Fabrication d'échangeurs de chaleur DIY

Un échangeur de chaleur (TO) est un appareil qui transfère de la chaleur entre des milieux à différentes températures. Ces équipements sont utilisés dans l'industrie, le chauffage, la climatisation et les systèmes de ventilation. L'exemple le plus simple est un radiateur d'ambiance, chauffé par un fluide caloporteur et chauffant la pièce dans laquelle il se trouve.

Structure d'échangeur de chaleur

L'équipement se compose de plaques fixes et mobiles; chacune a des ouvertures pour le mouvement du support. Entre les plaques principales, de nombreuses autres petites secondaires sont installées, de sorte que chaque seconde d'entre elles soit tournée de 180 degrés vers les voisines. Les plaques mineures sont scellées avec des joints en caoutchouc.

Le deuxième élément important de l'entretien est le liquide de refroidissement. Il s'écoule à travers les canaux ondulés en acier inoxydable. Les fluides froids et chauds se déplacent le long de toutes les plaques, sauf la première et la dernière, simultanément, mais de différents côtés, empêchant le mélange. À un débit d'eau élevé dans la couche ondulée, des turbulences se produisent, ce qui augmente le processus de transfert de chaleur.

L'appareil est connecté au pipeline à l'aide des trous sur les parois avant et arrière. Le liquide de refroidissement entre d'une part, passe par tous les canaux et quitte l'équipement de l'autre. Les ouvertures d'entrée et de sortie sont scellées avec un joint spécial.

Les canaux formant plaques sont un élément de maintenance très important. Lors du choix d'un échangeur de chaleur, ses performances doivent être prises en compte. Plus les exigences en matière d'équipement sont élevées, plus il doit y avoir de plaques. Leur nombre est responsable de l'efficacité globale de l'appareil et de la capacité de chauffer une certaine pièce.

Types de maintenance

Selon le principe de fonctionnement, l'équipement est divisé en régénératif et régénératif. Dans le premier, les caloporteurs mobiles sont séparés par une paroi. C'est le type le plus courant, il peut être de différentes formes et conceptions. Dans le second cas, les liquides de refroidissement chauds et froids sont à leur tour mis en contact avec la même surface. La température élevée chauffe la paroi de l'équipement lors du contact avec un milieu chaud, puis la température est transférée au liquide froid en contact avec lui.

Selon leur destination, les TO sont divisés en deux types: refroidissement - ils fonctionnent avec un liquide ou un gaz froid, tout en refroidissant le liquide de refroidissement chaud; et chauffage - interagir avec un milieu chauffé, donnant de l'énergie aux flux froids.

De par leur conception, les échangeurs de chaleur se présentent sous plusieurs formes.

Pliant

Composé d'un cadre, de deux chambres d'extrémité, de plaques séparées séparées par des joints résistants à la chaleur et des boulons de montage. Un tel équipement se caractérise par sa facilité de nettoyage et la possibilité d'augmenter son efficacité en ajoutant des plaques. Mais les TO pliables sont sensibles à la qualité de l'eau. Pour prolonger leur durée de vie, l'installation de filtres supplémentaires est nécessaire, ce qui augmente le coût du projet.

Lamellaire

Différent dans la méthode de connexion des plaques intérieures:

• Dans les TO brasés, des plaques ondulées en acier inoxydable de 0,5 mm d'épaisseur sont formées à froid. Un joint en caoutchouc spécial résistant à la chaleur est installé entre eux.
• Les plaques soudées sont soudées et forment des cassettes, qui sont ensuite assemblées à l'intérieur des plaques d'acier.
• Dans les cartouches TO semi-soudées, elles sont fixées au moyen de joints en paronite dans une structure d'un petit nombre de modules soudés. Ces modules sont scellés avec des joints en caoutchouc et soudés au laser.Ensuite, ils sont assemblés entre deux plaques à l'aide de boulons.

Les échangeurs de chaleur à plaques sont utilisés à haute pression et à des températures extrêmes. De tels dispositifs nécessitent un minimum d'entretien, sont économiques et très efficaces. De plus, si nécessaire, vous pouvez augmenter ou diminuer l'efficacité de l'équipement en augmentant ou en diminuant le nombre de plaques d'acier.

