Design-Merkmale
Meistens fungiert ein Metalltank mit einem Fassungsvermögen von bis zu 5 Litern mit eingebauten Rohren als Wärmetauscher. Es besteht kein direkter Kontakt mit Feuer. Mit dem Gerät können Sie kaltes Wasser erwärmen, das dann in die Heizkörper oder einen abnehmbaren Tank mit größerer Kapazität gelangt, der sich im selben oder einem angrenzenden Raum befindet.
Wenn Sie also den Ofen in einem Raum heizen, können Sie einen anderen heizen. Der Wärmetauscher für den Ofen kann je nach Ausführung extern und intern sein.
Dieser Typ ist einem mit Kühlmittel gefüllten Tank sehr ähnlich. Im Inneren des Tanks befindet sich ein Teil des Rohrs, das zum Entfernen von Verbrennungsprodukten verwendet wird. Der äußere Wärmetauscher ist konstruktiv aufwendiger als der innere, da er erhöhte Anforderungen an die Durchführung von Schweißarbeiten stellt.
Die Wartung ist jedoch viel einfacher. Bei Bedarf kann der Tank demontiert werden, um Ablagerungen zu entfernen oder Lecks zu beseitigen.
Innere
Er wird über einer Feuerkammer direkt im Ofen montiert. Es ist einfach zu installieren, aber wenn eine Wartung erforderlich ist, können bestimmte Schwierigkeiten auftreten. Vor allem, wenn der Ofen aus Ziegeln besteht.
Um dies zu vermeiden, lohnt es sich, zum Zeitpunkt der Designentwicklung auf die Wartbarkeit des zukünftigen Wärmetauschers zu achten.
Vor- und Nachteile des Backofens
Ein gewöhnlicher Ofen verteilt die Wärme ungleichmäßig: Direkt neben dem Ofen ist es sehr heiß und je weiter entfernt, desto kälter wird es. Das Vorhandensein eines Wasserkreislaufs ermöglicht es, die vom Ofen erzeugte Wärme gleichmäßig im ganzen Haus zu verteilen.
Bau eines Wärmeofens mit Wasserkreislauf
Somit kann nur ein Ofen mehrere Räume im Haus gleichzeitig beheizen. Der Ofen funktioniert fast genauso wie ein Festbrennstoffkessel. Nur erwärmt es nicht nur das Kühlmittel und den Wasserkreislauf. Zusätzlich werden die Wände und Rauchkanäle beheizt, die ebenfalls eine wichtige Rolle beim Heizprozess spielen.
Der Wärmetauscher (Spule) ist das Hauptelement des Ofens. Es wird im Brennstoffteil des Ofens installiert und dort wird das gesamte Wasserheizsystem daran angeschlossen.
Zu den Vorteilen eines Ofens mit Wasserkreislauf gehören folgende Merkmale:
- Zunächst einmal ist es für einen solchen Ofen nicht erforderlich, teure Einheiten und Komponenten zu kaufen.
- Ein richtig gebauter Ofen wird Ihnen lange Zeit dienen, ohne dass teure Reparaturen erforderlich sind. Manchmal brauchen Sie vielleicht nur eine kleine Kosmetik.
- Sie können einen Ofen in jedem Design erstellen: Form, Größe, Dekoration - alles nach Ihrem Geschmack und Ihren finanziellen Möglichkeiten.
- Wenn wir einen Ofen mit Wasserkreislauf und einen Festbrennstoffkessel vergleichen, wird mit Hilfe des ersten nicht nur das Kühlmittel erhitzt, sondern auch die Rauchabzüge.
- Eine Spule kann mit einem bereits gebauten Ofen ausgestattet werden. Es kann auch in den Garofen eingesetzt werden.
Eine Ofenoption, die sich perfekt in das Innere des Raums einfügt
Diese Art der Erwärmung hat auch Nachteile.
- Beim Einsetzen des Wärmetauschers in das Brennstoffteil wird dessen kostbarer Bauraum stark reduziert. Das Problem kann gelöst werden, wenn der Wärmetauscher in der Bauphase des Ofens eingebaut wird. Es muss nur vergrößert werden. Nun, wenn es in eine bereits gebaute Struktur eingefügt wird, gibt es keinen anderen Ausweg, außer der unvollständigen Verlegung von Brennstoff, aber in Teilen.
