Печка с теплообменником в баню: Печь для бани с теплообменником для отопления

Содержание

Теплообменник для печи и устройство печи для бани с теплообменником

Если в бане есть хорошая печь, то никакого бойлера для нагрева воды в моечную не нужно – для этого используется теплообменник. Его главная задача в том, чтобы нагреть поступающую воду и отдать ее в навесной бак. А потому пока пылает «сердце» бани – и вода в соседнем помещении будет горячей, а когда баня не топится и не используется – она сливается. Вот так все рационально и продумано.

Что такое теплообменник и зачем он нужен?

Банные печи с теплообменником – это печи, в которых есть особое пространство, куда поступает холодная вода, нагревается и выходит по трубам к радиаторам или навесному баку. Причем функция теплообменника банных печей не только в нагревании воды для душевой – те выносные баки, которые находятся в комнате отдыха или предбаннике, еще и прогревают их.

Существует 2 варианта исполнения теплообменников:

  • Внутренний теплообменник – это вставленный в бок печной камеры либо пущенный по дну змеевик, или же так называемая «рубашка», которая полностью покрывает топку.
  • Внешний теплообменник – модуль дымохода, труба, которая как бы опоясана герметичной емкостью.

Абсолютно все теплообменники, не зависимо от их вида, в обязательном порядке заполняются жидкостью – антифризом или водой. Подает жидкость в них сообщающая емкость – батарея водяного отопления или навесной бак. Для присоединения традиционно используются 2 штуцера: один снизу, другой – сверху. И все схема работы теплообменника предельно проста – все происходит благодаря естественной циркуляции нагреваемых жидкостей, либо путем подключения насоса, работающего от электричества.

Опытные печники советуют отдавать предпочтение открытым системам нагрева воды в бане – то есть без давления. Немаловажен и такой момент – наиболее эффективной системой нагрева воды в бане считается та, общая протяженность труб какой не превышает трех метров. Причем на практике этого оказывается достаточно, чтобы поместить прямо за стеной парилки сам бак.

Также важна и толщина трубы – лучше, если она не будет меньше дюйма, в противном случае току жидкости будет оказано ощутимое сопротивление, и печь банная с теплообменником без насоса не сможет гонять воду.

Как рассчитать площадь теплообменника?

Все расчеты габаритов теплообменника всегда приблизительны. К примеру, на обогрев обычного банного помещения необходимо около 5кВт – то есть именно столько энергии должна дать системе печь с теплообменником. А 1 квадратный метр площади теплообменника – это около 8-9 кВт во время топки.

Конечно, многое зависит от расположения котла в печи и интенсивности горения топлива, но в любом случае мощность котла по окончанию топки быстро падает в 5-10 раз. А потому площадь поверхности печного теплообменника рассчитывать нужно с многократным запасом – только так можно создать систему, которая сможет поддержать комфортную температуру во всех помещениях бани при одноразовой или двухразовой топке.

Форма самого котла печи для бани с теплообменником может быть самой разной. Наиболее распространенный вариант – из нержавеющих труб, но сегодня все более популярными становятся коллекторы из двух швеллеров и образцы пластинчатого типа.

Делаем теплообменник для печи своими руками

Для того, чтобы собственноручно изготовить теплообменник для кирпичной печи, понадобится металл 2,5 мм толщиной. Его конструкция будет такова: цилиндрическая верхняя емкость и прямоугольная нижняя соединены трубами. Самое главное – это сделать все сопрягаемые швы с минимальными зазорами, а уже размер самой печи и диаметр труб нужно рассчитывать исходя из размера самого помещения бани.

Итак, все готовые раскроенные детали нужно прихватить сваркой и проверить, насколько точно были выполнены все расчеты. После этого можно собирать теплообменник. И наконец, он проверяется на прочность таким образом: нижнюю трубу нужно заварить, в теплообменник – залить воду и выходное отверстие соединить с емкостью. Теперь, используя монометр для контроля давления, систему нужно заполнить сжатым воздухом. Если швы были выполнены качественно – они не станут течь. А вот если такие прорехи окажутся, из системы нужно слить воду и проблемные места снова заварить. Конечно, чем меньшей будет общая длина всех труб, тем лучше.

Теплоизолировать бак для воды или нет – зависит от того, будет ли он использоваться только по прямому назначению, или же им планируются прогреваться и смежные комнаты.

Правила безопасной эксплуатации теплообменника

Опытные печники советуют выбирать и эксплуатировать печь для бани с теплообменником ответственно, а потому не лишним будет ознакомиться с такими правилами:

  • Трубы от теплообменника нельзя крепить на неподвижные соединения к стенам – от нагрева первые расширяются и изменяют свои линейные размеры.
  • Мощность теплообменника не должна негативно влиять на мощность печи – всего отбираемое тепло не может превышать 10%. А потому слишком габаритные теплообменники – не лучший вариант, если сама печь не достаточно сильна.
  • Выносной бак для воды подбирать нужно так, чтобы после 2 часов топки бани в вода в системе была уже горячей. Но не раньше – иначе она будет закипать, и парилка будет перенасыщена паром. А вот слишком большой бак греть воду будет долго.
  • Если кирпичная печь с теплообменником уже разогрелась до высокой температуры, в нее крайне нежелательно наливать воду.
  • Чтобы уплотнить резьбу в месте соединения труб и теплообменника, нужно использовать только тот уплотнитель, который сможет выдержать высокую температуру.

Если система предполагает естественный теплообмен – без насосов – то трубы для подачи в бак воды должны быть расположены так: холодная вода из бака самотоком стекает по трубе к печи, а горячая таким же образом поднимается снова к баку. Но все это будет работать, если трубы и прямой, и обратной подачи воды будут размещены под углом 2-5 градусов.

Современный строительный рынок предлагает достаточно видов банных агрегатов такого вида: это и мощная чугунная печь с теплообменником, и недорогие дровяные печи с теплообменником – цена последнего особо не влияет на стоимость самой печи. Важно только обратить внимание при выборе, чтобы сам теплообменник был изготовлен из качественной жаропрочной и жаростойкой стали.

Теплообменники TMF обзор

Опубликовано 08.08.2016, автор Александр Бутаков

Теплообменник служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды расширяться и подниматься вверх, а холодной воды оставаться внизу.

 

Обычно теплообменники небольшого размера, вода в них быстро нагревается. К теплообменнику присоединяется две трубы – снизу и сверху. Таким образом, горячая вода по верхней трубе, вымещаемая снизу холодной водой, поднимается в бак для воды, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке.  При этом холодная вода по нижней трубе постоянно самостоятельно добавляется в теплообменник для нагрева в нём. Никаких  дополнительных механизмов и насосов, двигателей и моторчиков – голая физика!

 

Компания TMF выпускает два вида теплообменников для нагрева воды в бане:

 

1. Встроенный теплообменник, устанавливаемый внутри банной печи TMF;

 

2. Теплообменник «самоварного» типа Костакан, устанавливаемый на дымоход печи и использующий для нагрева воды тепло выходящих в трубу газов (приобретается отдельно от печи).

 

Все теплообменники TMF изготавливаются из высоколегированной жаростойкой стали с содержанием хрома не менее 13%.

 

Банные печи TMF с встроенным теплообменником

 

Сокращение ТО в названии банной печи TMF означает наличие встроенного теплообменника. Благодаря новой конструкции вода в теплообменнике нагревается непосредственно пламенем, а не через стенку печи, что значительно сокращает теплопотери, расход топлива и время нагрева воды.

