المبادل الحراري للتدفئة هو أهم عنصر في أي غلاية. يعتمد "عمر" وحدة التسخين على أدائها. دعونا نلقي نظرة على أي مبادل حراري لنظام التدفئة سيضمن الأداء الفعال للغلاية ويطيل عمر خدمتها.
ما هي مجاميع هذه الفئة؟
مبادل حراري لوحة للتدفئة هو نظام معقد تقنيًا ينقل الطاقة بين المبرد الساخن والبارد. في الممارسة العملية ، يتم استخدام السوائل والأبخرة لهذا ، وغالبًا ما يتم استخدام الغازات والقواعد الصلبة.
بعبارة أخرى ، المبادل الحراري للتدفئة هو جهاز لا يحتوي على مصدر حرارة خاص به ، ويتم توفير وظائفه بواسطة الطاقة التي تأتي من نظام تدفئة مركزي. أي أن الغلاية أو الموقد لا تنتمي إلى وحدات هذه الفئة بحكم التعريف. ومع ذلك ، يمكن اعتبار المقعد أو الدرع الذي يعكس حرارة غازات المداخن من الموقد أمثلة لمبادل حراري ، حيث يقومون بتسخين الهواء في الغرفة.
تعتمد كفاءة نقل الطاقة هنا على ما يلي:
- الاختلافات في درجات الحرارة بين البيئات (يؤدي وجود فرق كبير إلى نقل طاقة أكثر إثارة للإعجاب).
- منطقة ملامسة الوسائط الفردية بمبادل حراري.
- مؤشرات التوصيل الحراري لمواد البناء
في الواقع ، يمكن تمثيل المبادل الحراري للمياه الساخنة الناتجة عن التسخين بأي أنبوب يتم استخدامه لنقل وسيط عمل معين ، والذي له درجة حرارة مختلفة عن درجة حرارة الفضاء المحيط.
أنواع
أحد المعايير المحددة عند اختيار المبادل الحراري لخطة معينة ليس فقط طبيعة المبرد ، ولكن أيضًا جودته. إذا كان من المفترض استخدام الماء المخفف أو المنقى كيميائيًا كوسيط عمل ، فمن الأفضل إعطاء الأفضلية لهياكل الألواح النحاسية. الأمر نفسه ينطبق على استخدام المبردات التي لا تترك وراءها أي رواسب على جدران الهيكل ، مثل الكحول أو الفريون أو الإيثيلين جلايكول.
عندما يتعلق الأمر بنقاط التسخين واسعة النطاق ، مثل بيوت الغلايات ، يمكنك هنا في أغلب الأحيان رؤية مبادل حراري للمياه الساخنة من نوع تسخين قابل للطي. يمكن تفسير استخدام مثل هذه الحلول من خلال وجود بيئة عمل منخفضة الجودة ، والتي تستخدم في شبكات التدفئة المركزية.
بساطة تصميم الوحدات الرقائقية القابلة للطي تساهم في صيانتها المريحة ، على وجه الخصوص ، التفكيك السريع أثناءالحاجة إلى إزالة الحجم من القنوات الداخلية. في الوقت نفسه ، يمكن حتى للحرفيين عديمي الخبرة استبدال أجزاء مثل هذا المبادل الحراري ، سواء كانت الفلنجات أو الصمامات.
وفقًا لطريقة نقل الطاقة ، يجدر إبراز الخلط ومبادل الحرارة السطحي للتدفئة. الأول يعمل وفقًا لمبدأ توزيع الطاقة في اتصال مباشر بين ناقلات الحرارة الفردية. النوع الثاني ينقل الطاقة من خلال اللوحات دون اتصال مباشر بين وسائط العمل.
إذا كان من الضروري استخدام مبادل حراري للتدفئة كعنصر لتسخين المياه في حوض السباحة أو كمبرد في المنشآت الصناعية ، فمن المستحسن استخدام الألواح والوحدات النحاسية لهذا الغرض. تسمح مثل هذه التصميمات بتحقيق نقل الحرارة الأكثر كفاءة بين سائلين بسرعة.
المواد
يمكن أن يكون المبادل الحراري لتدفئة المنزل مصنوعًا من ألواح الصلب أو الحديد الزهر ، متصلة عن طريق اللحام بالنحاس أو لحام النيكل. الهياكل النحاسية النحاسية شائعة في أنظمة التدفئة المركزية. في الوقت نفسه ، تُستخدم الأنظمة ، التي ترتبط عناصرها باستخدام النيكل ، بشكل أساسي لتلبية احتياجات المناطق الصناعية ، وإذا لزم الأمر ، تعمل مع بيئات عدوانية كيميائيًا.
