Un intercambiador de calor (TO) es un dispositivo que transfiere calor entre medios con diferentes temperaturas. Dichos equipos se utilizan en la industria, calefacción, aire acondicionado y sistemas de ventilación. El ejemplo más simple es un radiador de habitación, se calienta con un fluido de transferencia de calor y proporciona calefacción para la habitación en la que se encuentra.
Estructura del intercambiador de calor
El equipo consta de placas fijas y móviles; cada una tiene aberturas para el movimiento del medio. Entre las placas principales, se instalan muchas otras secundarias más pequeñas, de modo que cada segundo de ellas se gira 180 grados hacia las vecinas. Las placas menores están selladas con juntas de goma.
El segundo elemento importante de mantenimiento es el refrigerante. Fluye a través de los canales de acero inoxidable corrugado. Los medios fríos y calientes se mueven a lo largo de todas las placas, excepto la primera y la última, simultáneamente, pero desde diferentes lados, evitando la mezcla. A un alto caudal de agua en la capa corrugada, se produce turbulencia, lo que aumenta el proceso de transferencia de calor.
El dispositivo está conectado a la tubería usando los agujeros en las paredes delantera y trasera. El refrigerante entra por un lado, pasa por todos los canales y deja el equipo por el otro. Las aberturas de entrada y salida están selladas con una junta especial.
Los canales que forman las placas son un elemento muy importante de mantenimiento. Al elegir un intercambiador de calor, se debe tener en cuenta su rendimiento. Cuanto mayores sean los requisitos para el equipo, más placas deben estar en él. Su número es responsable de la eficiencia general del dispositivo y la capacidad de calentar una habitación determinada.
Tipos de mantenimiento
Según el principio de funcionamiento, el equipo se divide en regenerativo y regenerativo. En el primero, los portadores de calor en movimiento están separados por una pared. Este es el tipo más común, puede ser de varias formas y diseños. En el segundo caso, los refrigerantes calientes y fríos se ponen en contacto con la misma superficie. La temperatura alta calienta la pared del equipo durante el contacto con un medio caliente, luego la temperatura se transfiere al líquido frío en contacto con él.
Según su propósito, los TO se dividen en dos tipos: enfriamiento: funcionan con un líquido o gas frío, mientras que enfrían el refrigerante caliente; y calentamiento: interactúe con un medio calentado, dando energía a los flujos fríos.
Por diseño, los intercambiadores de calor vienen en varias formas.
Plegable
Consisten en un marco, dos cámaras finales, placas separadas separadas por juntas resistentes al calor y pernos de fijación. Dicho equipo se caracteriza por la facilidad de limpieza y la posibilidad de aumentar la eficiencia al agregar placas. Pero los TO plegables son sensibles a la calidad del agua. Para extender su vida útil, se requiere la instalación de filtros adicionales, lo que aumenta el costo del proyecto.
Laminar
Difiere en el método de conexión de las placas internas:
- En los TO soldados, las placas corrugadas de acero inoxidable de 0,5 mm de espesor se forman en frío. Una junta hecha de caucho especial resistente al calor está instalada entre ellos.
- Las placas soldadas se sueldan y forman casetes, que luego se ensamblan dentro de las placas de acero.
- En los cartuchos TO semi-soldados se fijan mediante juntas de paronita en una estructura de un pequeño número de módulos soldados. Estos módulos están sellados con juntas de goma y soldados con láser.Luego se ensamblan entre dos placas con pernos.
Los intercambiadores de calor de placas se utilizan a alta presión y temperaturas extremas. Dichos dispositivos requieren un mantenimiento mínimo, son económicos y altamente eficientes. Además, si es necesario, puede aumentar o disminuir la eficiencia del equipo aumentando o disminuyendo el número de placas de acero.
El único inconveniente de un intercambiador de calor de acero inoxidable corrugado es su sensibilidad a la calidad del refrigerante, es necesaria la instalación de filtros adicionales.
Carcasa y tubo
Consisten en un cuerpo cilíndrico donde se colocan haces de tubos ensamblados en celosías. Los extremos de las tuberías se sujetan mediante abocinamiento, soldadura o soldadura. La ventaja de tales equipos es la calidad poco exigente del refrigerante y la posibilidad de su uso en procesos técnicos donde hay medios agresivos y alta presión (en las industrias de petróleo, gas y química). Las desventajas del mantenimiento de la carcasa y el tubo son la transferencia de calor relativamente baja, las grandes dimensiones, el alto costo y la dificultad de reparación.
Espiral
Consiste en dos láminas de metal, enrolladas en espiral. Los bordes internos están conectados por una partición y asegurados con pasadores. Dichos intercambiadores de calor son compactos y tienen el efecto de autolimpieza. Son capaces de trabajar con medios líquidos heterogéneos de cualquier calidad. Con el aumento de la velocidad del fluido, aumenta la velocidad de transferencia de calor. Desventajas: dificultad en la fabricación y reparación, limitando la presión del fluido de trabajo a 10 kgf / cm².
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- Espiral
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- Carcasa y tubo
Doble tubo y tubo en tubo
El primero consiste en tuberías de diferentes diámetros. Como refrigerante, se utilizan líquidos y gases. Los dispositivos se utilizan en lugares con alta presión, tienen un alto nivel de transferencia de calor. Difieren en simplicidad de instalación y servicio. El único inconveniente es el alto costo.
El intercambiador de calor de tubería en tubería consta de dos tuberías de diferentes diámetros, interconectadas. Se utilizan con caudales bajos y para equipar la chimenea.
El tipo de su operación depende del tipo de dispositivo. Desde el diseño del equipo: la efectividad cuando se opera en ciertas condiciones. Por lo tanto, se debe prestar suficiente atención al estudio de las características de cada tipo de equipo.
