El intercambiador de calor para calefacción es el componente más importante de cualquier caldera. La "vida" de la unidad de calefacción depende de su rendimiento. Veamos qué intercambiador de calor para el sistema de calefacción garantizará el funcionamiento eficiente de la caldera y prolongará su vida útil.
¿Cuáles son los agregados de esta categoría?
Un intercambiador de calor de placas para calefacción es un sistema técnicamente complejo que transfiere energía entre refrigerante caliente y frío. En la práctica, se utilizan líquidos y vapores para esto, con menos frecuencia gases, bases sólidas.
En otras palabras, un intercambiador de calor para calefacción es un dispositivo que no tiene una fuente de calor propia, y su funcionalidad es proporcionada por la energía que proviene de un sistema de calefacción centralizado. Es decir, una caldera o estufa no pertenece a las unidades de esta categoría por definición. Sin embargo, un banco o un escudo que refleja el calor de los gases de combustión de la estufa pueden considerarse ejemplos de un intercambiador de calor, ya que calientan el aire de la habitación.
La eficiencia de transferencia de energía aquí depende de lo siguiente:
- Diferencias de temperatura entre ambientes (la presencia de una diferencia significativa provoca una transferencia de energía más impresionante).
- El área de contacto de los medios individuales con un intercambiador de calor.
- Indicadores de conductividad térmica de los materiales de construcción.
De hecho, un intercambiador de calor para agua caliente de calefacción puede ser representado por cualquier tubería que se utiliza para transferir un medio de trabajo particular, que tiene una temperatura diferente a la del espacio circundante.
Tipos
Uno de los criterios determinantes a la hora de elegir un intercambiador de calor de un determinado plan no es solo la naturaleza del refrigerante, sino también su calidad. Si se supone que el uso de agua ablandada o purificada químicamente se utilizará como medio de trabajo, es mejor dar preferencia a las estructuras de placas soldadas. Lo mismo se aplica al uso de refrigerantes que no dejen depósitos en las paredes de la estructura, como alcohol, freón o etilenglicol.
Cuando se trata de puntos de calefacción a gran escala, como salas de calderas, aquí se puede ver con mayor frecuencia un intercambiador de calor para agua caliente de un tipo de calefacción plegable. El uso de tales soluciones puede explicarse por la presencia de un entorno de trabajo de baja calidad, que se utiliza en redes de calefacción centralizadas.
La simplicidad del diseño de las unidades lamelares plegables contribuye a su mantenimiento conveniente, en particular, a un desmontaje rápido durantela necesidad de eliminar la escala de los canales internos. Al mismo tiempo, incluso los artesanos sin experiencia pueden reemplazar las piezas de un intercambiador de calor de este tipo, ya sean bridas o válvulas.
Según el método de transferencia de energía, cabe destacar la mezcla y el intercambiador de superficie para calefacción. El primero funciona según el principio de distribución de energía en contacto directo entre portadores de calor individuales. El segundo tipo transfiere energía a través de las placas sin contacto directo entre los medios de trabajo.
Si es necesario utilizar un intercambiador de calor para calefacción como elemento para calentar el agua de una piscina o como enfriador en instalaciones industriales, se recomienda utilizar para ello equipos de placas y soldados. Dichos diseños permiten lograr rápidamente la transferencia de calor más eficiente entre dos fluidos.
Materiales
Un intercambiador de calor para calentar una casa puede estar hecho de placas de acero o hierro fundido, conectadas mediante soldadura con soldadura de cobre o níquel. Las estructuras soldadas con cobre son comunes en los sistemas de calefacción centralizados. Al mismo tiempo, los sistemas cuyos elementos están conectados con níquel se utilizan principalmente para satisfacer las necesidades de las áreas industriales y, si es necesario, trabajar con ambientes químicamente agresivos.
Hierro fundido
Dando preferencia a los intercambiadores de calor de hierro fundido, debe prestar atención a algunos puntos:
- Peso lo suficientemente impresionante como paradebe tenerse en cuenta al desarrollar un proyecto para la disposición de una sala de calderas. En cuanto a la introducción de tales estructuras en el sistema de calefacción de una casa privada, este último debe distinguirse por un pequeño volumen de secciones, un número mínimo de canales de humo que se utilizan para mover los productos de combustión.
- Las unidades de hierro fundido se distinguen por la posibilidad de transporte por secciones en forma desmontada, lo que resulta conveniente para la instalación y el mantenimiento posterior.
- A pesar del peso, el material es bastante frágil. Por lo tanto, durante el transporte y la instalación deben evitarse los impactos mecánicos sobre los elementos estructurales. Otro peligro es el choque térmico. Si se coloca abruptamente un volumen impresionante de medio de trabajo en frío en la unidad que no se ha enfriado, las paredes del intercambiador de calor pueden agrietarse.
- El hierro fundido es susceptible a la corrosión tanto húmeda como seca. El primero se forma como resultado de la exposición al material de condensado ácido. El segundo cubre lentamente la superficie de la estructura en forma de película de óxido a medida que se usa. Dado que los intercambiadores de calor para calentar una casa privada de hierro fundido tienen paredes gruesas, estos procesos pueden llevar muchos años.
- Estos sistemas se calientan durante mucho tiempo, pero se enfrían muy lentamente, lo que reduce significativamente el consumo de combustible y aumenta la eficiencia de la calefacción de espacios.
Acero
La presencia de un "corazón" de acero no conduce a una ponderación significativa del sistema. Por lo tanto, un intercambiador de calor de agua para calefacción hecho de este material es a menudoutilizado para dar servicio a grandes áreas.
En cuanto a la facilidad de instalación de la estructura de acero, el montaje final, a diferencia de las unidades de fundición, se realiza en fábrica. El monobloque de una pieza es bastante difícil de llevar a una habitación estrecha. Además, el montaje en fábrica complica la reparación y el mantenimiento del sistema.
