Что нужно для расчета теплообменника

Монтаж котла

После того как будет изготовлен теплообменник и подготовлены детали для корпуса, можно приступить непосредственно к монтажу самого оборудования. Лучше всего это делать на том месте, где будет стоять самодельный котёл на твёрдом топливе. Конструкция получится очень тяжёлой и неподъёмной.

Что надо будет сделать:

выкладываем кирпичный фундамент, на который затем устанавливаем нижнюю пластину из стального листа;
вертикально по периметру нижней пластины устанавливаем внутренние стенки теплогенератора;
внутрь этого корпуса помещаем колосники и сам теплообменник. Здесь надо учесть, что труба для отвода воды должна быть ниже трубы для её подвода;
устанавливаем внешние стенки;
между внутренними и внешними стенками располагаем слой промытого и прокалённого песка для повышения КПД;
привариваем рёбра жёсткости с внешней стороны котла, а на верхнюю часть корпуса прикрепляем оставшийся лист;
устанавливаем дверки в отверстия и монтируем дымоотвод.

На поверхность конструкции можно установить чугунную плиту и получить возможность приготовления пищи. Или вместо неё приспособить сделанный своими руками нагреватель для воды. В результате всех мероприятий получится экономичный и надёжный самодельный котёл на твёрдом топливе.

Главная > Отопление > Теплообменник для твердотопливного котла. Своими руками.

Виды теплообмена

Теперь поговорим о видах теплообмена — их всего три. Радиационный — передача теплоты за счет излучения. Как пример, можно вспомнить принятие солнечных ванн на пляже в теплый летний день. И такие теплообменники даже можно встретить на рынке (ламповые нагреватели воздуха). Однако чаще всего для обогрева жилых помещений, комнат в квартире мы покупаем масляные или электрические радиаторы. Это пример другого типа теплообмена — конвекционного. Конвекция бывает естественной, вынужденной (вытяжка, а в коробе стоит рекуператор) или с механическим побуждением (с вентилятором, например). Последний тип намного эффективнее.

Однако самый эффективный способ передачи теплоты — это теплопроводность, или, как её ещё называют, кондукция (от англ. conduction — «проводимость»). Любой инженер, собирающийся провести тепловой расчет теплообменника, прежде всего задумывается о том, чтобы выбрать эффективное оборудование в минимальных габаритах. И достичь этого удаётся именно за счет теплопроводности. Примером тому служат самые эффективные на сегодняшний день ТОА — пластинчатые теплообменники. Пластинчатый ТОА, согласно определению, — это теплообменный аппарат, передающий теплоту от одного теплоносителя другому через разделяющую их стенку. Максимально возможная площадь контакта между двумя средами в совокупности с верно подобранными материалами, профилем пластин и их толщиной позволяет минимизировать размеры выбираемого оборудования при сохранении исходных технических характеристик, необходимых в технологическом процессе.

Приступаем к монтажу

Последовательность выполнения работ зависит от конструктивных особенностей теплообменника.

Установка прибора с регистром

При монтаже в старую печь придется разобрать часть кладки. Последовательность выполнения работ выглядит следующим образом:

Готовим фундамент для змеевика прямо в полости топки.
Устанавливаем змеевик.
Укладываем разобранный ряд кирпичей, оставляя места для входной и выходной части труб.
Подключаем теплообменник к системе отопления.

До начала эксплуатации резервуар стоит в обязательном порядке проверить на герметичность. Убедиться в отсутствии протечек можно путем заполнения его водой, желательно, под давлением.

Монтаж устройства с емкостью

Наилучший вариант для печи или камина. Изготавливается из металлического бака и двух медных трубок. Объем бака, как правило, составляет около 20 литров. При отсутствии готового изделия резервуар достаточного объема изготавливается своими руками путем сваривания листовой стали.

Для изготовления теплообменника следует использовать материал толще 2,5 мм. Сварку стоит производить таким образом, чтобы толщина формируемого шва была минимальной.

