la velocidad del movimiento del fluido, aumenta la intensidad de la transferencia de calor. Desventajas: dificultad de fabricación y reparación, limitando la presión del fluido de trabajo a 10 kgf / cm².
Tubo doble y tubo en tubo
Los primeros consisten en tuberías de diferentes diámetros. Se utilizan líquido y gas como portador de calor. Los dispositivos se utilizan en lugares con mayor presión, tienen un alto nivel de transferencia de calor. Se caracterizan por la facilidad de instalación y mantenimiento. El único inconveniente es el alto costo.
El intercambiador de calor tubo a tubo consta de dos tubos de diferentes diámetros conectados entre sí. Se utilizan con caudales bajos y para equipar una chimenea.
El tipo de operación depende del tipo de dispositivo. Desde el diseño del equipo: la eficiencia durante la operación en ciertas condiciones. Por lo tanto, se debe prestar suficiente atención al estudio de las características de cada tipo de equipo.
Hacer un intercambiador de calor con tus propias manos.
Para realizar el mantenimiento usted mismo, debe tener ciertos conocimientos y habilidades. Para empezar, vale la pena determinar qué requisitos debe cumplir el equipo, de esto depende la versión del dispositivo. Es necesario calcular los materiales y hacer un dibujo del mantenimiento futuro.
La casa de baños es un lugar donde a menudo es necesario hacer un intercambiador de calor casero. Dado que un horno convencional con cámara de combustión calienta un volumen limitado de líquido, puede ser necesario un TO trenzado sumergido en agua. Está diseñado para calentar más agua. Se baja una bobina al tanque con un refrigerante calentado, el agua pasa a través de él.
Cuando es necesario mantener caliente el agua en el tanque, el tanque se conecta a la caldera de calefacción mediante dos tuberías de suministro y retorno.
Agua agua
Para hacer un intercambiador de calor agua-agua con sus propias manos, necesitará:
- Un recipiente de acero inoxidable con una altura de 50-60 cm y un diámetro de 30-40 cm. También se puede usar acero común, pero debe estar protegido por un recubrimiento de polímero duradero.
- Tapa del tanque.
- Tubo de cobre de unos 10 m.La longitud se toma del cálculo: por cada vuelta de la espiral con un diámetro de 30 cm, pasa aproximadamente 1 m del tubo. Es mejor tomarlo con un pequeño margen.
- Máquina de soldar para soldadura fuerte de acero inoxidable y cobre.
- Equipo de protección: guantes, máscara de soldar.
El trabajo se realiza en el siguiente orden:
- Se hace una tapa para el tanque y se asegura su fuerte cierre hermético. No se puede soldar, porque debe retirarse para permitir la limpieza del interior del contenedor. La opción de montaje más conveniente en este caso es la brida. Puede pedirlo inmediatamente junto con el tanque, o puede hacerlo usted mismo. El número de orificios se calcula teniendo en cuenta la ubicación del sello, generalmente 4 o 6 sujetadores.
- A continuación, se crea una entrada para agua fría en el fondo del recipiente y una salida para agua caliente en su parte superior en la pared lateral. Los adaptadores roscados están soldados en los orificios para conectar la tubería. Debería ser posible quitar la estructura para lavarla o repararla.
- El siguiente paso es hacer una bobina de cobre. Si el tubo es blando, se puede enrollar fácilmente con un mandril. Si es duro, debe usar un quemador. Los accesorios están soldados a los extremos libres. Se pasan a través de orificios en la tapa. Es importante controlar la estanqueidad de la soldadura, porque La tubería de agua caliente se conectará a los adaptadores.
- La etapa final será el montaje del intercambiador de calor. Para ello, una tapa con una espiral de tubo de cobre y un sello de goma cubre el tanque. Los montajes de brida se aprietan con pernos. En este caso, es necesario asegurarse de que la espiral esté estrictamente en el medio del contenedor, sin tocar las paredes. De lo contrario, la eficacia del mantenimiento disminuirá considerablemente.
La opción considerada también es adecuada para calentar agua en casas privadas. Dichos dispositivos funcionan según el principio de circulación natural: una caldera de leña o gas calienta el agua, sube por la tubería de suministro, emite calor y vuelve a bajar. Luego se repite el proceso.
No siempre es posible garantizar una circulación natural constante. Por tanto, es mejor utilizar una bomba de circulación.
Aire
El dispositivo consta de una carcasa y tubos con un medio calentado instalado en él. A través de ellos, el ventilador impulsa una corriente de aire al que se transfiere calor. Tiene lugar un proceso de intercambio de calor. Esta opción se llama calentador.
Además, las estructuras de placas se utilizan para sistemas de ventilación y calefacción de aire. Allí, el metal corrugado juega el papel de una pared de transferencia de calor. Donde dos corrientes de aire, frío y cálido, se mueven perpendiculares entre sí. Están separados por placas para que las corrientes cálidas y frías se ubiquen alternativamente en los huecos. La eficiencia de estos dispositivos es alta, pero son difíciles de fabricar por su cuenta.
Procedimiento de instalación de mantenimiento de aire:
- El cuerpo está hecho de una hoja de metal. El área de su parte inferior debe ser igual al tamaño del ventilador. Para un diseño centrífugo, se toma una caja con un área 70% más grande que la tubería de salida.
- Se perforan orificios para un tubo de cobre en las paredes de la caja en lados opuestos.
- Las secciones de tubería preparadas se instalan en los orificios realizados de modo que sus bordes se extiendan más allá de la caja en 2 cm en ambos lados.
- Los racores angulares están soldados a los extremos libres de los tubos. Están conectados en forma de serpiente. Puedes hacer dos paralelos. Por lo tanto, el refrigerante se enfriará menos al soplar.
- Los adaptadores roscados están soldados a los extremos de entrada y salida, y el suministro de agua está conectado a ellos. Se suministra agua, compruebe que las conexiones estén bien apretadas.
- La caja está montada sobre una base con un ventilador. La estructura se cierra con una carcasa para que el flujo de aire no vaya hacia los lados.
Para hacer un intercambiador de calor para calentar una casa privada con sus propias manos, es necesario comprender el principio de su funcionamiento, para hacer un cálculo preciso de la potencia requerida para el calentamiento suficiente de la habitación, especialmente en invierno.Debe utilizar la mayoría de los materiales conductores de calor, el cobre es la mejor opción. Tiene una eficiencia muy superior a otros metales. Todas las acciones durante la fabricación de TO deben realizarse con cuidado, evitando la entrada de objetos extraños en el interior. Si hay dudas sobre sí mismo, es mejor recurrir a un maestro experimentado. Realizará la conexión de todos los elementos de manera eficiente y firme.
