Как сделать теплообменники своими руками

Функции

• Чаще всего используются теплообменники для получения второго нагревающего контура. Без него топливо сгорая, нагревает стенки топки. Взаимодействуя с воздухом, нагретые кирпичи отдают тепло. Но оно по газоходу улетает.
• С помощью теплообменника в кирпичной печи, горячий воздух отдает излишки тепла циркулирующей жидкости. Позволяет повысить экономичность, получая на выходе двойной коэффициент на одну топливную единицу.
• Используется теплообменники в печах для бани, гаража, дома. В каждом перечисленном варианте у теплообменника своя функция — нагрев воды для душа, нагрев теплоносителя для отопления и тому подобное. Различные конструкции повышают области применения.

Важные производственные моменты

Если вы собираетесь обустроить простую, но эффективную систему обогрева палатки с нуля, то необходимо выполнить конструкцию теплообменника по образу и подобию жаротрубных моделей. В этом случае нужно использовать два прямоугольных отреза листового металла, в которых вырезается несколько отверстий для установки теплообменных трубок. Желательно сделать три ряда в шахматном порядке — пять трубочек в верхнем и нижнем рядах и еще четыре в среднем ряду. Основные сложности возникают на этапе приваривания трубок с двух сторон к двум листам металла.

На следующем этапе начинается сборка корпуса из еще четырех отрезков. Необходимо проделать в верхней части отверстие под дымоход, продумав его таким образом, чтобы он легко снимался. Дальше следует приварить верхнюю крышку к теплообменнику, а по бокам зафиксировать соответствующие боковые крышки. Конструкция практически готова, но ее еще нельзя использовать для обогрева. Дальше необходимо установить ножки.

Специалисты рекомендуют использовать вариант складных ножек, хотя можно найти и другое решение. В любом случае такие элементы лучше изготовлять из тонкой металлической проволоки, учитывая высоту используемой горелки. Естественно, нижняя часть обогревательной системы остается не сплошной, ведь здесь остается вырез, куда устанавливаются внутренние трубки. Именно через этот вырез проникает пламя и жар внутрь оборудования.

Как устроена система

Для отопления дома допускается применение самодельного устройства, которое характеризуется простотой конструкции. Действует он таким образом, что энергия от переработки угля поступает ему от печи. Нагревается вода, которая распределяется по трубам во все помещения. Тепло распределяется равномерно, что обеспечивает комфортную атмосферу во всём жилище. Одновременно снижаются и затраты на покупку топлива. Печное отопление удастся улучшить, прибегнув к двум способам:

• обустроить печь с нуля, подстраиваясь под имеющиеся размеры теплообменника;
• оборудовать самодельный теплообменник и встроить в печь, которая уже имеется в наличии.

Готовая печь, созданная в соответствии со всеми требованиями, будет работать не хуже топливного котла. Она будет оснащена водяным контуром. Единственное различие здесь коснется локализации входного отверстия теплообменника. Оно расположится несколько выше над полом, нежели в заводских приборах. Это довольно ощутимая разница, способная повлиять на время естественной циркуляции носителя.

При монтаже труба холодной воды, которую ещё называют обратной, должна располагаться максимально низко. В верхней точке расположения труб необходимо монтировать расширительный бачок. Он обеспечит компенсацию объёма нагретой жидкости, если будет меняться, выпуская воздушные пузырьки из системы. В случае, если отопления с естественной циркуляцией не хватит для обслуживания большого коттеджа, понадобится дополнительный монтаж циркуляционного насоса.

Изготовление системы своими руками

Изготовить теплообменник для рыбалки своими руками намного проще, чем кажется на первый взгляд. И хоть некоторые рыболовы считают, что разумнее приобрести готовую недорогую конструкцию, народные умельцы не сдаются, продолжая выпускать самые различные конструкции с уникальными рабочими свойствами и эффективностью работы.

Это не удивительно, ведь подобный подход оправдывается многими причинами:

1. Рыболов может сэкономить финансовые сбережения. Самодельный обогревательный прибор намного дешевле магазинных моделей. А если речь идет о жителях отдаленных населенных пунктов, которые банально не могут добраться до специализированной торговой точки, где есть профессиональное снаряжение для охоты и рыбалки, то, конечно же, приходится начинать работу самостоятельно.
2. Изготавливая теплообменник своими руками, можно придать ему определенный набор функциональных возможностей. В этом случае можно просто модернизировать покупную модель или попытаться создать конструкцию с нуля.
3. Если вы сделаете систему в домашних условиях из подручных средств, это существенно расширит ваши возможности и позволит обрести новые навыки. Кстати, многие умельцы практически не представляют свою жизнь без постоянных экспериментов в мастерской.

