مبادل حراري لمدخنة الهواء
المحتوى
أجهزة التدفئة التي تولد الحرارة بسبب احتراق الوقود غير قادرة على العمل بشكل طبيعي دون وجود نظام عادم الدخان أو ببساطة مدخنة. من خلال المدخنة ، يتم تفريغ منتجات الاحتراق السامة في الغلاف الجوي ، مما يشكل خطراً على صحة الإنسان وعلى الحياة. ومع ذلك ، تم نقل كمية كبيرة إلى حد ما من الحرارة المفيدة ، التي يمكن أن تعمل لتسخين المباني ، في المدخنة مع غازات العادم. من أجل منع تسرب الحرارة الثمينة إلى المدخنة ، يمكن تثبيت مبادل حراري خاص يزيد بشكل كبير من كفاءة جهاز توليد الحرارة.
مبدأ التشغيل والتصميم ↑
حاليًا ، هناك خيارات مختلفة للمبادلات الحرارية للمدخنة ، والتي يتشابه مبدأ تصميمها وتشغيلها بشكل عام. يتكون المبادل الحراري من جسم مجوف مع فوهات مدخل ومخرج. شنت في غلاف «الفرامل» آلية مصممة لغازات العادم. عادة ، هذا هو نظام الصمامات المثبتة على المحاور مع القواطع. يمكن أن تخمد المخمدات ، لتخلق مدخنة متعرجة بأطوال مختلفة. يجعل تعديل الصمامات من الممكن تحديد النسبة الأكثر فعالية لنقل الحرارة والتدفئة في المدخنة ، مع عدم انتهاك معايير السلامة أثناء التشغيل. هناك نماذج أبسط للمبادلات الحرارية ، بدون نظام صمام قابل للتعديل.
ما هي المواد التي تستحق الاستخدام ↑
من الأفضل استخدام المبادل الحراري للمدخنة من الفولاذ المقاوم للصدأ الغذائي. حتى في درجات الحرارة المرتفعة ، لا تتغير المعلمات الفيزيائية لهذا المعدن ، لأن اللحامات تخرج بقوة ، والنيكل ، عندما يتفاعل مع الأكسجين ، يخلق طبقة واقية مقاومة للأحماض والأملاح..
إذا تحدثنا عن استخدام الزنك ، فعند تسخينه إلى 200 درجة مئوية ، يبدأ في التبخر ، وعند 500 درجة مئوية ، يصل تركيز البخار في الهواء إلى مستوى خطير للغاية للبشر. ولكن إذا قمت بتثبيت الجلفنة على الجهاز ، إلا أنه لا يسخن فوق 200 درجة مئوية ، فلا داعي للقلق. ويمكنك استخدام المواد المجلفنة ، لأنها تعزز خلط الهواء المتدفق حول الجهاز. وعلى الرغم من أن هذا المبادل الحراري غير متوفر للتدفئة المستمرة للغرفة ، ولكن من أجل التسخين السريع ، على سبيل المثال ، حمام أو علية ، يعد هذا خيارًا مناسبًا.
التثبيت الذاتي للمبادل الحراري سهل للغاية وبسيط. يمكن أيضًا تركيب هذا الجهاز على موقد عادي ثم مواجهه بالطوب ، مثل الموقد نفسه. يمكن أيضًا وضع الطوب على الحافة – لن يعاني استقرار الهيكل من هذا.
التعيين والميزات ↑
تم تصميم المبادل الحراري لجمع الحرارة من الهواء الساخن المتداول في المدخنة. يعتمد تصميم الجهاز على قطر وشكل المدخنة ، والمواد التي تم استخدامها لإنشاء المبادل الحراري ، وقوة جهاز توليد الحرارة وناقل الحرارة.
يتم تصنيف المبادلات الحرارية ، حسب المبرد ، إلى سائل وهواء. تعتبر الأجهزة من النوع الأسهل في التصنيع ، إلا أنها لا تتمتع بأكبر قدر من الكفاءة. تتطلب هذه الأجهزة مادة وأداء أفضل ، ولكنها أكثر فعالية من الأجهزة التي تحتوي على مبرد هواء.