El intercambiador de calor de acero instalado en el horno de calefacción, que ha sufrido daños graves, es casi imposible de volver a poner en marcha en casa. O bien hay que recurrir al desmontaje completo del sistema y enviarlo al taller industrial para su reparación, o bien deshacerse de la estructura reemplazándola.
Al mismo tiempo, un intercambiador de calor de agua para calefacción hecho de acero no teme ni el choque térmico ni el estrés mecánico significativo. El material tiene una alta tasa de elasticidad y, por lo tanto, resiste bien los cambios bruscos de temperatura. Sin embargo, la exposición prolongada al frío o al calor extremos puede causar pequeñas grietas en las soldaduras.
Si hablamos de la capacidad de resistir la corrosión, el intercambiador de calor de acero está sujeto únicamente a influencias electroquímicas. Especialmente rápido, con un contacto prolongado con medios agresivos, las paredes delgadas se corroen por el óxido. Al mismo tiempo, la vida útil del sistema puede reducirse sistemáticamente entre 5 y 15 años. En base a esto, los fabricantes a menudo cubren las paredes internas de los intercambiadores de calor de acero con hierro fundido.
Los sistemas fabricados con este material se calientan casi instantáneamente y se enfrían con la misma rapidez. A pesar de la conveniencia obvia, si es necesarioCalentamiento rápido de espacios, esta propiedad tiene un inconveniente, un lado negativo. Por lo tanto, el efecto de la fatiga del metal en ciertas secciones de la estructura puede provocar daños menores.
¿Cómo calcular el intercambiador de calor?
Los cálculos "hágalo usted mismo" son una de las preguntas más comunes de los consumidores. De hecho, es extremadamente difícil hacer frente a la tarea, ya que los fabricantes de intercambiadores de calor intentan ocultar los secretos de sus propios desarrollos a los extraños, incluidos los usuarios.
Debido a la razón anterior, resulta difícil determinar el consumo real de energía de la transferencia de calor. Si este indicador es deliberadamente bajo, la eficiencia del intercambiador de calor será insuficiente para satisfacer las necesidades existentes.
Para aumentar el rendimiento del sistema, a menudo es necesario instalar unidades voluminosas. Sin embargo, para reducir la cantidad de placas de intercambiador de calor utilizadas, es suficiente usar un programa de cálculo especial que tienen todos los fabricantes serios de equipos de calefacción.
Intercambiadores de calor para calentar con sus propias manos
¿Cómo hacer un diseño eficiente que haga frente a las funciones de transferencia de calor con sus propias manos? Para ello, basta volver a la definición típica de los dispositivos de esta categoría. Resulta que para ensamblar un intercambiador de calor simple, basta con tomar una tubería de metalde cierta longitud, enróllelo en un anillo y colóquelo en un recipiente lleno de agua.
Al llevar la salida y la entrada de la tubería al exterior, es posible obtener un diseño funcional que calentará o enfriará el fluido de trabajo, según la necesidad existente.
Intercambiador de calor con camisa de agua
Además del sistema serpentino, puede fabricar su propio intercambiador de calor, conocido como "camisa de agua". Dichos sistemas funcionan según el principio de distribución de energía entre varios contenedores sellados colocados entre sí.
El intercambio de calor según este principio se utiliza con éxito en calderas de combustible sólido de pequeño tamaño. A pesar de la simplicidad general del diseño, la desventaja de tales sistemas es la presencia de una presión operativa relativamente baja, para la cual están diseñadas estas unidades. Además, la fabricación de intercambiadores de calor que funcionan según el principio de "camisa de agua" debe ser realizada por un soldador experimentado. Es bastante problemático diseñar y ensamblar un sistema de este tipo a partir de materiales improvisados sin tener las habilidades adecuadas.
Intercambiador de calor de placa de tubos
Probablemente la más difícil de todas las opciones disponibles para la autofabricación es un sistema llamado "tablero de tubos". Esta definición se ha asignado a los intercambiadores de calor caseros que contienen una cantidad sustancial de conexiones de tuberías en expansión.
Dichas unidades se presentan en forma de tres envases sellados. Dos de ellos se colocan en los bordes opuestos de la estructura y se conectanconductores metálicos del medio de trabajo, que se ensanchan en los extremos de dichos recipientes. El intercambio de calor se lleva a cabo en la tercera parte - media - debido al movimiento del medio de trabajo líquido entre los tanques a través de las tuberías.
Buscando soluciones alternativas
Si no hay forma de autoensamblar el intercambiador de calor utilizando los métodos anteriores, puede intentar encontrar materiales para la fabricación del futuro sistema en su propio armario o en un vertedero. Por ejemplo, un viejo toallero calentado sería una excelente solución para crear un dispositivo en forma de bobina. Cualquier radiador doméstico que no tenga fugas también funcionará.
En cuanto al uso de radiadores de estufas de automóviles, de hecho, se pueden usar inmediatamente como elemento calefactor combinando unidades individuales con adaptadores para aumentar el área de intercambio de calor.
Se puede crear un dispositivo eficaz sobre la base de un viejo calentador de agua. En este caso, ni siquiera tiene que rehacer casi nada.
Al final
Como puede ver, el principio de funcionamiento de los intercambiadores de calor es aproximadamente el mismo en todas partes. Dependiendo de las condiciones de operación, tales unidades pueden funcionar tanto para calentar como para enfriar el medio de trabajo: gas, líquido o sólido.
Al elegir una solución de fábrica, mucho depende de las tareas asignadas al intercambiador de calor y, en el caso del autoensamblaje, de la imaginación de ingeniería del maestro.
