De warmtewisselaar voor verwarming is het belangrijkste onderdeel van elke ketel. De "levensduur" van de verwarmingseenheid hangt af van de prestaties. Laten we eens kijken welke warmtewisselaar voor het verwarmingssysteem de efficiënte werking van de ketel zal garanderen en de levensduur zal verlengen.
Wat zijn de aggregaten van deze categorie?
Een platenwarmtewisselaar voor verwarming is een technisch complex systeem dat energie overdraagt tussen warme en koude koelvloeistof. In de praktijk worden hiervoor vloeistoffen en dampen gebruikt, minder vaak gassen, vaste basen.
Met andere woorden, een warmtewisselaar voor verwarming is een apparaat dat geen eigen warmtebron heeft, en zijn functionaliteit wordt geleverd door energie die afkomstig is van een gecentraliseerd verwarmingssysteem. Dat wil zeggen, een ketel of kachel behoort niet per definitie tot de eenheden van deze categorie. Een bank of een schild dat de warmte van de rookgassen van de kachel reflecteert, kan echter worden beschouwd als voorbeelden van een warmtewisselaar, omdat ze de lucht in de kamer verwarmen.
De efficiëntie van de krachtoverdracht hangt hier af van het volgende:
- Temperatuurverschillen tussen omgevingen (de aanwezigheid van een significant verschil zorgt voor een indrukwekkendere energieoverdracht).
- Het contactgebied van individuele media met een warmtewisselaar.
- Indicatoren van thermische geleidbaarheid van bouwmaterialen.
In feite kan een warmtewisselaar voor warm water uit verwarming worden weergegeven door elke pijp die wordt gebruikt om een bepaald werkmedium over te brengen, dat een andere temperatuur heeft dan die van de omringende ruimte.
Typen
Een van de bepalende criteria bij het kiezen van een warmtewisselaar van een bepaald plan is niet alleen de aard van het koelmiddel, maar ook de kwaliteit ervan. Als het gebruik van onthard of chemisch gezuiverd water als werkmedium moet worden gebruikt, is het beter om de voorkeur te geven aan gesoldeerde plaatstructuren. Hetzelfde geldt voor het gebruik van koelmiddelen die geen afzettingen achterlaten op de wanden van de constructie, zoals alcohol, freon of ethyleenglycol.
Als het gaat om grootschalige verwarmingspunten, zoals ketelhuizen, zie je hier meestal een warmtewisselaar voor warm water uit een opvouwbare type verwarming. Het gebruik van dergelijke oplossingen kan worden verklaard door de aanwezigheid van een werkomgeving van lage kwaliteit, die wordt gebruikt in gecentraliseerde verwarmingsnetwerken.
De eenvoud van het ontwerp van opvouwbare lamellaire eenheden draagt bij aan hun gemakkelijke onderhoud, met name snelle demontage tijdensde noodzaak om kalk uit de interne kanalen te verwijderen. Tegelijkertijd kunnen zelfs onervaren vakmensen de onderdelen van zo'n warmtewisselaar vervangen, of het nu flenzen of kleppen zijn.
Volgens de methode van energieoverdracht is het de moeite waard om de meng- en oppervlaktewarmtewisselaar voor verwarming te benadrukken. De eerste werkt volgens het principe van energiedistributie in direct contact tussen individuele warmtedragers. Het tweede type draagt energie over door de platen zonder direct contact tussen de werkende media.
Als het nodig is om een warmtewisselaar te gebruiken voor verwarming als element voor het verwarmen van water in een zwembad of als koeler in industriële installaties, wordt aanbevolen om hiervoor plaat- en soldeereenheden te gebruiken. Dergelijke ontwerpen zorgen ervoor dat de meest efficiënte warmteoverdracht tussen twee vloeistoffen snel kan worden bereikt.
Materialen
Een warmtewisselaar voor het verwarmen van een huis kan worden gemaakt van staal of gietijzeren platen, verbonden door te solderen met koper- of nikkelsoldeer. Kopergesoldeerde constructies komen veel voor in gecentraliseerde verwarmingssystemen. Tegelijkertijd worden systemen, waarvan de elementen met nikkel zijn verbonden, voornamelijk gebruikt om te voldoen aan de behoeften van industriële gebieden en, indien nodig, te werken in chemisch agressieve omgevingen.