مبادل حراري سائل ↑
المبادل الحراري القياسي المستخدم مع المبرد السائل هو ملف معدني ذو معامل عالي من الموصلية الحرارية يتناقض مباشرة مع السطح الداخلي للمدخنة. من أجل أفضل نقل الحرارة والأمان ، يتم وضع الملف في علبة معدنية ومعزول جيدًا من الداخل بعزل غير قابل للاشتعال ، عادة مع صوف البازلت.
يتم تركيب الهيكل بأكمله على قسم المدخنة. من خلال جسم المبادل الحراري ، تتم إزالة نهايات الملف وتوصيله بنظام التدفئة ، في النقطة العليا التي يتم وضع خزان التمدد فيها. لتصنيع لفائف ، فإن الأنبوب النحاسي الملدن هو الأنسب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا المبادل الحراري بسبب المعامل العالي للموصلية الحرارية سيكون له أبعاد أصغر بـ 7 مرات من جهاز مصنوع من الفولاذ.
يسخن السائل ، وينتشر ، يرتفع على طول الملف ، وبعد ذلك يتدفق بالجاذبية في مشعاع التسخين. إذا وصل إلى المبرد ، فإن السائل الساخن يزيح المبرد ، الذي يسخن مرة أخرى في الملف. وبالتالي ، فإن الدورة الطبيعية للمياه من خلال النظام. لإنشاء دوران سائل التبريد عبر النظام ، من الضروري حساب طول وقطر الملف بدقة ، لتحمل التغذية وإرجاع زوايا الميل ، وأكثر من ذلك بكثير. لا يمكن التقليل من أهمية هذه الحسابات ، لأن الجهاز غير العامل ليس ببساطة مخيفًا للغاية من عواقب المطرقة المائية التي يمكن أن تحدث عندما يغلي المبرد.
ومع ذلك ، فإن هذا النوع من المبادلات الحرارية له عيوبه ، وهي:
- تعقيد الحسابات والتصنيع ؛
- المراقبة المستمرة لدرجة الحرارة والضغط في النظام ؛
- معدل تدفق مرتفع بسبب تبخر السائل من خزان التمدد. وإذا تم استخدام الماء ، فعندما لا يتم استخدام النظام في فصل الشتاء ، يجب تصريف السائل ؛
- انخفاض كبير في درجة حرارة غازات العادم ، مما قد يتسبب في انخفاض في السحب والاحتراق غير الكامل للوقود المستخدم.
ومع ذلك ، على الرغم من هذه العيوب ، يمكن إجراء هذا المبادل الحراري بشكل مستقل من قبل أي شخص يعرف كيفية التعامل مع الأداة والذي لديه على الأقل معرفة في الفيزياء المدرسية.
مبادل حراري للهواء ↑
من الأسفل ، بمبدأ الحمل الحراري ، يدخل الهواء البارد الذي يدخل الفوهات ، بعد التسخين ، الجزء العلوي من المبادل الحراري مباشرة إلى غرفة ساخنة. يتيح مبدأ التشغيل هذا زيادة كفاءة جهاز توليد الحرارة بشكل كبير وتقليل استهلاك الوقود بمقدار 2-3 مرات.
من السهل جدًا إنشاء مبادل حراري لمدخنة بنفسك ، مع وجود آلة لحام ، ومطحنة ، وأنابيب معدنية بأقطار مختلفة ، ورغبات ومهارات للتعامل مع الأداة.
مواد:
- صفائح معدنية 350x350x1 مم ؛
- أنبوب بقطر بوصة وربع وطول 2.4 م ؛
- قطعة من الأنابيب بقطر 50 مم ؛
- حاوية معدنية أو دلو سعة 20 لتر من زيت المحرك.
