Qual caldeira é melhor, ferro fundido ou aço (gás e combustível sólido).

Objetivo, tipos de trocadores de calor de metal

O projeto e o desempenho dos dispositivos de aquecimento dependem da finalidade, do princípio de operação e do material do trocador de calor. Por exemplo, é impossível criar um produto compacto de ferro fundido para um parapeito ou aquecedor de parede. Já o aço carbono ou ferro fundido tem uma densidade significativa e, portanto, massa. As velhas caldeiras de ferro fundido são uma coisa do passado. Estruturas de aquecimento de pequeno porte com peças leves e um nível mais alto de transferência de energia são populares hoje em dia. Isso inclui caldeiras suspensas a gás com um trocador de calor de cobre.

Na produção de uma estrutura termodinâmica, são utilizados materiais como: • cobre; • aço de diferentes graus; • ferro fundido; • alumínio; • silumin.

Nas caldeiras de aquecimento doméstico modernas, uma unidade de troca de calor ocupa a maior parte de sua superfície. Os parâmetros econômicos e ambientais da caldeira dependem do projeto e do tipo de material.

Os trocadores de calor são classificados dependendo da finalidade para tipos como aquecimento, resfriamento, condensação, evaporação. De acordo com o princípio de funcionamento, os blocos são regenerativos, recuperativos e misturadores. Os primeiros dois tipos têm o nome geral de "aparelho de superfície térmica". Um exemplo dessas unidades são os radiadores de automóveis. Seu objetivo é participar da operação do sistema de refrigeração do motor. A água aquecida entra em contato com o ar através das paredes dos trocadores de calor cobre-alumínio.

Em máquinas de mistura (contato), duas correntes de trabalho (quente e fria) são misturadas uma com a outra. Um processo semelhante é observado em condensadores a jato, onde o líquido pulverizado usa a energia de condensação. São mais fáceis de fabricar e têm maior capacidade térmica. Mas o escopo é limitado.

Conjunto de trocador de calor de placa de ar DIY com ventilador

Vamos fazer um aquecedor doméstico a partir de um trocador de calor a placas. Pode, por exemplo, ser conectado a uma caldeira de camisa d'água.

• trocador de calor de placa acabado, tamanho pequeno;
• conexões de dutos;
• fã;
• Contraplacado para montagem da moldura (as suas dimensões devem coincidir com as dimensões das paredes laterais do permutador de calor) - 4 peças;
• contraplacado para a frente da moldura - 1 un.
• Folha de metal;
• uma barra (longa o suficiente para uma moldura e 4 barras curtas);
• parafusos auto-roscantes;
• roleta;
• quebra-cabeças;
• Chave de fenda.

1. Uma caixa é arrancada de pedaços de madeira compensada. Os cantos internos são fixados com barras auto-roscantes. O trocador de calor deve se encaixar firmemente na estrutura.
2. Colocamos uma folha de metal em um lado da moldura, cortamos um orifício no meio no qual o leque será inserido.
3. Fazemos uma moldura de uma barra. Fixamos no lado oposto da moldura.
4. Os tubos de saída de ar estão fixados na estrutura.

Dispositivos de aquecimento feitos de aço e ligas de cobre

Uma vez que a produção em massa de eletrodomésticos está centrada na fabricação de trocadores de calor de metal ferroso, as caldeiras a gás com trocador de calor de cobre são consideradas um produto de prestígio. O cobre tem características de alta transferência de calor. Portanto, pequenas caldeiras com uma pequena quantidade de transportador de calor podem ser usadas para aquecer uma casa grande. Como resultado, os dispositivos são muito compactos.

Importante! Freqüentemente, os compradores estão interessados ​​em qual trocador de calor escolher - aço ou cobre. Você precisa proceder a partir das propriedades físicas e químicas dos metais ferrosos e não ferrosos. A capacidade térmica específica do cobre é inferior à do aço.

Ou seja, para aquecer uma quantidade igual de substância, o cobre precisa transferir menos calor do que o aço. Assim, a inércia do sistema de aquecimento, onde existe uma unidade de transferência de calor em aço, é maior. A automação da caldeira, trabalhando com um bloco de transferência de calor de cobre, reage mais rapidamente ao aumento da temperatura do refrigerante. Como resultado, isso leva à economia de combustível. Uma reação ainda maior do sistema de aquecimento ao aquecimento ocorre quando a bomba está funcionando. Além disso, ele fornece uma circulação melhorada, mesmo em declives de tubos perturbados e evita que a água ferva.