 

Банные печи TMF с встроенным теплообменником имеют на боковых стенках симметричные отверстия. С одной из сторон печи внутри топки устанавливается теплообменник, отверстия на противоположной стенке закрываются термостойкими заглушками.

 

 

Для монтажа системы нагрева воды по этой схеме Вам понадобятся:

 

1. Банная печь TMF с встроенным теплообменником, например, печь Ангара 2012 Inox Витра ЗК ТО Антрацит.

2. Соединительные трубы выбирайте с рабочей температурой эксплуатации не менее 95°С и присоединительной резьбой G ¾.

3. Бак TMF «Байкал» выносного типа выпускается объемом 42/52/68/75/80л.

4. Три крана: для разбора горячей воды (6), для слива воды из системы (9) и трехходовой кран (7). Трехходовой кран присоединяется к трубе горячей линии и служит для разбора горячей воды до её попадания в бак, т.е. тогда, когда в баке вода ещё не нагрелась, а срочно надо кипяточку, например, чтобы венички залить.

 

Банные печи TMF с встроенными теплообменниками

 

Посмотреть все банные печи TMF с встроенными теплообменниками можно здесь. На этой же странице в фильтре слева Вы можете выбрать необходимый объём парилки, дровяные или газовые банные печи, материал топки — это может быть конструкционная сталь Carbon или хромсодержащая сталь Inox, конструктивную возможность топить печь непосредственно из парилки (короткий топливный канал) или печи, оснащённые удлинённым топливным каналом для топки из смежного помещения, а также цвет печи и дизайн дверцы — стальная дверца или дверца со светопрозрачным стеклом Витра.

 

Теплообменник для банной печи TMF на дымоход

 

Если Вы хотите увеличить КПД своей банной печи и использовать для нагрева воды тепло уходящих в дымовую трубу газов, Вам подойдёт теплообменник «самоварного» типа «Костакан». Названный в честь озера на Камчатке, он имеет увеличенный объём и позволяет быстро нагревать воду в баках большого литража. Теплообменник «Костакан» устанавливается обычно первым элементом дымохода, чтобы снять тепло с самых первых горячих газов, а также для соблюдения разницы высот между теплообменником и баком.

 

Теплообменник «Костакан» выпускается в 4 модификациях для разного диаметра дымохода: Ø115 – 8л, Ø120 – 8л, Ø140 – 9л, Ø150 – 9л; присоединительная резьба у всех стандартная – G ¾.

 

 

Как видите, монтаж системы нагрева воды с выносным теплообменником идентичен монтажу системы нагрева воды с использованием банной печи с встроенным теплообменником. 

 

Для эффективной работы системы нагрева воды, разница высоты между теплообменником и баком должна быть существенной — минимум 30см между верхним штуцером теплообменника и дном бака. Бывает, что соблюсти это требование не просто, так как потолки в банях невысокие, теплообменник установлен на печи достаточно высоко, а большинство баков для воды вертикальные.

 

Для таких случаев компания TMF производит горизонтально ориентированный выносной бак «Цеппелин», формой и блеском напоминающий немецкие дирижабли жёсткой конструкции прошлого века, в честь которых и был назван. Греется он лучше, а обслуживать его гораздо удобнее. Большая длинная горловина позволяет легко залить в бак воду, почистить бак и обслужить штуцеры. 

 

Меры предосторожности

 

Обращаем Ваше внимание, что любая система нагрева воды, как и сама банная печь, являются пожароопасными и требуют ответственного подхода во время эксплуатации, поэтому настоятельно рекомендуем внимательно ознакомиться с инструкциями к продукции TMF и строго соблюдать все меры предосторожности!

 

Вот основные требования по монтажу и эксплуатации систем нагрева воды в бане с использованием теплообменников:

 

  • Запрещается эксплуатировать печь с пустым теплообменником и баком для горячей воды или неподключенной системой нагрева воды.
  • Запрещается наливать воду в пустой бак, теплообменник или систему нагрева воды после растопки печи – необходимо дождаться полного остывания печи и бака.
  • Запрещается подключать к теплообменнику систему отопления. Для этого компанией TMF выпускаются натрубные отопители, по принципу действия идентичные теплообменнику «самоварного» типа, только предназначенные не для воды, а для горячего воздуха.
  • Дно выносного бака для горячей воды должно находиться выше уровня верхнего штуцера теплообменника не менее чем на 30 см.
  • При монтаже трубопроводов не допускается использование труб с рабочей температурой эксплуатации менее +95°С. Рекомендуется устанавливать трубы для горячей воды под углом вверх не менее 30°, а для холодной – 1-2°. Не допускается провисание труб на горизонтальных участках. Соединительные трубы расширяются при повышении температуры воды, поэтому нельзя крепить их к стенам неподвижно.
  • Максимальная длина трубопровода для горячей воды – 3м.

Печи для бани с теплообменником для воды

Печи для бани с теплообменником для воды – это универсальное отопительное оборудование, выполняющее сразу две функции: увеличение температуры в помещении и нагрев воды. Благодаря тому, что такие агрегаты выполняют обе функции, в бане не нужно устанавливать бойлер для воды, следовательно, освобождается дополнительное место в парной.

Преимущества оборудования:

  1. Три функции в одном. Используя печи для бани с теплообменником, вы получаете нагрев помещения, пар и горячую воду.
  2. Возможность установки бака с нагретой водой в любое место, например, отдельную моечную.
  3. Длительный срок эксплуатации. В конструкции применяются современные, устойчивые к перепадам температур, материалы.
  4. Улучшенный контроль горения топлива. Большинство моделей печей с теплообменником оснащается дверцей на топке со стеклом.
  5. Привлекательный внешний вид.
  6. Минимальная потребность в обслуживании.
  7. Компактность. Печи небольшие, благодаря этому освобождается дополнительное пространство для принятия банных процедур.
  8. Жесткость и высокое качество материалов. Благодаря этому, агрегаты не деформируются под воздействием высоких температур.

Это оборудование идеально подходит для формирования микроклимата, характерного для русских бань (с влажным паром) и саун (с сухим).

Виды теплообменников

Теплообменник – это специальная часть в оборудовании, необходимая для нагрева теплоносителя, в случае с банной печью – воды. Существует 2 основные разновидности подобных комплектующих:

  1. Внутренний – встроенный в систему печи змеевик или «рубашка», которые нагреваются при горении топлива, передавая тепло воде.
  2. Внешний – навесное оборудование. Оно крепится к дымоходу дровяной печи, вода нагревается от высокой температуры выходящих газов.

Для работы теплообменника, он должен быть заполнен жидкостью. В банных печах он сообщается с отдельной емкостью: баком для воды. Жидкость циркулирует по системе естественным образом, за счет перепадов температур.

Как выбрать печь для бани с теплообменником для воды?

Конечно, важно, чтобы оборудование было безопасным и эффективным. Все печи, представленные в каталогах R-sauna.ru, отвечают этим запросам, но важно выбирать еще и опираясь на характеристики бани. Учитываются:

  1. Мощность теплообменника. Этот параметр отвечает за скорость и количество нагрева воды, а также площадь помещения для прогрева. Помните о том, что печь для бани с теплообменником эксплуатируется не так активно, как бытовая, поэтому важно выбирать ее, закладывая некоторый запас мощности. Это важно для обеспечения быстрого нагрева помещения с уровня комнатной температуры или минусовой в зимний период.
  2. Тип. Бывает две разновидности теплообменников: змеевик и емкость (рубашка). Змеевик актуальнее выбирать в случае, если парная отличается небольшой площадью. Объемные парные требуют интенсивного прогрева, поэтому лучше брать печи с навесным теплообменником, так площадь поверхности, отдающей тепло, будет больше.
  3. Размеры. Здесь роль также играет выбранный тип теплообменника. Если это оборудование со змеевиком, то занимаемое место будет меньше, если с внешним теплообменником – больше. Выбирать следует, опираясь на габариты самой бани.

