Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

Treść artykułu



Jak zaprojektować wymiennik ciepła do pieca? Który nośnik ciepła jest lepszy – ciecz czy powietrze? Jaka jest podstawowa zasada działania każdego wymiennika ciepła? Z tego artykułu dowiesz się, jak samodzielnie stworzyć pełnoprawny kocioł do podgrzewania wody z improwizowanego materiału.

Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

W poprzednich artykułach badaliśmy różne rodzaje spalania paliw. Opisaliśmy również, jak zoptymalizować jego zużycie i kontrolować temperaturę gazów. Cały proces ogrzewania można z grubsza podzielić na cztery etapy:

  1. Wytwarzanie ciepła. Jest to spalanie paliwa, w którym zachodzi reakcja termochemiczna z uwolnieniem ciepła.
  2. Wymiana ciepła. Na tym etapie energia cieplna dążąc do równowagi przechodzi ze stanu nadmiarowego do stabilnego. Mówiąc najprościej – ciepło jest przenoszone z podgrzanego medium do schłodzonego..
  3. Transfer. Czynnik (ciecz lub powietrze) przekazuje energię cieplną odbiorcy (grzejnik), który znajduje się w miejscu oddalonym od reaktora. Ciągła cyrkulacja czynnika w układzie zamkniętym zapewnia jego powrót do reaktora w stanie schłodzonym, po czym cykl się powtarza.
  4. Rozpraszanie ciepła. Odbiorca (w rzeczywistości wymiennik ciepła) ze względu na właściwości przewodnictwa cieplnego oddaje energię cieplną do otoczenia (powietrza), wyrównując jego temperaturę.

Wynik procesu w punkcie 1 jest przewidywalny – na podstawie wielkości paleniska, jego rodzaju oraz paliwa możemy ocenić tryb pracy, moc i produktywność reaktora. Jednak bez efektywnego przenoszenia ciepła (punkt 2) większość energii będzie nadmierna i zostanie usunięta wraz z głównym nośnikiem w postaci gorącego gazu. Mówiąc najprościej – wleci do rury w dosłownym tego słowa znaczeniu. Aby temu zapobiec, musisz poprawnie wybrać i zorganizować wymiennik ciepła.

Różnorodność właściwości różnych materiałów i mediów daje szeroki wybór, jednak skupimy się na najtańszym – powietrzu i cieczy.

Wymiennik ciepła rozwiązuje tylko jedno, ale kluczowe zadanie – chłodzenie pierwotnego chłodziwa. Ściśle mówiąc, jest to układ chłodzenia reaktora. Decydującym czynnikiem o wydajności jego pracy jest pojemność cieplna i przewodność cieplna medium (czynnika). Jak wiesz, woda i powietrze mają wzajemnie wykluczające się właściwości, ale spełniają tę samą funkcję. Nie można kwestionować lepszych właściwości fizycznych płynu gęstszego od powietrza. Wymaga jednak hermetycznie zamkniętego systemu, bez którego powietrze może się obejść..

Wymiennik ciepła powietrza

W przypadku, gdy palenisko pełni rolę podstawowego wymiennika ciepła (piece stalowe, piece o długim spalaniu – PDG, piece na olej przepracowany – POM) można podjąć następujące działania w celu zwiększenia efektywności wymiany ciepła „na sucho”.

Przez pionowe i poziome kanały proste (rury)

Rury stalowe są przyspawane bezpośrednio do paleniska. Lepiej jest zainstalować je pionowo – poprawi to przepuszczalność powietrza. Odpowiedni, jeśli masz dostępny materiał – skrawki rur (kształt przekroju nie ma znaczenia). Średnica 50-200 mm. Oryginalnym rozwiązaniem pieca byłoby zespawanie ścian z równych odcinków rur.

Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

Kanały zakrzywione i zaokrąglone

Idealną opcją jest owinięcie całej paleniska w 1-2 obrotach. Będzie to wymagało umiejętności i czasu, ale efekt będzie znacznie większy niż w przypadku prostych kanałów bezpośrednich. Im większa różnica poziomów wlotu i wylotu powietrza, tym lepiej kanał będzie działał. Jeśli wyniesiesz ogrodzenie na zewnątrz, efekt będzie maksymalny, ponieważ gdy palenisko jest nagrzane, ze względu na różnicę temperatur powstanie przeciąg, który zapewni stały przepływ w trybie „automatycznym”.

Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

Labirynty czołgów

Aby wykonać taki wymiennik ciepła, na górnej ścianie należy umieścić dodatkową skrzynkę stalową o wysokości około 100 mm i grubych ścianach. W tym pudełku umieść stalowe grodzie 5–8 mm w taki sposób, aby utworzyć „labirynt”. Na jego początku i na końcu powinny znajdować się wloty na odcinek kanału. Nad „labiryntem” jest również przykryta pokrywką. W tej wersji przestrzeń pomiędzy ścianą pieca a ściankami skrzyni służy jako wymiennik ciepła. Takie wymienniki ciepła mogą być umieszczone na ścianach bocznych stalowego reaktora..

Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

Kanały w reaktorze zintegrowane z piecem

Takie kanały są układane w projekcie podczas tworzenia pieca, a następnie przyspawane do ścian. Mogą być umieszczone obok siebie w górnej części paleniska Średnica od 50 mm.

Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

We wszystkich typach HT stosowane jest zjawisko konwekcji *, jednak w większości przypadków ze względu na wysoką temperaturę w reaktorze naturalny ruch powietrza jest niewystarczający i wymuszają go wentylatory. Ta metoda jest również nazywana iniekcją.

* Konwekcja – sposób przekazywania ciepła przez strumienie lub strumienie.

Iniekcję można wykonać w dowolny sposób – wbudowując pompę powietrza do kanału lub po prostu kierując ją do wymiennika ciepła. „Suche” wymienniki ciepła to najprostsze i najtańsze urządzenia grzewcze.

Zalety powietrznych wymienników ciepła:

  1. Nie jest wymagana szczelność.
  2. Może pracować bez wtryskiwaczy.
  3. Łatwość instalacji i dostępność dostępnego materiału.

Wady powietrznych wymienników ciepła (TO):

  1. Wymagana jest znaczna (od 100 mm) średnica kanału.
  2. Niska pojemność cieplna medium (powietrze).
  3. Krótki zakres przenoszenia temperatury.

Płynny wymiennik ciepła

Każda ciecz znacznie przewyższa powietrze atmosferyczne pod względem pojemności cieplnej, co oznacza, że ​​jest w stanie przenosić ciepło na znacznie większą odległość od reaktora. Jednocześnie wymaga więcej uwagi na siebie – szczelność całego układu (poza grawitacyjnym). Charakterystyczną cechą jest również duża masa, co oznacza, że ​​efekt naturalnej konwekcji jest możliwy tylko przy znacznej średnicy kanału (od 75 mm) lub wymagany jest wtryskiwacz – średnia dmuchawa.

Wszystkie ciekłe wymienniki ciepła można warunkowo podzielić na dwa typy – pojemnościowe i główne.

Konserwacja zbiorników lub zbiorniki wymiany ciepła to zbiorniki zintegrowane z reaktorem. W innych przypadkach reaktor można zintegrować z naczyniem. Wymiana ciepła odbywa się w ciekłym medium, które znajduje się w zbiorniku. To (zbiornik) posiada kanały zasilające (u góry) i „powrotny” (u dołu). Jeśli średnica rury jest mniejsza niż 75 mm, na „powrocie” musi znajdować się dmuchawa, w przeciwnym razie rozszerzalność cieplna nie będzie w stanie przepchnąć wody przez kanał.

