Fabricação de trocador de calor DIY

Um trocador de calor (TO) é um dispositivo que transfere calor entre mídias com diferentes temperaturas. Esse equipamento é utilizado na indústria, sistemas de aquecimento, ar condicionado e ventilação. O exemplo mais simples é um radiador de ambiente, é aquecido por um fluido de transferência de calor e fornece aquecimento para o ambiente em que está localizado.

Estrutura do trocador de calor

O equipamento consiste em placas fixas e móveis, cada uma com aberturas para o movimento do meio. Entre as placas principais, muitas outras secundárias menores são instaladas, de modo que cada segundo delas é virado para as vizinhas em 180 graus. Placas menores são seladas com juntas de borracha.

O segundo elemento importante da manutenção é o líquido de refrigeração. Flui através dos canais de aço inoxidável corrugados. As mídias fria e quente se movem ao longo de todas as placas, exceto a primeira e a última, simultaneamente, mas de lados diferentes, impedindo a mistura. Em uma alta vazão de água na camada ondulada, ocorre turbulência, o que aumenta o processo de transferência de calor.

O dispositivo está conectado à tubulação usando os orifícios nas paredes frontal e traseira. O líquido de refrigeração entra por um lado, passa por todos os canais e deixa o equipamento por outro. As aberturas de entrada e saída são seladas com uma junta especial.

As placas de formação de canais são um elemento muito importante de manutenção. Ao escolher um trocador de calor, seu desempenho deve ser levado em consideração. Quanto mais altos os requisitos para o equipamento, mais placas devem estar nele. Seu número é responsável pela eficiência geral do dispositivo e pela capacidade de aquecer uma determinada sala.

Tipos de manutenção

De acordo com o princípio de operação, o equipamento é dividido em regenerativo e regenerativo. No primeiro, os portadores de calor em movimento são separados por uma parede. Esse é o tipo mais comum, pode ser de várias formas e desenhos. No segundo caso, os refrigerantes quentes e frios são, por sua vez, contatados com a mesma superfície. A alta temperatura aquece a parede do equipamento durante o contato com um meio quente, depois a temperatura é transferida para o líquido frio em contato com ele.

De acordo com a finalidade pretendida, os TO são divididos em dois tipos: resfriamento - trabalhe com um líquido ou gás frio, enquanto resfria o líquido de arrefecimento quente; e aquecimento - interaja com um meio aquecido, dando energia aos fluxos frios.

Por design, os trocadores de calor são apresentados de várias formas.

Dobrável

Eles consistem em uma estrutura, duas câmaras de extremidade, placas separadas, separadas por juntas resistentes ao calor e parafusos de fixação. Esse equipamento é caracterizado pela facilidade de limpeza e pela possibilidade de aumentar a eficiência com a adição de placas. Mas os TOs dobráveis ​​são sensíveis à qualidade da água. Para prolongar sua vida útil, é necessária a instalação de filtros adicionais, o que aumenta o custo do projeto.

Lamelar

Diferir no método de conexão das placas internas:

• Nos TOs brasados, as chapas corrugadas de aço inoxidável com 0,5 mm de espessura são formadas a frio. Uma junta de borracha especial resistente ao calor é instalada entre eles.
• As placas soldadas são soldadas e formam cassetes, que são então montadas dentro das placas de aço.
• Em cartuchos TO semi-soldados, são presos por meio de juntas de paronita em uma estrutura de um pequeno número de módulos soldados. Estes módulos são selados com juntas de borracha e soldados a laser.Em seguida, eles são montados entre duas placas usando parafusos.

Os trocadores de calor de placas são usados ​​em alta pressão e temperaturas extremas. Tais dispositivos requerem manutenção mínima, são econômicos e altamente eficientes. Além disso, se necessário, você pode aumentar ou diminuir a eficiência do equipamento aumentando ou diminuindo o número de chapas de aço.

A única desvantagem de um trocador de calor de aço inoxidável corrugado é a sua sensibilidade à qualidade do líquido de arrefecimento; a instalação de filtros adicionais é necessária.

Carcaça e tubos

Eles consistem em um corpo cilíndrico onde são colocados feixes de tubos montados em treliças. As extremidades dos tubos são fixadas por queima, soldagem ou solda. A vantagem de tais equipamentos é a qualidade pouco exigente do líquido de refrigeração e a possibilidade de uso em processos técnicos nos quais estão presentes meios agressivos e alta pressão (nas indústrias de petróleo, gás e produtos químicos). As desvantagens da manutenção de casco e tubo são: transferência de calor relativamente baixa, grandes dimensões, alto custo e dificuldade de reparo.

Espiral

Consistem em duas folhas de metal, enroladas em espiral. As bordas internas são conectadas por uma partição e presas com pinos. Esses trocadores de calor são compactos e têm o efeito de auto-limpeza. Eles são capazes de trabalhar com meios heterogêneos líquidos de qualquer qualidade. Com o aumento da velocidade do fluido, a taxa de transferência de calor aumenta. Desvantagens: dificuldade na fabricação e reparo, limitando a pressão do fluido de trabalho a 10 kgf / cm².

Tubo duplo e tubo em tubo

O primeiro consiste em tubos de diferentes diâmetros. Como refrigerante, líquido e gás são usados. Os dispositivos são utilizados em locais com alta pressão, com alto nível de transferência de calor. Diferem na simplicidade da instalação e serviço. A única desvantagem é o alto custo.

O trocador de calor pipe-in-pipe consiste em dois tubos de diâmetros diferentes, interconectados. Eles são usados ​​em vazões baixas e para equipar a chaminé.

O tipo de operação depende do tipo de dispositivo. Desde o design do equipamento - a eficácia ao operar em determinadas condições. Portanto, atenção suficiente deve ser dada ao estudo das características de cada tipo de equipamento.

