Як і з чого зробити теплообмінники своїми руками?

Теплообмінник, змійовик - незрозумілі для багатьох слова, які ніяк не пов'язані з уявленням про ці предмети. Радіатор, батарея, сушарка для рушників – більш зрозумілі, тому що ці предмети ми бачимо і користуємося ними щодня. Тим часом, це теж теплообмінники, один із численних їх видів.

Що таке теплообмінник.

Зрозуміло, що, не з'ясувавши, що таке теплообмінник і принципів його роботи, навряд чи зможемо його зробити чи застосувати як теплообмінник щось інше.

Якщо говорити простими словами, теплообмінник - це пристрій для обміну енергією між різними середовищами, що не має власного джерела енергії. Тобто. піч - це не теплообмінник, а тепловий щит або лежанка, через які проходять димові гази від пічки, і які гріють повітря в приміщенні, - це теплообмінники.

Елементарний теплообмінник ми споруджуємо, коли хочемо охолодити пляшки з пивом у раковині миття, використовуючи холодну воду з водопроводу. При цьому наше пиво охолоджується, а вода навпаки нагрівається.

З визначення теплообмінника можна зробити висновки щодо оцінки та збільшення його ефективності. Виходить, що ефективність теплообмінника залежить:

— від різниці температур між середовищами: що більше різниця, то більше передається енергії.

— від площі зіткнення різних середовищ із теплообмінником, що більше – то краще.

— і від теплопровідності матеріалу самого теплообмінника: що краще матеріал проводить теплову енергію, то ефективніший теплообмінник.

По суті, будь-яка труба, в якій тече вода (або інша рідина) з температурою відмінною від температури навколишнього середовища (повітря або рідини) – є теплообмінником.

Якзробити теплообмінник.

Виходить, що якщо ми візьмемо якусь кількість метрів труби, згорнемо її в кільця і запхнемо в бочку, вивівши назовні вхід і вихід цієї труби, ми отримаємо теплообмінник, який буде, або гріти воду в бочці, або охолоджувати, Залежно від того, що нам потрібно (зазвичай - гріти).

Тепер, непогано б з'ясувати, яка саме кількість метрів труби дорівнює потужності, наприклад, 1,5 кВт ТЕНу. І ось тут на перше місце виступає теплопровідність матеріалу, з якого виготовлена труба. За інших рівних, а саме: діаметр труби – 20 мм, різниця температур

40 о C, виходить, що металопластикової труби нам знадобиться більше 4300 метрів (коефіцієнт теплопровідності дорівнює – 0,3), сталевий – 25 метрів (50), а мідної – 3,5 метра (380). Ось така ось арифметика. Цілком природно, що найкращий вибір матеріалу для теплообмінника - це мідна відпалена труба, яка легко гнеться, і до неї без особливих зусиль можна приєднати різьбовий фітинг за допомогою обтискного з'єднання (можна і припаяти, але це на любителя). В цьому випадку у нас вийде теплообмінник змійникового типу.

Своїми руками, окрім змійовиків, можна зробити теплообмінник типу «водяна сорочка». Це коли теплообмін відбувається між двома герметичними ємностями, вкладеними одна в одну. Такий теплообмін часто використовують у невеликих твердопаливних котлах систем опалення. Недоліком таких теплообмінників є невеликий експлуатаційний тиск, який вони зазвичай розраховані. Виготовити їх зможе, мабуть, лише досвідчений зварювальник. На "колінці" з підручних матеріалів зробити такий теплообмінник дуже проблематично.

І вже дуже складно зробити один із найефективніших теплообмінників типу «трубна дошка» через велику кількістьвальцювальних з'єднань. Цей теплообмінник являє собою три герметичні ємності, дві з яких, по краях, з'єднані між собою розвальцьованими трубами в торцях цих ємностей. Теплообмін відбувається в середній частині при русі рідини від краю до іншого.

Що ще можна використовувати як теплообмінник.

Якщо ніде дістати мідну трубу, а у дворі є невелике звалище металобрухту, то можна спробувати знайти якусь альтернативу. Наприклад, сушки для рушників – чудово підійдуть на роль змійовика в саморобному теплообміннику. Підійдуть старі радіатори системи опалення, аби не текли. Автомобільні радіатори і радіатори автомобільних печей - це теж готові теплообмінники, які можна використовувати як елемент, що гріє, придумавши перехідники для них, і, якщо потрібно, об'єднавши їх для збільшення загальної площі теплообміну.

Прекрасні теплообмінники вийдуть зі старих газових водогрійних колонок, тим більше, що практично нічого переробляти не потрібно.

Принцип дії будь-якого теплообмінника скрізь, де б він не знаходився, однаковий, тому, залежно від конкретних умов, він може гріти чи охолоджувати будь-яке середовище: рідину, газ чи тверду речовину. Все залежить від завдання, яке наш теплообмінник має вирішувати, і від вашої інженерної фантазії.