A fűtési hőcserélő minden kazán legfontosabb eleme. A fűtőegység „élettartama” a teljesítményétől függ. Nézzük meg, melyik fűtési rendszer hőcserélője biztosítja a kazán hatékony működését és meghosszabbítja élettartamát.
Melyek ennek a kategóriának az aggregátumai?
A fűtésre szolgáló lemezes hőcserélő egy műszakilag összetett rendszer, amely energiát ad át a meleg és a hideg hűtőközeg között. A gyakorlatban ehhez folyadékokat és gőzöket használnak, ritkábban gázokat, szilárd bázisokat.
Más szóval, a fűtésre szolgáló hőcserélő olyan készülék, amely nem rendelkezik saját hőforrással, és működését a központi fűtési rendszerből származó energia biztosítja. Vagyis a kazán vagy a tűzhely definíció szerint nem tartozik ebbe a kategóriába. A tűzhely füstgázainak hőjét visszaverő pad vagy pajzs azonban a hőcserélő példájának tekinthető, mivel felmelegíti a helyiség levegőjét.
Az erőátvitel hatékonysága itt a következőktől függ:
- Hőmérsékletkülönbségek a környezetek között (a jelentős különbség jelenléte lenyűgözőbb energiaátvitelt eredményez).
- Az egyes közegek hőcserélővel való érintkezési területe.
- Építőanyagok hővezető képességének mutatói.
Valójában a fűtésből származó melegvíz hőcserélőjét bármilyen cső képviselheti, amelyet egy adott munkaközeg továbbítására használnak, és amelynek hőmérséklete eltér a környező tér hőmérsékletétől.
Típusok
Egy adott terv szerinti hőcserélő kiválasztásánál az egyik meghatározó kritérium nem csak a hűtőfolyadék jellege, hanem annak minősége is. Ha munkaközegként lágyított vagy kémiailag tisztított vizet kívánunk használni, akkor jobb, ha előnyben részesítjük a keményforrasztott lemezszerkezeteket. Ugyanez vonatkozik az olyan hűtőfolyadékok használatára is, amelyek nem hagynak lerakódást a szerkezet falán, például alkoholt, freont vagy etilénglikolt.
Ha a nagyméretű fűtési pontokról, például kazánházakról van szó, itt leggyakrabban összecsukható fűtésből származó melegvíz hőcserélőt láthat. Az ilyen megoldások alkalmazása a központi fűtési hálózatokban alkalmazott alacsony minőségű munkakörnyezet jelenlétével magyarázható.
Az összecsukható lamellás egységek kialakításának egyszerűsége hozzájárul a kényelmes karbantartásukhoz, különösen a gyors szétszerelésheza vízkő eltávolításának szükségessége a belső csatornákról. Ugyanakkor még a tapasztalatlan mesteremberek is ki tudják cserélni egy ilyen hőcserélő alkatrészeit, legyen szó karimáról vagy szelepekről.
Az energiaátadás módja szerint érdemes kiemelni a keverő és a felületi hőcserélőt fűtésre. Az első az energiaelosztás elve szerint működik az egyes hőhordozók közötti közvetlen érintkezésben. A második típus energiát ad át a lemezeken keresztül anélkül, hogy a munkaközeg közvetlenül érintkezne.
Ha a fűtéshez hőcserélőt kell használni a medencék vízmelegítésére szolgáló elemként, vagy ipari létesítményekben hűtőként, akkor erre a célra lemezes és keményforrasztott egységeket javasolt használni. Az ilyen kialakítások lehetővé teszik a leghatékonyabb hőátadás gyors elérését két folyadék között.
Anyagok
A ház fűtésére szolgáló hőcserélő készülhet acél vagy öntöttvas lemezekből, amelyeket réz- vagy nikkelforraszanyaggal forrasztással lehet csatlakoztatni. A központi fűtési rendszerekben általánosak a rézforrasztott szerkezetek. Ugyanakkor azokat a rendszereket, amelyek elemeit nikkellel kapcsolják össze, elsősorban az ipari területek igényeinek kielégítésére, és szükség esetén kémiailag agresszív környezettel való munkára használják.