- إنشاء أجزاء نهائية ، والتي تحتاج إلى قطع الدوائر من لوح معدني. من الضروري أن يتوافق قطر المقابس مع قطر الحاوية المعدة مسبقًا ؛
- في منتصف القابس يتم قطع فتحة لأنبوب مركزي 60 مم ؛
- تحديد وقطع حواف محيط الثقب للأنبوب في بوصة وربع ؛
- يجب أن تكون هناك دائرتان من هذا القبيل ؛
- قطر الأنبوب 1¼ تقطيع المطحنة إلى 8 فوهات متساوية بطول 30 سم ؛
- لحام قطعة أنبوب 300 ملم بقطر 60 ملم إلى الفتحة المركزية للمقابس ؛
- لحام 8 أجزاء في دائرة 1¼أنابيب؛
يجب أن يخرج تصميم مماثل
بعد ذلك ، تحتاج إلى صنع جسم المبادل الحراري من الحاوية المعدة. سيتطلب هذا:
- قطع الجزء السفلي من الحاوية بمساعدة آلة القطع ؛
- في الوسط ، من جوانب الغلاف ، قم بعمل ثقب على طول قطر المدخنة ؛
- بالنسبة للفتحات الجانبية للجسم ، من الضروري لحام فتحات القطر المقابل ؛
- أدخل النواة المحضرة في السكن وقم بتثبيتها بغلاف عن طريق اللحام. يجب طلاء الهيكل النهائي بطلاء مقاوم للحرارة.
الآن تحتاج إلى تثبيت المبادل الحراري على أنبوب المدخنة والتمتع بالحرارة.
يمكنك أيضًا مشاهدة العملية الكاملة لصنع مبادل حراري بيديك على الفيديو..
أنبوب القصدير ↑
خيار المبادل الحراري هذا عملي وبسيط للغاية. من حيث المبدأ ، يتم لف المدخنة في أنبوب معدني أو نحاسي ، يتم تسخينه باستمرار ويصبح الهواء المتحرك من خلاله دافئًا بسرعة. يمكن لحام اللولب بالمدخنة باستخدام اللحام شبه الأوتوماتيكي أو اللحام بالأرجون. يمكنك أيضًا إصلاحه بالقصدير ، بعد أن قامت بإزالة المدخنة مسبقًا بحمض الفوسفوريك.
تمويج ↑
لاستخدام هذا الخيار منخفض الميزانية ، تحتاج إلى أخذ ثلاثة أنابيب مموجة من الألمنيوم ولفها حول أنبوب مدخنة في الطابق الثاني أو في العلية. سيتم تسخين الهواء الموجود في المموج من جدران المدخنة ويمكن إعادة توجيهه إلى أي غرفة. ولكي يكون نقل الحرارة أكثر كفاءة ، يمكنك لف الأنابيب المموجة بورق الطعام.
يمكنك أيضًا تثبيت مبادل حراري خاص في العلية على المدخنة ، والعمل على مبدأ فرن الجرس – يرتفع الهواء الساخن ، ويبرد تدريجيًا عندما يبرد. يحتوي هذا التصميم على ميزة إضافية كبيرة – كقاعدة عامة ، يتم تسخين الأنبوب المعدني للمدخنة لدرجة أنه من المستحيل لمسه ، وفي هذه الحالة يقلل المبادل الحراري بشكل كبير من خطر الحريق أو الحروق.
بالإضافة إلى ذلك ، يرتدي بعض الحرفيين الهيكل بشبكة بالحجارة لجمع الحرارة والاحتفاظ بها وتزيين حامل المبادل الحراري. تصبح غرفة العلية أكثر راحة ودفئًا ويمكن حتى استخدامها كمسكن في موسم البرد.
كما ترون ، ليس من الصعب إنشاء مبادل حراري فعال للمدخنة بيديك. يكفي أن تكون قادرًا على التعامل مع الأداة ، والحصول على المواد والرغبة اللازمة. بعد صنع مبادل حراري ، لا يمكنك فقط جعل الغرفة أكثر دفئًا ، ولكن أيضًا توفير من خلال تقليل استهلاك الوقود.