на главную
карта сайта
 
   

Поиск по яндексу

Статьи

17 февраля 2016

Процесс теплообмена: виды теплообменников

Отопление как физико-химический процесс происходит поэтапно:

  1. Сгорание топлива.
  2. Нагрев теплоносителя с использование теплообменника.
  3. Передача тепла поверхности радиатора.
  4. Собственно обогрев помещения в результате теплоотдачи от батареи в окружающую среду.

Система отопления состоит из реактора (топки печи) и теплообменника. В реакторе происходит сгорание топлива с выделением большого количества тепловой энергии – протекает экзотермическая реакция. Теплообменник служит для передачи тепла во внешнюю среду с сопутствующим охлаждением топки. Перенос тепла осуществляется теплоносителем: маслом, антифризом, но чаще всего используется вода или воздух.

Типы теплообменных элементов

Воздушные обогреватели

Воздух обладает малой плотностью и низким коэффициентом теплопроводности. Для повышения эффективности системы необходимо усовершенствовать конструкцию одним из следующих способов:

  1. Наварить на топку каналы (стальные трубы). Их можно расположить вертикально или горизонтально. При вертикальной установке проходимость воздуха увеличится, и теплообмен будет происходить интенсивнее.
  2. Обернуть топку несколькими витками стальной трубы. Этот метод более эффективный, но и требует больших трудозатрат.
  3. Установить дополнительный корпус из стального листа толщиной 10 см. Внутри него установить переборки из стали меньшей толщины. На входе и выходе теплообменника просверлить отверстия размером, соответствующим диаметру воздуховода. В такой конструкции обогревателя теплообмен происходит между поверхностью стенок топки и корпуса.

Для увеличения интенсивности теплообмена необходима дополнительная стимуляция движения воздуха. Именуют этот процесс инжектированием.

Осуществить его можно:

  1. Встроенным в воздуховод насосом.
  2. Направив вентилятором поток воздуха на источник тепла.

Воздушные теплообменники: печи на твердом топливе, буржуйки – просты в изготовлении и монтаже. Интенсивность обогревания снижается по мере удаления от месторасположения печи.

Жидкостные обогреватели

Жидкость обладает более высоким по сравнению с воздухом коэффициентом теплопроводности. Жидкая среда способна переносить тепло на большие расстояния.

Основное требование к системе водяного или масляного отопления – абсолютная герметичность. Она отличается большим весом. Эффективность системы увеличивается прямо пропорционально диаметру труб, если вода идет самотеком. Повысить производительность отопительной системы с трубами диаметром менее 7,5 см можно, установив водяной насос, т. е. применить инжектирование.

Жидкостные теплообменники подразделяют на емкостные и магистральные.

Емкостной теплообменник представляет собой бак для воды. Топка располагается внутри бака, или наоборот – бак помещают в реактор. Емкость оборудуют каналами для подачи и отвода воды. Необходимость в установке инжектора также определяется диаметром труб.

Вариантом емкостного обогревателя является трубный котел. Его конструкция предусматривает установку бака для воды непосредственно на печь. Бак имеет сквозной канал, выполняющий функцию дымохода. Циркуляция жидкости производится насосом.

Вместо бака можно использовать трубу. Она устанавливается под наклоном к печи. Тогда движение воды происходит под воздействием гравитации.

Магистральный теплообменник более известен в быту как змеевик. Это длинная труба, окольцовывающая реактор или теплообменный бак с водой. Вода циркулирует по трубе, постоянно нагреваясь, что позволяет ей достигать высокой значений температуры: порядка 120 С.

Такой агрегат требует обязательной термоизоляции. Это позволяет сохранить достигнутый уровень нагрева для создания эффекта парового отопления.

Комбинированные обогреватели

Симбиоз воздушного и жидкостного теплообменника воплощен в обогревателе комбинированного типа. Он состоит из водяного контура, помещенного в реактор. Требует установки на фундамент и облицовки шамотным кирпичом.

Эта система отопления довольно эффективна, но срок окупаемости в значительной мере зависит от наличия необходимых материалов и возможности транспортировки такого габаритного теплообменника.

Внешний вид обогревателя, разработка его дизайна могут совершенствоваться для оригинального оформления интерьера.



перейти в раздел Статьи
 
 
 
Карта сайта
разработка - веб-студия Юнона
© Спецнефтехиммаш 2008