L’intercanviador de calor (TO) és un dispositiu que transfereix calor entre entorns amb diferents temperatures. Aquests equips s’utilitzen en sistemes industrials, de calefacció, climatització i ventilació. L'exemple més senzill és un radiador de l'habitació, s'escalfa a partir d'un fluid de transmissió de calor i proporciona calefacció a l'habitació on es troba.
Estructura de l’intercanviador de calor
L'equip està format per una placa fixa i una mòbil, cadascun amb forats per al moviment del medi. Moltes altres petites menors s’instal·len entre les plaques principals, de manera que cada segon es gira cap a les veïnes 180 graus. Les plaques secundàries estan segellades amb juntes de goma.
El segon element important de manteniment és el refrigerant. Flueix a través de canals ondulats d’acer inoxidable. Els materials freds i calents es mouen a totes les plaques, excepte la primera i l’última, simultàniament, però des de diferents costats, evitant la barreja. A un alt cabal d’aigua a la capa ondulada, sorgeix turbulència, cosa que augmenta el procés d’intercanvi de calor.
El dispositiu es connecta a la canonada mitjançant forats a les parets davantera i posterior. El refrigerant entra d’un costat, passa per tots els canals i deixa l’equip a l’altre. Les obertures d’entrada i sortida estan segellades amb una junta especial.
Les plaques de canal són un element de manteniment molt important. A l’hora d’escollir un intercanviador de calor, s’ha de tenir en compte el seu rendiment. Com més grans siguin els requisits de l’equip, més plaques hi haurà d’haver. El seu nombre és responsable de l’eficiència general del dispositiu i de la capacitat d’escalfar una habitació determinada.
Tipus de manteniment
Segons el principi de funcionament, l’equip es divideix en recuperador i regenerador. Al primer, els portadors de calor en moviment estan separats per una paret. Aquest és el tipus més comú, pot ser de diverses formes i dissenys. En el segon cas, els refrigerants freds i calents entren en contacte amb la mateixa superfície al seu torn. L’alta temperatura escalfa la paret de l’equip durant el contacte amb el medi calent i, a continuació, la temperatura es transfereix al líquid fred en entrar-hi en contacte.
Per finalitats, el manteniment es divideix en dos tipus: refrigeració: funcionen amb líquid fred o gas mentre es refreda el refrigerant calent; i els de calefacció: interactuen amb un mitjà escalfat, donant energia als corrents freds.
Per disseny, els intercanviadors de calor són de diversos tipus.
Plegable
Consisteixen en un marc, dues cambres finals, plaques separades separades per juntes resistents a la calor i perns de fixació. Aquest equip és fàcil de netejar i pot ser més eficient afegint plaques. Però els TOs plegables són sensibles a la qualitat de l’aigua. Per ampliar la seva vida útil, cal instal·lar filtres addicionals, cosa que augmenta el cost del projecte.
Lamellar
Es diferencien pel mètode d’unió de les plaques interiors:
- En TO soldat, les plaques d’acer inoxidable ondulat amb un gruix de 0,5 mm es fabriquen mitjançant estampació en fred. Entre elles s’instal·la una junta de goma especial resistent a la calor.
- Les plaques soldades es solden formant cassettes, que després es munten a l'interior de les plaques d'acer.
- En TO semi-soldats, els cassets es fixen mitjançant juntes de paronita en una estructura d’un petit nombre de mòduls soldats. Aquests mòduls estan segellats amb juntes de goma i soldats làser. Després es munten entre dues plaques mitjançant cargols.
Els intercanviadors de calor de plaques s’utilitzen en entorns amb altes pressions i temperatures extremes. Aquests dispositius requereixen un manteniment mínim, són econòmics i altament eficients. A més, l’eficiència de l’equip es pot augmentar o disminuir segons sigui necessari augmentant o disminuint el nombre de plaques d’acer.