Comparando trocadores de calor de cobre para caldeiras com aço, podemos dizer que os últimos são mais plásticos. Este fator é importante porque existe um processo constante de interação com fogo aberto. Como resultado, desenvolvem-se tensões térmicas no metal e aparecem fissuras. O aço é mais durável neste aspecto e pode suportar um grande número de ciclos: aquecimento - resfriamento.

A anotação! As desvantagens do aço, além da inércia, do aumento da capacidade térmica específica, incluem: • suscetibilidade à corrosão; • aumento do volume da superfície do aquecedor de ar; • uma grande quantidade de refrigerante; • uma massa significativa de dispositivos de aquecimento.

Qual caldeira a gás é melhor: aço ou ferro fundido?

Quando é necessário aquecer com urgência uma casa rural, é melhor usar caldeiras a gás comprovadas, que garantem firmemente um alto nível de produção de calor com baixo consumo de combustível. Mas as caldeiras a gás, amplamente disponíveis no mercado, são encontradas não apenas no ferro fundido cinzento clássico, mas também no aço. Mas qual opção é considerada preferível a priori?

Se levarmos em conta o recurso de operação, é melhor comprar caldeiras a gás de ferro fundido, que em nossa realidade se tornaram praticamente clássicos vivos. De fato, devido à presença de uma porcentagem excessiva de carbono (2%) no ferro fundido, o ferro fundido tende a sofrer corrosão extremamente lenta.

Considerando o fato de que no setor privado um refrigerante de alta qualidade é usado principalmente na forma de água mole comum sem a adição de sais ou fosfatos, na prática real pode-se esperar que uma caldeira a gás de ferro fundido dos melhores fabricantes possa realmente duram até 50 anos sem corrosão e reparos.

O ferro fundido também se distingue pela sua reparabilidade. Se uma fístula aparecer em algum lugar, então tudo pode ser soldado com solda a gás comum. A propósito, isso é o que a maioria dos vendedores de equipamentos de aquecimento a gás fazem - eles montam a maioria das caldeiras a gás de ferro fundido usando soldagem de acetileno bem no local do cliente, o que permite trazer monoblocos compactos com antecedência e depois soldar um. peça caldeira a gás de qualquer capacidade! As caldeiras de média potência (até 20 kW), em regra, são fabricadas pelos fabricantes de forma pré-fabricada, o que permite ao comprador adquiri-las, levá-las para a sua casa, instalá-las rapidamente e começar a utilizá-las imediatamente.

Mas as caldeiras de aço também têm suas vantagens - distinguem-se pela maior condutividade térmica, baixo peso e um preço democrático, graças ao qual a maioria dos proprietários pode comprá-las. Nas caldeiras de aço, não só as paredes internas são feitas de aço inoxidável, mas também o trocador de calor, devido ao qual o refrigerante tende a esquentar muito mais rápido, e a própria caldeira passará a consumir um mínimo de gás, o que na realidade permite uma caldeira de aço para pagar em apenas algumas temporadas de aquecimento!

As caldeiras de aço são extremamente leves. Por exemplo, se levarmos em consideração uma caldeira de ferro fundido de chão com uma capacidade de 17 kW, então seu peso será de cerca de 180 kg, o que exigirá uma mesa de concreto separada na sala de serviço. Mas se você comprar uma caldeira de aço, seu peso com a mesma potência será 3-4 vezes menor, o que permitirá que você use qualquer piso mais fraco tanto em uma residência quanto em uma despensa.A vida útil das caldeiras de aço é ligeiramente inferior à do ferro fundido (em média, não mais de 15 anos), mas se levarmos em consideração sua alta eficiência de combustível e baixo preço, então a compra deste equipamento de aquecimento para uso doméstico será inicialmente uma solução prática e financeira lucrativa.