Öntöttvas
Az öntöttvas hőcserélőket előnyben részesítve figyeljen néhány pontra:
- Eléggé lenyűgöző súlyfigyelembe kell venni a kazánház elrendezésére vonatkozó projekt kidolgozásakor. Ami az ilyen szerkezetek beépítését illeti a magánházak fűtési rendszerébe, az utóbbit kis térfogatú szakaszokkal, minimális számú füstcsatornával kell megkülönböztetni, amelyeket az égéstermékek mozgatására használnak.
- Az öntöttvas egységeket a szétszerelt formában történő szakaszos szállítási lehetőség jellemzi, ami kényelmessé válik a beszerelés és az azt követő karbantartás során.
- A súlya ellenére az anyag meglehetősen törékeny. Ezért szállítás és szerelés során kerülni kell a szerkezeti elemek mechanikai hatását. Egy másik veszély a hősokk. Ha lenyűgöző mennyiségű hideg munkaközeget helyeznek hirtelen az egységbe, amely még nem hűlt le, a hőcserélő falai megrepedhetnek.
- Az öntöttvas nedves és száraz korrózióra egyaránt érzékeny. Az első a savas kondenzátum anyagának való kitettség eredményeként jön létre. A második használat közben lassan befedi a szerkezet felületét rozsdafilm formájában. Mivel az öntöttvasból készült magánházak fűtésére szolgáló hőcserélők falai vastagok, ezek a folyamatok sok évig is eltarthatnak.
- Az ilyen rendszerek sokáig melegednek, de rendkívül lassan hűlnek le, ami jelentősen csökkenti az üzemanyag-fogyasztást és növeli a helyiségfűtés hatékonyságát.
Acél
Az acél "szív" jelenléte nem vezet jelentős súlyozáshoz a rendszerben. Ezért az ebből az anyagból készült víz hőcserélő fűtésre gyakrannagy területek kiszolgálására használják.
Ami az acélszerkezet egyszerű beszerelését illeti, a végső összeszerelés az öntöttvas egységekkel ellentétben a gyárban történik. Az egyrészes monoblokkot meglehetősen nehéz bevinni egy szűk helyiségbe. Ezenkívül a gyári összeszerelés bonyolítja a rendszer javítását és karbantartását.
A fűtőkemencébe beépített acél hőcserélőt, amely súlyosan megsérült, otthon szinte lehetetlen életre kelteni. Vagy a rendszer teljes szétszereléséhez kell folyamodnia és az ipari műhelybe kell küldenie javításra, vagy cserével meg kell szabadulnia a szerkezettől.
Ugyanakkor az acélból készült vízmelegítő hőcserélő nem fél sem a hősokktól, sem a jelentős mechanikai igénybevételtől. Az anyag nagyfokú rugalmassággal rendelkezik, ezért jól bírja a hirtelen hőmérséklet-változásokat. A szélsőséges hidegnek vagy melegnek való hosszan tartó kitettség azonban kis repedéseket okozhat a hegesztési varratokban.
Ha a korrózióálló képességről beszélünk, az acél hőcserélő csak elektrokémiai hatásoknak van kitéve. Különösen gyorsan, agresszív közeggel való hosszan tartó érintkezés esetén a vékony falakat rozsda korrodálja. Ugyanakkor a rendszer élettartama módszeresen 5-15 évvel csökkenthető. Ennek alapján a gyártók az acél hőcserélők belső falait gyakran öntöttvassal fedik le.
Az ebből az anyagból készült rendszerek szinte azonnal felmelegszenek, és ugyanolyan gyorsan lehűlnek. A nyilvánvaló kényelem ellenére, ha szükségesgyors térfűtés, ennek az ingatlannak van egy hátránya, egy negatív oldala. Így a fémfáradás hatása a szerkezet bizonyos szakaszaiban kisebb sérülésekhez vezethet.
Hogyan kell kiszámítani a hőcserélőt?
A „csináld magad” számítások a fogyasztók egyik leggyakoribb kérdése. Valójában rendkívül nehéz megbirkózni a feladattal, mivel a hőcserélő gyártók megpróbálják elrejteni saját fejlesztéseik titkait a kívülállók, köztük a felhasználók elől.