Le seul inconvénient d'un échangeur de chaleur en acier inoxydable ondulé est sa sensibilité à la qualité du liquide de refroidissement, l'installation de filtres supplémentaires est nécessaire.

Coquille et tube

Ils se composent d'un corps cylindrique où sont placés des faisceaux de tubes assemblés en treillis. Les extrémités des tuyaux sont fixées par évasement, soudage ou brasage. L'avantage d'un tel équipement est la qualité peu exigeante du liquide de refroidissement et la possibilité d'utilisation dans des processus techniques où des fluides agressifs et des pressions élevées sont présents (dans les industries pétrolière, gazière et chimique). Les inconvénients de l'entretien de la coque et du tube sont un transfert de chaleur relativement faible, de grandes dimensions, un coût élevé et une difficulté de réparation.

Spirale

Composé de deux feuilles de métal, enroulées en spirale. Les bords intérieurs sont reliés par une cloison et fixés avec des broches. De tels échangeurs de chaleur sont compacts et ont l'effet d'auto-nettoyage. Ils sont capables de travailler avec des milieux hétérogènes liquides de toute qualité. Avec l'augmentation de la vitesse du fluide, le taux de transfert de chaleur augmente. Inconvénients: difficulté de fabrication et de réparation, limitant la pression du fluide de travail à 10 kgf / cm².

Double tuyau et tuyau dans le tuyau

Le premier est constitué de tuyaux de différents diamètres. Comme liquide de refroidissement, du liquide et du gaz sont utilisés. Les appareils sont utilisés dans des endroits à haute pression, ont un niveau élevé de transfert de chaleur. Différent dans la simplicité d'installation et de service. Le seul inconvénient est le coût élevé.

L'échangeur de chaleur pipe-in-pipe se compose de deux tuyaux de diamètres différents, interconnectés. Ils sont utilisés à faible débit et pour équiper la cheminée.

Le type de son fonctionnement dépend du type d'appareil. De la conception de l'équipement - l'efficacité lors du fonctionnement dans certaines conditions. Par conséquent, une attention suffisante devrait être accordée à l'étude des caractéristiques de chaque type d'équipement.

Fabrication d'échangeurs de chaleur DIY

Pour le faire vous-même, vous devez posséder certaines connaissances et compétences. Pour commencer, il convient de déterminer les exigences que l'équipement doit remplir, la variante de l'appareil en dépend. Il est nécessaire de calculer les matériaux et de réaliser un dessin de la future maintenance.

Un bain est un endroit où il est souvent nécessaire de faire un échangeur de chaleur fait maison. Puisqu'un four conventionnel avec un four chauffe un volume limité de liquide, un MOT torsadé par immersion dans l'eau peut être nécessaire. Il est conçu pour chauffer plus d'eau. Une bobine est abaissée dans le réservoir avec le liquide de refroidissement chauffé, l'eau y passe.

Lorsqu'il est nécessaire de garder l'eau du réservoir chaude, le réservoir est raccordé à la chaudière de chauffage à l'aide de deux tuyaux d'alimentation et de retour.

L'eau l'eau

Pour fabriquer un échangeur de chaleur eau-eau de vos propres mains, vous aurez besoin de:

• Un réservoir en acier inoxydable a une hauteur de 50 à 60 cm et un diamètre de 30 à 40 cm. L'acier ordinaire peut également être utilisé, mais il doit être protégé par un revêtement polymère durable.
• Bouchon pour le réservoir.
• Tuyau en cuivre d'environ 10m. La longueur est tirée du calcul: pour chaque bobine d'une spirale d'un diamètre de 30 cm, environ 1 m de tube passe. Il vaut mieux prendre avec une petite marge.
• Machine de soudage pour brasage inox et cuivre.
• Equipement de protection: gants, masque de soudage.