Выбирайте, опираясь на габариты парной и объемы воды, которые нужно прогревать.

Ассортимент R-sauna.ru

Мы предлагаем печи с теплообменником для воды в баню от ведущих отечественных и зарубежных производителей линеек:

  • Harvia – финский производитель отопительного оборудования для бань и саун премиум класса, с более чем 50-и летней историей, продукты компании распространены в 80 странах по всему земному шару.
  • Термофор – отечественный производитель банного отопительного оборудования, предлагающий продукцию европейского качества по сдержанной цене.
  • Варвара – продукция этой марки отличается высоким качеством при сдержанной цене. Снижение стоимости достигается за счет экономии на транспортировке.

Если вам нужна качественная печь с теплообменником, обращайтесь в наш интернет-магазин. У нас вы найдете:

  • Широкий ассортимент продукции высокого качества.
  • Доставку по Москве, области и удаленные регионы России.
  • Помощь в выборе оборудования под ваши запросы.

Для получения консультации и приобретения оборудования свяжитесь с менеджерами по телефону +7(495) 642-19-20 или оставьте заявку на обратный звонок.

Конструктивные особенности системы отопления в бане от печи

  • Виды и типы бань
  • Отделка
  • Стены
  • Печи
  • Проекты
  • Фундамент
  • Крыша
  • Коммуникации
  • Пристройки




Поиск


Banyabest. ru

  • Виды и типы бань
    • Бочка фурако станет выгодной инвестицией

      Бани из профилированного бруса

      Дом баня из оцилиндрованного бревна

      Турецкая баня хамам: особенности и возможности

      Баня из бруса с мансардой: специфика проекта

  • Отделка
    • Панели из каменной ваты природного происхождения.

      Все виды полимеров и пластика по оптовым ценам от производителя

      Практичность применения раздвижных перегородок для ресторанов

      Полезные советы: как лучше утеплить баню

      Как сделать пол в бане пеноплексом

  • Стены
    • Кирпичная стена в бане своими руками

      Как правильно сделать стены в бане

      Возведение каркасной стены в бане

      Материалы для утепления и облицовки стен бани

      Утепление стен пенопластом

  • Печи

Печь с водяным контуром длительного горения для бани

Во времена Советского Союза, великий кормчий социалистического государства Л. И. Брежнев, любил повторять, что «экономика должна быть экономной». Однако, вместо повышения эффективности планового хозяйства производственники скатывались к банальным припискам, очковтирательству и показухе. Попробуем спроецировать законы макроэкономики на баню. В банном хозяйстве, самую существенную функцию играет отопление, а очень часто, оно же становится и источником основной массы расходов. Очевидно, что оно должно быть, куда уж более эффективным, канувшего в Лету брежневского народного хозяйства.  А сделать его таковым поможет печь с водяным контуром. Ну что, посчитаем?  Без приписок и показухи.

Преимущества отопления такого типа перед традиционным

Печи с водяным контуром обеспечивают ряд преимуществ перед банной печью, которая обогревает помещение посредством прямого излучения тепла:

  1. Возможность равномерного распределения тепла, за счет циркуляции теплоносителя в местах максимально удаленных от источника горения.
  2. Повышенная экономичность, связанная с равномерным нагревом всего внутреннего объема бани.
  3. Возможность создания эффекта «тепловой завесы» в местах склонных к активной потери тепла. Наиболее показательный пример: радиатор отопления под подоконником окна.
  4. Создание ровного микроклимата во всем внутреннем объеме. Исключаются холодные «карманы», которые невозможно обогреть традиционным способом, ввиду особенностей планировки помещения бани.
  5. Появляются технические возможности для реализации дополнительного потенциала системы отопления. Например: оснащение бани системой горячего водоснабжения или «теплого пола», работающих в системе основного отопительного контура.

Очевидно, что любая, даже, на первый взгляд технически совершенная система, не лишена недостатков. Справедливо это и для печи с водяным контуром. Вот эти недостатки:

  1. Усложнение и удорожание конструкции, относительно традиционной банной печки.
  2. Строгие требования к культуре производства монтажа такой отопительной системы.
  3. Вода, выступающая в роли теплоносителя, склонна к замерзанию и выводу всей системы из строя, в случае долгих перерывов в работе в холодное время года.
  4. Эффективная система, основанная на применении насоса принудительной циркуляции теплоносителя энергозависима. Поэтому, для бесперебойной работы системы следует позаботиться либо источником бесперебойного питания, либо генератором для обеспечения функционирования отопления в случае аварийного отключения электроэнергии.
  5. Банная печь с водяным контуром требует более пристального обслуживания, что связано, в первую очередь, с недопущением утечек теплоносителя в контуре отопления, водоснабжения или теплого пола.

Словечко от Бывалого! Из перечисленных выше недостатков отдельно хочется остановиться на возможности размораживания водяного контура печи в период холодного времени года.

Радикальных путей решения проблемы несколько:

  • Обеспечение возможности быстрого и полного опорожнения контура в периоды между посещениями бани зимой. Однако, не стоит забывать, что заполнение системы перед использованием связано с определенными затратами времени, а если усадьба оснащена водомером, то и денег;
  • Заполнение системы антифризом. Особенность этого способа заключается в том, что антифриз дорог, относительно токсичен, и, к тому же, на рынке очень много фальсификата, который не обеспечивает надлежащие потребительские и эксплуатационные качества;
  • Внедрение в водяной контур автоматизированного электрического нагревателя и насоса, которые в перерывах между использованием бани поддерживают температуру теплоносителя на уровне 7 градусов Цельсия и гарантируют цикличное прокачивание воды насосом. Однако, такой вариант требует 100 % уверенности в обеспечении бани электроэнергией и отсутствие фактов аварийного либо несанкционированного ее отключения.

Некоторые конструктивные особенности печей такого типа

Типовая дровяная печь с водяным контуром состоит из следующих основных частей:

  • Непосредственно печи;
  • Внедренного в топочное пространство чугунного или стального теплообменника с развитой контактной поверхностью;
  • Радиаторов отопления;
  • Магистрали движения теплоносителя, состоящей из металлических или пластиковых труб, запорной арматуры, набора клапанов и разветвителей;
  • Группы контроля и безопасности, оснащенной приборами контроля температуры, давления, а также аварийных клапанов;
  • Расширительного бачка, который компенсирует избыточный объем воды, появляющегося вследствие ее нагрева и последующего расширения.
  • Как дополнительную опцию следует рассматривать циркуляционный насос, который является обязательной частью системы, работающей по принципу принудительной циркуляции.