Виды самодельных обогревательных агрегатов

В настоящее время рыболовы используют несколько вариантов обогрева палатки:

1. «Печное отопление». Твердотопливные агрегаты всегда пользовались популярностью, особенно если говорить о любителях соорудить что-то своими руками. Однако показатели безопасности и эксплуатационного удобства не всегда соответствуют желаемым, поэтому рыболову нужно постоянно дежурить у такой конструкции. Да и сбор дров в темное время суток невозможен, что заставляет привозить с собой на водоем определенный запас твердого топлива. При этом слишком большое выделение тепла нередко приводит к обледенению палатки и другим неприятным последствиям.
2. Газовый теплообменник. Считается более разумным и удобным средством обогрева. Используя его, вы лишаетесь необходимости обустраивать систему отвода дыма, которая обязательна в предыдущем случае. К тому же такие горелки безопасные и компактные.

Новички, которые желают знать, как сделать теплообменник своими руками для рыбалки, должны подготовить такие материалы и комплектующие:

1. Газовую горелку, которая поддерживает возможность ручной регулировки подачи газа.
2. Небольшой газовый баллон.
3. Кислородный шланг длиной от 50 сантиметров.
4. Керамический инфракрасный нагревательный элемент, который соответствует размерам взятой ранее горелки.

Первым делом из горелки нужно убрать форсунки и оставить лишь кран и трубку. Затем шланг следует одеть на трубку и штуцер горелки, но топливо при этом должно оставаться в газообразном состоянии, поэтому баллон держат стоя.

Естественно, на рыболовных форумах предлагается масса других конструкций и решений, но такой вариант пользуется самой большой популярностью, особенности среди любителей активного отдыха в холодную пору года.

https://youtube.com/watch?v=yZrUiRAgkZk

Виды теплообменников

Змеевик

Простое устройство может быть эффективным по-разному – в зависимости от вида. Классификацию проводят по нескольким критериям. Различные модели заводских или кустарных теплообменников, например, в баню, отличаются:

• конструкцией,
• местом установки,
• материалом.

Эти факторы влияют друг на друга и на особенности теплообменного агрегата в целом: его стоимость, КПД, производительность, объем системы, сложность установки и пр.

Конструкция

Конструктивные отличия во многом зависят от назначения изделия. Например, нагрев воды для мытья предполагает существенный объем и интенсивную теплопередачу. А использование только для отопления требует постепенной передачи тепла теплоносителю.

• Змеевик – гнутая под разными углами труба. Быстро прогревается, но часто не обладает достаточным объемом. Подходит для монтажа в дровяную топку, за топку, в каменку, на дымоход (если змеевик — спиралевидный).
• Регистр – аналог трубного радиатора, пожалуй, самый популярный, универсальный, энергоэффективный. Как правило, это несколько труб большого диаметра, соединенных тонкими трубками. Выбор конкретной формы и места установки ограничен фантазией автора, а также общей схемой.
• Дипломат – одна или несколько соединенных между собой емкостей с патрубками. Это распространенная модель, простая в сборке и монтаже. Печь для бани с теплообменником такого типа обеспечит тепло, жар, горячую воду. Недостатки – существенный объем снижает скорость прогрева, ограничивает выбор места для монтажа. Примитивная форма не способствует полноценной теплопередаче, мешая прогреву частей самой печки. Поэтому хорошо подходит только для монтажа внутрь каменки (если речь о бане), за нее или за топку.
• Водяная рубашка – кожух, устанавливаемый на прогреваемые изнутри части теплогенератора. Зачастую это цилиндр с патрубками, надетый на дымоход. Сложен для кустарной сборки, подвержен протечкам, зато не требует разборки печки для монтажа и достаточно эффективен.

Выбор модели обычно связан не столько с КПД и ценой, сколько со сложностью установки. Например, некоторые модификации водяных «рубашек», «змеевиков» и «дипломатов» монтируются без разборки печи. Максимум – модернизация части трубы или замена чугунной плиты (для готовки) на «дипломат».

