Bộ trao đổi nhiệt (TO) là thiết bị truyền nhiệt giữa các môi trường có nhiệt độ khác nhau. Thiết bị này được sử dụng trong công nghiệp, hệ thống sưởi, điều hòa không khí và thông gió. Ví dụ đơn giản nhất là bộ tản nhiệt trong phòng, nó nóng lên từ chất lỏng truyền nhiệt và cung cấp hệ thống sưởi cho căn phòng mà nó nằm.
Cấu trúc bộ trao đổi nhiệt
Thiết bị bao gồm một tấm cố định và một tấm di động, mỗi tấm có lỗ để chuyển động của môi chất. Nhiều tấm nhỏ khác được lắp đặt giữa các tấm chính, sao cho mỗi giây trong số chúng được xoay 180 độ sang các tấm bên cạnh. Các tấm thứ cấp được làm kín bằng các miếng đệm cao su.
Yếu tố quan trọng thứ hai của bảo trì là chất làm mát. Nó chảy qua các kênh thép không gỉ dạng sóng. Môi trường nóng và lạnh di chuyển trên tất cả các tấm, ngoại trừ tấm đầu tiên và tấm cuối cùng, đồng thời, nhưng từ các phía khác nhau, ngăn cản sự trộn lẫn. Ở tốc độ dòng chảy lớn của nước trong lớp tôn tạo ra sự hỗn loạn làm tăng quá trình trao đổi nhiệt.
Thiết bị được kết nối với đường ống bằng cách sử dụng các lỗ trên tường trước và sau. Chất làm mát đi vào từ một phía, đi qua tất cả các kênh và rời khỏi thiết bị ở phía bên kia. Các lỗ đầu vào và đầu ra được bịt kín bằng một miếng đệm đặc biệt.
Các tấm kênh là một yếu tố bảo trì rất quan trọng. Khi chọn một thiết bị trao đổi nhiệt, phải tính đến hiệu suất của nó. Yêu cầu đối với thiết bị càng cao thì càng phải có nhiều tấm trong đó. Số lượng của chúng chịu trách nhiệm về hiệu quả tổng thể của thiết bị và khả năng làm nóng một căn phòng cụ thể.
Các loại bảo trì
Theo nguyên lý hoạt động, thiết bị được chia thành phục hồi và tái sinh. Đầu tiên, các chất mang nhiệt chuyển động được ngăn cách bởi một bức tường. Đây là loại phổ biến nhất, nó có thể có nhiều hình dạng và thiết kế. Trong trường hợp thứ hai, chất làm mát nóng và lạnh lần lượt tiếp xúc với cùng một bề mặt. Nhiệt độ cao làm nóng thành của thiết bị khi tiếp xúc với môi chất nóng, sau đó nhiệt độ được chuyển sang chất lỏng lạnh khi tiếp xúc với nó.
Theo mục đích, bảo dưỡng được chia thành hai loại: làm mát - chúng làm việc với chất lỏng hoặc khí lạnh, trong khi làm mát chất làm mát nóng; và sưởi ấm - tương tác với môi trường được làm nóng, cung cấp năng lượng cho các dòng lạnh.
Theo thiết kế, bộ trao đổi nhiệt có nhiều loại.
Có thể thu gọn
Chúng bao gồm một khung, hai buồng cuối, các tấm riêng biệt được ngăn cách bởi các gioăng chịu nhiệt và các bu lông cố định. Thiết bị này dễ làm sạch và có thể hiệu quả hơn bằng cách thêm đĩa. Nhưng TO có thể đóng mở nhạy cảm với chất lượng nước. Để kéo dài tuổi thọ của chúng, cần phải lắp đặt thêm các bộ lọc, điều này làm tăng chi phí của dự án.
Lamellar
Chúng khác nhau về phương pháp kết nối các tấm bên trong:
- Trong TO được hàn, các tấm thép không gỉ dạng sóng có độ dày 0,5 mm được thực hiện bằng cách tạo hình nguội. Giữa chúng được lắp một miếng đệm làm bằng cao su chịu nhiệt đặc biệt.
- Các tấm hàn được hàn với nhau để tạo thành các băng, sau đó được lắp ráp bên trong các tấm thép.
- Trong TO bán hàn, các cassette được gắn chặt bằng các khớp paronit trong cấu trúc gồm một số lượng nhỏ các mô-đun hàn. Các mô-đun này được làm kín bằng gioăng cao su và hàn laser với nhau. Sau đó, chúng được lắp ráp giữa hai tấm bằng cách sử dụng bu lông.
Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng trong môi trường có áp suất cao và nhiệt độ khắc nghiệt. Các thiết bị này yêu cầu bảo trì tối thiểu, tiết kiệm và hiệu quả cao. Ngoài ra, hiệu quả của thiết bị có thể được tăng hoặc giảm khi cần thiết bằng cách tăng hoặc giảm số lượng thép tấm.
