- 1 A escolha do material para o próximo trabalho
- 2 elementos estruturais do equipamento
- 3 Escolha razoável de design
- 4 Regras de design e instalação
- 5 As principais nuances de trabalho e uso
Os fornos são projetos tradicionais para aquecimento completo, uniforme e de alta qualidade de edifícios. No entanto, muitas vezes são instalados para essas casas, que são grandes e vários cômodos localizados distantes um do outro. Neste caso, um recuperador não será capaz de proporcionar o aquecimento uniforme de cada divisão devido à insuficiência de energia. Nessa situação, a solução ideal é uma bobina, também chamada de trocador de calor. Está ligado a um dispositivo de aquecimento, após o que é realizado em todas as divisões do próprio edifício, proporcionando assim um aquecimento ideal e uniforme.
A escolha do material para o próximo trabalho
A bobina é geralmente criada usando um tubo que tem um adequado comprimento e diâmetro... Durante a seleção, deve-se ter em mente que todos os parâmetros deste elemento afetarão diretamente a qualidade do aquecimento da casa, bem como sua eficiência. Portanto, o material a partir do qual o trocador de calor será formado deve ter um bom um indicador de condutividade térmica.
Os tipos de tubos mais populares para esses fins são:
- produtos de cobre, cuja condutividade térmica é 380;
- tubos de aço com condutividade térmica igual a 50;
- elementos feitos de metal-plástico, cuja condutividade térmica é igual a 0,3.
Mais frequentemente usado Tubos de cobre, do qual é obtida uma bobina de alta qualidade com todos os elementos necessários. O material é plástico, portanto, se necessário, pode ser dado absolutamente qualquer forma e configuração para a qual o processo de dobra é usado. É considerado bastante simples, por isso é fácil realizar todas as etapas com as próprias mãos. Além disso, os tubos de cobre diferem por serem fáceis de vários acessórios estão conectados.
Porém, muitas vezes, para o aquecimento total em todas as divisões da casa, os proprietários preferem utilizar elementos improvisados que já serviram para outros fins para ligar ao recuperador. Para isso, podem ser utilizados radiadores de aquecimento antigos ou aquecedores instantâneos de água, porém, trabalhar com esses objetos difícil o suficientealém disso, eles não fornecerão resultado de aquecimento perfeito.
Métodos para fazer bobinas
Existem três esquemas principais para a obtenção de bobinas de superfícies de aquecimento da caldeira (Fig. 7): elemento por elemento, chicote e pelo método de construção sequencial. Independentemente do método, o processo tecnológico para fabricação de bobinas inclui: inspeção de recebimento de tubos; classificar os tubos originais por comprimento; desenvolvimento de esquemas para cortar tubos em elementos; corte de tubos, aparagem e remoção de pontas de tubos. Escolhendo o método do elemento inteligente.
Figura 7. Diagramas elemento a elemento para a fabricação de bobinas
Com o método de fabricação elemento a elemento, os tubos retos preparados são primeiro dobrados em máquinas-ferramenta, seguidos do revestimento e, em seguida, os elementos dobrados são soldados em uma bobina (Fig. 7).
Elementos estruturais do equipamento
Como regra, um sistema holístico é usado para criar um aquecimento doméstico completo. Consiste principalmente em um tanque de metal, tendo uma capacidade bastante substancial. Tubos especiais são conectados a ele. Este elemento não entra em contato com fogo aberto de forma alguma. O equipamento da fornalha é usado para produzir aquecimento de água, após o que ele entra nas salas separadas do edifício ao longo da bobina. Neste caso, pode ser fornecido aquecimento uniforme e de alta qualidade de toda a casa. Aqui é importante conectar corretamente o equipamento ao forno, e o próprio aparelho pode ser conectado fora ou dentro fornos.
Trocadores de calor de fornalha
Diagrama de arranjo da bobina
O diagrama mostra uma das opções de bobina. É bom colocar este tipo de permutador em fogões de aquecimento e cozinha, pois a sua estrutura permite facilmente colocar um fogão em cima.
A fim de reduzir a complexidade do processo de fabricação, você pode fazer algumas alterações neste design e substituir os tubos em forma de U superior e inferior por um tubo em forma de U. Além disso, os tubos verticais também são substituídos por perfis retangulares, se necessário.
Se uma bobina com este desenho for instalada em fornos onde não há placa, então para aumentar a eficiência do trocador, é aconselhável adicionar vários tubos horizontais. O tratamento e a retirada da água podem ser feitos de diferentes lados, dependendo do projeto do forno e do dispositivo do circuito de água.