الحديد الزهر
إعطاء الأفضلية للمبادلات الحرارية من الحديد الزهر ، يجب الانتباه إلى بضع نقاط:
- وزن مثير للإعجاب بما فيه الكفايةيجب أن يؤخذ في الاعتبار عند تطوير مشروع لترتيب غرفة المرجل. بالنسبة لإدخال مثل هذه الهياكل في نظام التدفئة لمنزل خاص ، يجب تمييز الأخير بحجم صغير من الأقسام ، والحد الأدنى من قنوات الدخان المستخدمة لنقل منتجات الاحتراق.
- تتميز وحدات الحديد الزهر بإمكانية النقل المقطعي بشكل مفكك مما يسهل تركيبه وصيانته اللاحقة.
- على الرغم من الوزن ، فإن المادة هشة للغاية. لذلك ، أثناء النقل والتركيب ، يجب تجنب التأثيرات الميكانيكية على العناصر الإنشائية. خطر آخر هو الصدمة الحرارية. إذا تم وضع حجم مثير للإعجاب من وسط العمل البارد فجأة في الوحدة التي لم تبرد ، فقد تتشقق جدران المبادل الحراري.
- الحديد الزهر عرضة للتآكل الرطب والجاف. يتكون الأول نتيجة التعرض لمادة مكثفات الحمض. والثاني يغطي ببطء سطح الهيكل على شكل فيلم من الصدأ كما هو مستخدم. نظرًا لأن المبادلات الحرارية لتدفئة منزل خاص مصنوع من الحديد الزهر لها جدران سميكة ، فقد تستغرق هذه العمليات سنوات عديدة.
- تسخن هذه الأنظمة لفترة طويلة ، لكنها تبرد ببطء شديد ، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الوقود ويزيد من كفاءة تدفئة المكان.
فولاذ
وجود "قلب" فولاذي لا يؤدي إلى ترجيح كبير للنظام. لذلك ، غالبًا ما يكون المبادل الحراري للماء للتدفئة المصنوع من هذه المادةتستخدم لخدمة مناطق واسعة
بالنسبة لسهولة تركيب الهيكل الفولاذي ، يتم التجميع النهائي ، على عكس وحدات الحديد الزهر ، في المصنع. من الصعب جدًا إحضار قطعة واحدة من قطعة واحدة إلى غرفة ضيقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تجميع المصنع يعقد إصلاح وصيانة النظام.
المبادل الحراري الفولاذي المثبت في فرن التسخين ، والذي تعرض لأضرار جسيمة ، يكاد يكون من المستحيل إعادته إلى الحياة في المنزل. عليك إما اللجوء إلى الفك الكامل للنظام وإرساله إلى الورشة الصناعية لإصلاحه ، أو التخلص من الهيكل باستبداله.
في الوقت نفسه ، لا يخاف المبادل الحراري للماء للتدفئة المصنوع من الفولاذ من الصدمة الحرارية أو الإجهاد الميكانيكي الكبير. تتمتع المادة بمعدل مرونة مرتفع وبالتالي تتكيف بشكل جيد مع التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة. ومع ذلك ، فإن التعرض المطول للبرودة الشديدة أو الحرارة يمكن أن يسبب تشققات صغيرة في اللحامات.
إذا تحدثنا عن القدرة على مقاومة التآكل ، فإن المبادل الحراري للفولاذ لا يخضع إلا للتأثيرات الكهروكيميائية. بسرعة خاصة ، مع التلامس المطول مع الوسائط العدوانية ، تتآكل الجدران الرقيقة بسبب الصدأ. في الوقت نفسه ، يمكن تقليل عمر خدمة النظام بشكل منهجي من 5 إلى 15 عامًا. بناءً على ذلك ، غالبًا ما يقوم المصنعون بتغطية الجدران الداخلية للمبادلات الحرارية الفولاذية بالحديد الزهر.
تسخن الأنظمة المصنوعة من هذه المادة على الفور تقريبًا وتبرد بنفس السرعة. على الرغم من الراحة الواضحة ، إذا لزم الأمرالتسخين السريع للمساحة ، هذه الخاصية لها جانب سلبي ، جانب سلبي. وبالتالي ، فإن تأثير التعب المعدني في أقسام معينة من الهيكل يمكن أن يؤدي إلى أضرار طفيفة.
كيف تحسب المبادل الحراري؟
تعد حسابات افعل ذلك بنفسك من أكثر الأسئلة شيوعًا من المستهلكين. في الواقع ، من الصعب للغاية التعامل مع المهمة ، حيث يحاول مصنعو المبادلات الحرارية إخفاء أسرار تطوراتهم الخاصة عن الغرباء ، بما في ذلك المستخدمين.