- Bei einem solchen Herd steigt die Brandgefahr. Im Ofen und im Kamin brennt ein offenes Feuer, und oft wird Brennholz in der Nähe gelagert. Lassen Sie dieses Gerät nicht unbeaufsichtigt.
- Wenn der Ofen falsch bedient wird, kann das Eindringen von Kohlenmonoxid in die Räumlichkeiten des Hauses zu sehr traurigen Folgen führen.
Ein Bild, aus dem deutlich wird, dass man das Gerät besser nicht unbeaufsichtigt lassen sollte
Experten raten, in solchen Strukturen nicht gefrierende Flüssigkeit zu verwenden, wenn die Menschen nicht die ganze Zeit im Haus leben, sondern beispielsweise nur im Sommer.
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Art des Brennstoffs: Holzbearbeitungsabfälle (Sägemehl, Hackschnitzel, Rinde) – ohne Feuchtigkeitsbegrenzung
Leistung: 0,2 bis 2,5 MW
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Design-Merkmale
Wenn der Eigentümer des Gebäudes Erfahrung im Verlegen von Ziegeln oder Ofenarbeiten hat, kann die Installation von Hand durchgeführt werden. Bevor Sie das Warmwasserbereitungssystem anschließen, müssen Sie auch eine Wärmetauschereinheit herstellen.
Trotz der Tatsache, dass der Baumarkt eine große Auswahl an fertigen Strukturen bietet, ist die Eigenproduktion rentabler. Mit einer selbst erstellten Installation können Sie alle Parameter dieses speziellen Ofens, seine Platzierung und die Abmessungen des Brennstofffachs berücksichtigen.
Rohrwärmetauscher
Die Vorrichtung eines Ofenheizsystems mit einem Wasserkreislauf beinhaltet die Installation eines Wärmetauschers im Brennstoffraum des Ofens und den Anschluss von Rohren daran, um das Arbeitsmedium zuzuführen. Zum Heizen und Kochen von Herden und Herden sind aus Rohren geschweißte und in Metallbehälter gelegte Spulen gut geeignet. Ihre Herstellung erfordert Professionalität, und die Reinigung von Verbrennungsprodukten ist ziemlich mühsam, aber die gewundene Oberfläche sorgt für eine schnelle Erwärmung.
Die in der Konstruktion verwendeten 50-mm-U-Rohre können durch Abschnitte aus 40x60-mm-Profilrohren ersetzt werden.Dies vereinfacht die Schweißarbeiten und erleichtert die Montage erheblich. Wenn der Ofen nicht zum Kochen verwendet wird, werden zusätzliche Rohre mit kleinem Durchmesser an die Oberseite des Wärmetauschers geschweißt. Ein Do-it-yourself-Design gibt viel mehr Wärme ab.
Wärmetauscher aus Stahlblech
Geräte dieser Art werden in Öfen verwendet, die ausschließlich für die Raumheizung ausgelegt sind. Für ihre Herstellung benötigen Sie ein Blech mit einer Dicke von einem halben Zentimeter, rechteckige Rohrabschnitte von 40 x 60 mm sowie runde Rohre mit demselben Durchmesser für die Wasserversorgung der Arbeitsfläche. Die Abmessungen der Wärmetauscher richten sich nach den Abmessungen der Feuerraumabteile für Brennstoff.
Ein ähnliches Heizsystem kann für einen Heiz- und Kochherd oder einen einfachen Herd verwendet werden. Dazu muss die Struktur so montiert werden, dass sich die erhitzten Gase aus der Füllkammer zum oberen Regal des Registers bewegen, um dieses herum strömen und in die Rauchkanäle eintreten.
Kontrolle von Schweißnähten und Biegungen
Jede Schweißverbindung wird einer externen Inspektion und Messung unterzogen, um eine Kantenverschiebung und einen Bruch an der Verbindung zu erkennen (Abb. 8). Unter dem Versatz b der zu verschweißenden Kanten versteht man den parallelen Versatz der Rohrachsen untereinander. Der Knick k ist eine Abweichung in Form einer Fehlausrichtung der Achsen der verbundenen Rohre. Kantenverschiebungen und Fugenbrüche werden mit einem speziellen Lineal von 400 mm Länge mit einem Ausschnitt in der Mitte gemessen, das eng entlang der Mantellinie eines der Rohre mit einem Ausschnitt an der Verbindung installiert wird, und die Abweichung wird am anderen Rohr mit bestimmt eine Sonde im Abstand von 200 mm von der Gelenkachse. Die Messungen werden an 3 - 4 Stellen um den Gelenkumfang herum durchgeführt.