Gietijzer
Geef de voorkeur aan gietijzeren warmtewisselaars, let op een paar punten:
- Voldoende indrukwekkend gewicht datmoet rekening worden gehouden bij het ontwikkelen van een project voor de inrichting van een stookruimte. Wat betreft de introductie van dergelijke structuren in het verwarmingssysteem van een privéwoning, deze laatste moet worden onderscheiden door een klein aantal secties, een minimum aantal rookkanalen die worden gebruikt om verbrandingsproducten te verplaatsen.
- Gietijzeren units onderscheiden zich door de mogelijkheid van deeltransport in gedemonteerde vorm, wat handig wordt voor installatie en daaropvolgend onderhoud.
- Ondanks het gewicht is het materiaal vrij kwetsbaar. Daarom moeten tijdens transport en installatie mechanische schokken op structurele elementen worden vermeden. Een ander gevaar is thermische schok. Als een indrukwekkende hoeveelheid koud werkmedium abrupt in de unit wordt geplaatst die niet is afgekoeld, kunnen de wanden van de warmtewisselaar barsten.
- Gietijzer is gevoelig voor zowel natte als droge corrosie. De eerste wordt gevormd als gevolg van blootstelling aan het materiaal van zuur condensaat. De tweede bedekt langzaam het oppervlak van de structuur in de vorm van een roestfilm zoals deze wordt gebruikt. Aangezien warmtewisselaars voor het verwarmen van een woonhuis gemaakt van gietijzer dikke muren hebben, kunnen deze processen vele jaren duren.
- Dergelijke systemen warmen lange tijd op, maar koelen extreem langzaam af, wat het brandstofverbruik aanzienlijk vermindert en de efficiëntie van ruimteverwarming verhoogt.
Staal
De aanwezigheid van een stalen "hart" leidt niet tot een significante weging van het systeem. Daarom is een waterwarmtewisselaar voor verwarming gemaakt van dit materiaal vaak:gebruikt om grote gebieden te bedienen.
Wat betreft het installatiegemak van de staalconstructie, vindt de eindmontage, in tegenstelling tot gietijzeren units, plaats in de fabriek. Monoblock uit één stuk is vrij moeilijk in een krappe ruimte te brengen. Bovendien bemoeilijkt de fabrieksassemblage de reparatie en het onderhoud van het systeem.
De geïnstalleerde stalen warmtewisselaar in de verwarmingsoven, die ernstige schade heeft opgelopen, is bijna onmogelijk om thuis weer tot leven te brengen. Je moet ofwel je toevlucht nemen tot de volledige ontmanteling van het systeem en het naar de industriële werkplaats sturen voor reparatie, of je moet de structuur verwijderen door het te vervangen.
Tegelijkertijd is een waterwarmtewisselaar voor verwarming van staal niet bang voor thermische schokken of aanzienlijke mechanische belasting. Het materiaal heeft een hoge elasticiteit en is daarom goed bestand tegen plotselinge temperatuurschommelingen. Langdurige blootstelling aan extreme kou of hitte kan echter kleine scheurtjes in de lasnaden veroorzaken.
Als we het hebben over het vermogen om corrosie te weerstaan, is de stalen warmtewisselaar alleen onderhevig aan elektrochemische invloeden. Vooral snel, bij langdurig contact met agressieve media, worden dunne wanden door roest aangetast. Tegelijkertijd kan de levensduur van het systeem systematisch met 5 tot 15 jaar worden verkort. Op basis hiervan bedekken fabrikanten vaak de binnenwanden van stalen warmtewisselaars met gietijzer.
Systemen die van dit materiaal zijn gemaakt, warmen vrijwel direct op en koelen net zo snel weer af. Ondanks het voor de hand liggende gemak, indien nodigsnelle ruimteverwarming, deze woning heeft een keerzijde, een negatieve kant. Het effect van metaalmoeheid in bepaalde delen van de constructie kan dus leiden tot kleine schade.
Hoe de warmtewisselaar berekenen?
Doe-het-zelf berekeningen zijn een van de meest gestelde vragen van consumenten. Het is zelfs buitengewoon moeilijk om met deze taak om te gaan, aangezien fabrikanten van warmtewisselaars de geheimen van hun eigen ontwikkelingen voor buitenstaanders, waaronder gebruikers, proberen te verbergen.