Escolha razoável de design
Não é tão fácil escolher um trocador de calor de alta qualidade e adequado em todos os aspectos, uma vez que no mercado moderno vários elementos são apresentados em inúmeras variedades. É importante orientar-se pelo fato de que toda a estrutura deve proporcionar aquecimento uniforme e constante das instalações. Ao mesmo tempo, é importante que os elementos sejam criados a partir de materiais de alta qualidade e resistentes a influências diversas, pois neste caso o equipamento durará muito tempo, durante o qual não haverá necessidade de regular e trabalho de reparo complexo.
É importante escolher a bobina correta. Recentemente, os registradores de bobina são considerados os mais populares. Eles são criados a partir de tubos, cujo diâmetro é de aproximadamente 45 mm.e eles também têm paredes lisas. Na aparência, eles são semelhantes a Treliça em forma de L... São fabricados não apenas com tubos lisos, mas também modelados. A saída de água quente, assim como a de retorno, podem ser conectadas a essas bobinas por diferentes lados. No entanto, aqui é importante verificar quais as características de design do próprio recuperador, bem como como é mais fácil fazer a tubagem do sistema de aquecimento com as próprias mãos.
Indicadores de qualidade
Indicadores de qualidade são utilizados para avaliar o mérito operacional da unidade, sendo os principais: nível técnico, confiabilidade e durabilidade, características estruturais, estéticas e ergonômicas da unidade.
A. Nível técnico.
Distinguir entre níveis técnicos absolutos, relativos e prospectivos.
O nível técnico absoluto do produto é caracterizado pelo seu desempenho. Seu número deve ser mínimo. Para evitar multiplicidade e ambigüidade na avaliação do nível absoluto, é necessário nos limitarmos apenas ao mais importante deles - produtividade, eficiência, continuidade do processo e o grau de automação.
O nível técnico relativo caracteriza o grau de perfeição do produto ao comparar (segundo os indicadores relevantes) o seu nível técnico absoluto com o nível do melhor mundo moderno - nacional e estrangeiro - amostras e modelos de mesma finalidade.
O nível técnico prospectivo determina as tendências planejadas e planejadas no desenvolvimento desta indústria na forma de um conjunto de seus indicadores prospectivos.
B. Durabilidade e confiabilidade.
Esses indicadores são os indicadores de qualidade mais importantes.
Durabilidade - propriedade da unidade de permanecer operacional com as menores interrupções possíveis para manutenção e reparos até a destruição ou outro estado limitante.Os principais indicadores quantitativos de durabilidade são recursos técnicos e vida útil.
Recurso técnico - o tempo total de operação da unidade durante o período de operação.
Vida útil - a duração do calendário de operação da unidade até a destruição ou até outro estado limite (por exemplo, antes da primeira revisão geral). A vida útil é limitada pela deterioração física e moral da unidade.
A confiabilidade é uma propriedade da unidade, determinada pela confiabilidade, durabilidade e facilidade de manutenção da unidade. Indicadores quantitativos de confiabilidade: tempo de operação, probabilidade de operação sem falhas, fator de disponibilidade.
Tempo de funcionamento - a duração ou volume de trabalho da unidade, medido pelo número de ciclos, o número de produtos fabricados ou outras unidades.
Probabilidade de operação sem falhas - a probabilidade de que nenhuma falha ocorra sob certas condições operacionais e condições operacionais dentro da duração especificada da operação. O fator de disponibilidade é a relação entre o tempo de operação da unidade em unidades de tempo para um determinado período de operação e a soma desse tempo de operação e o tempo gasto para encontrar e eliminar falhas durante o mesmo período de operação.
B. Ergonomia e estética técnica.
Criação de modernos trocadores de calor que atendem aos melhores modelos e padrões mundiais de qualidade, facilidade de manutenção e estética. O projeto de um trocador de calor industrial deve ser baseado nas condições técnicas e, ao mesmo tempo, nas exigências das novas disciplinas científicas - ergonomia e estética técnica.
A ergonomia é uma disciplina científica que estuda as capacidades funcionais de uma pessoa nos processos de trabalho, a fim de criar ferramentas perfeitas e condições de trabalho ideais para ela. A estética técnica é uma disciplina científica, cujo tema é o campo de atividade de um artista-designer. O objetivo do desenho artístico é (em estreita ligação com o desenho técnico) a criação de instalações industriais que respondam da forma mais completa possível às necessidades do pessoal de serviço, o mais próximo possível das condições de funcionamento, com elevadas qualidades estéticas, em harmonia com o meio ambiente e a situação.
A aparência atraente corresponde a um design geralmente racional e econômico. A aparência de um produto depende em grande parte de sua cor. A cor é o fator mais importante que não só determina o nível estético da produção, mas também afeta o cansaço do trabalhador, a produtividade da mão de obra e a qualidade do produto.