Le travail est effectué dans l'ordre suivant:

1. Un couvercle pour le réservoir est fabriqué et son joint étanche durable est fourni. Vous ne pouvez pas le souder, car il doit être retiré pour pouvoir nettoyer l'intérieur du récipient. L'option de montage la plus pratique dans ce cas est à bride. Il peut être commandé immédiatement avec le réservoir ou fabriqué indépendamment. Le nombre de trous est calculé en fonction de l'emplacement du joint, généralement 4 ou 6 supports.
2. Ensuite, une entrée pour l'eau froide est créée au fond du réservoir et une sortie pour chauffée dans sa partie supérieure dans la paroi latérale. Des adaptateurs filetés sont soudés dans les trous pour connecter le pipeline. Il devrait être possible de retirer la structure pour la laver ou la réparer.
3. La prochaine étape sera la fabrication d'une spirale en cuivre. Si le tube est mou, il est facilement enroulé avec un mandrin. S'il est rigide, vous devez utiliser un brûleur. Les raccords sont soudés sur les extrémités libres. Ils sont maintenus à travers les trous sur le couvercle. Il est important de surveiller l'étanchéité de la soudure, car la tuyauterie d'eau chaude sera connectée aux adaptateurs.
4. La dernière étape sera l'assemblage de l'échangeur de chaleur. Pour ce faire, un couvercle avec une spirale de tuyau en cuivre et un joint en caoutchouc recouvre le réservoir. Les supports de bride sont serrés avec des boulons. Dans ce cas, il faut s'assurer que la spirale est strictement au milieu du réservoir, sans toucher les parois. Sinon, l'efficacité de la maintenance diminuera considérablement.

L'option envisagée convient également au chauffage de l'eau dans les maisons privées. De tels appareils fonctionnent selon le principe de la circulation naturelle: une chaudière à bois ou à gaz chauffe l'eau, monte le tuyau d'alimentation, dégage de la chaleur et redescend. Le processus est ensuite répété.

Il n'est pas toujours possible d'assurer une circulation naturelle constante. Par conséquent, il est préférable d'utiliser une pompe de circulation.

Air

L'appareil se compose d'un boîtier et de tubes avec un milieu chauffé installé à l'intérieur. Grâce à eux, le ventilateur entraîne un flux d'air vers lequel la chaleur est transférée. Un processus d'échange de chaleur se produit. Cette option est appelée chauffage.

En outre, pour les systèmes de ventilation et de chauffage de l'air, des structures en plaques sont utilisées. Là, le rôle du mur de transfert de chaleur est joué par le métal ondulé. Où deux courants d'air, froid et chaud, se déplacent perpendiculairement l'un à l'autre. Ils sont séparés par des plaques afin que dans les interstices les flux chauds et froids soient disposés en alternance. L'efficacité de ces appareils est élevée, mais ils sont difficiles à fabriquer de façon indépendante.

Procédure d'installation pour la maintenance de l'air:

1. Un corps est fait d'une feuille de métal. La zone de sa partie inférieure doit être égale à la taille du ventilateur. Pour une structure centrifuge, une boîte d'une superficie de 70% de plus que le tuyau de sortie est prise.
2. Dans les parois de la boîte sur les côtés opposés, des trous sont percés pour le tube de cuivre.
3. Dans les trous réalisés, des sections de tuyaux préparées sont installées de sorte que leurs bords dépassent de la boîte de 2 cm des deux côtés.
4. Les raccords coudés sont soudés aux extrémités libres des tubes. Ils sont connectés sous la forme d'un serpent. Vous pouvez faire deux parallèles. Ainsi, le liquide de refroidissement refroidira moins lors du soufflage.
5. Les adaptateurs filetés sont soudés aux extrémités de sortie et d'entrée, et un tuyau d'eau y est connecté. L'eau est fournie, vérifiez que les connexions sont bien serrées.
6. Le boîtier est monté sur une base avec un ventilateur. La conception est fermée par un boîtier afin que le flux d'air ne passe pas sur les côtés.

Pour fabriquer un échangeur de chaleur pour chauffer une maison privée de vos propres mains, il est nécessaire de présenter le principe de son fonctionnement, de faire un calcul précis de la puissance requise pour un chauffage suffisant de la pièce, surtout en hiver. Vous devez utiliser les matériaux les plus thermiquement conducteurs, le cuivre sera la meilleure option. Il a une efficacité dépassant de loin les autres métaux.Toutes les actions de fabrication de TO doivent être effectuées avec soin, en évitant la pénétration de corps étrangers. En cas de doute, il est préférable de contacter un maître expérimenté. Il effectuera la connexion de tous les éléments de manière serrée et de haute qualité.