بسبب السبب أعلاه ، يصبح من الصعب معرفة استهلاك الطاقة الحقيقي لنقل الحرارة. إذا كان هذا المؤشر منخفضًا بشكل متعمد ، وفقًا لذلك ، فإن كفاءة المبادل الحراري لن تكون كافية لتلبية الاحتياجات الحالية.
لزيادة أداء النظام ، غالبًا ما يكون من الضروري تثبيت الوحدات الضخمة. ومع ذلك ، من أجل تقليل عدد لوحات المبادلات الحرارية المستخدمة ، يكفي استخدام برنامج حساب خاص لدى كل مصنع جاد لمعدات التدفئة.
مبادلات حرارية للتدفئة بيديك
كيف تصنع تصميمًا فعالاً يتكيف مع وظائف نقل الحرارة بيديك؟ للقيام بذلك ، يكفي العودة إلى التعريف المعتاد للأجهزة في هذه الفئة. اتضح أنه لتجميع مبادل حراري بسيط ، يكفي أن تأخذ أنبوبًا معدنيًابطول معين ، لفه في حلقة وضعه في وعاء مملوء بالماء.
بإحضار مخرج ومدخل الأنبوب للخارج ، يمكن الحصول على تصميم وظيفي يقوم إما بتسخين أو تبريد سائل العمل ، حسب الحاجة الحالية.
مبادل حرارة سترة الماء
بالإضافة إلى نظام اعوج ، يمكنك صنع المبادل الحراري الخاص بك ، والمعروف باسم "سترة الماء". تعمل هذه الأنظمة على أساس مبدأ توزيع الطاقة بين عدة حاويات مختومة موضوعة في بعضها البعض.
يتم استخدام التبادل الحراري وفقًا لهذا المبدأ بنجاح في غلايات الوقود الصلب صغيرة الحجم. على الرغم من بساطة التصميم بشكل عام ، فإن عيب هذه الأنظمة هو وجود ضغط تشغيل منخفض نسبيًا ، تم تصميم هذه الوحدات من أجله. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يتم تصنيع المبادلات الحرارية التي تعمل على مبدأ "سترة الماء" بواسطة عامل لحام متمرس. من الصعب تصميم وتجميع مثل هذا النظام من مواد مرتجلة دون امتلاك المهارات المناسبة.
مبادل حراري للوحة الأنبوب
ربما يكون أصعب الخيارات المتاحة للتصنيع الذاتي هو نظام يسمى "لوح الأنبوب". تم تعيين هذا التعريف للمبادلات الحرارية محلية الصنع التي تحتوي على كمية كبيرة من وصلات الأنابيب الممتدة.
يتم تقديم هذه الوحدات في شكل ثلاث حاويات مغلقة. يتم وضع اثنين منهم على حواف متقابلة من الهيكل ومتصلةالموصلات المعدنية لوسط العمل ، والتي تشتعل في نهايات هذه الأوعية. يتم التبادل الحراري في الجزء الثالث - الأوسط بسبب حركة وسيط العمل السائل بين الخزانات عبر الأنابيب.
البحث عن حلول بديلة
إذا لم تكن هناك طريقة للتجميع الذاتي للمبادل الحراري باستخدام الطرق المذكورة أعلاه ، يمكنك محاولة العثور على مواد لتصنيع النظام المستقبلي في خزانتك الخاصة أو في مكب النفايات. على سبيل المثال ، سيكون سكة المنشفة القديمة حلاً ممتازًا لإنشاء جهاز على شكل ملف. سيعمل أيضًا أي مبرد منزلي لا يتسرب.
بالنسبة لاستخدام المشعات من مواقد السيارات ، في الواقع ، يمكن استخدامها على الفور كعنصر تدفئة من خلال الجمع بين الوحدات الفردية والمحولات لزيادة مساحة التبادل الحراري.
يمكن إنشاء جهاز فعال على أساس سخان مياه قديم. في هذه الحالة ، ليس عليك حتى إعادة أي شيء تقريبًا.
في النهاية
كما ترى ، فإن مبدأ تشغيل المبادلات الحرارية هو نفسه تقريبًا في كل مكان. اعتمادًا على ظروف التشغيل ، يمكن أن تعمل هذه الوحدات للتدفئة وتبريد وسط العمل: غاز أو سائل أو صلب.
عند اختيار حل المصنع ، يعتمد الكثير على المهام الموكلة للمبادل الحراري ، وفي حالة التجميع الذاتي ، على الخيال الهندسي للسيد.