Материал

Медный теплообменник

Проектируя печь либо камин с каким-либо теплообменником, инженер (или печник) учитывает параметры материалов. Необходимые свойства – огнеупорность, эластичность, стойкость к коррозии, теплоемкость, теплопроводность. Обладают этими характеристиками только металлы.

• Сталь прекрасно подходит по всем параметрам, кроме стойкости к коррозии. Однако если теплоноситель залит всегда, ржаветь она не будет.
• Нержавеющая сталь не имеет недостатков, кроме высокой цены и сложности сварки. Оцинкованная сталь почти не применяется из-за токсичных выделений, связанных с высокими температурами.
• Чугун, недостатки которого – сложность сварки и высокая вероятность образования трещин (из-за резких перепадов температуры при неравномерном нагреве).
• Медь, которая всем хороша, кроме высокой цены и соединением частей пайкой. Припой «не держит» сильный нагрев, если слита вода, поэтому применение меди ограничено.

Выбор, как правило, связан с наличием или доступностью материала. Нередко встречаются банные печи с чугунным теплообменником, представляющим собой доработанную батарею. Доработка заключается в проварке стыков секций и заглушек в лишних отверстиях. Тем самым получают теплообменный регистр, обладающий всеми нужными свойствами. Его недостаток – громоздкость, ограничивающая выбор места.

Как сделать винтовой змеевик

После того как вы сделали расчет змеевика теплообменника можно приступать непосредственно к изготовлению. Винтовую конструкцию сделать достаточно просто. Диаметр петли нужно подбирать исходя из размера бака, в который будет осуществляться монтаж. Нужно чтобы трубы не прикасались к корпусу.

Накручивать витки нужно на круглую болванку. Медь легко гнется, поэтому не нужен никакой дополнительный инструмент. Желательно соблюдать небольшой отступ между витками, чтобы теплоноситель контактировал с трубой со всех сторон. Это увеличит площадь теплообмена, что позволит достигнуть максимальной тепловой мощности, которую мы рассчитывали.

Описание теплообменника

На строительном рынке продается множество электрических генераторов тепловой энергии, работающих от разного топлива. Однако иногда практичнее использовать традиционные печи. Например, в тех случаях, когда дом расположен в отдаленных сельских местностях, где не исключены проблемы с подачей электричества или газа. Приемлемо размещение печи и в дачных строениях. А вот для того чтобы печь не только могла обогревать дом, но и обеспечивала вас горячей водой, правильным вариантом будет установка теплообменника.

Теплообменник представляет собой небольшой металлический бачок, объемом от 3 до 5л, с вмонтированными патрубками. Прибор нагревает поступающую холодную воду и отправляет ее к радиаторам и в съемный бак, вместительностью до 100 л, который дополнительно присоединяется к теплообменнику. Система работы предусмотрена таким образом, что, когда печь топится, то горячей водой обеспечивается и соседнее помещение, а в случае, когда баня не используется – вода автоматически сливается из системы. Непосредственно с огнем бачок не контактирует, а установку его производят в промежутке между печной топкой и конвектором. Печь растапливают в том случае, когда система собрана и заполнена водой.

Различают в основном 2 вида теплообменников: внутренний и внешний:

1. Внутренний теплообменник размещается непосредственно внутри печи. Прост в монтаже, однако в условиях печки из кирпича, добираться к нему сложнее. С металлической печью сделать это проще.
2. Внешний – выглядит как модуль дымохода и представляет собой трубу, спрятанную внутри герметичной емкости. Эта труба отводит от печи тепло. Такую конструкцию легко ремонтировать и проводить техническое обслуживание.

Любой вид теплообменника для банной печи нужно  заполнять водой, а в некоторых случаях   антифризом. Жидкость в них подается из навесного бака. Циркулируя ее естественным способом, осуществляется работа системы. Иногда для циркуляции применяют электрический насос.  Однако специалисты рекомендуют использовать метод естественного движения воды в системе, плюс к этому лучше, если общая длина труб не будет превышать 3 метров, а толщина – не меньше 2,5 см.

Определение площади теплообменника производится исходя из общей площади помещения бани. Как правило, для обогрева стандартного помещения, площадью 2 кв.м. расходуется примерно 5 кВт электроэнергии. Во многом этот показатель зависит и от силы горения топлива в печи, от нахождения самого котла, да и когда процесс топки прекращается, то мощность котла стремительно снижается.  Расчет площади поверхности теплообменника для печи нужно делать с запасом, для организации системы, способной поддерживать необходимую  температуру в бане.