Hạn chế duy nhất của bộ trao đổi nhiệt bằng thép không gỉ dạng sóng là độ nhạy của nó với chất lượng của chất làm mát; cần phải lắp thêm bộ lọc.
Vỏ và ống
Chúng bao gồm một thân hình trụ, nơi đặt các bó ống, lắp ráp thành mạng lưới. Các đầu của ống được gắn chặt bằng cách loe, hàn hoặc hàn. Ưu điểm của thiết bị như vậy là tính đơn giản về chất lượng của chất làm mát và khả năng sử dụng nó trong các quy trình kỹ thuật có môi trường xâm thực và áp suất cao (trong công nghiệp dầu khí, hóa chất). Nhược điểm của bảo dưỡng vỏ-ống là truyền nhiệt tương đối thấp, kích thước lớn, giá thành cao và khó sửa chữa.
Xoắn ốc
Chúng bao gồm hai tấm kim loại được cuộn thành hình xoắn ốc. Các cạnh bên trong được nối với nhau bằng vách ngăn và được giữ chặt bằng các chốt. Các bộ trao đổi nhiệt này nhỏ gọn và có thể tự làm sạch. Chúng có thể làm việc với môi trường không đồng nhất chất lỏng ở bất kỳ chất lượng nào. Khi tốc độ chuyển động của chất lỏng tăng lên thì cường độ truyền nhiệt tăng lên. Nhược điểm: khó chế tạo và sửa chữa, hạn chế áp suất của chất lỏng làm việc là 10 kgf / cm².
Ống đôi và ống trong ống
Những cái đầu tiên bao gồm các đường ống có đường kính khác nhau. Chất lỏng và chất khí được dùng làm chất mang nhiệt. Các thiết bị được sử dụng ở những nơi có áp suất tăng, có mức độ truyền nhiệt cao. Chúng được đặc trưng bởi sự đơn giản của việc lắp đặt và bảo trì. Hạn chế duy nhất là chi phí cao.
Bộ trao đổi nhiệt dạng ống bao gồm hai đường ống có đường kính khác nhau được kết nối với nhau. Chúng được sử dụng ở tốc độ dòng chảy thấp và để trang bị ống khói.
Loại hoạt động phụ thuộc vào loại thiết bị. Từ thiết kế của thiết bị - hiệu quả trong quá trình hoạt động trong những điều kiện nhất định. Vì vậy, cần chú ý nghiên cứu đầy đủ các tính năng của từng loại thiết bị.
Tự tạo bộ trao đổi nhiệt bằng tay của bạn
Để tự mình bảo dưỡng, bạn cần có những kiến thức và kỹ năng nhất định. Để bắt đầu, cần xác định những yêu cầu mà thiết bị phải đáp ứng, phiên bản của thiết bị phụ thuộc vào điều này. Cần phải tính toán vật liệu và lập bản vẽ bảo trì trong tương lai
Nhà tắm là nơi thường xuyên phải đặt thiết bị trao đổi nhiệt tự chế. Vì lò thông thường có hộp lửa làm nóng một thể tích chất lỏng hạn chế, nên có thể cần phải sử dụng TO có thể nhúng chìm trong nước. Nó được thiết kế để làm nóng nhiều nước hơn. Một cuộn dây được hạ xuống bể chứa một chất làm mát được đun nóng, nước đi qua nó.
Khi cần giữ nóng nước trong bồn, bồn được nối với lò gia nhiệt bằng hai đường ống cấp và hồi.
Nước nước
Để tạo ra một thiết bị trao đổi nhiệt nước-nước bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần:
- Thùng thép không gỉ cao 50-60 cm, đường kính 30-40 cm, cũng có thể dùng thép thông thường nhưng phải được bảo vệ bằng lớp phủ polyme bền.
- Nắp thùng.
- Ống đồng khoảng 10m.Chiều dài được lấy từ phép tính: cứ mỗi vòng xoắn có đường kính 30 cm, ống đi được khoảng 1 m. Tốt hơn nên thực hiện với một lợi nhuận nhỏ.
- Máy hàn thép không gỉ và hàn đồng.
- Thiết bị bảo hộ: găng tay, mặt nạ hàn.
Công việc được thực hiện theo trình tự sau:
- Một nắp cho bể được thực hiện và đảm bảo khả năng gắn chặt kín của nó được đảm bảo. Nó không thể được hàn vào, bởi vì nó phải được tháo ra để có thể làm sạch bên trong thùng chứa. Tùy chọn lắp thuận tiện nhất trong trường hợp này là mặt bích. Nó có thể được đặt hàng ngay lập tức cùng với bể hoặc bạn có thể tự làm. Số lượng lỗ được tính có tính đến vị trí của con dấu, thường là 4 hoặc 6 ốc vít.