Die Inspektion zeigt solche Mängel wie Brandstiftung (Schmelzen) von Rohren an den Kontaktstellen mit den Schwämmen und dem Maschinenkörper, kriechende Kanten, unvollständige Entfernung des Außengrats.
a - Verschiebung; b - Bruch;
Abbildung 8 - Abweichung von geschweißten Rohrkanten
Zur Überprüfung der Qualität von Schweißnähten sowie von Geräten zur automatischen Steuerung der Parameter des Schweißprozesses werden Expresstests von Kontrollschweißverbindungen (Proben) durchgeführt. Proben werden vor Beginn jeder Schicht entgegengenommen. Schweißen ist nur erlaubt, wenn Schnelltests von Kontrollproben positiv sind. Eilproben werden in der Regel einer metallografischen Untersuchung unterzogen.
Die Überprüfung der mechanischen Eigenschaften und die metallografische Untersuchung von Schweißverbindungen werden an Proben durchgeführt, die aus Kontrollschweißverbindungen hergestellt wurden, oder an Proben von Schweißverbindungen, die aus dem hergestellten Produkt geschnitten wurden. Beim Ausschneiden aus Fertigprodukten sollte das Volumen der Kontrollnähte mindestens 1 % (jedoch nicht weniger als drei Nähte) der Gesamtzahl identischer Schweißnähte betragen, die von jedem Schweißer in einer Schicht ausgeführt werden.
Durch Betreiben der Kugel mit Druckluft wird die Vollständigkeit der Entfernung des Innengrats (oder der Metallleckage) überprüft - wodurch ein bestimmter Strömungsquerschnitt in Schweißverbindungen sichergestellt wird. Bei der Prüfung von Schweißverbindungen an geraden Rohren (Laschen) wird eine Kugel mit einem Durchmesser von 0,86d verwendetin.nom, auf Spulen 0,8din.nom Rohre. Die Abnahme des Durchmessers der Kugel während der Steuerung des Strömungsquerschnitts in der Spule wird durch die Ovalität der Rohre in den Bögen verursacht. Am freien Ende der Spule ist eine Kugelfalle angebracht, die den sicheren Betrieb gewährleistet.
Die Kontrolle der Ovalität von Rohrbögen und Heizflächenschlangen erfolgt punktuell (mindestens 10 % der Bögen gleicher Standardgröße). Die maximale Ovalität über die gesamte Länge der Biegung sollte den zulässigen Wert nicht überschreiten. Die Messung des maximalen und minimalen Außendurchmessers des Rohrs an der Biegung erfolgt in einem Kontrollabschnitt.
Die Ovalität des Abschnitts an den Stellen von Rohrkrümmungen kann bestimmt werden
wo und sind jeweils der maximale und minimale Außendurchmesser des Rohrs an der Biegung, gemessen an einem Abschnitt des Abschnitts, m.
Zulässige Ovalität für Kesselheizflächen
wobei R der Rohrbiegeradius ist, m;
- Außendurchmesser des Rohres, m.
Die Ausdünnung der Rohrwand an der Knickstelle auf der gestreckten (Außen-) Seite wird punktuell mit einem Ultraschall-Dickenmessgerät ermittelt. Beim Wechseln von Biegewerkzeugen, Rüsten der Maschine und Vorrichtungen wird eine obligatorische Kontrolle der Ausdünnung empfohlen.
Bei ungewärmt gebogenen Rohren bis 60 mm Durchmesser sollten Hochfrequenzströme (HF), Welligkeit (Riffelung) auf der Bogeninnenseite und Ausbuchtungen auf der gestreckten Seite eine Höhe von 0,5 mm mit einer Mindeststufe nicht überschreiten von mindestens drei Höhen.