Металлическая либо кирпичная печь с водяным контуром может быть выполнена по принципу естественной или принудительной циркуляции. Как компромиссный вариант следует считать комбинированную систему, основанную на практическом применении обеих принципов.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Естественная или термосифонная циркуляция обеспечивается на основе принципа естественного расширения воды при нагреве и ее движения в необходимом направлении, заданном посредством уклонов. Обязательным условием надежного функционирования такой системы следует считать ряд основополагающих принципов:

  1. Теплообменник печи должен находиться ниже уровня радиаторов.
  2. Проходное сечение труб магистральной арматуры должно быть не менее 57 мм, при номинальной теплотворной способности печи на уровне 15 – 17 кВт.
  3. Система должна быть оборудована расширительным бачком, обустроенном на высоте, обеспечивающей уверенную циркуляцию исходящего потока. Как правило, не менее 215 см от уровня нижнего среза теплообменника.
  4. Линия возвратного потока должна быть смонтирована с четким соблюдением уровня уклона, гарантирующего свободную циркуляцию охлажденного теплоносителя по пути в теплообменник топки.

Система естественной циркуляции абсолютно энергонезависима, однако, требует большего количества теплоносителя в системе. В первую очередь, из-за большого проходного сечения магистрали.

Важно! Большинство специалистов — теплотехников убеждены, что система естественной циркуляции, проигрывает в тепловой эффективности своей прямой конкурентке, основанной на принципах циркуляции принудительной.

Система с принудительной циркуляцией теплоносителя

Ее функционирование не требует достаточно большого сечения магистрали, поскольку теплоноситель «продавливается» под давлением, посредством работы циркуляционного насоса вихревого типа. Очевидно, что современное производство оперирует и насосами иных типов. Снижение объема теплоносителя за счет значительного занижения сечения магистралей обуславливает значительно более высокую тепловую эффективность системы в целом и экономии топлива, в частности.

Кроме этого, оснащенные кранами Маевского радиаторы отопления, позволяют быстро и эффективно устранять воздушные «пробки» посредством создания избыточного давления. Факт активной циркуляции обуславливает и наличие расширительного бачка значительно меньшего объема, относительно термосифонных систем. Самым существенным недостатком таких печей стоит считать факт прямой зависимости от бесперебойного энергоснабжения. Попыткой борьбы с этим недостатком следует считать появление комбинированных систем.

Система комбинированной циркуляции теплоносителя

Представляет собой систему термосифонного типа, оснащенной циркуляционным насосом. Дополнительной опцией выступает обводная петля, оснащенная поворотным краном. В обычных условиях работает насос, в случае отсутствия энергоснабжения приемный патрубок с насосом перекрывается, а циркуляция обеспечивается по обводной петле, выполненной из трубы большого сечения.

По сути, это та же термосифонная система, со всеми присущими ей недостатками, однако, дооснащенная насосом. В таком виде рационально видится лишь двухконтурная печь для бани, где второй контур задействован для горячего водоснабжения. Тогда большой объем теплоносителя можно использовать для обеспечения потребности в горячей воде.

Виды топлива для печей с водяным контуром

Весь модельный ряд топочных печей можно условно разделить на три большие группы: печи на твердом топливе, на жидком и газообразном.

Твердотопливные печи

Настоящей и неувядающей классикой продолжают оставаться печи дровяные с водяным контуром. Классическая для традиционной бани конструкция дополнена теплообменником, магистралью и радиаторами отопления. Однако, топливная экономичность, порой, заставляет искать более инновационные и технологически продвинутые варианты. К таким следует отнести такие изделия, как пеллетная печь с водяным контуром. Такая конструкция оправдана в местах, где отсутствует массовая лесозаготовка, но в достаточной степени развита лесопереработка.

Именно отходы обработки древесины – основное сырье для изготовления пеллет. Важным поставщиком сырья выступает и сельское хозяйство. Солома, кукурузные и подсолнечниковые стебли, лузга гречихи и семечки с успехом применяются в производстве топливной гранулы. Важным преимуществом такой конструкции, по сравнению с обычной дровяной, следует считать возможность частичной автоматизации процессов хранения, загрузки топлива и его горения.

Если же в вашем распоряжении большое количество древесных отходов, а то и просто откровенного растительного мусора то следует обратить внимание на печи длительного горения с водяным контуром. Их эксплуатация связана с осуществлением процесса горения при малом количестве кислорода и больше напоминает тление, нежели полноценное горение.

Особо из когорты твердотопливных, стоит упомянуть угольные банные печи, которым мы уже посвящали отдельный материал.

Печи на жидком топливе

Мазут, котельное и печное топливо в банной индустрии применяются достаточно редко. В основном жидкое топливо  — удел устаревших крупных общественных бань и мобильных банных комплексов посовременнее.

В частном банном хозяйстве нашли отдельное применение такие конструкции, как печь на отработанном масле. Пользователей таких агрегатов, в первую очередь прельщает низкая, а порой, и дармовая стоимость горючего.

Внимание! В своих материалах мы не устаем говорить, что баня это оплот экологичности и царство натуральных материалов. Печь на отработке с водяным контуром ассоциируется с этим очень слабо. Поэтому, если вас прельщает дешевизна то не поленитесь обустроить для котельной обособленное помещение, а о таком понятии, как проточная каменка следует и вовсе забыть.

Печи на газообразном топливе

Являются хорошей альтернативой традиционным дровяным печам. Существенные ограничения на их использование накладывает факт слабой газификации отечественной периферии и повышенные требования к культуре их эксплуатации, ввиду высокой взрывоопасности газового топлива.

Мы нарочно не упомянули еще один вид печей.  Основанных на электрическом нагреве. Но поскольку печи такого типа — сфера весьма обширная, то лучше будет выделить рассказ о них в отдельную тему.

Отдельно стоит упомянуть и самостоятельном изготовлении такой печи. Поскольку, все таки один раз увидеть, лучше, чем два раза прочитать, раскрываем эту тему в видеоформате, где все ясно, понятно, наглядно.

Заключение

Подводя итоги отметим следующее. Печь длительного горения с водяным контуром, на данный момент времени одно из самых актуальных и экономически целесообразных предложений в сегменте банных твердотопливных печей. Водяной контур обеспечит полный и гибкий обогрев всего внутреннего объема бани, а экономичная топка гарантирует снижение затрат на самую весомую статью банных расходов – отопление.

Некоммерческая услуга по обеспечению ответственного отопления дома дровами

Да, это можно сделать, но это непросто, дешево и без риска.

По мере роста цен на нефть, газ и электроэнергию мы получаем все больше писем на сайт woodheat.org с вопросами о нагревании воды с помощью дровяных печей. Это сложный вопрос, и, хотя мы понимаем интерес и имеем соответствующий опыт, мы не хотим никого вводить в заблуждение. Помня об этом, обратите внимание, что это не семинар о том, как нагревать воду с помощью дровяной печи.

Системы лучистого отопления для пола сейчас в моде благодаря очень успешным маркетинговым кампаниям поставщиков оборудования. Первое, что нужно сказать, это то, что дровяная печь, оснащенная ретро, ​​не является подходящим устройством для нагрева воды для обогрева пола. Вы никогда не получите достаточно тепла от дровяной печи, чтобы удовлетворить потребности в лучистом отоплении. Если вам повезет, вы получите достаточно горячей воды для стирки. В Европе есть обогреватели, которые частично спроектированы как котлы, и они могут быть эффективными, но мы не видели подобных продуктов в Северной Америке. Наш совет — забудьте о попытках обогреть отдаленные помещения теплом, которое вы можете получить от дровяной печи. Теперь перейдем к обсуждению систем ГВС.

Поучительная история от одного из наших корреспондентов.

«Мой сотрудник установил теплообменник в топку своей печи. Без надлежащего контроля он быстро создал пар под высоким давлением, и вскоре паяные соединения стали выходить из строя, и система развалилась, что звучало как несколько небольших взрывов.Его решение? В следующий раз сварите эту чертову штуку. Он держался вместе, но возвращал пар обратно к его артезианскому колодцу, и у него был прекрасный гейзер за спиной. Правдивая история «. Скотт

В этом случае давление должно было куда-то упасть. Без места для расширения возможный взрыв может привести к травмам или смерти.

