Siltummainis apkurei ir jebkura katla vissvarīgākā sastāvdaļa. Siltummezgla "dzīves ilgums" ir atkarīgs no tā veiktspējas. Apskatīsim, kurš siltummainis apkures sistēmai nodrošinās katla efektīvu darbību un pagarinās tā kalpošanas laiku.
Kādi ir šīs kategorijas apkopotie rādītāji?
Plākšņu siltummainis apkurei ir tehniski sarežģīta sistēma, kas pārnes enerģiju starp karsto un auksto dzesēšanas šķidrumu. Praksē šim nolūkam tiek izmantoti šķidrumi un tvaiki, retāk gāzes, cietas bāzes.
Proti, siltummainis apkurei ir iekārta, kurai nav sava siltuma avota, un tās funkcionalitāti nodrošina enerģija, kas nāk no centralizētas apkures sistēmas. Tas ir, katls vai plīts pēc definīcijas nepieder pie šīs kategorijas vienībām. Tomēr par siltummaiņa piemēriem var uzskatīt soliņu vai vairogu, kas atstaro dūmgāzu siltumu no krāsns, jo tie silda gaisu telpā.
Jaudas pārneses efektivitāte šeit ir atkarīga no tālāk minētā:
- Temperatūras atšķirības starp vidēm (būtiskas atšķirības klātbūtne izraisa iespaidīgāku enerģijas pārnesi).
- Atsevišķu nesēju saskares zona ar siltummaini.
- Būvmateriālu siltumvadītspējas rādītāji.
Patiesībā siltummaini karstajam ūdenim no apkures var attēlot ar jebkuru cauruli, kas tiek izmantota noteiktas darba vides pārvadīšanai, kuras temperatūra atšķiras no apkārtējās telpas temperatūras.
Veidi
Viens no noteicošajiem kritērijiem, izvēloties noteikta plāna siltummaini, ir ne tikai dzesēšanas šķidruma raksturs, bet arī tā kvalitāte. Ja kā darba vidi paredzēts izmantot mīkstinātu vai ķīmiski attīrītu ūdeni, labāk ir dot priekšroku lodētām plākšņu konstrukcijām. Tas pats attiecas uz tādu dzesēšanas šķidrumu izmantošanu, kas neatstāj nekādas nogulsnes uz konstrukcijas sienām, piemēram, spirtu, freonu vai etilēnglikolu.
Runājot par liela mēroga siltumpunktiem, piemēram, katlu mājām, šeit visbiežāk var redzēt siltummaini karstajam ūdenim no saliekamā apkures veida. Šādu risinājumu izmantošana skaidrojama ar nekvalitatīvas darba vides esamību, kāda tiek izmantota centralizētajos siltumtīklos.
Saliekamo lamelāro elementu dizaina vienkāršība veicina to ērtu apkopi, jo īpaši ātru demontāžunepieciešamība noņemt katlakmeni no iekšējiem kanāliem. Tajā pašā laikā pat nepieredzējuši meistari var nomainīt šāda siltummaiņa daļas neatkarīgi no tā, vai tie ir atloki vai vārsti.
Pēc enerģijas pārneses metodes ir vērts izcelt sajaukšanas un virsmas siltummaini apkurei. Pirmais darbojas saskaņā ar enerģijas sadales principu tiešā saskarē starp atsevišķiem siltumnesējiem. Otrais veids nodod enerģiju caur plāksnēm bez tieša kontakta starp darba vidi.
Ja nepieciešams izmantot siltummaini apkurei kā elementu ūdens sildīšanai baseinā vai kā dzesētāju industriālās iekārtās, šim nolūkam ieteicams izmantot plākšņu un lodētās vienības. Šādas konstrukcijas ļauj ātri sasniegt visefektīvāko siltuma pārnesi starp diviem šķidrumiem.
Materiāli
Siltummainis mājas apkurei var būt izgatavots no tērauda vai čuguna plāksnēm, kas savienotas, lodējot ar vara vai niķeļa lodmetālu. Vara lodētas konstrukcijas ir izplatītas centralizētās apkures sistēmās. Tajā pašā laikā sistēmas, kuru elementi ir savienoti, izmantojot niķeli, galvenokārt tiek izmantotas rūpniecisko zonu vajadzību apmierināšanai un, ja nepieciešams, darbam ar ķīmiski agresīvu vidi.