Auswahl eines Materials
Die Spule besteht traditionell aus einem Rohr, dessen Länge und Durchmesser durch die gewünschte Wärmeübertragung bestimmt werden. Die Effizienz der Struktur hängt von der Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Materials ab. Die am häufigsten verwendeten Rohre sind:
- Kupfer mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von 380;
- Stahl mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von 50;
- Metall-Kunststoff mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von 0,3.
Kupfer oder Kunststoff?
Bei gleicher Wärmeübertragung und gleichen Querabmessungen sind Metall-Kunststoff-Rohre 11-mal und Stahlrohre 7-mal länger als Kupferrohre.
Aus diesem Grund wird für die Herstellung der Spule am besten geglühtes Kupferrohr verwendet.
Ein solches Material zeichnet sich durch eine ausreichende Plastizität aus und kann daher beispielsweise durch Biegen leicht in die gewünschte Form gebracht werden. Ein Fitting wird einfach mit einem Gewinde an ein Kupferrohr angeschlossen.
Wir suchen nach improvisierten Mitteln
Angesichts der hohen Materialkosten wäre es angebracht, die Möglichkeit zu prüfen, Produkte zu verwenden, die ihren Zweck bereits erfüllt haben, aber ihre Ressourcen noch nicht vollständig entwickelt haben. Dies reduziert nicht nur die Herstellungskosten des Wärmetauschers, sondern reduziert auch die Zeit für Installationsarbeiten. In der Regel werden bevorzugt:
- alle Heizkörper, die kein Leck haben;
- beheizte Handtuchhalter;
- Autokühler und andere ähnliche Produkte;
- Durchlauferhitzer.
Zahlung
Minimaler Biegeradius
Der Biegeradius wird durch die Formel bestimmt
=3,0833,
wo ist der Biegeradius, mm.
Basierend auf dieser Bedingung ist es erforderlich, das Biegen durch Wickeln mit einem Dorn anzuwenden (2 basierend auf Konstruktionsüberlegungen).
Definition des Biegemoments
Das zum Rohrbiegen erforderliche Biegemoment wird aus dem Rohrbiegezustand ermittelt:
,
wo ist die Spannung in der Verformungszone, MPa;
- bedingte Streckgrenze von Stahl, MPa;
=255 MPa für Stahl 15Kh1M1F.
Die Angabe des Biegezustandes wird durch die Formel bestimmt
,
wo ist der Rohrverstärkungsfaktor, der durch die Querschnittsform bestimmt wird;
ist der Rohrverstärkungsfaktor, der durch die Eigenschaften des Materials bestimmt wird;
Für Rohrbündel:
= 5,8 für Stahl 15Kh1M1F.
Bestimmung des Widerstandsmoments, , Nm des Abschnitts für elastische Biegung wird durch die Formel bestimmt
wo
Das Verhältnis von Innen- zu Außendurchmesser wird durch die Formel bestimmt
Das Moment des Widerstands wird durch die Formel bestimmt
Das Biegemoment wird durch die Formel bestimmt
Bestimmung der Spannkraft des Rohres
wird durch die Formel bestimmt
\u003d (1,5-2,0) \u003d 2,00,032 \u003d 0,09 m.
Die Spannkraft des Rohres wird durch die Formel bestimmt
Bestimmung des erforderlichen Radius des Biegesektors
Während der Kaltverformung von Metall, einschließlich Rohren, tritt eine Rückfederung auf - die Fähigkeit des Rohrs, sich etwas zu entspannen, nachdem die Last entfernt wurde. Daher ist es notwendig, den Radius des Biegesektors R, m zu bestimmen, der diesen Effekt verringern würde.
Der Radius des erforderlichen Biegesektors wird durch die Formel bestimmt
wobei E = 2,1.
Biegewinkelbestimmung
Der Biegewinkel wird durch die Formel bestimmt
wo
wird durch die Formel bestimmt
Der Biegewinkel wird durch die Formel bestimmt
Ermittlung des Gesamtdrehmoments
Das Gesamtdrehmoment wird durch die Formel bestimmt
wo ist das Drehmoment, das zur Überwindung der Reibungskräfte erforderlich ist, kNm.