Fabricação de trocador de calor DIY

Para fazer isso sozinho, você precisa ter certos conhecimentos e habilidades. Para começar, vale a pena determinar quais requisitos o equipamento deve atender, a variante do dispositivo depende disso. É necessário calcular materiais e realizar um desenho da manutenção futura.

Uma casa de banho é um local em que muitas vezes é necessário fazer um trocador de calor caseiro. Como um forno convencional com forno aquece um volume limitado de líquido, pode ser necessário um MOT trançado por imersão em água. Ele é projetado para aquecer mais água. Uma bobina é baixada para um tanque com um líquido de arrefecimento aquecido, a água passa por ele.

Quando é necessário manter a água no tanque quente, o tanque é conectado à caldeira de aquecimento usando dois tubos de alimentação e retorno.

Água Água

Para fazer um trocador de calor água-água com suas próprias mãos, você precisará de:

• Um tanque de aço inoxidável mede 50 a 60 cm de altura e 30 a 40 cm de diâmetro, podendo também ser utilizado aço comum, mas deve ser protegido por um revestimento de polímero durável.
• Tampa para o tanque.
• Tubo de cobre de cerca de 10m. O comprimento é obtido a partir do cálculo: para cada bobina de uma espiral com um diâmetro de 30 cm, cerca de 1 m do tubo passa. É melhor tirar com uma pequena margem.
• Máquina de solda para brasagem de aço inoxidável e cobre.
• Equipamento de proteção: luvas, máscara para soldagem.

O trabalho é realizado na seguinte ordem:

1. É feita uma tampa para o tanque e sua vedação firme e durável é fornecida. É impossível soldar, porque deve ser removido para poder limpar o interior do recipiente. A opção de montagem mais conveniente nesse caso é flangeada. Pode ser solicitado imediatamente com o tanque ou fabricado de forma independente. O número de furos é calculado com base na localização do selo, geralmente 4 ou 6 montagens.
2. Em seguida, é criada uma entrada para água fria no fundo do tanque e uma saída para aquecimento na sua parte superior na parede lateral. Os adaptadores rosqueados são soldados nos orifícios para conectar a tubulação. Deve ser possível remover a estrutura para lavar ou reparar.
3. O próximo passo será a fabricação de uma espiral de cobre. Se o tubo é macio, é facilmente enrolado com um mandril. Se estiver duro, você deve usar um queimador. Os acessórios são soldados nas extremidades livres. Eles são mantidos através dos orifícios na tampa. É importante monitorar a tensão da solda, pois a tubulação de água quente será conectada aos adaptadores.
4. A etapa final será a montagem do trocador de calor. Para fazer isso, uma tampa com uma espiral de tubo de cobre e um selo de borracha cobre o tanque. Os suportes de flange são apertados com parafusos. Nesse caso, é necessário garantir que a espiral esteja estritamente no meio do tanque, sem tocar nas paredes. Caso contrário, a eficácia da manutenção diminuirá bastante.

A opção considerada também é adequada para aquecer a água em residências particulares. Tais dispositivos operam segundo o princípio da circulação natural: uma caldeira a madeira ou a gás aquece a água, sobe no cano de suprimento, emite calor e desce. O processo é então repetido.

Nem sempre é possível fornecer uma circulação natural constante. Portanto, é melhor usar uma bomba de circulação.

Ar

O dispositivo consiste em uma caixa e tubos com um meio aquecido instalado. Através deles, o ventilador dirige um fluxo de ar para o qual o calor é transferido. Um processo de troca de calor ocorre. Esta opção é chamada de aquecedor.

Além disso, para sistemas de ventilação e aquecimento de ar, são utilizadas estruturas de placas. Lá, o papel da parede de transferência de calor é desempenhado por metal corrugado. Onde duas correntes de ar, frias e quentes, se movem perpendicularmente uma à outra. Eles são separados por placas, de modo que, nas lacunas, os fluxos quente e frio sejam organizados alternadamente. A eficiência desses dispositivos é alta, mas eles são difíceis para a fabricação independente.

Procedimento de instalação para manutenção do ar:

1. Um corpo é feito de uma folha de metal. A área da parte inferior deve ser igual ao tamanho do ventilador. Para uma estrutura centrífuga, é retirada uma caixa com uma área de 70% a mais do que o tubo de saída.
2. Nas paredes da caixa em lados opostos, são feitos furos para o tubo de cobre.
3. Nos furos feitos, as seções de tubo preparadas são instaladas de modo que suas bordas se estendam além da caixa em 2 cm nos dois lados.
4. As conexões angulares são soldadas nas extremidades livres dos tubos. Eles estão conectados na forma de uma cobra. Você pode fazer dois paralelos. Portanto, o líquido de arrefecimento esfriará menos ao soprar.
5. Os adaptadores rosqueados são soldados nas extremidades de saída e de entrada e um suprimento de água é conectado a eles. A água é fornecida, verifique se as conexões estão firmes.
6. A caixa é montada em uma base com um ventilador. O design é fechado por uma caixa para que o fluxo de ar não vá para os lados.

Para fazer um trocador de calor para aquecer uma casa particular com suas próprias mãos, é necessário apresentar o princípio de operação, fazer um cálculo preciso da energia necessária para o aquecimento suficiente da sala, especialmente no inverno. Você precisa usar os materiais mais termicamente condutivos, o cobre será a melhor opção. Tem uma eficiência que excede em muito outros metais.Todas as ações na fabricação de OT devem ser realizadas com cuidado, evitando a entrada de objetos estranhos. Se houver dúvida, é melhor entrar em contato com um mestre experiente. Ele executará a conexão de todos os elementos de maneira rigorosa e de alta qualidade.