Univerzální výměník tepla pro pec: K čemu slouží a jak výměník tepla funguje?

Tepelný výměník je jednou z klíčových možností systému Free Transformation (FT), který díky přirozené cirkulaci rychle ohřeje vodu ve vzdálené nádrži nebo v topném okruhu.

V současné době naše společnost vyrábí 2 typy výměníků tepla, které vypadají stejně, liší se však odlišnou nerezovou ocelí použitou při jejich výrobě. K dispozici je tepelný výměník ze žáruvzdorné nerezové oceli AISI 430 a tepelný výměník ze žáruvzdorné nerezové oceli AISI 304 (nemagnetická) – tato ocel je kvalitnější a odolnější při různém tepelném zatížení , odolný vůči agresivnímu prostředí a kyselinám (nereaguje)

Jedinečnost proprietárního výměníku tepla s ochrannou známkou Ermak je zdůrazněna následujícími charakteristickými vlastnostmi:

1. Účinnost. Konstrukce kamen a v nich zabudovaného výměníku tepla je navržena tak, aby zajistila maximálně rychlý ohřev vody v zásobníku nebo topném systému.
2. Všestrannost. Volitelné použití výměníku umožňuje jeho použití v řadě kamen – to platí jak pro novou řadu saunových kamen na bázi (FT), tak i pro topná zařízení – Zahradní kamna-krb. Při vývoji nových produktů bude zohledněno i využití této možnosti. Uživatel, který po zakoupení nové pece (FT) uvažuje o použití výměníku tepla, si jej může vždy pořídit a rozšířit tak funkčnost zařízení.;
3. Snadná montáž a demontáž. V závislosti na podmínkách uspořádání pece a umístění nádrže v sauně je možné použít výměník tepla buď vpravo, nebo vlevo, nebo na obou stranách výrobku současně. Neškolený uživatel zvládne instalaci výměníku tepla během 20-30 minut. Jeho výměna se také provádí rychle a nevyžaduje demontáž kamen a jejich přepravu do servisního střediska.
4. Spolehlivost. Bezpečnost a životnost výměníku tepla je zajištěna technologií průběžného svaru na speciálním zařízení. A velká bezpečnostní rezerva zabudovaná do produktu nám umožňuje říci, že testy výměníku tepla, kde byl tlak 3krát vyšší, než je uvedeno v technických specifikacích.

TECHNICKÉ CHARAKTERISTIKY A DESIGNOVÉ VLASTNOSTI

Výměník tepla používá speciální žáruvzdornou nerezovou ocel, technické vlastnosti jsou uvedeny v tabulce 1. Do tělesa výměníku 5 jsou našroubovány dva podlouhlé oblouky 4. Výrobek je namontován z topeniště pece na jednu z bočních stěn 3 a skrz distanční pouzdra 2, zajištěná maticemi 1.

Možné možnosti použití výměníku jsou uvedeny na obrázku 3 (saunová kamna) a 4 (topná kamna)

Obrázek – 3. Výměník v provedení topných kamen

Obrázek – 4. Výměník v provedení krbových kamen

1. Prkna. 2. Plášť pece. 3. Zástrčky. 4. Ořechy. 5. Podložky. 6. Výměník tepla. 7. Pouzdra. 8. Ořechy. 9. Mačká

MOŽNOSTI POUŽITÍ VÝMĚNÍKU V KAMNECH A KAMNECH

POUŽITÍ VÝMĚNÍKU V KOUPELNÝCH SPORÁCÍCH – Ermak 16 Classic

Při plánování lázeňského domu, kde je potřeba umístit nádrž na ohřev vody nebo topný okruh do sousední místnosti, se používá jeden nebo dva výměníky tepla. Díky vytápění a přirozené cirkulaci dostává uživatel horkou vodu ve vzdálené nádrži (obrázek 4-5) a v systému ohřevu vody (obrázek 6). Účinnost použití pece se zvyšuje díky rovnoměrnější distribuci tepelného toku.

Obrázek 4. Použití tepelného výměníku v saunových kamnech s externí nádrží v parní komoře

Obrázek 5. Použití výměníku tepla v saunových kamnech se vzdálenou nádrží ve vedlejší místnosti.