Bestimmung des zur Überwindung der Reibungskräfte erforderlichen Drehmoments
,
wo ist der resultierende Reibungskoeffizient (empirisch) unter Berücksichtigung der Rollreibung auf der Rolle, der Gleitreibung der Rolle auf den Achsen, der Gleitreibung in den Lagern des Biegesektors, der Reibung des Rohres auf dem Dorn, etc.
=0,05.
Das zur Überwindung der Reibungskräfte aufzuwendende Drehmoment wird durch die Formel bestimmt
Das Gesamtdrehmoment wird durch die Formel bestimmt
Ermittlung der Leistung an der Biegesektorwelle
Schalten Sie die Welle des Biegesektors ein
wo
wird durch die Formel bestimmt
wobei =1450 U/min (akzeptiert);
= 450 (akzeptiert), das Laufwerk selbst ist uns unbekannt, daher sind alle Daten spekulativ.
Die Leistung an der Biegesektorwelle wird durch die Formel bestimmt
Die Leistung des Antriebsmotors wird durch die Formel bestimmt
wo ist der Wirkungsgrad (C.P.D.) des Antriebs (unter Vorbehalt akzeptiert).
Analyse der Berechnung des Rohrbiegeprozesses
Im Zuge dieser Berechnung wurde der erforderliche Rohrbiegeradius ermittelt, dessen Wert zeigte, dass eine Wickelbiegung mit einem Dorn erforderlich war. Es wurde das erforderliche Drehmoment an der Welle des Rohrbiegesektors gefunden, dessen Wert es ermöglichte, die erforderliche Leistung des Antriebsmotors zum Rohrbiegen zu bestimmen. Sein Wert ist nicht so groß (1,895 kW), aber er reicht aus, um Rohre mit diesem Durchmesser zu biegen.
Verfahren zur Herstellung von Spulen
Es gibt drei Hauptschemata zum Erhalten von Spulen von Kesselheizflächen (Abb. 7): Element für Element, Korb und die Methode des sequentiellen Aufbaus. Unabhängig von der Methode sieht der technologische Prozess zur Herstellung von Spulen Folgendes vor: Eingangskontrolle von Rohren; Sortieren der Originalrohre nach Länge; Entwicklung von Schemata zum Schneiden von Rohren in Elemente; Rohrschneiden, Besäumen und Reinigen von Rohrenden. Wir wählen die Element-für-Element-Methode.
Abbildung 7. Elementweises Schema zur Herstellung von Spulen
Beim Element-für-Element-Fertigungsverfahren werden die vorbereiteten geraden Rohre zunächst auf Maschinen gebogen mit anschließender Beschichtung, dann werden die gebogenen Elemente zu einem Coil zusammengeschweißt (Bild 7).
Nachteile der Ofenbeheizung mit Wasserkreislauf
- Verlust von Nutzfläche. Der in den Feuerraum eingebaute Wärmetauscher reduziert seine Größe erheblich, daher muss dieser Faktor bei der Verlegung des Feuerraums berücksichtigt werden. Nun, wenn der Wärmetauscher in eine bestehende Struktur eingebaut wird, ist die einzige Lösung häufiges Befüllen mit Brennstoff.
- Erhöhte Brandgefahr. Da ein Ofen oder Kamin ein offenes Feuer und einen Brennstoffvorrat in der Nähe benötigt, ist es nicht empfehlenswert, einen solchen Ofen längere Zeit unbeaufsichtigt zu lassen.
Nachdem Sie die Ofenheizung im Haus organisiert haben, müssen Sie den Brandschutz ständig überwachen
Kohlenmonoxid. Bei unsachgemäßem Gebrauch kann lebensgefährliches Kohlenmonoxid in die Wohnräume gelangen.
Beratung. Wenn in einem Landhaus, in dem insbesondere im Winter niemand regelmäßig lebt, eine Heizung mit Wasserkreislauf installiert wird, ist es besser, ein Frostschutzmittel zu verwenden, um ein Einfrieren des Wassers im Kreislauf zu vermeiden.
Beginnen wir mit der Installation
Der Arbeitsablauf hängt von den Konstruktionsmerkmalen des Wärmetauschers ab.
Installieren eines Geräts mit einem Register
Beim Einbau in einen alten Ofen müssen Sie einen Teil des Mauerwerks demontieren. Der Arbeitsablauf ist wie folgt:
- Wir bereiten das Fundament für das Coil direkt in der Ofenkavität vor.