Резервуар необходимо установить на 1 метр выше уровня пола, но не дальше 3 метров от печи. В баке проделываются два отверстия: одно около дна, второе – в наивысшей точке с противоположной стороны. Эффективность теплоотдачи зависит от расположения магистралей.

Необходимо стремиться к тому, чтобы минимальное отклонение нижнего отвода в направлении пола составляло 2 градуса. Верхний должен быть подключен под углом 20 градусов в противоположном направлении.

Производится монтаж сливного крана в накопительный бак. Предусматривается еще один кран, предназначенный для слива всей системы, который устанавливается в самой нижней точке. После проверки герметичности система готова к эксплуатации. Эффективность такой печи с теплообменником можно будет по достоинству оценить в холодное время года.

Какие характеристики должны иметь инструменты

Если ваша цель – сделать теплообменник для котельной или теплового пункта, лучше всего ориентироваться на выбор пластинчатых разборных устройств или же сделать их своими руками по чертежу. Схема теплообменника указана на фото ниже:

Почему именно пластинчатые разборные устройства? Дело в том, что жидкость (в данном случае это вода) в тепловых и водопроводных сетях не имеет особо хороших качеств, что может привести к образованию накипи и других серьезных отложений в системе. Кстати, ремонт теплообменников заключается именно в очистке каналов от таких веществ. Также в ремонте меняются «калачи» и заделываются трещины в дырах (при необходимости).

Конечно, конструкция таких теплообменников не позволяет снизить уровень возникновения накипи к нулю. Но тогда в чем же их преимущества? Основной их плюс заключается в простой разборке. Конструкция пластинчатых разборных теплообменников настолько проста, что производить очистку накипи можно практически каждый день. Таким образом, ремонт теплообменников разборного типа производится в максимально сжатые сроки. Здесь же следует отметить еще одно преимущество – ремонтопригодность устройства, ведь заменить пластины в нем можно без применения специальной оснастки и инструментов.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Наши предки спали не так, как мы. Что мы делаем неправильно? В это трудно поверить, но ученые и многие историки склоняются к мнению, что современный человек спит совсем не так, как его древние предки. Изначально.

Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60 Девушки в 20 лет не волнуются о форме и длине прически. Кажется, молодость создана для экспериментов над внешностью и дерзких локонов. Однако уже посл.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены относительно того, правильно ведете себя в церкви или нет, то, вероятно, поступаете все же не так, как положено. Вот список ужасных.

Главная > Отопление > Теплообменник для твердотопливного котла. Своими руками.

Что это такое и для чего он нужен

Теплообменник – устройство от передачи тепла от нагретой среды к более холодной. Принцип один, конструкций +множество. Теплообменник для дымопровода позволяет отобрать часть энергии отходящих газов и применить ее для обогрева соседнего помещения или нагрева горячей воды.

Устройства для отбора тепла отходящих газов для дымохода можно использовать только в том случае, если труба изготовлена из стали. На современные керамические и сэндвич-конструкции установить теплообменник не получится, так как наружная поверхность утепленной трубы холодная.

Газы, отходящие от современных газовых и пеллетных котлов, негорячие – порядка 200 °С, поэтому получить много тепла от дымохода не получится. От твердотопливных котлов отходят более горячие газы – до 600 °С, и рекуператор позволяет получить довольно значительное количество теплоты для обогрева или нагрева воды.

Максимальное количество тепла от отходящих газов можно получить при эксплуатации не слишком современных традиционных печей, каминов, самодельных буржуек. КПД у этих отопительных приборов небольшой, температура дымовых газов высокая, поэтому немалую часть уходящего тепла можно уловить при помощи теплосъемника. Применение теплосъемников на дымопровод самодельной буржуйки позволяет улавливать до 30-40% энергии дополнительно.