Fabricación de intercambiadores de calor de bricolaje
Para hacerlo usted mismo, necesita tener ciertos conocimientos y habilidades. Para empezar, vale la pena determinar qué requisitos debe cumplir el equipo, la variante del dispositivo depende de esto. Es necesario calcular los materiales y realizar un dibujo del mantenimiento futuro.
Una casa de baños es un lugar donde a menudo es necesario hacer un intercambiador de calor casero. Dado que un horno convencional con un horno calienta un volumen limitado de líquido, puede requerirse un MOT retorcido por inmersión en agua. Está diseñado para calentar más agua. Una bobina se baja a un tanque con un refrigerante calentado, el agua pasa a través de ella.
Cuando es necesario mantener caliente el agua del tanque, el tanque se conecta a la caldera de calefacción utilizando dos tuberías de suministro y retorno.
Agua agua
Para hacer un intercambiador de calor agua-agua con sus propias manos, necesitará:
- Un tanque de acero inoxidable tiene una altura de 50-60 cm y un diámetro de 30-40 cm. También se puede utilizar acero ordinario, pero debe protegerse con un revestimiento de polímero duradero.
- Tapa para el tanque.
- Tubo de cobre de unos 10m. La longitud se toma del cálculo: por cada bobina de una espiral con un diámetro de 30 cm, va aproximadamente 1 m del tubo. Es mejor tomar con un pequeño margen.
- Máquina de soldadura para soldadura de acero inoxidable y cobre.
- Equipo de protección: guantes, mascarilla para soldar.
El trabajo se realiza en el siguiente orden:
- Se hace una tapa para el tanque y se proporciona su sello hermético duradero. Es imposible soldarlo, porque debe retirarse para poder limpiar el interior del contenedor. La opción de montaje más conveniente en este caso es bridada. Se puede pedir de inmediato con el tanque o se puede hacer de forma independiente. El número de agujeros se calcula en función de la ubicación del sello, generalmente 4 o 6 montajes.
- A continuación, se crea una entrada para agua fría en el fondo del tanque y una salida para calentar en su parte superior en la pared lateral. Los adaptadores roscados se sueldan en los agujeros para conectar la tubería. Debería ser posible quitar la estructura para lavarla o repararla.
- El siguiente paso será la fabricación de una espiral de cobre. Si el tubo es blando, se enrolla fácilmente con un mandril. Si está rígido, debe usar un quemador. Los accesorios están soldados a los extremos libres. Se sostienen a través de los agujeros en la tapa. Es importante controlar la estanqueidad de la soldadura, ya que Se conectarán tuberías de agua caliente a los adaptadores.
- El último paso será el montaje del intercambiador de calor. Para hacer esto, una tapa con una espiral de tubería de cobre y un sello de goma cubre el tanque. Los soportes de brida se aprietan con pernos. En este caso, es necesario asegurarse de que la espiral esté estrictamente en el medio del tanque, sin tocar las paredes. De lo contrario, la efectividad del mantenimiento disminuirá considerablemente.
La opción considerada también es adecuada para calentar agua en hogares privados. Dichos dispositivos funcionan según el principio de circulación natural: una caldera de leña o de gas calienta el agua, sube por la tubería de suministro, emite calor y desciende. A continuación el proceso es repetido.
No siempre es posible proporcionar una circulación natural constante. Por lo tanto, es mejor usar una bomba de circulación.
Aire
El dispositivo consta de una carcasa y tubos con un medio calentado instalado en él. A través de ellos, el ventilador impulsa una corriente de aire a la que se transfiere calor. Se produce un proceso de intercambio de calor. Esta opción se llama calentador.
Además, para los sistemas de ventilación y calefacción de aire, se utilizan estructuras de placas. Allí, el papel de la pared de transferencia de calor es desempeñado por el metal corrugado. Donde dos corrientes de aire, frío y cálido, se mueven perpendicularmente entre sí. Están separados por placas, de modo que en los huecos los flujos de frío y calor están dispuestos alternativamente. La eficiencia de estos dispositivos es alta, pero son difíciles de fabricar de forma independiente.
Procedimiento de instalación para mantenimiento de aire:
- Un cuerpo está hecho de una lámina de metal. El área de su parte inferior debe ser igual al tamaño del ventilador. Para una estructura centrífuga, se toma una caja con un área de 70% más que la tubería de salida.
- En las paredes de la caja en lados opuestos, se perforan agujeros para el tubo de cobre.
- En los orificios realizados, se instalan secciones de tubería preparadas de modo que sus bordes se extiendan más allá de la caja en 2 cm en ambos lados.
- Los accesorios angulados están soldados a los extremos libres de los tubos. Están conectados en forma de serpiente. Puedes hacer dos paralelos. Por lo tanto, el refrigerante se enfriará menos al soplar.
- Los adaptadores roscados se sueldan a los extremos de salida y entrada, y se les conecta un suministro de agua. Se suministra agua, verifique que las conexiones estén apretadas.
- La carcasa está montada sobre una base con un ventilador. El diseño está cerrado por una carcasa para que el flujo de aire no vaya a los lados.
Para hacer un intercambiador de calor para calentar una casa privada con sus propias manos, es necesario presentar el principio de su funcionamiento, hacer un cálculo preciso de la potencia requerida para calentar la habitación lo suficiente, especialmente en invierno. Debe usar los materiales más conductores térmicamente, el cobre será la mejor opción. Tiene una eficiencia muy superior a otros metales.Todas las acciones en la fabricación de TO deben realizarse con cuidado, evitando la entrada de objetos extraños. Si hay dudas, es mejor contactar a un maestro experimentado. Realizará la conexión de todos los elementos de manera estricta y de alta calidad.