APLIKACE VÝMĚNÍKU S TOPNÝM ZAŘÍZENÍM – KAPACÍ KAMNA „ZAHRADNÍ“ KRB

Při použití topného systému v místnosti je pro kvalitní a rychlé vytápění výměník zabudován do topných kamen. Pro dva různé nezávislé topné okruhy je možné použít dva výměníky najednou, v tomto případě se zvýší celkový přenos tepla sítě a účinnost zařízení.

1. Kachlová kamna
2. Výměník tepla
3. Přívodní potrubí
4. Expanzní nádrž
5. Topná baterie
6. Zpětné potrubí
7. Bezpečnostní ventil
8. Bimetalový teploměr

Podrobnější informace jsou uvedeny v popisu a návodu k obsluze výměníku, který naleznete na kartě produktu.

Nejčastěji je parní lázeň postavena na samostatném základu od domu, a to se ukáže jako jiná budova. Chcete-li tam dodávat horkou vodu z kotle umístěného v koupelně umístěné uvnitř domu, budete muset položit potrubí vzduchem nebo výkopem, ale to je pro horkou vodu opravdu špatné. Z této situace však existuje velmi jednoduchá cesta – stačí nainstalovat výměník tepla na komínovou trubku v koupelně a horká voda na mytí bude vždy k vašim službám.

Viz také:
Vlastnosti bitermických (kombinovaných) výměníků tepla

Výměník tepla do vany

Zkusme pochopit účel výměníku pro saunová kamna. Toto jednoduché zařízení umožňuje mít neustále k dispozici teplou vodu, když jsou kamna zapálená. Taková nádoba zpravidla není nijak zvlášť velká, takže se velmi rychle ohřeje, což plně vyhovuje potřebám jednoho nebo malé skupiny parníků. Samotná nádrž může být umístěna přímo v parní komoře, nedaleko od kamen, nebo může být vyjmuta do mycího prostoru, ale to nemá prakticky žádný vliv na rychlost ohřevu vody.

Typy kontejnerů

Na výše uvedeném nákresu vidíte elipsoidní model zásobníku teplé vody, kde k ohřevu dochází díky kouři z palivového dřeva nebo uhlí, které se používá k ohřevu saunových kamen. Tato možnost je velmi oblíbená díky svému pohodlnému tvaru – je velmi snadné ji zavěsit na zeď, pokud k nádrži přivaříte montážní držáky, jako je elektrický kotel.

Průměr potrubí se musí shodovat s průměrem komína, aby se daly těsně spojit, aniž by do místnosti unikal oxid uhelnatý. Rozměry samotné nádoby mohou být libovolné, ale budete muset vzít v úvahu jeden jednoduchý vzor – čím více vody se do nádoby vejde, tím déle trvá její ohřev.

Válcové nádoby mají zpravidla malé rozměry a instalují se přímo na svislou kouřovodu startovacího komína. Je jasné, že veškerá masa vody čerpaná do výměníku bude v tomto případě vyvíjet tlak na komínovou konstrukci topeniště, takže zde je velmi důležité, aby doraz měl dobrý základ. Spalovací komora v kamnech bývá vyrobena ze silného ocelového plechu, takže trubka výstupu plynu je do její horní části jednoduše přivařena. Takové výměníky tepla se obvykle nevyrábějí s objemem větším než 20-30 litrů, aby nevytvářely nadměrný tlak na topeniště. Voda se však ohřeje velmi rychle a vystačí pro více osob.

Popis videa

Pět výhod vestavného výměníku pro saunová kamna oproti univerzálnímu.

Konstrukce otevřeného typu jsou ve srovnání s nádobami zabudovanými do topeniště pece vhodné v tom, že je lze v případě potřeby vyjmout a vyčistit od vodního kamene, který postupně (při jeho akumulaci) snižuje účinnost přenosu tepla procházejících horkých plynů. komín. Další výhodou otevřeného výměníku tepla je skutečnost, že jej lze zavěsit v libovolné výšce bez ohledu na výšku trouby nebo dokonce přesunout z parní komory do mycího prostoru. U výměníku jakéhokoli provedení je důležité vzít v úvahu, že když topeniště hoří, musí být v nádobě voda – takto vydrží mnohem déle.