Inny rodzaj cieczy TO jest wykonany w postaci cylindrycznego zbiornika z prostym kanałem wewnątrz. Kanał może pełnić funkcję komina iw wielu przypadkach taki zbiornik jest instalowany bezpośrednio na piecu. Znajdująca się w nim woda obniża temperaturę spalin i przenosi ją za pomocą wymuszonego obiegu. Ten przegląd techniczny jest również nazywany kotłem rurowym..

Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

Opisana zasada jest podstawą dla wszystkich nowoczesnych typów kotłów pracujących na spalanie paliwa. W swojej nowoczesnej konstrukcji stanowią podstawę zamkniętego, szczelnego systemu z rurami o małej średnicy (16–32 mm) i grzejnikami. Działanie takiego systemu nie jest możliwe bez prądu dla pompy. Istnieje jednak opcja, w której woda krąży pod wpływem grawitacji. W tym przypadku solidna stalowa rura wypełniona wodą służy jako wymiennik ciepła. Rura ta jest zapętlona z kotłem i zawsze jest umieszczona pod spadkiem, co umożliwia grawitacyjny przepływ wody z dopływu do „powrotu”.

Główne TO lub wężownice to lita rura o długości 16–25 mm o znacznej długości (od 15 m) owinięta wokół reaktora, komina lub zbiornika wymiennika ciepła z wodą. Stała cyrkulacja wody przez rurkę pozwala czynnikowi (wodzie) osiągnąć maksymalną temperaturę 120 ° C. Efekt ten umożliwia ogrzewanie parowe. Wymaga jednak izolacji termicznej w celu utrzymania temperatury.

Do montażu takiego kotła potrzebujemy:

  1. Dwa beczki lub zbiorniki w kształcie beczki o różnicy średnic 50-100 mm i różnicy wysokości 100 mm.
  2. Solidna rura miedziana 16 mm – 50 m.
  3. Glina szamotowa.
  4. Wibrator.
  5. Pompa cyrkulacyjna.
  6. Materiał do montażu kotła – nogi, drzwiczki, komin itp..

Procedura operacyjna:

  1. Miedzianą rurkę nawijamy na beczkę o małej średnicy

Uwaga! Ostrożnie owinąć, aby nie zdeformować rurki.

  1. Końce doprowadzamy od końca do boku dna beczki.
  2. W dużej beczce wycinamy otwory na wyloty zasilające i zwrotne.
  3. Instalujemy małą beczkę z rurkami w dużym.
  4. Wzmacniamy buławę wibracyjną na ścianie dużej beczki.
  5. Napełnij zatokę płynnym roztworem gliny szamotowej, okresowo włączając wibrator.
  6. Układamy kominek wewnątrz małej beczki (w układzie poziomym) lub tłokowego PDG typu „Bubafonya” (w układzie pionowym).

Produkcja wymiennika ciepła do pieca do brzucha

Innym ciekawym pomysłem jest symbioza kamiennego pieca i kotła na ciecz..

Wideo: obieg wody w ceglanym piecu

W tym przypadku wolumetryczny rejestr hermetyczny w postaci sześcianu lub figury złożonej (sześcian + trójkąt) jest gotowany z rur 75–85 mm. Wygląda jak dom z dwuspadowym dachem. Rejestr ma również posuw i zwrot. Cała konstrukcja jest osadzona na fundamencie i wyłożona cegłą szamotową.

To najbardziej czasochłonna opcja. Będzie to opłacalne w przypadku swobodnego dostępu do materiału i możliwości transportu produktu. Waga rejestru to 200-300 kg.

Wymiennik ciepła może mieć dowolną konstrukcję – konieczne jest jedynie przestrzeganie jego podstawowej zasady – przenoszenia ciepła z reaktora do akumulacji lub przepływu czynnika. Następnie agent rozprowadza ciepło do konsumentów. O kształcie, wielkości i cechach tego elementu decydują tylko Twoje potrzeby i wyobraźnia..

Oceń artykuł
Codzienne wskazówki i instrukcje

Klikając przycisk „Prześlij komentarz” wyrażam zgodę na przetwarzanie danych osobowych i akceptuję politykę prywatności