Lämmönvaihdin (TO) on laite, joka siirtää lämpöä eri lämpötilojen välillä. Tällaisia laitteita käytetään teollisuudessa, lämmitys-, ilmastointi- ja ilmanvaihtojärjestelmissä. Yksinkertaisin esimerkki on huonelämmitin, se lämpenee lämmönsiirtonesteestä ja lämmittää tilaa, jossa se sijaitsee.
Lämmönvaihtimen rakenne
Laitteisto koostuu kiinteästä ja liikkuvasta levystä, joissa kussakin on reiät väliaineen liikkumista varten. Monet muut pienemmät pienet levyt asennetaan päälevyjen väliin siten, että joka toinen niistä käännetään naapureihin 180 astetta. Toissijaiset levyt suljetaan kumitiivisteillä.
Toinen tärkeä huoltoelementti on jäähdytysneste. Se virtaa aallotettujen ruostumattomasta teräksestä valmistettujen kanavien läpi. Kylmä ja kuuma väliaine liikkuvat kaikilla levyillä, paitsi ensimmäisellä ja viimeisellä, samanaikaisesti, mutta eri puolilta estäen sekoittumisen. Suurella veden virtausnopeudella aallotetussa kerroksessa syntyy turbulenssia, mikä lisää lämmönvaihtoprosessia.
Laite on liitetty putkistoon käyttämällä etu- ja takaseinissä olevia reikiä. Jäähdytysneste tulee yhdeltä puolelta, kulkee kaikkien kanavien läpi ja jättää laitteet toiselle puolelle. Tulo- ja poistoaukot on suljettu erityisellä tiivisteellä.
Kanavalevyt ovat erittäin tärkeä huoltoelementti. Lämmönvaihtimen valinnassa on otettava huomioon sen suorituskyky. Mitä korkeammat laitteiden vaatimukset, sitä enemmän levyjä on siinä. Niiden määrä vastaa laitteen yleisestä tehokkuudesta ja kyvystä lämmittää tietty huone.
Huoltotyypit
Toimintaperiaatteen mukaan laite on jaettu rekuperatiiviseen ja regeneratiiviseen. Ensimmäisessä liikkuvat lämmönsiirtimet erotetaan seinällä. Tämä on yleisin tyyppi, se voi olla eri muotoinen ja muotoinen. Toisessa tapauksessa kuumat ja kylmät jäähdytysnesteet joutuvat vuorostaan kosketuksiin saman pinnan kanssa. Korkea lämpötila lämmittää laitteen seinän kosketuksissa kuumaan väliaineeseen, minkä jälkeen lämpötila siirretään kylmään nesteeseen kosketuksessa sen kanssa.
Tarkoituksen mukaan ylläpito on jaettu kahteen tyyppiin: jäähdytys - ne toimivat kylmän nesteen tai kaasun kanssa jäähdyttäen samalla kuumaa jäähdytysnestettä; ja lämmittävät - ovat vuorovaikutuksessa lämmitetyn väliaineen kanssa ja antavat energiaa kylmille virroille.
Suunnittelun mukaan lämmönvaihtimet ovat erityyppisiä.
Kokoontaitettava
Ne koostuvat rungosta, kahdesta päätykammiosta, erillisistä levyistä, jotka on erotettu lämmönkestävillä tiivisteillä ja kiinnityspultteilla. Tämä laite on helppo puhdistaa ja se voi olla tehokkaampi lisäämällä levyjä. Mutta kokoontaitettavat laitokset ovat herkkiä veden laadulle. Niiden käyttöiän pidentämiseksi tarvitaan lisäsuodattimien asentaminen, mikä nostaa projektin kustannuksia.
Lamellar
Ne eroavat sisälaattojen yhdistämismenetelmässä:
- Juotetussa TO: ssa aallotetut ruostumattomasta teräksestä valmistetut levyt, joiden paksuus on 0,5 mm, valmistetaan kylmäpuristamalla. Niiden väliin on asennettu erityinen lämmönkestävä kumi.
- Hitsatut levyt hitsataan yhteen kasettien muodostamiseksi, jotka sitten kootaan teräslevyjen sisään.
- Puolihitsauksessa TO-kasetit kiinnitetään paroniittiliitoksilla pienen määrän hitsattujen moduulien rakenteeseen. Nämä moduulit on suljettu kumitiivisteillä ja laser hitsattu yhteen. Sitten ne kootaan kahden levyn väliin ruuveilla.
Levylämmönvaihtimia käytetään ympäristöissä, joissa on korkea paine ja äärimmäiset lämpötilat. Nämä laitteet vaativat vähän huoltoa, ovat taloudellisia ja erittäin tehokkaita. Lisäksi laitteiden hyötysuhdetta voidaan lisätä tai vähentää tarpeen mukaan lisäämällä tai vähentämällä teräslevyjen määrää.