Čuguns
Piešķirot priekšroku čuguna siltummaiņiem, jums jāpievērš uzmanība dažiem punktiem:
- Pietiekami iespaidīgs svars, kasir jāņem vērā, izstrādājot projektu katlu telpas sakārtošanai. Kas attiecas uz šādu konstrukciju ieviešanu privātmājas apkures sistēmā, tad pēdējā ir jāatšķir ar nelielu sekciju apjomu, minimālu dūmu kanālu skaitu, ko izmanto sadegšanas produktu pārvietošanai.
- Čuguna bloki izceļas ar iespēju transportēt pa daļām izjauktā veidā, kas kļūst ērti uzstādīšanai un turpmākai apkopei.
- Neskatoties uz svaru, materiāls ir diezgan trausls. Tāpēc transportēšanas un uzstādīšanas laikā ir jāizvairās no mehāniskas ietekmes uz konstrukcijas elementiem. Vēl viens apdraudējums ir termiskais šoks. Ja iekārtā, kas nav atdzisusi, pēkšņi tiek ievietots iespaidīgs daudzums aukstas darba vides, siltummaiņa sienas var saplaisāt.
- Čuguns ir uzņēmīgs gan pret mitru, gan sausu koroziju. Pirmais veidojas skābes kondensāta materiāla iedarbības rezultātā. Otrais lēnām pārklāj konstrukcijas virsmu rūsas plēves veidā, kā tas tiek izmantots. Tā kā siltummaiņiem privātmājas apkurei no čuguna ir biezas sienas, šie procesi var ilgt daudzus gadus.
- Šādas sistēmas uzsilst ilgstoši, bet atdziest ārkārtīgi lēni, kas ievērojami samazina degvielas patēriņu un palielina telpu apsildes efektivitāti.
Tērauds
Tērauda "sirds" klātbūtne nerada ievērojamu sistēmas svērumu. Tāpēc ūdens siltummainis apkurei, kas izgatavots no šī materiāla, bieži irizmanto lielu platību apkalpošanai.
Kas attiecas uz tērauda konstrukcijas uzstādīšanas vienkāršību, galīgā montāža atšķirībā no čuguna blokiem notiek rūpnīcā. Viengabala monobloku ir diezgan grūti ienest šaurā telpā. Turklāt rūpnīcas montāža sarežģī sistēmas remontu un apkopi.
Apkures krāsnī uzstādīto tērauda siltummaini, kas guvis nopietnus bojājumus, mājās ir gandrīz neiespējami atdzīvināt. Jums vai nu ir jāķeras pie pilnīgas sistēmas demontāžas un jānosūta uz rūpniecisko darbnīcu remontam, vai arī jāatbrīvojas no konstrukcijas, to nomainot.
Tajā pašā laikā ūdens siltummainis apkurei, kas izgatavots no tērauda, nebaidās ne no termiskā trieciena, ne no ievērojamas mehāniskās slodzes. Materiālam ir augsts elastības līmenis, tāpēc tas labi tiek galā ar pēkšņām temperatūras izmaiņām. Tomēr ilgstoša aukstuma vai karstuma iedarbība var izraisīt nelielas plaisas metinātajās šuvēs.
Ja runājam par spēju pretoties korozijai, tērauda siltummainis ir pakļauts tikai elektroķīmiskai ietekmei. Īpaši ātri, ilgstoši saskaroties ar agresīvu vidi, plānās sienas sarūsē rūsa. Tajā pašā laikā sistēmas kalpošanas laiku var sistemātiski samazināt par 5 līdz 15 gadiem. Pamatojoties uz to, ražotāji bieži pārklāj tērauda siltummaiņu iekšējās sienas ar čugunu.
No šī materiāla izgatavotās sistēmas uzsilst gandrīz uzreiz un tikpat ātri atdziest. Neskatoties uz acīmredzamajām ērtībām, ja nepieciešamsātra telpu apkure, šim īpašumam ir mīnuss, negatīvā puse. Tādējādi metāla noguruma ietekme atsevišķās konstrukcijas daļās var izraisīt nelielus bojājumus.
Kā aprēķināt siltummaini?
Aprēķini “dari pats” ir viens no visbiežāk uzdotajiem patērētāju jautājumiem. Patiesībā ir ārkārtīgi grūti tikt galā ar uzdevumu, jo siltummaiņu ražotāji cenšas slēpt savu izstrādes noslēpumus no nepiederošām personām, tostarp lietotājiem.