Regras de design e instalação
Uma bobina para criar um aquecimento de alta qualidade, uniforme e ideal na casa é considerada uma excelente solução. Se desejar, você pode começar a construí-lo por conta própria, mas aqui é importante considerar as seguintes regras e requisitos:
- Pode haver vazios no trocador de calor, seu tamanho não deve exceder 5 mm., pois caso contrário a água do equipamento pode ferver sob a influência dos gases quentes do equipamento do forno.
- Os tubos dos quais as bobinas são criadas devem ter uma espessura de parede maior que 3 mm., porque só então você pode ter certeza de que os elementos não se queimarão de forma alguma.
- Entre a parede do forno e o próprio equipamento, caso seja instalado dentro do forno, é necessário que haja um vão no 12 mm., o que irá compensar a expansão dos elementos metálicos do dispositivo durante o aquecimento da água.
Indicadores econômicos
A. Perfeição hidrodinâmica térmica.
A energia gasta no bombeamento de transportadores de calor em um trocador de calor determina em grande parte o coeficiente de transferência de calor, isto é, a produção de calor geral do aparelho.Portanto, um indicador importante da perfeição do trocador de calor é o grau de utilização de energia para bombear o refrigerante para garantir a troca de calor necessária.
A perfeição termohidrodinâmica do aparelho pode ser caracterizada pela relação de dois tipos de energia: o calor Q transferido através da superfície de troca de calor e o trabalho N despendido na superação da resistência hidrodinâmica e expresso nas mesmas unidades para todos os fluxos. Assim, a medida do aproveitamento do trabalho despendido na transferência de calor pode ser expressa pela razão
E = Q / N
Quanto maior o valor de E, mais, todas as outras coisas sendo iguais, o trocador de calor ou sua superfície de troca de calor é mais perfeito do ponto de vista termohidrodinâmico (energia). O coeficiente de energia E é uma quantidade adimensional, portanto o numerador e denominador da expressão E = Q / N podem ser atribuídos a um arbitrário, mas a mesma unidade, por exemplo, a uma unidade de superfície de troca de calor (índice de calor), a uma unidade de massa de uma superfície de troca de calor (índice de massa) ou por unidade de volume (indicador volumétrico). Ao comparar aparelhos, o valor de E pode ser relacionado a todo o calor e a todo o trabalho despendido, ou a uma unidade de superfície, massa ou volume do aparelho.
A análise mostra que, todas as outras coisas sendo iguais, uma mudança na velocidade do refrigerante tem um efeito diferente em várias quantidades que caracterizam a operação do trocador de calor: o coeficiente de transferência de calor muda em proporção à velocidade (ou taxa de fluxo) em a potência de 0,6-0,8, a resistência hidrodinâmica em proporção à velocidade em 1,7-1,8 e a potência para bombear o refrigerante é de 2,75 graus.
Com o aumento da velocidade do refrigerante, a potência para bombeá-lo cresce muito mais rápido do que a quantidade de calor transferido, ou seja, para um aparelho específico ou uma superfície de troca de calor específica, o valor do coeficiente de energia E diminui com o aumento na velocidade do refrigerante. Portanto, o valor absoluto do coeficiente E não pode servir como uma medida da perfeição termo-hidrodinâmica do trocador de calor, mas é útil apenas na comparação de dois ou mais dispositivos.
B. Coeficiente de eficiência.
O indicador térmico da perfeição do trocador de calor é a sua eficiência (eficiência):
n = Q2 / Q1
onde Q1 é a quantidade máxima possível de calor que pode ser transferida de um refrigerante quente para um frio nessas condições; Q2 - quantidade de calor transferida do refrigerante quente para o frio, ou o calor gasto no processo tecnológico.
A quantidade máxima possível de calor, ou calor disponível, depende das temperaturas iniciais e dos equivalentes de água dos fluidos de transferência de calor.
As principais nuances de trabalho e uso
Na maioria das vezes, os fogões em edifícios são usados exclusivamente para aquecer a casa. No entanto, eles são freqüentemente usados para formar o abastecimento de água quente em um edifício. Neste caso, o trocador de calor não deve receber mais 10 por cento do calor gerado pelo equipamento da fornalha.
As bobinas devem ser feitas de tubos de alta qualidade e de diâmetro adequado, para que possam fornecer o aquecimento ideal de vários cômodos da estrutura. Portanto, é importante abordar essa questão com responsabilidade. Além disso, o material com o qual os tubos são feitos deve ser resistente a altas temperaturas, uma vez que é usado para criar um sistema de aquecimento.
Assim, a utilização de uma bobina é considerada a solução ótima e adequada para uma casa em que se utiliza um fogão para aquecimento, que não é capaz de fornecer de forma independente uniforme e eficiente aquecimento de todas as divisões do edifício.