Основная причина установки теплообменника в том, что он позволяет максимально использовать энергию сжигания топлива и экономить расходы на отопление. Кроме того, иногда при отоплении небольших домов экономически нецелесообразно приобретать отопительный прибор с теплообменником и устанавливать систему отопления.

Современный камин или печь хорошо обогревают дома площадью до 70 м² и даже больше, в отоплении нуждаются только некоторые помещения – ванные или дальние спальни, помещения второго этажа или мансарды, вот для их отопления и можно приспособить тепло от рекуператора для дымохода. Иногда теплообменник для дымохода применяют для подогрева воды.

Изготовление теплообменников для горизонтальных котлов

Горизонтальный котел на твердом топливе обычно имеет довольно значительные габариты и предназначается не только для отопления помещения, на его верхней поверхности можно расположить варочную плиту. Самый простой способ своими руками соорудить подобный котел — это использовать металлические трубы, которые собираются по определенной схеме.

Схема работы простого котла с теплообменником.

Прямоугольный теплообменник создается из труб круглого сечения 40 мм и 50 мм, а также труб прямоугольного сечения 60×40 мм. Прямоугольный профиль используется для стыковки труб с круглым сечением. Для этих целей возможно использовать и трубы с круглым сечением, но это очень тяжелый процесс, требующий большого опыта. Толщина стенок всех используемых труб должна быть 4-5 мм.

После того как рассчитали необходимые размеры теплообменника и сделали заготовки труб необходимого размера, в вертикальных стойках, профиле квадратного сечения, вырезают отверстия под круглые трубы. Рассмотрим пример создания котла отопления для дома площадью около 100 м 2. В передних стойках, если смотреть от топочной дверцы, необходимо прорезать 4 отверстия для труб диаметром 50 мм, в задних стойках в грани с шириной 60 мм также прорезают 4 отверстия. В грани с шириной 40 мм прорезают 4 отверстия по 40 мм.

Таким образом, передняя стойка образует отверстие для топочной дверцы, по бокам от нее идут трубы. Задняя стойка обрамляет и стыкует 40 мм трубы. Нужно помнить, чтобы твердотопливный котел правильно функционировал, необходимо предусмотреть трубы для поступления холодной воды и для выхода горячей, которая будет соединяться с системой отопления дома. Отверстие для холодной воды располагаются в нижней части котла, а для вывода горячей — в верхней. Прорезаются они либо газовым, либо сварочным резаком, они должны быть аккуратные, нужно стараться сделать их ровными, наплывы, которые могут образоваться, удаляются при помощи болгарки.

Схема самодельного котла из труб.

Сборка теплообменника котла, работающего на твердом топливе, начинается с торцевых частей. Стойки и трубы выставляются перпендикулярно на ровной поверхности

После того, как передняя и задняя части собраны, начинается приваривание боковых частей, важно следить за перпендикулярностью граней. Лучше всего делать это вдвоем, кто-то удерживает трубу, кто-то приваривает

Следующим пунктом необходимо приварить отрезки труб для подвода и отвода воды. Затем заварить торцевые части прямоугольного профиля, делается это при помощи кусочков металла размером 60×40 мм.

Очень важно после завершения сварочных работ проверить герметичность швов. Для этого конструкцию нужно установить вертикально, нижнее отверстие закрыть, а через верхнее начать наливать воду

Если протечек не будет, то нужно спустить воду, открыв нижнее отверстие, и можно приступить к монтажу котла.

Расчеты мощности

Самостоятельно рассчитать мощность рекуператора при отсутствии исходных данных (мощности печи, температуры и количества исходящих газов в единицу времени, площади соприкосновения теплообменника и металла дымохода, скорости прохождения воздуха или воды через устройство) практически невозможно . Можно измерить мощность уже смонтированного теплообменника.

Ориентировочно стоит рассчитывать на то, что теплообменник на дымопроводе твердотопливной печи или камина прогреет пару небольших радиаторов, повысит температуру в гараже или сделает теплее комнату в мансарде, предбанник в бане.