Мы собрали пять примеров систем ГВС, чтобы дать вам представление о дополнительных подходах и принципах их работы.

Этот первый пример показывает последствия плохого проектирования и эксплуатации системы.На фотографиях справа и под ней изображена плита, взорвавшаяся осенью 2005 года на острове Принца Эдуарда в Канаде. Справа видно, что секция топки / зольника оторвалась от секции печи. Это показывает, что происходит, когда вода превращается в пар, и ему некуда расширяться. Коллектор ГВС в данном случае представлял собой чугунный ящик, встроенный в топку и предлагавшийся производителем печи в качестве принадлежности.

Вид спереди на кухонную плиту, видно, как топка оторвана от духовки.

На фото справа показано, почему взорвался коллектор. Красные стрелки указывают на закрытые шаровые краны на подающей и обратной трубах коллектора. Насколько мы понимаем, новые арендаторы разожгли свой первый костер в сезоне, не зная, что нужно сначала открыть шаровые краны. Этого взрыва не произошло бы, если бы система была спроектирована правильно с размещением устройства сброса давления между коллектором и любым шаровым клапаном или другим запорным устройством. Также, по нашему мнению, дровяные системы горячего водоснабжения никогда не должны использоваться в арендуемом жилье.

Фото: Пат Джей, Capital Chimney Sweeps, PEI, Canada

Взгляд за печкой с указанием причины взрыва: закрытые шаровые краны.

Вот серия из трех фотографий аккуратной и эффективной установки на другую кухонную плиту, Heartland Sweetheart.Этот находится в новом автономном доме из тюков соломы. Справа — трубы от водонагревателя до и от коллектора ГВС в печи. Это система с гравитационной конвекцией, в которой вода, нагретая в коллекторе, поднимается конвекцией в резервуар для хранения, установленный выше. Вот почему установщик использовал трубу 3/4 дюйма и колена под 45 градусов.

Водопроводные трубы к коллектору и резервуару горячей воды и от них.

Так выглядит коллектор в топке печи.Наличие коллектора в топке действительно влияет на горение, охлаждая огонь. Обычно такой способ отвода тепла от топки — не лучшая идея, потому что это может привести к дымному пожару и слишком большому количеству креозота. Однако обратите внимание, что футеровка топки из кирпича имеет светлый цвет, что говорит о том, что горение было горячим и относительно чистым. Пользователь этой печи знает, что она должна быть горячей, чтобы избежать креозота. Она никогда не выключает плиту и не пытается прогореть всю ночь. К счастью, ее дом настолько энергоэффективен, что короткие горячие огни — все, что ей нужно, чтобы согреть небольшой дом.

Коллектор в задней части топки.

Вот снимок аккуратной установки сантехники в подсобном помещении за печной установкой (сделанный лежа на спине). Синяя штука на полке — это напорный бак, а белая над ней — бак для горячей воды. Так должна выглядеть гладкая система конвекционного потока.

Аккуратный монтаж за стеной в подсобном помещении.Это свидетельствует о хорошем планировании и установке.

Это задняя часть кухонной плиты Waterford Stanley с коллектором, изготовленным на заказ, показанная на следующей фотографии. Латунное устройство на тройнике отводящей трубы представляет собой автоматический воздухоотводчик. Подводящий и обратный патрубки к коллектору заправлены за задний щиток печи и едва видны на выходе из него слева от печи.

Трубопровод в задней части кухонной плиты.

Вот снимок кастомного коллектора в печке выше. Он сделан из гидравлической трубы и фитингов из нержавеющей стали и проходит по верхнему краю топки. Он работает нормально, хотя из-за того, что он расположен горизонтально, обычно в нем наблюдается некоторое кипение (что приводит к стуку и бульканье), когда огонь впервые зажигается, а конвекционный поток еще не развивается. Как только ток начинает течь, система работает нормально и производит много горячей воды. Коллектор охлаждает пламя, поэтому огонь горит грязнее, чем без него.

Этот тип коллектора может охладить пламя и привести к возникновению дыма и креозота.

Вот нестандартный коллектор в виде резервуара из нержавеющей стали с толщиной 1 дюйм для потока воды и отверстием диаметром 6 дюймов в центре. Резервуар занимает место первого отрезка дымохода. Коллектор изолирован и обернут листовым металлом, окрашенным в черный цвет.Эта система на самом деле слишком велика для этого домашнего хозяйства с одним человеком и небольшого (20 галлонов) резервуара для хранения воды. Этот коллектор имеет высоту 36 дюймов. Чтобы уменьшить его тепловую мощность, внутри коллектора была установлена ​​облицовка, изолирующая дымовые газы от его внутренней поверхности. Коллектор 24 дюйма был бы лучше.

Этот эксперимент показал, что такой коллектор, установленный на дымовой трубе, эффективен. Однако одно предостережение: этот тип коллектора следует использовать только в некаталитических печах с чистым горением (сертификат EPA), подключенных к прямым или почти прямым вентиляционным системам. Этот тип коллектора забирает много тепла от дымовых газов и может вызвать серьезные проблемы для системы, использующей грязную печь и плохой дымоход, например наружную кладку.

Этот коллектор очень эффективен, но забирает много тепла от дымовых газов.

Вот кастомная печь с кастомным коллектором ГВС. Коллектор представляет собой плоский (глубиной 1 дюйм) усиленный ящик из нержавеющей стали, который покрывает всю заднюю часть печи от выхода топки до верха печи.Он прикручен к задней части печи, поэтому коллектор не подвергается воздействию дымовых газов, как в примере выше. В результате, даже несмотря на то, что это примерно такая же площадь поверхности, он производит намного меньше горячей воды. Однако в большинстве зимних условий он производит достаточно горячей воды для этого домохозяйства из двух человек. Эта система зависит от насоса, потому что резервуар для хранения находится в подвале внизу.

И эта, и вышеупомянутая система имеют то преимущество, что не влияют на горение, поскольку коллекторы находятся вне зоны горения.

Обратите внимание на предохранительный клапан на верхнем выходе из коллектора. Клапан должен быть подсоединен к сливу.

Эта печь имеет большой плоский коллектор, прикрепленный болтами к задней части топки и духовки.

Резюме и выводы

Вот несколько ключевых моментов, которые следует учесть перед установкой системы ГВС на дровяной печи.

Безопасность — это главный вопрос. Вот несколько простых рекомендаций по безопасной ГВС:

  • конвекционные проточные системы являются наиболее безопасными и надежными, поскольку они не полагаются на насос или электричество, но они должны быть установлены с хорошим подъемом и рассчитаны на свободное течение; обе эти особенности приводят к высокой скорости потока и большей эффективности
  • Насосные системы

  • нуждаются в еще большем количестве устройств безопасности, таких как резервная батарея, например
  • должны быть предохранительные устройства в нескольких местах, например, непосредственно на выходе из коллектора и в самой высокой точке системы; Клапаны сброса давления / температуры предпочтительны, поскольку они срабатывают задолго до того, как вода превращается в пар, и повышают давление в системе
  • ГВС системы в домах, обслуживаемых города водой более уязвимы к ситуациям чрезмерного давления, потому что они не имеют бак под давлением с мочевым пузырем, который может занять много объема, который держит давление в системе вниз и предотвращает предохранительные клапаны из эксплуатации
  • резервуар для хранения должен быть достаточно большим, чтобы поглощать тепло от циклов горения между каждым циклом потребления, как для предотвращения перегрева, так и для учета низкой скорости рекуперации тепла в таких системах

ГВС на дровах имеет серьезные страховые последствия. Например, мы не знаем ни одной страховой компании, которая покрывала бы индивидуальные системы, подобные трем последним выше. Мы подозреваем, что многие страховые компании откажутся от покрытия любой системы горячего водоснабжения на дровах, за исключением, пожалуй, тех, которые находятся внутри котлов. По иронии судьбы, первый, описанный здесь (взорванный), вероятно, будет одобрен страховым инспектором, потому что у него был коллектор, сертифицированный для использования с печью. Перед тем, как начать работу с вашей системой ГВС, рекомендуется проконсультироваться в своей страховой компании.