Aaltopahvin ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmönvaihtimen ainoa haittapuoli on sen herkkyys jäähdytysnesteen laadulle; on tarpeen asentaa lisää suodattimia.
Kuori ja putki
Ne koostuvat sylinterimäisestä kappaleesta, johon putkipaketit sijoitetaan ristikoiksi koottuina. Putkien päät kiinnitetään soihduttamalla, hitsaamalla tai juottamalla. Tällaisten laitteiden etuna on jäähdytysnesteen laadun vaatimattomuus ja mahdollisuus käyttää sitä teknisissä prosesseissa, joissa on aggressiivisia väliaineita ja korkea paine (öljy-, kaasu-, kemianteollisuudessa). Kuoren ja putken huollon haittoja ovat suhteellisen pieni lämmönsiirto, suuret mitat, korkeat kustannukset ja vaikeudet korjata.
Kierre
Ne koostuvat kahdesta spiraaliksi valssatusta metallilevystä. Sisäreunat on liitetty väliseinällä ja kiinnitetty nastoilla. Nämä lämmönvaihtimet ovat pienikokoisia ja itsepuhdistuvia. He pystyvät työskentelemään minkä tahansa laatuisten nestemäisten epähomogeenisten väliaineiden kanssa. Nesteen liikkumisnopeuden kasvaessa lämmönsiirron intensiteetti kasvaa. Haitat: valmistus- ja korjausvaikeudet, käyttöaineen paineen rajoittaminen arvoon 10 kgf / cm².
Kaksoisputki ja putki putkessa
Ensimmäiset koostuvat erikokoisista putkista. Nestettä ja kaasua käytetään lämmönsiirtoaineena. Laitteita käytetään paikoissa, joissa paine on kohonnut, ja niiden lämmönsiirto on korkea. Niille on ominaista asennuksen ja huollon yksinkertaisuus. Ainoa haittapuoli on korkeat kustannukset.
Putki putkessa -lämmönvaihdin koostuu kahdesta erikokoisesta putkesta, jotka on liitetty toisiinsa. Niitä käytetään pienillä virtausnopeuksilla ja savupiipun varustamiseen.
Toiminnan tyyppi riippuu laitteen tyypistä. Laitteen suunnittelusta alkaen - tehokkuus käytön aikana tietyissä olosuhteissa. Siksi on kiinnitettävä riittävästi huomiota kunkin laitetyypin ominaisuuksien tutkimiseen.
Lämmönvaihtimen tekeminen omin käsin
Jos haluat tehdä kunnossapidon itse, sinulla on oltava tietyt tiedot ja taidot. Aluksi on syytä määrittää, mitkä vaatimukset laitteiden on täytettävä, laitteen versio riippuu tästä. Materiaalit on laskettava ja tehtävä piirustus tulevasta huollosta.
Kylpylä on paikka, jossa on usein tarpeen tehdä kotitekoinen lämmönvaihdin. Koska tavanomainen polttouuni, jossa on tulipesä, lämmittää rajoitetun määrän nestettä, voi olla tarpeen vetää upotettua kierrettyä TO: ta. Se on suunniteltu lämmittämään enemmän vettä. Käämi lasketaan säiliöön lämmitetyllä jäähdytysnesteellä, vesi kulkee sen läpi.
Kun säiliössä oleva vesi on pidettävä kuumana, säiliö liitetään lämmityskattilaan kahdella syöttö- ja paluuputkella.
Vesi-vesi
Vesi-vesi-lämmönvaihtimen valmistamiseksi omin käsin tarvitset:
- Ruostumattomasta teräksestä valmistettu astia, jonka korkeus on 50-60 cm ja halkaisija 30-40 cm, voidaan käyttää myös tavallista terästä, mutta se on suojattava kestävällä polymeeripinnoitteella.
- Säiliön kansi.
- Kupariputki noin 10 m.Pituus otetaan laskelmasta: jokaista 30 cm: n halkaisijan spiraalin kierrosta kohti menee noin 1 m putkesta. Parempi ottaa pienellä marginaalilla.
- Hitsauskone ruostumattomasta teräksestä ja kuparista juottamiseen.
- Suojavarusteet: käsineet, hitsausmaski.
Työ tehdään seuraavassa järjestyksessä:
- Säiliön kansi on tehty ja sen tiivis kiinnitys varmistetaan. Sitä ei voida hitsata, koska se on poistettava, jotta astian sisäpuoli voidaan puhdistaa. Kätevin asennusmahdollisuus tässä tapauksessa on laipallinen. Se voidaan tilata heti säiliön mukana tai voit tehdä sen itse. Reikien lukumäärä lasketaan ottaen huomioon tiivisteen sijainti, yleensä 4 tai 6 kiinnitintä.