Iepriekšminētā iemesla dēļ kļūst grūti noskaidrot reālo siltuma pārneses enerģijas patēriņu. Ja šis rādītājs ir apzināti zems, attiecīgi siltummaiņa efektivitāte būs nepietiekama, lai apmierinātu esošās vajadzības.
Lai palielinātu sistēmas veiktspēju, bieži ir nepieciešams uzstādīt apjomīgas vienības. Taču, lai samazinātu izmantoto siltummaiņa plākšņu skaitu, pietiek ar īpašu aprēķinu programmu, kas ir katram nopietnam apkures iekārtu ražotājam.
Siltummaiņi apkurei ar savām rokām
Kā ar savām rokām izveidot efektīvu dizainu, kas tiks galā ar siltuma pārneses funkcijām? Lai to izdarītu, pietiek atgriezties pie definīcijas, kas raksturīga šīs kategorijas ierīcēm. Izrādās, ka, lai saliktu vienkāršu siltummaini, pietiek ar metāla caurulinoteiktu garumu, izrullējiet to gredzenā un ievietojiet traukā, kas piepildīts ar ūdeni.
Izvedot caurules izeju un ieplūdi ārā, iespējams iegūt funkcionālu dizainu, kas atkarībā no esošās vajadzības vai nu sildīs, vai atdzesēs darba šķidrumu.
Ūdens apvalka siltummainis
Papildus serpentīna sistēmai jūs varat izveidot savu siltummaini, kas pazīstams kā "ūdens apvalks". Šādas sistēmas darbojas, pamatojoties uz enerģijas sadales principu starp vairākiem noslēgtiem konteineriem, kas ievietoti viens otrā.
Siltummaiņu pēc šī principa veiksmīgi izmanto maza izmēra cietā kurināmā katlos. Neskatoties uz vispārējo konstrukcijas vienkāršību, šādu sistēmu trūkums ir salīdzinoši zems darba spiediens, kam šīs vienības ir paredzētas. Turklāt siltummaiņu ražošana, kas darbojas pēc "ūdens apvalka" principa, būtu jāveic pieredzējušam metinātājam. Ir diezgan problemātiski izstrādāt un montēt šādu sistēmu no improvizētiem materiāliem bez atbilstošām prasmēm.
Cauruļu plātņu siltummainis
Iespējams, visgrūtākā no visām pašražošanai pieejamajām iespējām ir sistēma, ko sauc par "caurules plāksni". Šī definīcija ir piešķirta paštaisītiem siltummaiņiem, kas satur ievērojamu daudzumu izplešanās cauruļu savienojumu.
Šādas vienības tiek piedāvātas trīs aizzīmogotu konteineru veidā. Divas no tām ir novietotas pretējās konstrukcijas malās un savienotasdarba vides metāla vadītāji, kas ir uzliesmoti šādu trauku galos. Siltuma apmaiņa tiek veikta trešajā - vidējā - daļā sakarā ar šķidrās darba vides kustību starp tvertnēm pa caurulēm.
Alternatīvu risinājumu meklēšana
Ja nav iespējas pašam salikt siltummaini, izmantojot iepriekš minētās metodes, varat mēģināt atrast materiālus topošās sistēmas ražošanai savā skapī vai poligonā. Piemēram, vecs dvieļu žāvētājs būtu lielisks risinājums, lai izveidotu ierīci spoles formā. Derēs arī jebkurš mājsaimniecības radiators, kuram nav noplūdes.
Kas attiecas uz radiatoru izmantošanu no automašīnu krāsnīm, tad faktiski tos var uzreiz izmantot kā sildelementu, apvienojot atsevišķas vienības ar adapteriem, lai palielinātu siltuma apmaiņas laukumu.
Uz veca ūdens sildītāja bāzes var izveidot efektīvu ierīci. Šajā gadījumā jums pat gandrīz nekas nav jāpārtaisa.
Beigās
Kā redzat, siltummaiņu darbības princips visur ir aptuveni vienāds. Atkarībā no ekspluatācijas apstākļiem šādas iekārtas var darboties gan sildīšanai, gan darba vides dzesēšanai: gāzei, šķidrai vai cietai.
Izvēloties rūpnīcas risinājumu, daudz kas ir atkarīgs no siltummainim uzticētajiem uzdevumiem, bet pašmontāžas gadījumā no meistara inženiertehniskās izdomas.