A fenti ok miatt nehézkessé válik a hőátadás valós energiafogyasztásának megállapítása. Ha ez a mutató szándékosan alacsony, ennek megfelelően a hőcserélő hatásfoka nem lesz elegendő a meglévő igények kielégítésére.
A rendszer teljesítményének növelése érdekében gyakran szükség van terjedelmes egységek telepítésére. A felhasznált hőcserélő lemezek számának csökkentése érdekében azonban elegendő egy speciális számítási programot használni, amellyel minden komoly fűtőberendezés-gyártó rendelkezik.
Hőcserélők saját kezű fűtéshez
Hogyan készítsünk olyan hatékony konstrukciót, amely saját kezűleg megbirkózik a hőátadási funkciókkal? Ehhez elég visszatérni az ebbe a kategóriába tartozó eszközökre jellemző definícióhoz. Kiderült, hogy egy egyszerű hőcserélő összeszereléséhez elegendő egy fémcsövet venniegy bizonyos hosszúságú, gyűrűvé tekerjük, és vízzel teli edénybe helyezzük.
A cső ki- és bemenetének kívülre helyezésével olyan funkcionális kialakítás érhető el, amely a fennálló szükséglettől függően vagy melegíti vagy hűti a munkaközeget.
Vízköpeny hőcserélő
A szerpentin rendszeren kívül elkészítheti saját hőcserélőjét, az úgynevezett "vízköpenyt". Az ilyen rendszerek a több egymásba helyezett lezárt tartály közötti energiaelosztás elvén működnek.
Az ezen elv szerinti hőcserét sikeresen alkalmazzák kis méretű szilárd tüzelésű kazánokban. A tervezés általános egyszerűsége ellenére az ilyen rendszerek hátránya a viszonylag alacsony üzemi nyomás, amelyre ezeket az egységeket tervezték. Ezenkívül a "vízköpeny" elvén működő hőcserélők gyártását tapaszt alt hegesztőnek kell elvégeznie. Meglehetősen problémás egy ilyen rendszert rögtönzött anyagokból megtervezni és összeállítani megfelelő készségek nélkül.
Csőlapos hőcserélő
Valószínűleg a legnehezebb a saját gyártáshoz rendelkezésre álló lehetőségek közül a „csődeszka” nevű rendszer. Ez a meghatározás olyan házi készítésű hőcserélőkhöz lett rendelve, amelyek jelentős mennyiségű táguló csőcsatlakozást tartalmaznak.
Az ilyen egységek három lezárt tartály formájában kerülnek forgalomba. Ezek közül kettő a szerkezet ellentétes szélére van helyezve és össze van kötvea munkaközeg fémvezetői, amelyek az ilyen edények végén kiszélesednek. A hőcsere a harmadik - középső - részben történik a folyékony munkaközegnek a tartályok közötti csöveken keresztül történő mozgása miatt.
Alternatív megoldások keresése
Ha nincs mód a hőcserélő önálló összeszerelésére a fenti módszerekkel, megpróbálhat anyagokat találni a jövőbeli rendszer gyártásához a saját szekrényében vagy egy hulladéklerakóban. Például egy régi fűtött törölközőtartó kiváló megoldás lenne egy tekercs formájú eszköz létrehozására. Minden olyan háztartási radiátor, amely nem szivárog, szintén működik.
Ami az autókályhák radiátorait illeti, valójában azonnal fűtőelemként használhatók, ha az egyes egységeket adapterekkel kombinálják a hőcserélő terület növelése érdekében.
Egy régi vízmelegítő alapján hatékony készülék készíthető. Ebben az esetben szinte semmit sem kell újra csinálni.
A végén
Mint látható, a hőcserélők működési elve megközelítőleg mindenhol azonos. Az üzemi körülményektől függően az ilyen egységek a munkaközeg fűtésére és hűtésére is működhetnek: gáz, folyékony vagy szilárd.
A gyári megoldás kiválasztásakor nagyon sok múlik a hőcserélőre háruló feladatokon, önszerelés esetén pedig a mester mérnöki fantáziáján.