Princip činnosti otevřeného výměníku tepla

Dříve bylo obvyklé schéma připojení výměníku tepla v koupelně následující: okruh výměny tepla ve formě cívky byl namontován uvnitř topeniště nebo na komínové trubce tak, aby co nejvíce kapaliny přišlo do kontaktu s otevřeným plamenem nebo horkým komínem. K tomuto účelu se používala měděná nebo ocelová trubka a někdy byla svařena nerezová nádrž. Voda do takového výměníku tepla proudila z externí nádrže samospádem a byla instalována zpravidla nedaleko pece. Díky nízké rychlosti cirkulace se kapalina stihla zahřát na 85-90°C, ale to bylo docela dost.

Viz také:
Kam nejlépe umístit výměník tepla v saunových kamnech?

Princip konstrukce moderních výměníků tepla zůstal velmi podobný, protože hlavním zdrojem tepelných kalorií jsou stále kamna. Ale všechno ostatní se změnilo: nádoba s vodou je umístěna venku a kapalina je ohřívána horkými plyny, které se uvolňují do atmosféry. Takový systém má určité výhody. Za prvé, tepelná energie topeniště se nespotřebovává na vytápění – to se provádí ocelovou komínovou trubkou místo topeniště. Za druhé, pokud je v mycím prostoru instalován zásobník teplé vody, bude navíc ohříván teplotou vzduchu v místnosti.

Čerpání vody do předzásobníku před výměníkem tepla lze provést buď ručně, nebo budete muset přivést studené potrubí z domu a otevřít ho podle potřeby. V době, kdy se rozhodnete vytápět lázeňský dům, lze průtok vody regulovat uzavíracími ventily, pokud na přívodním místě u vstupu do nádoby nainstalujete kohoutek. Navíc, pro každý případ, musíte na výměník tepla nainstalovat foukací ventil, protože pokud nepoužíváte neustále ohřívanou kapalinu po dlouhou dobu, bude se vařit. Musíte také přizpůsobit malou nádobu jako expanzní nádobu, ke které bude sprcha připojena.

To ale nejsou všechny možnosti připojení takového systému – saunová kamna s výměníkem mohou tvořit jeden celek. To znamená, že nádoba je přivařena ke straně topeniště, ale je vhodné, aby byla venku – tím se sníží problémy s údržbou (čas od času je třeba odstranit vodní kámen). Pokud však víko přizpůsobíte přístupu k vnitřním stěnám nádoby, pak čištění výměníku nebude problém. Tento design budete muset promyslet sami a zaměřit se na umístění parní lázně a její celkovou plochu. Někdy je v horní části spalovací komory instalován litinový radiátor jako teplovodní kotel a to také není špatné, ale je to dočasné řešení – nelze v něm vyčistit vodní kámen.

Poznámka: ocelové vnitřní nebo vnější výměníky nejsou zásobníkem na teplou vodu, takže si stejně budete muset vařit nebo pořídit již hotový zásobník – poslouží i jako expanzní nádoba.

Ve skutečnosti jsme se zde podívali na dva způsoby ohřevu vody v nádobách – samovar (z komínové trubky) a přímý (z topeniště saunových kamen). Který z nich je lepší vybrat – podívejte se sami a níže se můžete dozvědět o některých podrobnostech instalace.

Jaké materiály lze použít

Nádrž na ohřev vody, která bude zároveň sloužit jako výměník tepla (zpravidla se jedná o nádoby typu samovar), je vyrobena z různých jakostí oceli. Nejlepší je samozřejmě, pokud se jedná o nerezový nebo pozinkovaný ocelový plech o tloušťce 1,5-2 mm. Nádobu lze samozřejmě svařit z běžného kovu, ale varianta s galvanizací a nerezovou ocelí zajišťuje méně vodního kamene při ohřevu vody, přesněji tvorba vodního kamene nezmizí, ale je mnohem snazší odstranit při preventivní údržbě . Každý, kdo má doma plechy z hliníku nebo slitin mědi, je může použít, ale pak bude nádoba příliš drahá a obtížněji svařitelná než ocel.

Instalace výměníku tepla typu samovar

Zkusme přijít na to, jak nainstalovat výměník tepla typu samovar ve vaší parní místnosti na komín saunových kamen. Vezměme standardní materiály s obecně uznávanými rozměry a vystačíme si také se standardními nástroji.

Viz také:
Jaké typy výměníků tepla existují pro teplou vodu poháněnou topným systémem?