Процесс изготовления

Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:

Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
Уголок 50х4 мм, из которого будет набираться колосниковая решетка.
Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
Стальная полоса 20х3 мм.
Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
Асбестовый шнур для герметизации проемов.
Ручки для дверок заводского изготовления.

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Лучший теплообменник для горячего водоснабжения

Нужный элемент в системе отопления частного дома, за счет которого передается тепло от отопления холодной воде, тем самым нагревая ее и обеспечивая жильцов горячей водой в достаточном объеме.

ВВП 08-114-4000

Устанавливается в системах горячего водоснабжения, отопительных системах бытовых и производственных зданий и сооружений, рабочей средой в которых является горячая вода, поступающая от теплосетей ТЭЦ, и другие незамерзающие жидкости. Принцип работы заключается в том, что греющая среда в нем проходит по внутреннему пространству трубы, а нагреваемая — по межтрубному пространству. За счет этого подогреватель можно использовать и в прочих системах, требующих регулировки температур жидкостей. Применяется он и в нефтехимической промышленности, фармацевтике и т.д. для охлаждения и нагрева паров, газов, их смесей и конденсатов.

ВВП 08-114-4000

Технические характеристики:

Технический регламент	ТУ 4933-001-65753064-2010; ГОСТ 27590-2005
Число трубок, Ду 16, шт.	19
Расход нагреваемой воды, т/час	21,5
Площадь нагреваемой поверхности, м2	3,58
Диаметр, мм	114
Длина, м	4
Масса, т	97,1

Элементы подогревателя изготовлены из латуни марки Л-68 либо нержавеющей стали марок 08х18Н10 (12Х18Н10). К теплосетям и трубопроводам устройство подключается через переходные патрубки, идущие от корпуса.

Бойлер кожухотрубный

Применяются в системах теплоснабжения зданий различного назначения и служат для нагрева сетевой воды паром. Используются гладкие теплообменные трубы из латуни марки Л68 или нержавеющей стали 08Х18Н10 диаметром 16 мм.

Бойлер кожухотрубный

Предназначены для подогрева воды систем теплоснабжения, отопления и ГВС, работающих по распространенным графикам температурного регулирования 70°/150°; 70°/130°; 70°/95° и 50°/60°. Во избежание вскипания воды, ее давление в должно быть не менее чем на 0,1 МПа (1 кгс/см2) выше давления пара.

Danfoss XB 06L-1-8 — Tavago

Паяные пластинчатые теплообменники с пластинами из нержавеющей стали разработаны специально для систем централизованного теплоснабжения. Они также могут применяться в системах отопления, горячего водоснабжения, а также в системах холодоснабжения установок для вентиляции и кондиционирования воздуха.

Danfoss XB 06L-1-8 — Tavago

Состоит из 8-ми надежно спаянных пластин стали AISI 316. Пайка медью выполняется по краям, а так же во всех точках соприкосновения пластин – что препятствует протечке теплоносителя и нагреваемой среды. Количество пластин подбирается с учетом конкретной системы и индивидуальных требований.

В числе преимуществ повышено расчетное давление до 2,5 МПа (25 бар), снижена масса и значительно упрощено ТО – сейчас на промывку уходит максимум 2 часа.

ВИДЕО: Теплообменник. Отопление палатки зимой на рыбалке

Теплообменник для твердотопливного котла. Своими руками.

Для своего твердотопливного котла мною был сделан эффективный теплообменник. Конструкция теплообменника продумана таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную площадь теплообмена при простоте изготовления. А площадь теплообмена, как известно, напрямую влияет на эффективность.

Конструктивно теплообменник состоит из трех одинаковых трубных регистров. Все они при установке объединяются в один теплообменник с помощью сварных гребенок. Соединения разъемные, чтобы в случае аварии любого из регистров можно было просто отключить его из работы без разборки котла.