L’únic inconvenient d’un intercanviador de calor d’acer inoxidable ondulat és la seva sensibilitat a la qualitat del refrigerant; cal instal·lar filtres addicionals.
Shell i tub
Consisteixen en un cos cilíndric, on es col·loquen feixos de tubs, reunits en gelosies. Els extrems de les canonades es fixen mitjançant flamarades, soldadura o soldadura. L’avantatge d’aquests equips és la simplicitat de la qualitat del refrigerant i la possibilitat d’utilitzar-lo en processos tècnics on hi ha mitjans agressius i alta pressió (a la indústria del petroli, el gas i la química). Els desavantatges del manteniment de la carcassa i el tub són la transferència de calor relativament baixa, les grans dimensions, l’alt cost i la dificultat de reparació.
Espiral
Consisteixen en dues làmines de metall enrotllades en espiral. Les vores interiors estan connectades per una partició i fixades amb pins. Aquests intercanviadors de calor són compactes i autonetejables. Són capaços de treballar amb suports líquids no homogenis de qualsevol qualitat. Amb un augment de la velocitat de moviment del fluid, augmenta la intensitat de la transferència de calor. Inconvenients: dificultat de fabricació i reparació, que limita la pressió del fluid de treball a 10 kgf / cm².
Doble canonada i canonada en canonada
Els primers consisteixen en canonades de diferents diàmetres. El líquid i el gas s’utilitzen com a transportador de calor. Els dispositius s’utilitzen en llocs amb pressió augmentada, tenen un alt nivell de transferència de calor. Es caracteritzen per la facilitat d’instal·lació i manteniment. L’únic inconvenient és l’elevat cost.
L’intercanviador de calor tub a tub consta de dues canonades de diferents diàmetres connectades entre si. S’utilitzen a cabals baixos i per equipar una xemeneia.
El tipus d’operació depèn del tipus de dispositiu. Des del disseny de l’equip: l’eficiència durant el funcionament en determinades condicions. Per tant, s’ha de prestar prou atenció a l’estudi de les característiques de cada tipus d’equip.
Fer un bescanviador de calor amb les teves pròpies mans
Per fer el manteniment vosaltres mateixos, heu de tenir certs coneixements i habilitats. Per començar, val la pena determinar quins requisits han de complir els equips, la versió del dispositiu en depèn. Cal calcular els materials i fer un dibuix del manteniment futur.
La casa de bany és un lloc on sovint és necessari fer un intercanviador de calor casolà. Atès que un forn convencional amb llar de foc escalfa un volum limitat de líquid, pot ser necessària una aigua submergida torçada TO. Està dissenyat per escalfar més aigua. Es baixa una bobina al dipòsit amb un refrigerant escalfat, l’aigua hi passa.
Quan cal mantenir l'aigua del dipòsit calenta, el dipòsit es connecta a la caldera de calefacció mitjançant dos conductes de subministrament i retorn.
Aigua-aigua
Per fer un bescanviador de calor aigua-aigua amb les vostres mans necessitareu:
- Un recipient d'acer inoxidable amb una alçada de 50-60 cm i un diàmetre de 30-40 cm També es pot utilitzar acer normal, però s'ha de protegir amb un recobriment de polímer durador.
- Tapa del dipòsit.
- Tub de coure d’uns 10m.La longitud es pren del càlcul: per cada volta de l’espiral amb un diàmetre de 30 cm, va aproximadament 1 m del tub. Millor prendre amb un marge petit.
- Soldadora per soldadura d'acer inoxidable i coure.
- Equip de protecció: guants, màscara de soldadura.
El treball es realitza en el següent ordre:
- Es fa una tapa per al dipòsit i es garanteix la seva ferma subjecció segellada. No es pot soldar, perquè s'ha de retirar per permetre la neteja de l'interior del contenidor. L'opció de muntatge més convenient en aquest cas és de brida. Es pot demanar immediatament junt amb el dipòsit, o bé el podeu fabricar vosaltres mateixos. El nombre de forats es calcula tenint en compte la ubicació del segell, normalment 4 o 6 fixacions.