Как самостоятельно изготовить устройство

Несложный змеевик несложно изготовить самостоятельно из медной трубки. Для дымохода диаметром 100 мм подойдет медная трубка с диаметром ¼ дюйма и длиной 3-4 м. К концам трубы следует припаять фитинги с резьбой. Затем трубку заполняют мелким песком, закручивают их и обматывают дымоход.

Между витками желательно оставлять небольшое расстояние – тогда труба от дымохода будет нагреваться и теплопередачей, и инфракрасным излучением. Эту работу удобно выполнять с помощником. Затем песок из трубы вымывают водой под давлением. Присоединяют трубы, ведущие к радиаторам и расширительному баку.

Теплообменник Кузнецова выполняют при помощи сварки. Самый простой вариант – изготовить корпус из газового баллона или трубы большого диаметра.

Для изготовления понадобятся следующие материалы:

1. Газовый баллон, труба большого диаметра (300 мм) для корпуса.
2. Труба диаметром 32 мм (одну заготовку лучше взять большего диаметра – до 57 мм). Длина заготовок – 300-400 мм, общее количество должно быть достаточно для вырезания заготовок.
3. Два небольших патрубка одного диаметра с диаметром дымохода; желательно использовать трубу дымохода – если дымоход сборный, то с одной стороны конструкции патрубок будет с раструбом, который необходим для монтажа теплообменника.
4. Два фрагмента стального листа, достаточных, чтобы вырезать заглушки торцов корпуса.

Технология изготовления воздушного теплообменника:

В корпусе по бокам вырезаются отверстия с диаметром, равным диаметру дымохода.

Конструкция из тонких трубок и заглушек вставляется в корпус и проваривается по стыку заглушек и корпуса из большой трубы.

В отверстия по бокам корпуса вставляются патрубки и также провариваются.

Альтернативный вариант:

Какие материалы можно использовать

Идеальный вариант – нержавеющая сталь (например, пищевая аустенитная нержавейка 08Х18Н10 или AISI 304) или медь. Изделия промышленного производства иногда изготавливают из титана. Но цена на эти материалы достаточно велика. Зато они долговечны, не ржавеют, надежны и прочны. Если у вас буржуйка в гараже или самодельная каменка из подручных материалов в бане, вполне возможно применить и черный металл (углеродистую сталь).

Можно применить качественную гофрированную трубу из нержавейки. Оцинкованная гофра – нежелательный и недолговечный вариант. Для змеевика можно применять и алюминиевые трубы (только не для дымоходов твердотопливных печей).

Иногда применяют и оцинкованную сталь, но следует иметь в виду, что при сварочных работах слой цинка испаряется, и все преимущества оцинковки (стойкость к коррозии) сходят на нет. При температуре выше 400 °С цинк начинает испаряться (пары цинка токсичны), поэтому не стоит применять оцинковку для теплообменников на дымоходах твердотопливных котлов.

Преимущество банной печи с теплообменником

Самыми важными достоинствами печей с теплообменником можно считать следующие параметры:

• Банная система с теплообменником выполняет сразу две функции – нагревает воду, а также отапливает помещения парилки и предбанника.
• Бак такой системы может располагаться в помещении, соседнем с парилкой.
• Печи такого вида, стоимость которых не такая уж и большая, производятся из качественного материала с большим эксплуатационным ресурсом.
• Топка современной печи снабжается огнеупорным стеклом, благодаря которому можно наслаждаться горением огня, при этом контролируя сам процесс.
• Внешний вид довольно привлекателен, а сама система неприхотлива в уходе.
• Хочется отметить, что печи такой конструкции просты в плане установки, которая возможна собственными руками.
• Незначительные габариты такой банной печи позволяют экономить пространство в парилке.
• Также мощность такой системы прекрасно справляется с быстрым прогревом помещения отведённого под парную до нужной температуры.

Варианты подключения конструкций

Теплообменник на дымоходе может работать в двух основных режимах. И в каждом из них – свой процесс теплоотдачи от дыма к внутренней трубе теплообменника.