Materiály a nástroje

Budete potřebovat málo materiálů, ale více nástrojů:

• pozinkovaná nebo nerezová trubka Ø 100 mm;
• ocelový pozinkovaný plech 2000x1000x1,5 mm;
• dvě závitové armatury z pozinkované nebo nerezové oceli pro studenou a teplou vodu;
• elektrické nebo jiné svařování, které můžete najít;
• bruska s řezným kotoučem na kov:
• elektrická nebo akumulátorová vrtačka (šroubovák);
• diamantem potažená jádrová fréza Ø 100 mm;
• stupňovitý vrták;
• studentský kompas, nebo ještě lépe přípravná sada;
• zámečnický svěrák;
• instalatérský čtverec, svinovací metr;
• půlkruhový pilník na kov, brusný papír na broušení hran;
• fix, ale lepší než písař.

Poznámka: Materiál pro svařování výměníku tepla (pozinkovaný nebo nerezový) si můžete vybrat sami, ale optimální tloušťka plechu a stěn potrubí je 1,5-2 mm.

Rozřízněte list

Předpokládáme, že máme plech z pozinkované oceli 2000x1000x1,5-2,0 mm a nařežeme jej tak, aby tento materiál stačil na svaření nádrže výměníku. Nádrž bude válcová, 8000 mm dlouhá a 4000 mm v průměru. Nejprve plech rozřízněte příčně tak, aby jeden díl měl rozměr 1256 × 1000 mm – to je pro válec Ø 400 mm. Pokud chcete použít jiný průměr, pak pro výpočet obvodu použijte vzorec C = 2πR (podle poloměru) nebo C = πD. Z úlomku 1256×1000 mm odřízněte další díl tak, aby vám zůstal kus o rozměrech 1256×800 mm.

Stále máte část nařezaného plechu 743×1000 mm (1 mm je sežere na šířku řezu). Nyní vezměte studentský kompas a nakreslete na tento polotovar dvě kružnice o průměru 400 mm. Pokud máte doma přípravnu, tak je to ještě lepší, jelikož tam můžete místo olova mocně zapíchnout jehlu a navíc ohnout rýsovací nohu tak, aby byla v pravém úhlu k povrchu. Když kreslíte kruhy, ponechte uprostřed každého z nich kříže – to lze provést jehlou na noze kružítka nebo rysky. Nyní opatrně pomocí brusky vyřízněte dva kotouče podle daných rozměrů a hrany ošetřete brusným papírem nebo stejnou úhlovou bruskou, abyste se v budoucnu nepořezali.

Popis videa

Výměník tepla v troubě.

Přejděme ke složitějšímu úkolu – v obou kotoučích budete muset vyříznout dva otvory o průměru 100 mm pomocí řezačky pro komínový výfuk. Aby byly otvory přesně ve středu, musíte mít již výše naznačené křížky. Pro co nejpřesnější vyrovnání nejprve vyvrtejte otvory tenkým (2-3 mm) vrtákem a teprve poté použijte korunku s diamantovým povlakem. Potíž v tomto případě spočívá v tom, že kov o tloušťce 1,5-2,0 mm se při vrtání s korunkou prohne, takže budete potřebovat nějaký hustý a zároveň nepevný základ.

Pro tento účel je nejvhodnější písek, jehož povrch musí být hladký, aby tam obrobek těsně přiléhal, a pro pohodlí jej lze shromáždit v kartonové nebo dřevěné krabici. Kromě husté základny pro vrtání ocelového plechu potřebujete nehybnost obrobku, protože nebudete moci upnout kotouč na pískovém polštáři, poté opřít kruh o roh krabice a držet jej na opačnou stranu prsty, ale lépe kleštěmi. Pokud chcete, můžete pořadí akcí obrátit – nejprve vyvrtejte kulatý otvor pro komín a poté pomocí brusky vyřízněte kotouč pro kryt válce. Pokud čtyřúhelníkový obrobek opřete o roh krabice, bude mnohem pohodlnější jej držet při vrtání.