- A continuació, es crea una entrada per a aigua freda a la part inferior del contenidor i una sortida per a aigua escalfada a la part superior de la paret lateral. Els adaptadors roscats es solden als forats per connectar la canonada. Hauria de ser possible eliminar l’estructura per rentar-la o reparar-la.
- El següent pas és fer una bobina de coure. Si el tub és tou, es pot enrotllar fàcilment amb un mandril. Si és dur, heu d’utilitzar un cremador. Els accessoris es solden als extrems lliures. Es passen pels forats de la tapa. És important controlar l'estanquitat de la soldadura, ja que les canonades d’aigua calenta es connectaran als adaptadors.
- L’etapa final serà el muntatge de l’intercanviador de calor. Per a això, una tapa amb una espiral de canonada de coure i un segellat de goma cobreixen el tanc. Els muntatges de brides s’estrenyen amb cargols. En aquest cas, cal assegurar-se que l’espiral estigui estrictament al centre del contenidor, sense tocar les parets. En cas contrari, l’eficàcia del manteniment disminuirà considerablement.
L'opció considerada també és adequada per escalfar aigua en cases particulars. Aquests dispositius funcionen segons el principi de la circulació natural: una caldera de llenya o gas escalfa aigua, puja per la canonada d’alimentació, desprèn calor i torna a baixar. Després es repeteix el procés.
No sempre és possible garantir una circulació natural constant. Per tant, és millor utilitzar una bomba de circulació.
Aire
El dispositiu consta d’una carcassa i tubs amb un mitjà escalfat instal·lat. A través d’ells, el ventilador condueix un flux d’aire al qual es transmet la calor. Es produeix un procés d’intercanvi de calor. Aquesta opció s’anomena escalfador.
A més, les estructures de plaques s’utilitzen per a sistemes de ventilació i escalfament d’aire. Allà, el metall ondulat té el paper de paret de transmissió de calor. On dos corrents d’aire, fred i càlid, es mouen perpendicularment entre si. Estan separats per plaques de manera que els corrents freds i càlids es localitzen alternativament als buits. L’eficiència d’aquests dispositius és elevada, però és difícil de fabricar pel vostre compte.
Procediment d'instal·lació de manteniment d'aire:
- El cos està format per una làmina de metall. L’àrea del fons ha de ser igual a la mida del ventilador. Per a un disseny centrífug, es pren una caixa amb una superfície del 70% més gran que la canonada de sortida.
- Els forats per a un tub de coure es perforen a les parets de la caixa als costats oposats.
- Les seccions de canonades preparades s’instal·len als forats fets de manera que les seves vores s’estenguin més enllà de la caixa 2 cm pels dos costats.
- Els accessoris d’angle es solden als extrems lliures dels tubs. Estan connectats en forma de serp. Podeu fer-ne dos de paral·lels. Així, el refrigerant es refredarà menys quan bufi.
- Els adaptadors roscats es solden als extrems de sortida i entrada, i el subministrament d’aigua hi està connectat. Es subministra aigua, comproveu que les connexions estan estretes.
- La caixa està muntada sobre una base amb ventilador. L'estructura es tanca amb una carcassa perquè el flux d'aire no vagi cap als laterals.
Per fer un bescanviador de calor per escalfar una casa privada amb les vostres pròpies mans, cal entendre el principi del seu funcionament, fer un càlcul precís de la potència necessària per a una calefacció suficient de l’habitació, especialment a l’hivern.Cal utilitzar els materials més conductors de calor, el coure és la millor opció. Té una eficiència molt superior a la dels altres metalls. Totes les accions durant la fabricació de TO s’han de realitzar amb cura, evitant l’entrada d’objectes estranys a l’interior. Si hi ha dubtes sobre si mateix, és millor recórrer a un mestre experimentat. Realitzarà la connexió de tots els elements de manera eficient i estreta.