- Tiếp theo, một đầu vào cho nước lạnh được tạo ra ở dưới cùng của bình chứa và một đầu ra cho nước nóng ở phần trên của nó ở thành bên. Bộ điều hợp ren được hàn vào các lỗ để kết nối đường ống. Có thể tháo cấu trúc để xả nước hoặc sửa chữa.
- Bước tiếp theo là làm một cuộn dây đồng. Nếu ống mềm, nó có thể được quấn dễ dàng bằng trục gá. Nếu thấy dai thì phải dùng vòi đốt. Các phụ kiện được hàn vào các đầu tự do. Chúng được đưa qua các lỗ trên nắp. Điều quan trọng là phải theo dõi độ chặt của vật hàn, bởi vì đường ống nước nóng sẽ được kết nối với bộ điều hợp.
- Công đoạn cuối cùng sẽ là lắp ráp bộ trao đổi nhiệt. Đối với điều này, một nắp có hình xoắn ốc ống đồng và một con dấu cao su sẽ bao phủ bể. Các giá đỡ mặt bích được siết chặt bằng bu lông. Trong trường hợp này, cần đảm bảo rằng đường xoắn ốc nằm đúng giữa thùng chứa, không chạm vào thành thùng. Nếu không, hiệu quả của việc bảo trì sẽ giảm đi rất nhiều.
Tùy chọn được cân nhắc cũng phù hợp để làm nóng nước trong nhà riêng. Các thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc tuần hoàn tự nhiên: một lò hơi đốt bằng củi hoặc khí đốt nước nóng lên, nó bốc lên đường ống cung cấp, tỏa nhiệt và đi xuống. Sau đó, quá trình được lặp lại.
Không phải lúc nào cũng có thể đảm bảo tuần hoàn tự nhiên liên tục. Vì vậy, tốt hơn là sử dụng một máy bơm tuần hoàn.
Không khí
Thiết bị bao gồm một vỏ và các ống có lắp đặt môi trường gia nhiệt trong đó. Thông qua chúng, quạt truyền một luồng không khí để truyền nhiệt đến đó. Xảy ra quá trình trao đổi nhiệt. Tùy chọn này được gọi là lò sưởi.
Ngoài ra, cấu trúc tấm được sử dụng cho hệ thống thông gió và sưởi ấm không khí. Ở đó, tôn kim loại đóng vai trò như một bức tường truyền nhiệt. Trường hợp hai luồng không khí lạnh và ấm chuyển động vuông góc với nhau. Chúng được ngăn cách bởi các tấm để các dòng ấm và lạnh nằm xen kẽ trong các khe hở. Hiệu quả của các thiết bị này cao, nhưng chúng rất khó để tự chế tạo.
Quy trình lắp đặt bảo trì không khí:
- Cơ thể được làm bằng một tấm kim loại. Diện tích đáy của nó phải bằng kích thước của quạt. Đối với thiết kế ly tâm, một hộp có diện tích lớn hơn 70% so với đường ống thoát được lấy.
- Các lỗ cho một ống đồng được khoan trong thành hộp ở các mặt đối diện.
- Các đoạn ống đã chuẩn bị được lắp vào các lỗ đã tạo sao cho các cạnh của chúng vượt ra ngoài hộp 2 cm ở cả hai bên.
- Các phụ kiện góc được hàn vào các đầu tự do của ống. Chúng được kết nối dưới dạng một con rắn. Bạn có thể làm hai cái song song. Vì vậy chất làm mát sẽ kém mát hơn khi thổi.
- Các bộ điều hợp có ren được hàn vào các đầu ra và đầu vào, và nguồn cấp nước được kết nối với chúng. Nước được cấp vào, kiểm tra xem các mối nối đã chặt chưa.
- Vỏ được gắn trên đế có quạt. Cấu trúc được đóng bằng vỏ bọc để luồng không khí không đi sang hai bên.
Để tự tay làm một bộ trao đổi nhiệt sưởi ấm nhà riêng, bạn cần hiểu nguyên lý hoạt động của nó, tính toán chính xác công suất cần thiết để sưởi ấm cho căn phòng, đặc biệt là vào mùa đông.Bạn cần sử dụng những vật liệu dẫn nhiệt nhất, đồng là lựa chọn tốt nhất. Nó có hiệu suất vượt trội hơn nhiều so với các kim loại khác. Tất cả các thao tác trong quá trình sản xuất bảo dưỡng cần được thực hiện cẩn thận, tránh để các vật lạ xâm nhập vào bên trong. Nếu có sự nghi ngờ bản thân, tốt hơn là nên tìm đến một bậc thầy có kinh nghiệm. Anh ta sẽ thực hiện kết nối tất cả các yếu tố một cách hiệu quả và chặt chẽ.