Vanwege de bovenstaande reden wordt het moeilijk om het werkelijke energieverbruik van warmteoverdracht te achterhalen. Als deze indicator opzettelijk laag is, zal het rendement van de warmtewisselaar onvoldoende zijn om aan de bestaande behoeften te voldoen.
Om de prestaties van het systeem te verbeteren, is het vaak nodig om omvangrijke eenheden te installeren. Om het aantal gebruikte warmtewisselaarplaten te verminderen, volstaat het echter om een speciaal rekenprogramma te gebruiken dat elke serieuze fabrikant van verwarmingsapparatuur heeft.
Warmtewisselaars om met je eigen handen te verwarmen
Hoe maak je een efficiënt ontwerp dat de warmteoverdrachtsfuncties met je eigen handen aankan? Om dit te doen, volstaat het om terug te keren naar de definitie die typisch is voor apparaten in deze categorie. Het blijkt dat om een eenvoudige warmtewisselaar te monteren, het voldoende is om een metalen pijp te nemeneen bepaalde lengte, rol het in een ring en plaats het in een bak gevuld met water.
Door de uitlaat en inlaat van de pijp naar buiten te brengen, is het mogelijk om een functioneel ontwerp te verkrijgen dat de werkvloeistof zal verwarmen of koelen, afhankelijk van de bestaande behoefte.
Watermantelwarmtewisselaar
Naast het serpentinesysteem kun je je eigen warmtewisselaar maken, ook wel de "watermantel" genoemd. Dergelijke systemen werken op basis van het principe van energieverdeling tussen verschillende verzegelde containers die in elkaar zijn geplaatst.
Warmtewisseling volgens dit principe wordt met succes toegepast in kleine vastebrandstofketels. Ondanks de algemene eenvoud van ontwerp, is het nadeel van dergelijke systemen de aanwezigheid van een relatief lage werkdruk, waarvoor deze units zijn ontworpen. Bovendien moet de vervaardiging van warmtewisselaars die werken volgens het principe van "watermantel" worden uitgevoerd door een ervaren lasser. Het is nogal problematisch om zo'n systeem te ontwerpen en te assembleren uit geïmproviseerde materialen zonder over de juiste vaardigheden te beschikken.
Buizenplaat warmtewisselaar
Waarschijnlijk de moeilijkste van alle beschikbare opties voor zelfproductie is een systeem genaamd "tube board". Deze definitie is toegekend aan zelfgemaakte warmtewisselaars die een aanzienlijk aantal expanderende pijpverbindingen bevatten.
Dergelijke eenheden worden gepresenteerd in de vorm van drie verzegelde containers. Twee ervan zijn op tegenoverliggende randen van de structuur geplaatst en verbondenmetalen geleiders van het werkmedium, die aan de uiteinden van dergelijke vaten wijd uitlopen. Warmte-uitwisseling wordt uitgevoerd in het derde - middelste - deel vanwege de beweging van het vloeibare werkmedium tussen de tanks door de leidingen.
Zoeken naar alternatieve oplossingen
Als er geen manier is om de warmtewisselaar zelf te monteren met behulp van de bovenstaande methoden, kunt u proberen materialen voor de vervaardiging van het toekomstige systeem in uw eigen kast of op een stortplaats te vinden. Een oude verwarmde handdoekhouder zou bijvoorbeeld een uitstekende oplossing zijn om een apparaat in de vorm van een spoel te maken. Elke huishoudelijke radiator die niet lekt, zal ook werken.
Wat betreft het gebruik van radiatoren van autokachels, deze kunnen in feite onmiddellijk worden gebruikt als verwarmingselement door afzonderlijke units te combineren met adapters om het warmtewisselingsgebied te vergroten.
Op basis van een oude boiler kan een effectief apparaat worden gemaakt. In dit geval hoeft u zelfs bijna niets opnieuw te doen.
Uiteindelijk
Zoals je kunt zien, is het werkingsprincipe van warmtewisselaars overal ongeveer hetzelfde. Afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden kunnen dergelijke units zowel voor verwarming als voor koeling van het werkmedium werken: gas, vloeistof of vaste stof.
Bij het kiezen van een fabrieksoplossing hangt veel af van de taken die aan de warmtewisselaar zijn toegewezen, en in het geval van zelfmontage, van de technische verbeeldingskracht van de meester.