Итак, в первом режиме мы подключаем к теплообменнику выносной бак с холодной водой. Тогда на внутренней трубе происходит конденсация воды, отчего сам теплообменник нагревается исключительно за счет тепла конденсации водяных паров дымовых газов. В этом случае температура на стенке трубы будет не более 100°С. И вода в баке греться будет долго.

Во втором режиме конденсация паров воды на внутренней стенке теплообменника не происходит. Здесь тепловой поток через трубу идет более существенно, и вода греется быстро. Чтобы более полно понять этот процесс, проведите такой эксперимент: поставьте кастрюлю с холодной водой на газовую горелку. Будет хорошо видно, как на стенках кастрюли появится конденсат, и он станет капать на плиту. И не смотря на пламя 100°С, это состояние будет идти долго, пока сама вода в кастрюле не разогреется. Поэтому, если вы используете теплообменник на трубе как регистр для нагрева воды, то отдавайте предпочтение небольшим его конструкциям с толстыми стенками внутренней трубы – так конденсата будет намного меньше.

Труба на олове – просто и долговечно!

Данный вариант — это просто, практично и удобно. По сути, здесь дымоход попросту обвивает металлическая или медная труба, она постоянно нагревается, и перегоняемый через нее воздух быстро становится теплым.

Приварить спираль к вашему дымоходу вы можете аргоновой горелкой либо полуавтоматической сваркой. Припаять можно и оловом – если только заранее обезжирить его ортофосфорной кислотой. Держаться на нем теплообменник будет особенно крепко – ведь как раз самовары и паяны оловом, и служат действительно долго.

Гофра – дешево и сердито

Это – самый простой и малобюджетный вариант. Берем три алюминиевые гофры и оборачиваем их вокруг дымохода в мансарде или втором этаже. В трубах от стенок дымохода воздух будет греться, и его можно будет перенаправить в любое другое помещение. Даже достаточно большая комната будет нагрета до жары, пока вы будете топить печь для парной. А чтобы теплосъем был более продуктивен, обмотайте спирали из гофры обычной пищевой фольгой.

Теплоообменник-колпак – для прогрева мансарды

Также на участке дымохода в мансардном помещении можно поставить теплообменник, который работал бы по принципу колпаковой печи – это когда горячий воздух поднимается вверх, а остывая – медленно вниз. У такой конструкции есть свой огромный плюс – обычный металлический дымоход на втором этаже обычно раскаляется так, что к нему нельзя прикоснуться, и такой теплообменник значительно уменьшит опасность пожара или случайных ожогов.

Некоторые умельцы такие теплообменники еще обкладывают сеткой с камнями для аккумуляции тепла и декорируют подставку теплообменника. Мансарда в таком случае получается еще более уютной и вполне может использоваться как жилая. Ведь исходя из практики, температура трубы банной печи не превышает 160-170 °С, если на ней находится теплообменник. И самая высокая температура уже будет находиться только в районе шибера. Тепло и безопасно!

Змеевик для печей

Один из самых простых в изготовлении теплообменников – змеевик. Все что нужно – найти трубу из достаточно пластичного металла. Чаще всего используется медь или алюминий, так как оба металла стойки к коррозии и легко гнутся. Затем труба изгибается, причем форма в принципе может быть любая.

Для того чтобы вода активно двигалась самотеком (без насоса) общая протяженность змеевика не должна превышать 3 метров (это с учетом соединения до выносного бака). Создавая свой теплообменник, «примеривайте» его к печи: он не должен соприкасаться с открытым пламенем, а нагреваться должен раскаленным воздухом. На концах  нарезается наружная резьба, к которой затем подсоединяются через фитинги выносной бак.

Змеевик может располагаться не только внутри топки, но и снаружи. Обматывать печку вряд ли стоит, а вот металлический дымоход греть воду будет достаточно эффективно. Ведь если печь без камеры дожига, то температура на выходе топки может быть до 500оС. Пример такого теплообменника на трубе смотрите на фото.

В самом простом варианте теплообменник может иметь вид подковы. Тогда использовать можно и нержавейку – так ее можно согнуть. Например, на видео ясно видна подобная форма, которую использовали в печи для бани «Витра» (видео о том как перенести теплообменник в печи Vitra с левой боковой панели на правую ищите в конце статьи).