- Installieren der Spule.
- Wir verlegen die zerlegte Ziegelreihe und lassen Platz für den Einlass und Auslass der Rohre.
- Wir schließen den Wärmetauscher an das Heizsystem an.
Vor Inbetriebnahme ist der Tank unbedingt auf Dichtheit zu prüfen. Sie können sicherstellen, dass keine Lecks vorhanden sind, indem Sie ihn mit Wasser füllen, vorzugsweise unter Druck.
Montage des Geräts mit einem Behälter
Die beste Option für einen Ofen oder Kamin. Es besteht aus einem Metalltank und zwei Kupferrohren. Das Volumen des Tanks beträgt in der Regel etwa 20 Liter.In Ermangelung eines fertigen Produkts wird ein Reservoir mit ausreichendem Volumen von Hand durch Schweißen von Stahlblech hergestellt.
Für die Herstellung des Wärmetauschers sollte ein Material verwendet werden, das dicker als 2,5 mm ist. Das Schweißen sollte so erfolgen, dass die Dicke der gebildeten Naht minimal ist.
Der Tank muss 1 Meter über dem Boden installiert werden, jedoch nicht weiter als 3 Meter vom Ofen entfernt. In den Tank werden zwei Löcher gemacht: eines in Bodennähe, das zweite - am höchsten Punkt auf der gegenüberliegenden Seite. Die Effizienz der Wärmeübertragung hängt von der Lage der Leitungen ab.
Es ist darauf zu achten, dass die Mindestabweichung des unteren Auslasses in Richtung Boden 2 Grad beträgt. Der obere sollte in einem Winkel von 20 Grad in die entgegengesetzte Richtung angeschlossen werden.
Im Speicher wird ein Ablassventil eingebaut. Zur Entleerung des gesamten Systems ist ein weiterer Wasserhahn vorgesehen, der am tiefsten Punkt installiert ist. Nach Überprüfung der Dichtheit ist die Anlage betriebsbereit. Die Effizienz eines solchen Ofens mit Wärmetauscher kann in der kalten Jahreszeit geschätzt werden.
Selbstgebaute Ofenheizung mit Wasserkreislauf in Phasenbauweise
Bevor Sie mit dem Bau eines Ofens beginnen, müssen Sie zunächst das Fundament vorbereiten. Dazu muss eine Grube ausgehoben werden, deren Tiefe 150-200 Millimeter beträgt. Gießen Sie unten Ziegelbruch, Kies und Schutt in Schichten. Dann alles mit Zementmörtel füllen. Das Fundament sollte sich einige Zentimeter über den Boden erheben. Abdichtungsmaterial auf dem Estrich verlegen.
Der Prozess des Baus eines Ofens mit einem Wasserkreislauf
Die Hauptmerkmale des Maurerhandwerks
Der Ofen muss aus hochwertigen Materialien gebaut werden. Wände können aus Ziegeln mit normalem Brennen gebaut werden, aber für den Ofenteil besorgen Sie sich feuerfeste Ziegel.
- Vor Beginn der Verlegung müssen die Ziegel angefeuchtet werden. Tauchen Sie sie dazu für eine Weile in Wasser. Wenn keine Luftblasen mehr aus ihnen austreten, kann das Verlegen beginnen.
- Alle Reihen und Ecken müssen gebunden werden.
- Zementmörtel sofort auf das gesamte Rad auftragen. Seine Schicht sollte etwa 5 Millimeter betragen. Frischen Sie den Mörtel am Ende auf, bevor Sie den Ziegel darauf legen.
- Wenn Sie zum Ofenteil kommen, tragen Sie keinen Ton mit einer Kelle auf. Mach es mit deinen Händen.
- Schneiden Sie alle fünf Reihen vorsichtig überschüssigen Zement von den Nähten ab und wischen Sie sie mit einem feuchten Schwamm ab.
- Die Wände des Ofens müssen vertikal und horizontal sein. Verwenden Sie während der Maurerarbeiten immer eine Wasserwaage, um dies zu überprüfen.