Aquecedor de água a gás com trocador de calor de cobre

A coluna de gás contém um trocador de calor, no qual a água é aquecida por um queimador. O cobre com um alto coeficiente de transferência de calor transfere rapidamente o calor para a água, que é usada para o banho. Quanto menos impurezas na liga, melhor funcionam os produtos de cobre. Se estiverem presentes, as paredes do recipiente aquecem de forma desigual, o que faz com que queimem rapidamente. Às vezes, para reduzir o preço de um trocador de calor de cobre, a espessura da parede e o diâmetro do tubo são reduzidos. O peso do aparelho vazio é de até 3,5 kg.

A unidade de troca de calor é fabricada em forma de tubo. Na parte inferior tem o formato de uma cobra com costelas. Uma folha de metal é instalada ao redor e, em cima dela, um tubo em espiral. Além do cobre, utiliza-se aço galvanizado e inoxidável. Qual trocador de calor é melhor, cobre ou aço inoxidável, diz o próprio fato do custo do aparelho. O cobre é 20 vezes mais caro do que a liga de aço. Mas ele transfere melhor o calor e é mais econômico na operação. O aço inoxidável é mais durável.

Importante! Antes de comprar um aquecedor a gás com trocador de calor de cobre, você deve estudar seus parâmetros técnicos. Uma coisa boa não sai barata. O cobre oxida fortemente ao entrar em contato com a água. Esse processo é observado principalmente nos locais de abastecimento de água fria. A condensação se forma ali. A alta umidade corrói a parede do tubo e fístulas aparecem. Eles se formam rapidamente em paredes finas. Produtos de qualidade durarão o tempo devido.

Projeto de sistema

Portanto, o objetivo do dispositivo é transferir a temperatura de um ambiente para outro. Vários líquidos, gases e vapor podem ser fontes de calor e transportadores de calor. Os meios instáveis ​​são separados por um material que tem um índice de condutividade térmica adequado para isso. O exemplo mais simples de trocador de calor é um radiador de sala convencional. A fonte de calor é a água no aquecimento. O meio aquecido é o ar da sala. E o material de separação é o metal com o qual o radiador é feito.

Um papel importante no qual o material intermediário a ser usado é desempenhado por seu grau de condutividade térmica. Os líderes neste indicador são prata e cobre. Mas, por razões óbvias, o cobre é o mais usado.

O cobre transfere calor 7,5 vezes melhor do que o aço, e o plástico é 200 vezes pior do que o aço. Acontece que, todas as outras coisas sendo iguais, 1,7 metros de cobre, 12 metros de aço e 2.000 metros de tubos de plástico irão transferir a mesma quantidade de calor.

Por designação, os trocadores de calor são divididos em:

Os primeiros contêm um gás ou líquido frio. Em contato com ele, o refrigerante aquecido esfria.

Os aquecedores, ao contrário, contêm um gás aquecido (líquido), que compartilha o calor com o líquido frio circulante (gás).

Dispositivo de troca de calor de superfície

Ambos os "aquecedores" e "resfriadores" podem diferir em design:

1. Superfície (o caso quando a mídia está em contato através da superfície intermediária).
2. Regenerativo (fornecimento alternativo de meio frio e quente para um bico especial que, por aquecimento e resfriamento, regula a temperatura do meio).
3. Misturar (alimentar um meio diretamente em outro e misturá-los).

Devo dizer que trocadores de calor de superfície são usados ​​com mais freqüência. Eles diferem significativamente na forma. Três tipos podem ser distinguidos aqui:

1. Lamelar (muitas placas, recolhidas em cassetes, pelos labirintos por onde passa o líquido).
2. Bobinas (tubo fino torcido em espiral).
3. Um cano em um cano.

O aquecimento de combustível duplo pode ser muito conveniente, especialmente quando há uma interrupção em uma das fontes de aquecimento. As caldeiras de aquecimento combinado têm duas câmaras de combustão e são produzidas em versões diferentes: gás - eletricidade, gás - carvão e assim por diante. Consideraremos o design do sistema e os métodos de instalação a seguir.

Vamos considerar as características de escolha de um termostato para um radiador de aquecimento aqui.

Os métodos de aquecimento usuais podem ser inconvenientes em algumas situações. O aquecimento sem gás ou lenha pode ser uma boa alternativa. Aqui https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/bez-gaza-i-drov.html, considere como organizar o aquecimento de uma sala sem usar lenha e gás.

Reparação de trocadores de calor de cobre

Durante o funcionamento dos evaporadores, surgem diversos tipos de avarias: • rupturas nas tubagens do ponto de abastecimento de água e da sua saída; • violação de integridade como resultado de golpe de aríete; • dentes, fístulas; • violação do aperto das conexões roscadas.