- Seuraavaksi astian pohjaan luodaan tuloaukko kylmälle vedelle ja sen yläosaan sivuseinään lämmitetyn veden ulostulo. Kierteelliset adapterit hitsataan reikiin putkilinjan liittämiseksi. Rakenteen tulisi olla mahdollista irrottaa huuhtelua tai korjausta varten.
- Seuraava vaihe on tehdä kuparikäämi. Jos putki on pehmeä, se voidaan helposti kelata karalla. Jos se on kova, sinun on käytettävä poltinta. Liittimet hitsataan vapaisiin päihin. Ne viedään kannen reikien läpi. On tärkeää seurata juotteen tiiviyttä, koska käyttövesijohdot liitetään sovittimiin.
- Viimeinen vaihe on lämmönvaihtimen kokoonpano. Tätä varten säiliön peittää kansi, jossa on kupariputkikierre ja kumitiiviste. Laipan kiinnitykset kiristetään pultteilla. Tässä tapauksessa on tarpeen varmistaa, että spiraali on tiukasti astian keskellä koskematta seiniin. Muuten huollon tehokkuus vähenee huomattavasti.
Tarkasteltu vaihtoehto soveltuu myös veden lämmittämiseen omakotitaloissa. Tällaiset laitteet toimivat luonnollisen kierron periaatteella: puu- tai kaasukattila lämmittää vettä, se nousee syöttöputkeen, antaa lämpöä ja palaa takaisin. Sitten prosessi toistetaan.
Ei ole aina mahdollista varmistaa jatkuvaa luonnollista kiertoa. Siksi on parempi käyttää kiertopumppua.
Ilmaa
Laite koostuu rungosta ja putkista, joihin on asennettu lämmitetty väliaine. Niiden kautta puhallin ajaa ilmavirtaa, johon lämpö siirtyy. Lämmönvaihtoprosessi tapahtuu. Tätä vaihtoehtoa kutsutaan lämmittimeksi.
Levyrakenteita käytetään myös ilmanvaihto- ja ilmalämmitysjärjestelmissä. Siellä aallotetulla metallilla on lämmönsiirtoseinän rooli. Missä kaksi ilmavirtaa, kylmä ja lämmin, liikkuvat kohtisuorassa toisiinsa. Ne erotetaan levyillä siten, että lämmin ja kylmä virta sijaitsevat vuorotellen aukoissa. Näiden laitteiden tehokkuus on korkea, mutta niitä on vaikea tehdä itse.
Ilman huoltoasennuksen menettely:
- Runko on valmistettu metallilevystä. Sen pohjan pinnan tulisi olla yhtä suuri kuin tuulettimen koko. Keskipakomallissa otetaan laatikko, jonka pinta-ala on 70% suurempi kuin poistoputki.
- Kupariputken reiät porataan laatikon seinämiin vastakkaisille puolille.
- Valmistetut putkiosat asennetaan tehtyihin reikiin siten, että niiden reunat ulottuvat laatikon yli 2 cm molemmin puolin.
- Kulmaliittimet hitsataan putkien vapaisiin päihin. Ne ovat yhteydessä käärmeen muotoon. Voit tehdä kaksi rinnakkaista. Joten jäähdytysneste jäähtyy vähemmän puhaltaessa.
- Kierteelliset adapterit on juotettu lähtö- ja tulopäähän, ja vesihuolto on kytketty niihin. Vettä syötetään, tarkista, että liitännät ovat tiukat.
- Kotelo on asennettu tuulettimella varustettuun alustaan. Rakenne on suljettu kotelolla, jotta ilmavirta ei menisi sivuille.
Lämmönvaihtimen valmistamiseksi omakotitalon lämmittämiseksi omin käsin on tarpeen ymmärtää sen toiminnan periaate, tehdä tarkka laskelma vaaditusta tehosta huoneen riittävään lämmitykseen, etenkin talvella.Sinun on käytettävä eniten lämpöä johtavia materiaaleja, kupari on paras vaihtoehto. Sen hyötysuhde on paljon parempi kuin muiden metallien. Kaikki huollon valmistuksen aikana tehtävät toimet tulee suorittaa huolellisesti, välttäen vieraiden esineiden pääsyä sisälle. Jos on epäluuloa, on parempi kääntyä kokeneen mestarin puoleen. Hän suorittaa kaikkien elementtien yhdistämisen tehokkaasti ja tiukasti.