Простейший вид теплообменника для банной сети — изогнутая трубка с резьбой на концах

Один из видов змеевика – регистр. Это, как правило, сварная конструкция из труб, которая часто чем-то напоминает отопительные. Регистр для банной печи чаще всего варят из нержавейки, так как только она может длительное время переносить жесткие условия эксплуатации. Сварные конструкции имеют большой размер и вес, и потому  их чаще устанавливают кирпичных печах. В железной печи не всегда можно найти место для размещения  небольшой трубки-теплообменника, не то что громоздкой сварной конструкции. А при проектировании кирпичных банных печей можно выделить место и под регистр.

Теплообменник-регистр. Такой в готовую металлическую печь не поставишь. Это вариант или для самодельной железной печи или для кирпичное (скорее так судя по размерам)

Иногда теплообменник выполнен в виде небольшой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также располагается внутри топки без непосредственного контакта с огнем. Принцип его работы ничем не отличается от других. Чтобы служил такой бачок-теплообменник дольше, при изготовлении своими руками, постарайтесь сделать конструкцию  так, чтобы было как можно меньше сварных швов. Например, возьмите лист нержавейки (толщины 1-2 мм достаточно) и на листогибе придайте требуемую геометрию. На корпусе шов будет всего один, плюс приварены будут боковые панели и входные патрубки.

Теплообменник для банной печи фирмы «Ермак» — уникальная конструкция

Изготавливая любой из теплообменников, расположенных внутри топки, нужно помнить, что отбирать без ущерба для обогрева помещения они могут не более 10% мощности печи. Так что чересчур большие регистры делать нерационально. Их и разместить сложно и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в парной. Лучше рассчитать систему так, чтобы можно было за все время посещения бани подогреть воду несколько раз: вам ведь не нужны сразу 150 литров кипятка? Сначала надо немного горячей воды чтобы запарить веники, потом чуть больше, чтобы помыться перед парилкой, и затем еще некоторое количество, чтобы ополоснуться. В результате, нужны, может и 150 литров горячей воды, но порциями. Так зачем делать систему на 150 литров и ждать несколько часов, пока она будет приемлемой температуры, если можно сделать бак на 50-70 литров и несколько раз нагреть в нем воду, которая будет расходоваться по мере необходимости…

Механизм функционирования

Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.

Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.

По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.

Функции

• Чаще всего используются теплообменники для получения второго нагревающего контура. Без него топливо сгорая, нагревает стенки топки. Взаимодействуя с воздухом, нагретые кирпичи отдают тепло. Но оно по газоходу улетает.
• С помощью теплообменника в кирпичной печи, горячий воздух отдает излишки тепла циркулирующей жидкости. Позволяет повысить экономичность, получая на выходе двойной коэффициент на одну топливную единицу.
• Используется теплообменники в печах для бани, гаража, дома. В каждом перечисленном варианте у теплообменника своя функция нагрев воды для душа, нагрев теплоносителя для отопления и тому подобное. Различные конструкции повышают области применения.

Типы рекуперативных теплообменников

Большим спросом на сегодня пользуются рекуперативные теплообменные устройства. Соглас
но конструкционному исполнению выделяют следующие виды представленных агрегатов:

Кожухотрубный

Это устройство, представляющее собой пучки труб, приваренные к кожуху и прикрепленные к трубным решеткам при помощи болтов.
Движение первого носителя тепла в межтрубном пространстве осуществляется через присутствующие на корпусе штуцера. Другой теплоноситель течет по трубам. На корпусе или крышке представленных устройств присутствуют перегородки.В целях повышения отдачи тепла трубы подвергают процессу оребрения методом накатки или навивки ленты.

Погруженный

Его конструкция предполагает погружение одного теплоносителя в емкость с другим. Такие устройства характеризуются дешевизной и простотой.

Движение воды в межтрубном пространстве происходит с малой скоростью, результатом чего становится малая теплоотдача.

Теплообменные устройства типа «труба в трубе»

Состоит из нескольких звеньев, расположенных друг над другом и соединенных между собой. Каждое звено представляет собой конструкцию из вставленных друг в друга труб, между которыми и происходит теплообмен.
Их целесообразно эксплуатировать при высоких показателях давления и небольших расходах воды в системе.

Оросительный

Состоит из нескольких рядов труб, расположенных одна над другой, по наружной поверхности которых тонкой пленкой стекает охлаждающая их вода

Его активно применяют в холодильных установках, так как они выступают в роли конденсаторов.