Antes de iniciar o reparo, é realizada uma busca por microfissuras que não são visualmente perceptíveis. Defeitos ocultos só podem ser detectados por crimpagem. As fístulas são removidas por brasagem do trocador de calor de cobre usando ligas de brasagem de alta temperatura.

Para o trabalho, você precisa de um ferro de solda, fluxo e solda. Primeiro, é aplicado um fluxo, que limpa a superfície das partículas oxidadas. Também ajuda a distribuir uniformemente a solda. Uma pasta que contém cobre é usada como fundente. Do contrário, você pode tomar colofônia e até mesmo um comprimido de aspirina.

A anotação! Ao soldar um trocador de calor de cobre, é necessário que a solda derreta pelo tubo e não pelo contato com o ferro de solda.

A camada de solda no local do dano se acumula gradativamente até que sua espessura atinge 1-2 mm. A chama do queimador deve ser média, caso contrário o evaporador pode ser danificado ainda mais. Após o término da soldagem, é necessário remover o fluxo remanescente. Porque o ácido em sua composição corrói o cobre.

Fazendo um trocador de calor pipe-in-pipe com suas próprias mãos

Como funciona, prós e contras

Como o nome sugere, o trocador de calor é um tubo grande com um tubo menor dentro. O meio de resfriamento ou aquecimento se move através do tubo interno, e o líquido a ser resfriado é fornecido ao externo.

Um trocador de calor de um tubo pode consistir em várias unidades conectadas em série.

Este design simples tem as seguintes vantagens:

• adequado para qualquer transportador de calor;
• fácil de fazer;
• fácil de limpar;
• serve por muito tempo;
• adequado para trabalho sob pressão (em oposição a placa);
• você pode escolher a velocidade de movimento dos fluidos, alterando o tamanho dos tubos.

No entanto, tudo precisa ser calculado com cuidado e os tubos podem ser muito caros.

Manufatura

• Tubos de diferentes diâmetros (de preferência cobre) - 2 pcs.
• Tees em forma de T (o diâmetro é igual ao do tubo maior) - 2 pcs.
• Tubos curtos de igual comprimento, diâmetro = saída em T. - 2 pçs.
• Soldagem e eletrodos, ou um poderoso ferro de solda e solda para cobre.
• Búlgaro.
• Roleta.

Usaremos tubos de cobre de parede fina. Escolhemos segmentos de comprimento adequado para que o diâmetro de um seja pelo menos 4 mm maior que o outro (a folga será de 2 mm de cada lado).

1. Solde os T em ambos os lados do tubo externo (lado).
2. Inserimos um tubo de diâmetro menor em seu interior e, fervendo as pontas do tubo maior, fixamos nele o tubo interno.
3. Soldamos tubos curtos nas saídas dos tês em forma de T, por onde sairá o líquido.
4. Se aço, em vez de cobre, for usado, sua eficácia será significativamente menor. Faz sentido aumentar a área da superfície de trabalho fazendo uma bateria com trocadores de calor separados. Eles são conectados em série com pequenos pedaços de tubos soldados a um ou outro T. O resultado deve ser uma cobra.

O que fazer com o regulador de potência?

Um dispositivo pequeno e barato economizará dinheiro significativamente e ajudará você a definir a temperatura no trocador de calor para a temperatura desejada.

Para instalá-lo no tubo do trocador de calor, você precisa conectar o termostato com os terminais e, em seguida, os fios de alimentação.

Você pode evitar trabalho desnecessário comprando um regulador com um dispositivo de aquecimento embutido. Não haverá diferença tangível no preço.

O trocador de calor pode ser um excelente complemento para o forno, pois aumentará sua eficiência. Pode ser instalado em orifícios de ventilação e aquecer o ar que entra na casa, fornecer água quente para a casa, fazer um fogão normal emitir mais calor e muito mais.

Um fogão no campo não é um projeto supérfluo, já que o clima pode ser imprevisível na entressafra. Forno de tijolos faça-você-mesmo para uma residência de verão: tipos de fornos, a escolha certa do local, recomendações de trabalho.

Leia sobre como calcular corretamente a potência de uma caldeira de aquecimento neste artigo.