Самым большим препятствием для добавления систем ГВС к дровяным печам является то, что сертификация EPA по выбросам практически исключает возможность забора тепла непосредственно от печи. Любой коллектор ГВС, который забирает тепло из процесса сгорания, почти наверняка создаст грязный ожог, который выйдет из строя. Вот почему большинство производителей дровяных печей, сертифицированных EPA, не предлагают коллекторы ГВС в качестве дополнительных принадлежностей. Может быть один или два доступных, но мы вообще ничего не знаем.

Наилучшей перспективой для модернизации систем ГВС были бы монтируемые на дымоходе коллекторы, подобные предпоследнему примеру.Этот коллектор не повлияет на горение, и его установка не требует переделки печи. Нам известен только один такой коммерческий пример, но поскольку продукт не выглядит высокоразвитым и его реклама предполагает, что производитель недостаточно информирован, мы неохотно рекомендуем его. Возможно, эта ситуация изменится в будущем, поскольку все больше людей будут запрашивать аксессуары для ГВС.

JG

Построить установку для обогрева дровяной печи

Одно из преимуществ отопления дровами — это разнообразие потребностей, которые может удовлетворить всего одна печь.Помимо согревания, дровяная печь может приготовить ужин, высушить одежду и поджарить холодные пальцы ног. Но разве это не было бы просто денди, если бы этот черный ящик тоже нарисовал красивую горячую ванну?

На самом деле, в домашнем водяном отоплении дровяными печами нет ничего нового. . . Многие кухонные плиты были оснащены насадками для резервуаров для воды более века назад. Однако с появлением «герметичных» дровяных горелок и систем подачи воды под давлением отошли на второй план большую часть этих старых методов периодического нагрева, и были разработаны новые методы, основанные на замкнутой циркуляции.

Современная дровяная печь с водяным отоплением

В большинстве водонагревательных устройств используются теплообменники, которые устанавливаются внутри топки или дымохода устройства. Лучшие коммерческие примеры такого подхода действительно работают очень хорошо. Если печь работает большую часть дня, они могут обеспечить всю семью горячей водой. Однако из соображений безопасности эти устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали (дорогой товар) и должны проходить испытания под давлением, чтобы гарантировать, что они могут выдерживать очень высокие температуры, с которыми они могут столкнуться внутри системы отопления.Как следствие, качественные внутренние теплообменники стоят довольно дорого. Самодельные внутренние устройства , с другой стороны, заработали дурную репутацию из-за обжигающих паровых взрывов.

Кроме того, отвод тепла из топки или дымовой трубы дровяной печи может иметь неприятные побочные эффекты: вытягивание BTU непосредственно из огня (с помощью теплообменника топки) может снизить эффективность сгорания. . . и если продукты неполного сгорания охлаждаются ниже температуры, при которой они конденсируются (с помощью топки или дымоходного теплообменника), может происходить сильное накопление креозота.Нет необходимости упоминать, что сочетание камина в дымоходе и внутреннего водонаполненного теплообменника может обернуться катастрофой.

Разумный дизайн

Признавая тот факт, что не бывает некомпенсированных обедов в полдень, мы приняли консервативный подход к разработке собственного водонагревателя для дровяной печи. Вместо того, чтобы случайно разместить теплообменник внутри обогревателя или трубы, мы прикрепили его снаружи топки. Приняв такой подход, мы избежали каких-либо серьезных модификаций нагревателя, который имеет сертификат лаборатории андеррайтеров.Более того, соблюдены несколько критериев безопасности, о которых мы уже говорили: температура, возникающая за пределами кожуха нагревателя, не будет кипятить воду (пока эта жидкость продолжает циркулировать), а для нагрева воды используется тепло, которое все равно излучался бы обогревателем, поэтому из топки не удаляется лишнее тепло.

Наша водонагревательная приставка состоит просто из 50 футов медных труб 1/4 дюйма, свернутых в гипс из заполненной парижской панелью. Материал на основе гипса помогает равномерно распределять тепло по змеевикам и позволяет теплообменнику находиться в прямом контакте с корпусом печки без риска перегрева.(Мы хотели бы поблагодарить Эда Уолкинстика за это предложение.) Сборка прикручивается к боковой стороне нагревателя и подсоединяется к утилизированному водонагревателю емкостью 42 галлона (мы использовали один с сгоревшим элементом, но со звуковым баком) в примерно так же, как и солнечный подогреватель.

Насос со скоростью 10 галлонов в минуту, установленный на сливе нагревателя, обеспечивает циркуляцию воды через змеевик и обратно к точке «Т» чуть ниже клапана сброса давления наверху резервуара (клапан был сохранен в качестве меры предосторожности). Холодная вода поступает в сосуд через обычный входной патрубок, а вода, нагретая дровами, через стандартный горячий выход направляется к обычному электронагревателю.Все линии хорошо изолированы пеной высокой плотности толщиной 1 дюйм.

Конечно, если бы вода циркулировала постоянно, тепло могло бы быть потеряно печи, когда огонь не горел. Чтобы этого не произошло, исследователь Деннис Буркхолдер сделал автоматическое включение / выключение от термостата кондиционера, подключенного к сети, подключенного к линии электропитания насоса. (Вы также можете использовать более распространенный комбинированный регулятор отопления / кондиционирования, настроенный на режим охлаждения.) Термостат прикреплен к стене на расстоянии трех футов от обогревателя и примерно на фут выше его вершины. Когда температура воздуха достигает 80 ° F, 120-вольтный регулятор включает насос, и вода начинает нагреваться. Встроенный дифференциальный переключатель снова отключает циркуляционный насос, когда температура падает до 76 ° F.

Советы по строительству

Компоненты системы теплообменника показаны на прилагаемой иллюстрации, но, конечно, каждая установка потребует некоторого изменения основных размеров.Например, если ваша печь больше, чем наша, вы можете увеличить панель настолько, чтобы получить полный 60-футовый змеевик 1/4-дюймовой трубки из мягкой меди внутри каркаса теплообменника увеличенного размера. Те из вас, кто имеют нагреватели меньшего размера, однако, потребуется меньшее количество линии.

В любом случае, работать с НКТ проще всего, так как она свернута для транспортировки. Мы просто уложили скрученную линию в рамку и аккуратно согнули трубку, чтобы заполнить прямоугольную форму. Гибкий материал может быть изогнут до радиуса примерно 1-1 / 2 дюйма без перегиба, так что не составит труда загнать его в любые потенциальные «горячие точки». Мы работали от внешних краев внутрь, проводки катушек к опорной плите, как мы пошли. (Без проволоки, удерживающей внешние круги трубок на месте, вся штука хотела выскочить из рамы.)