Перед изготовлением регистров я сначала сделал шаблоны из пластиковой трубы, которые решил применять для разметки с целью достижения правильной геометрии сварных соединений.

Отверстия делал без сверления. Сначала большой болгаркой срезал часть металла, затем малой болгаркой со шлифовальным кругом подгонял под разметку, и лишь затем окончательно выбирал шарошкой. Дополнительная ручка на дрели оказывается совсем не лишней, регулятор оборотов тоже. Шарошка лет 15 ждала своей очереди в моих закромах со времен работы на эл. монтаже для снятия фасок внутренних поверхностей труб (при индустриальном способе монтажа) .

Для контроля отверстий при обработке тоже использовал шаблон. Очень удобным у меня оказался в этом качестве старый электролитический конденсатор.

Из оставшихся обрезков профильной трубы от забора сделал «шаблон» для сборки регистров, чтобы три стороны становились жестко, а четвертая, после укладки внутренних труб, поджималась струбцинами. Сначала все собрал на прихватках, и лишь затем окончательная сварка. Таким образом, по одному и тому же шаблону из профильных труб были собраны три абсолютно одинаковых регистра.

Далее занялся изготовлением гребенок для сборки блока регистров. Отверстия в заготовках делал по той же технологии, что и при сборке регистров: болгарки, дрель с шарошкой. С помощью струбцин прижал вкрученные седла с американками к плоской трубе и к трубе гребенки, прихватил сваркой.

После скрутил американки и седла второй гребенки, притянул, чтобы плоскости американок были плотно прижаты, а трубы параллельны в двух плоскостях. Прихватил, раскрутил, вроде бы все осталось в плоскостях. Обваривать пока не решился до окончательной сварки регистров, на всякий случай.

Поиск по сайту. Вы можете изменить поисковую фразу.

В результате мой твердотопливный котел мощностью порядка 100 кВт был оборудован эффективным и достаточно надежным теплообменником, что подтвердилось в дальнейшем практической эксплуатацией.

Информацию о сборке регистров прислал Виктор:

При неправильной конструкции топки или неправильном поведении истопника дрова могут гореть плохо, с образованием большого количества сажи. А что такое сажа? Это, по простому говоря, не сгоревший углерод. А раз не сгорел, значит, не выделил тепла.

Байпас — это в общем случае просто труба, соединяющая выход регистров котла с их входом. Делается для того, чтобы была возможность подать на вход часть нагретой воды с выхода. Казалось бы, все просто. Но гравитацию пока никто не отменил.

Поговорим об автоматике отопления для дома. И прежде, чем делать какой-либо выбор в части железа для нее, я расскажу об особенностях эксплуатации системы отопления с Водяным Тепловым Аккумулятором — ВТА.

Как всегда, осень пришла опять нежданно. Наши планы обогреваться зимой электричеством после расчетов скукожились и порешили мы ставить котел. Пока, может быть.

Размещено: 20.04.12Обновлено: 27.12.15Просмотров всего: 20802 сегодня: 4

ЕгорЗакрепить провод на клеммах батарейки Крона можно трубочкой, отрезанной от колпачка медицинской иголки.

Поверочный расчет

Поверочный расчет теплообменника проводят в случае, когда надо заложить запас по мощности либо по площади теплообменной поверхности. Поверхность резервируют по разным причинам и в разных ситуациях: если так требуется по техзаданию, если производитель решает внести дополнительный запас для того, чтобы быть точно уверенным в том, что такой теплообменник выйдет на режим, и минимизировать ошибки, допущенные при расчетах. В каких-то случаях резервирование требуется для округления результатов конструктивных размеров, в других же (испарители, экономайзеры) в расчет мощности теплообменника специально вводят запас по поверхности, на загрязнение компрессорным маслом, присутствующим в холодильном контуре