Na jeden z kotoučů, aby nedošlo k instalaci tryskacího ventilu, vyvrtejte stupňovitým vrtákem otvor požadovaného průměru pro zátku, která se bude volně otevírat a zavírat. Zátka může být vyrobena z kusu nerezové trubky, navařené víčko nahoře, nebo z kusu polypropylenové trubky Ø 20 mm, na jednom konci připájené zátky. Druhá možnost bude ještě pohodlnější než první, protože zástrčku PPR lze otevřít a zavřít holýma rukama, i když se voda vaří. Při silném tlaku, pokud pára neprorazí v místě ucpání, se zátka jednoduše vytlačí z nádoby – to je velmi pohodlné a několikrát levnější než tryskací ventil.

Nyní musíte svařit válec z plechu 1256×800 mm. Pokud pracujete bez asistenta, bude to velmi obtížné, ale budete potřebovat svěrák k upevnění okrajů obdélníku. Nyní upněte roh plechu do svěráku tak, aby několik centimetrů obdélníku bylo nad upínacími čelistmi a zbytek visel dolů k podlaze. Máte-li pomocníka, požádejte ho, aby převaloval okraj válce k okraji a držel jej, a nechte vás nebo někoho jiného chytit šev ve třech bodech (okraje a střed). Nyní zbývá spoj dobře svařit, aby nevytékala voda. Mějte na paměti, že pokud nemáte dostatek zkušeností se svařováním, nebudete moci takový šev vyrobit sami – je lepší pozvat profesionálního svářeče.

Po odstranění vodního kamene z válce můžete pracovat na armaturách pro studenou a teplou vodu. V tomto případě byste měli postupovat přesně v tomto pořadí: nejprve armatury a poté víka a potrubí, aby uvnitř nádoby nezůstaly třísky a stříkance roztaveného kovu. V horní a spodní části nádrže udělejte stupňovitým vrtákem dva otvory pro studenou a teplou vodu pro závitovou armaturu, nejprve si promyslete jejich umístění, aby bylo vhodné pro připojení. Adaptérové ​​fitinky pro připojení PPR-20 musí být vyrobeny z nerezové nebo pozinkované oceli, jak již bylo uvedeno v seznamu „Materiály a nástroje“.

Nyní je potřeba oba kryty pečlivě svařit, ale nejprve zkontrolujte, zda se skrz ně vejde kus trubky pro vložení. Faktem je, že u této trubky nemusí být Ø 100 mm vnější rozměr, ale vnitřní, a pak budete muset otvory v krytech vyvrtat pilníkem. Je to dlouhá doba, ale nic lepšího vás nenapadne, nicméně tuto operaci můžete provést i pomocí děrovky, k tomu však musí být oba kotouče upnuty ve svěráku. Přesně obojí najednou pro urychlení procesu a vše, co musíte při vrtání díry udělat, je vyzkoušet její průchodnost pomocí trubky. Po svaření víček vložte do otvorů sté potrubí a také je opatrně svařte. To je vše, výměník tepla je připraven k instalaci a provozu.

Viz také:
Deskový výměník tepla: princip činnosti a hlavní vlastnosti

Hotový výměník zařízněte do svislé trubky vycházející z topeniště co nejníže (pokud to konstrukce kamen a samotné parní komory dovolí), abyste neplýtvali účinností horkým kouřem. Našroubujte závitové pájecí fitinky PPR-20 na spodní a horní závitové fitinky. Dále můžete začít distribuovat studenou a horkou vodu. Vezměte prosím na vědomí, že polypropylenová trubka PPR-20 musí být vyztužena hliníkovou fólií nebo skelným vláknem (PN-20), to znamená, že podél trubky budete moci číst nápisy PPR-20 PN-20. Tyto trubky vedou z nádrže na studenou vodu a odvádějí horkou vodu. Nikdy nepoužívejte PPR-20 PN-10 nebo PPR-20 PN-16 bez výztuže – v horké páře se mohou ohnout.

Popis videa

Proč je nejlepší trubka; výměníky tepla pro saunová kamna: jak fungují, 3 hlavní typy.

Závěr

Nebudeme uvažovat o tom, jak správně distribuovat studenou a horkou vodu pomocí polypropylenových trubek, protože toto je téma pro samostatný článek a naším cílem je nádrž na výměnu tepla. Bude však pro vás mnohem výhodnější instalovat do parní komory nádrže na studenou a horkou vodu (pokud to samozřejmě její plocha umožňuje), abyste vynaložili méně tepelné energie na vytápění (tím se urychlí proces přenosu tepla ).