После того, как медные трубки будут равномерно распределены внутри рамы, встряхните тонкую партию гипса и вылейте смесь в раму. Выровняйте поверхность, проведя линейкой по уголку, и дайте материалу высохнуть в течение нескольких дней. Затем панель можно прикрепить к боковой стороне печи, а линии 1/4 дюйма можно подсоединить к трубкам 1/2 дюйма резервуара подогревателя.

Безопасность и производительность

Мы провели расширенные тесты, чтобы определить наиболее эффективную конфигурацию обменника и убедиться, что устройство будет работать безопасно. Например, чтобы увидеть, что произойдет, если из-за сбоя питания наш насос отключится, мы закрыли трубы, выходящие из резервуара подогревателя, и установили манометр на предохранительном клапане. Максимальное давление, которое мы смогли создать в системе, составило 3 фунта на квадратный дюйм. . . и это было после того, как поток застоялся в течение восьми часов при максимально возможной скорости горения для каталитического нейтрализатора Atlanta Stove Works!

Кроме того, чтобы определить, не поощряется ли кондуктивный теплообмен через стену печи в нездоровой степени, мы ежедневно проверяли внутреннюю часть топки дровяной печи на предмет повышенного накопления креозота.Мы не обнаружили разницы во внешнем виде или глубине отложений на какой-либо из четырех стен, что свидетельствует о том, что теплообменник получал в основном лучистую энергию от внешней стены печи. (Керамика могла оказывать некоторый изолирующий эффект, уравновешивая повышенную проводимость.)

Сколько горячей воды будет производить теплообменник? Что ж, во время типичного семичасового цикла мы загружали от 55 до 60 фунтов древесины в Atlanta Catalytic, что увеличивало содержимое резервуара на 42 галлона до 140 ° F.Эта скорость сжигания восьми фунтов в час, вероятно, несколько выше, чем у большинства людей, поэтому объем горячей воды, который вы можете получить от аналогичного устройства, может быть немного меньше. Конечно, если вы поддерживаете сильный ожог в течение всего дня, общее количество горячей воды за 24 часа все равно должно составлять более 100 галлонов в день. И даже если вы часто будете эксплуатировать плиту в «закрытом» состоянии, система значительно снизит ваши счета за коммунальные услуги.

В зависимости от размера вашей семьи и количества воды, которую использует каждый человек, система может исключить ваших счетов за горячую воду в зимний период.Следовательно, если вы можете получить свою древесину по цене, которая значительно ниже, чем стоимость эквивалентного количества электричества или газа, энергия, которую вы вкладываете в подогрев воды из вашей дровяной печи (которая, конечно, будет вычтена из объема тепла, которое бы доставил прибор), окупит вложенные средства. Кроме того, вам будет приятно узнать, что вы сделали еще один шаг к замене невозобновляемых источников энергии.

Список материалов

насос (Richdel R798)

термостат (Dayton DE158)

(50 футов) 1/4 «медная трубка типа L

16-калибр 2 ‘X 3’ сталь

(8 ‘) Уголок 1/8 «X 1»

предохранительный клапан

(14) Болты 1/4 «-20 X 3/4» с гайками

(3 кварты. ) штукатурка париж

(6 футов) проволока для тюков

сантехника разная

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

  • Образование
  • Исследование
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓

    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT

Меню ↓

Поиск

Меню

Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще!

Что вы ищете?

Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

PPT — Тема 2: Основы теплообменников, Рекуперативные теплообменники Презентация PowerPoint

  • Тема 2: Основы теплообменников, рекуперативное тепло Теплообменники • Теплообменники: • Метод проектирования UA-LMTD • Метод проектирования e -NTU • Пример

  • Теплообменники Теплообменник — это устройство для передачи тепла от одной жидкости к другой. Есть три основные категории: Рекуперативные, в которых две жидкости всегда разделены твердой стенкой; Регенеративный, в котором каждая жидкость передает тепло матрице материала или от нее; Испарительный (прямой контакт), при котором энтальпия испарения одной из жидкостей используется для обеспечения охлаждающего эффекта.

  • Методы проектирования теплообменника (HX) Разработчики HX обычно используют два хорошо известных метода для расчета скорости теплопередачи между потоками жидкости — UA-LMTD и методы эффективности NTU (количество теплообменников).Оба метода могут быть одинаково использованы для проектирования HX. Однако метод -NTU предпочтительнее для задач оценки, когда по крайней мере одна температура на выходе неизвестна. Если все температуры на входе и выходе известны, метод UA-LMTD не требует итерационной процедуры и является предпочтительным методом.

  • LMTD (средняя логарифмическая разница температур) Наиболее часто используемый тип теплообменника — это рекуперативный теплообменник. В этом типе две жидкости могут течь в противотоке, в параллельном потоке или в их комбинации, а также в поперечном потоке.Истинная средняя разница температур — это средняя логарифмическая разница температур (LMTD), определяемая как

  • Скорость передачи тепла теплообменника Тепло, передаваемое для любого рекуперативного теплообменника, можно рассчитать следующим образом (см. Диаграмму, показанную на предыдущий слайд):

  • Теплообменник Метод расчета UA-LMTD Где U — общий коэффициент теплопередачи (предполагается, что он постоянный по всей площади поверхности теплообменника).

  • Метод расчета теплообмена-NTU

  • 6-рядный, 6-ходовой пластинчатый, ребро-трубчатый, поперечный противоток HX

  • 3-рядный, 3-ходовой пластинчатый, ребристый и -трубный поперечный поток HX

  • Эффективность 6-рядного, 6-проходного пластинчатого перекрестного оребрения противоток HX

  • A HX Пример: Схематическое изображение гибридного центрального приемника на следующем слайде (Слайд № 12). В этой системе расплав нитратной соли нагревается в центральном ресивере до температуры 1050 ° F (565 ° C). Затем расплав соли проходит через теплообменник, где он используется для предварительного нагрева воздуха для горения на электростанции с комбинированным циклом. Для получения дополнительной информации об этом цикле обратитесь к Bharathan et. Al. (1995) и Bohn et al. (1995). Теплообменник, используемый для этой цели, показан на слайде №13. Пластины теплообменника изготовлены из стали и имеют толщину 2 мм. Общий поток представляет собой противоток, в котором воздух и расплавленная соль оба протекают по каналам в форме канала (не перемешиваются).Сторона кожуха, где проходит воздушный поток, имеет перегородки для обеспечения поперечного потока между боковыми перегородками. Базовые проектные условия:

  • Гибридная концепция центрального ресивера, разработанная в NREL

  • Расплав соли с воздухом HX, используемый для предварительного нагрева воздуха для горения

  • A HX Пример: (продолжение) Расход воздуха: 0,503 кг / с на проход (250 фунтов / м3) Температура воздуха на входе: 340 ° C (~ 650 ° F) Температура воздуха на выходе: 470 ° C (~ 880 ° F) Скорость потока соли: 0.483 кг / с на проход (240 фунтов / с) Температура соли на входе: 565oC (~ 1050oF) Температура соли на выходе: 475oC (~ 890oF) Найдите общий коэффициент теплопередачи для этого теплообменника. Игнорируйте сопротивление обрастанию. Решение:

  • Решение: (продолжение)

  • Решение: (продолжение)

  • Решение: (продолжение)

  • Решение: (продолжение)

      Решение: (продолжение)

    • Рекуперативные теплообменники: • Определение рекуперативного HX • Типы рекуперативного HX • Расчетные факторы • Примеры Рекуперативный теплообменник (HX) — это теплообменник, в котором две жидкости полностью разделены раз прочной преградой.