Графитовый

Конструкция теплообменного устройства предполагает наличие блоков из графита, уплотненных между собой при помощи прокладок из резины и зафиксированных крышками.
Графит считается прекрасным проводником тепловой энергии. Для устранения пористости происходит его обработка специальными составами.

Используется для химически агрессивных жидкостей.

Пластинчатый

Это устройство изготовлено из пластин, поверхность которых отштампована специальным методом. Результатом такой работы становится образование каналов, по которым движется теплоноситель. Между собой пластины уплотнены.Процесс изготовления такого устройства отличается своей простотой, его легко чистить, он обладает высокой теплоотдачей. Минус – не выдерживает высокое давление.

Пластинчато-ребристый

Состоит из системы разделительных пластин, между которыми находятся ребристые поверхности — насадки, присоединенные к пластинам методом пайки в вакууме.

Предназначены для теплообмена между неагрессивными жидкими и газообразными средами в интервале температур от плюс 200 °C до минус 270 °C.

Обладает малым весом и размерами, высокой прочностью и жесткостью.

Оребренно-пластинчатый

Его конструкция предполагает наличие оребренных панелей маленькой толщины, производство которых происходит при помощи высокочастотной сварки.
Благодаря такой конструкции и применяемым материалам удается достичь высокого температурного режима теплоносителя, малого гидравлического давления, высокого КПД, продолжительного срока эксплуатации, низкой стоимости.

Целесообразно его использовать при утилизации тепла газов.

Спиральный

Оснащен двумя каналами, которые навиты в форме спирали около основной разделительной перегородки. Их цель – нагрев и охлаждения жидкостей, обладающих высоким показателем вязкости.

Теплообменник

Материал, необходимый для изготовления теплообменника, должен обладать большой теплопроводностью. См. таблицу. Посмотрели? Не хреново бы из серебра на худой конец. Теплопроводность хорошая. Ну да ладно. Медь, тоже не плохо, но дороговато, а с другой стороны простая технология сборки тем более, что все необходимое сейчас продается (см. фото).

Алюминий – тут конечно проблемы со сваркой. Самый простой выход, это тонкие стальные трубы, но здесь ржавчина тут, как тут. Значит нужна нержавейка. Из не ржавеющих труб можно сварить прекрасный теплообменник, из листовой нержавейки можно сварить плоский параллелепипед размеры, которого зависят от нужного для хозяйства объема нагретой воды. И так, допустим с материалом определились и то, что он из металла – это точно. Металлическая поверхность совершенно «голой» и чистой. Если обменник алюминиевый, то вместо черной краски, которая кстати очень сильно нарушает теплообмен, поверхность следует обработать кислотой, после чего она приобретает темно-серый цвет и матовость. Так же можно поступить и со сталью, но при этом кислота должна быть ортофосфорная, после обработки, которой, поверхность становиться тоже темно-серой. Нержавейка к кислотам относится совершенно спокойно, поэтому ее придется красить. Краска должна быть обязательно черная и матовая, а слой должен быть самый тонкий в мире. Очень хорошо для этих целей подходит автогрунтовка черного цвета, к сожалению я не помню, как она называется. Находится она в аэрозольной упаковке. Поверхность можно укрыть ею очень тонким слоем.

Где устанавливаются змеевиковые теплообменники

Метод теплообмена зависит от того, где устанавливается змеевик:

• котел;
• бойлер косвенного нагрева;
• теплоаккумуляторы.

В котле стоят змеевики с оребрением.

В котле пламя нагревает воду в змеевике, а потом она расходится по всей системе, отдавая тепловую энергию в помещение конвективным методом через радиаторы отопления. Некоторые из них также относятся к категории змеевиковых теплообменников. Например, полотенцесушители и регистры отопления из круглой или профильной трубы.

Контакт с открытым пламенем накладывает некоторые требования к эксплуатационным качествам металла, который использовался в производстве. Акцент делается на надежности и долговечности. Поэтому чаще всего используют сталь и чугун. Последний считается самым лучшим вариантом.

В бойлере и теплоаккумуляторе приоритетное значение имеет скорость теплообмена и устойчивость к коррозии. В данном случае нет ничего лучше, чем медь. Главное, чтобы она не контактировала с алюминием. Между этими металлами происходит реакция, которая приводит к химической коррозии.