Да и низкое качество воды необходимо принимать во внимание. Через некоторое время бесперебойной работы теплообменников, особенно при высоких температурах, накипь оседает на теплообменной поверхности аппарата, снижая коэффициент теплопередачи и неминуемо приводя к паразитному снижению теплосъёма

Поэтому грамотный инженер, проводя расчет теплообменника «вода-вода», уделяет особое внимание дополнительному резервированию поверхности теплообмена. Поверочный расчет также проводят для того, чтобы посмотреть, как выбранное оборудование будет работать на иных, вторичных режимах. Например, в центральных кондиционерах (приточных установках) калориферы первого и второго подогрева, использующиеся в холодный период года, нередко задействуют и летом для охлаждения поступающего воздуха, подавая в трубки воздушного теплообменника холодную воду. Как они будут функционировать и какие будут выдавать параметры, позволяет оценить поверочный расчет.

Расчета витого теплообменника

Рассчитать длину трубок и число витков трубок витого теплообменника воздухоразделительной установки, в котором медные трубки с наружным диаметром мм и с толщиной стенки мм навиты на сердечник. Между трубками лежат прокладки толщиной мм; расстояние между соседними витками трубок составляет мм. Коэффициент теплопроводности меди Вт/(м·К).

Внутри трубок теплообменника движется воздух с давлением МПа со скоростью м/с. Температуры воздуха на входе и на выходе, соответственно, К и К. Расход воздуха составляет кг/ч = 0,314 кг/с.

Снаружи трубки омываются идущим из отделителя пара от жидкости потоком воздуха с давлением МПа. Температуры воздуха на теплом и холодном концах теплообменника, соответственно, равны К и К.

РЕШЕНИЕ.

Значения, полученные в расчете по диаграмме, могут нести значительные ошибки, связанные с неточностью определения исходных значений по диаграмме, поэтому уточним значение M, используя табличные значения энтальпии в балансе теплообменника:

причем, для воздуха низкого давления энтальпию будем считать через температуру и теплоемкость, которая практически постоянна и равна 1,006 кДж/(кг*К)

погрешность определения М:

Если эта погрешность получилась более 5%, то следует искать ошибку в расчетах по диаграмме.

Для воздуха, при давлении близком к атмосферному изобарная теплоемкость в данном интервале температур меняется незначительно (в пределах 1%), поэтому для тепловых расчетов принимаем среднее значение = 1,01 кДж/(кгК). Теплоемкость воздуха высокого давления меняется заметно в зависимости от температуры, поэтому для расчета среднего перепада температур по длине теплообменника пользоваться формулой средне логарифмического температурного напора нельзя. Будем считать его по шагам: условно разделим теплообменник на несколько частей, в пределах которых теплоемкость будет меняться незначительно. Удобнее всего делить так, чтобы в пределах каждого участка температура воздуха высокого давления понижалась на 10 К, а неизвестную температуру воздуха низкого давления в конце каждого участка будем находить из уравнения теплового баланса части теплообменника от его теплого конца до рассматриваемого сечения

где . Отсюда

Расчеты по этой формуле приведены в таблице 1 и на рисунке 5.

Таблица 1

Температура воздуха внутри трубок	Энтальпия воздуха внутри трубок	Температура воздуха, омывающего трубки	Перепад температур	Рабочий перепад температур
T4, К	,кДж/кг	T3, К	ДТ,К	ДТ,К
300	274,14	290	10	14
290	262,02	282	8	12,1
280	249,7	273,7	6,2	10,3
270	237,08	265,3	4,7	8,8
260	224,18	256,7	3,3	7,4
250	210,9	247,9	2,1	6,2
240	197,12	238,7	1,3	5,4
230	182,78	229,1	0,9	5
220	167,7	219,02	1	5,1
210	151,66	208,3	1,7	5,8
200	131,42	194,8	5,2	9,3
190	115,62	184,2	5,8	9,9
180	94,9	170,4	9,6	13,7