    • Водотрубный котел-утилизатор Кожухоточный котел на отработанном газе

    • Подогреватель воздуха топочного газа

    • Двухходовой кожухотрубный теплообменник 914286 05

      81

      6 Рекуперация тепла газ-газ с пластинчатым теплообменником AA

    • Жидкостный теплообменник Пластинчато-ребристый теплообменник

    • Основные уравнения

    • Конфигурации теплообменника

    • Расширенные поверхности: ребра, fpi (ребер на дюйм)

    • Пример 5.4 (Eastop & Croft) Ребристая поверхность

    • Пример 5.4 Плоская поверхность, как показано на предыдущем слайде, имеет базовую температуру 90 ° C при средней температуре воздуха в объеме 20 ° C. Воздух проходит через поверхность, а средний коэффициент теплопередачи составляет 30 Вт / м2-К. Ребра изготовлены из алюминиевого сплава; толщина ребра 1,6 мм, высота ребра 19 мм, шаг ребра 13,5 мм. Рассчитайте теплопотери на м2 первичной поверхности с ребрами и без них, предполагая, что в каждом случае применяется одинаковый средний коэффициент теплопередачи.Пренебрегая потерями тепла на концах ребер, возьмите КПД ребра 71%.

    • Пример 5.4 (продолжение)

    • -NTU Метод (Эффективность — Метод количества тепловых единиц)

    • -NTU (Эффективность относительно NTU) для кожухотрубных теплообменники (с 2 проходами кожуха и 4, 8, 12 проходами труб)

    • Характеристики диаграммы -NTU • Для данного массового расхода и удельной теплоемкости двух жидкостей значение  зависит от NTU и, следовательно, на товар (UAo).Таким образом, для данного значения U NTU пропорционально Ao. Тогда из диаграммы -NTU можно увидеть, что увеличение Ao увеличивает hence и, следовательно, экономию топлива. • Капитальные затраты на теплообменник возрастают по мере увеличения площади, и диаграмма -NTU показывает, что при высоких значениях большое увеличение площади дает лишь небольшое увеличение. • NTU и, следовательно, эффективность  могут быть увеличены для фиксированного значения площади путем увеличения значения общего коэффициента теплопередачи, U.

    • Увеличение HX  с фиксированным Ao (1) NTU, и следовательно, может быть увеличено для фиксированного значения площади путем увеличения значения общего коэффициента теплопередачи U, который может быть увеличен путем увеличения коэффициента теплопередачи для одной или обеих отдельных жидкостей.Коэффициент теплопередачи можно увеличить за счет уменьшения диаметра трубы и / или увеличения массового расхода на трубу.

    • Увеличение HX  с фиксированным Ao (2) • Так как для постоянного общего массового расхода количество трубок на проход должно быть соответственно уменьшено, если массовый расход на трубку увеличивается. • Кроме того, площадь теплопередачи определяется выражением, где n — количество трубок за проход, а p — количество проходов трубы.Следовательно, чтобы поддерживать ту же общую площадь теплопередачи для уменьшенного диаметра трубы в теплообменнике данного типа, необходимо увеличить длину трубок за проход, L, и / или количество трубок за проход (что будет снизить скорость теплопередачи.) • Таким образом, процесс проектирования — это итеративный процесс, направленный на достижение оптимального расположения трубок по диаметру, длине и количеству трубок.

    • Общие соображения по конструкции HX • Изменение внутреннего диаметра трубы для увеличения коэффициента теплопередачи для потока через трубу изменит теплопередачу со стороны кожуха.• Полный экономический анализ также требует учета мощности откачки для обеих жидкостей. Потери давления в потоке жидкости из-за трения, турбулентности и фитингов, таких как клапаны, изгибы и т. Д., Пропорциональны квадрату скорости потока. Чем выше скорость жидкости и более турбулентный поток, тем выше коэффициент теплопередачи, но тем выше мощность откачки.

    • Пример 5.5 (a) Кожухотрубный теплообменник используется для рекуперации энергии из моторного масла и состоит из двух кожухотрубных каналов для воды и четырех трубных проходов для моторного масла, как схематично показано на следующем рисунке. .Эффективность можно рассчитать на основе уравнения Eastop (3.33). Для потока масла 2,3 кг / с, поступающего при температуре 150 ° C, и потока воды 2,4 кг / с, поступающего при 40 ° C, используйте приведенные данные для расчета: (i) общего количества требуемых трубок; (ii) длина трубок; (iii) температуры воды и масла на выходе; (iv) годовая экономия затрат на топливо, если в настоящее время подогрев воды осуществляется газовым котлом КПД 0,8. (б) Какова будет эффективность и экономия топлива в год при восьми проходах трубы?

    • Пример 5.3} C_H = m_dot_H * cp_H {производительность горячей жидкости, кВт / K} {холодная вода} m_dot_C = 2,4 {массовый расход воды, кг / с} t_C2 = 40 {температура холодной воды на входе, C} cp_C = 4,19 {среднее удельное теплота воды, кДж / кг-К} C_C = m_dot_C * cp_C {производительность по холодной жидкости, кВт / K} {данные} eta_boiler = 0,8 {КПД газового котла} v_H = 0,8 {скорость масла в трубе, м / с} eta_Hx = 0,7 {требуется эффективность HX} n_pass = 4 {четырехходовой теплообменник} d_i = 0,005 {внутренний диаметр трубы, м} d_o = 0,007 {внешний диаметр трубы, м} U = 0,400 {общий коэффициент теплопередачи, кВт / м ^ 2 -K} t_hours = 4000 {годовое использование, час} стоимость = 1.2/4 • n_tube = A_cross / A_1 * n_pass • n_tube = 697 [трубы] • {a (ii): вычислить длину трубок} • R = min (C_H, C_C) / max (C_H, C_C) • eta_HX = (1-exp (-NTU * (1-R))) / (1-R * exp (-NTU * (1-R))) • NTU = U * A_o / min (C_H, C_C) • A_o = PI * d_o * n_tube * L_tube • L_tube = 1,27 [м] • {a (iii): вычислить температуру на выходе масла и воды} • Eta_HX = C_H * (t_h2-t_h3) / (min (C_h, C_C) * ( t_h2-t_C2)) • C_H * (t_h2-t_h3) = C_C * (t_C1-t_C2) • t_C1 = 78,6 [C]; t_h3 = 73,0 [C]

    • {a (iv): вычислить общую теплопередачу и экономию топлива в год} • Q_dot = C_C * (t_C1-t_C2) • Fuel_saving = Q_dot * t_hours * cost / ( eta_boiler * 100) • Fuel_saving = 23271 [Британские фунты] • {b (v): вычислить eta2_hx, если двойное Ao} • NTU2 = 2 * NTU • eta2_HX = (1-exp (-NTU2 * (1-R))) / (1-R * ехр (-NTU2 * (1-R))) • eta2_HX = 0.881 • {b (vi): вычисление t_h3, t_C2 и экономии топлива} • eta2_HX = C_H * (t_h2-t2_h3) / (мин (C_h, C_C) * (t_h2-t_C2)) • C_H * (t_h2-t2_h3) = C_C * (t2_C1-t_C2) • Q2_dot = C_C * (t2_C1-t_C2) • Fuel2_saving = Q2_dot * t_hours * cost / (eta_boiler * 100) • Fuel2_saving = 29279 [британских фунтов]

    • .

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *

    *

    *