Anwendungsbesonderheiten
Die Standardofenheizung impliziert eine ungleichmäßige Verteilung der Wärmeenergie - je weiter von der Quelle entfernt, desto kälter. Nach dem Anschließen der Heizkörper und dem Gießen von Wasser fungieren die Öfen als Analoga von Festbrennstoffkesseln und sorgen für die Erwärmung des Kühlmittels, der Rauchkanäle und der Wände. Ein solches System ermöglicht während des Ofens die Übertragung von Wärme von der Spule auf die Heizkörper, und nachdem der Brennstoff gelöscht ist, nutzt es die Energie der beheizten Wände des Ofens.
Beim Einbau eines Wärmetauschers ist zu berücksichtigen, dass durch dessen Einbau das Nutzvolumen des Brennstoffraums reduziert wird und viel öfter Brennstoff nachgefüllt werden muss. Die richtige Auslegung des Wasserkreislaufs und seine Beziehung zu den Abmessungen der Heizkammer helfen, dieses Problem zu beseitigen. Eine gute Alternative wäre ein Dauerbrenner.
Bei einer solchen Aufrüstung des Heizsystems gibt es einige Nuancen. Die Energie, die bei der Verbrennung von Brennholz freigesetzt wird, beginnt, die Wärmetauschereinheit und das darin befindliche Arbeitsmedium zu erwärmen, aber die Ofenwände ändern ihre Temperatur nicht.
Der obere Teil des Körpers mit Rauchkanälen wird erhitzt. Wenn das Gebäude als vorübergehender Wohnsitz genutzt wird, schaltet sich der Ofen nicht regelmäßig ein und kann dazu führen, dass die Flüssigkeit in den Rohren gefriert.Um Unfällen vorzubeugen, wird empfohlen, Wasser durch Frostschutzmittel zu ersetzen.
Qualitätsindikatoren
Qualitätsindikatoren dienen zur Bewertung der Betriebsvorteile der Einheit, die wichtigsten sind: das technische Niveau, die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit, die strukturellen, ästhetischen und ergonomischen Eigenschaften der Einheit.
A. Technisches Niveau. Es gibt absolute, relative und prospektive technische Niveaus.
Das absolute technische Niveau eines Produktes zeichnet sich durch seine Leistungsfähigkeit aus. Ihre Anzahl sollte minimal sein. Um Vielfalt und Unschärfe bei der Bewertung des absoluten Niveaus zu vermeiden, ist es notwendig, sich nur auf die wichtigsten zu beschränken - Produktivität, Effizienz, Prozessdurchgängigkeit, Automatisierungsgrad.
Das relative technische Niveau kennzeichnet den Grad der Perfektion des Produkts, wenn (durch relevante Indikatoren) sein absolutes technisches Niveau mit dem Niveau der besten modernen Welt - in- und ausländische - Muster und Modelle mit ähnlichem Zweck verglichen wird.
Ein vielversprechendes technisches Niveau bestimmt die geplanten und geplanten Trends in der Entwicklung einer bestimmten Branche in Form einer Reihe ihrer voraussichtlichen Indikatoren.
B. Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Diese Indikatoren sind die wichtigsten Qualitätsindikatoren.
Haltbarkeit - die Eigenschaft der Einheit, die Leistung mit möglichst geringen Unterbrechungen für Wartung und Reparatur bis zur Zerstörung oder bis zu einem anderen Grenzzustand aufrechtzuerhalten. Die wichtigsten quantitativen Indikatoren für die Haltbarkeit sind die technischen Ressourcen und die Lebensdauer.
Technische Ressource - die Gesamtbetriebszeit des Geräts für den Betriebszeitraum.
Nutzungsdauer - die kalendarische Dauer des Betriebs der Einheit vor der Zerstörung oder einem anderen Grenzzustand (z. B. bis zur ersten Generalüberholung). Die Lebensdauer wird durch die physische und moralische Abnutzung des Gerätes begrenzt.
Zuverlässigkeit ist eine Eigenschaft des Geräts, die durch die Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Wartbarkeit des Geräts bestimmt wird. Quantitative Indikatoren der Zuverlässigkeit: Betriebszeit, Wahrscheinlichkeit eines störungsfreien Betriebs, Verfügbarkeitsfaktor.
Betriebszeit - die Dauer oder der Arbeitsaufwand des Geräts,
gemessen an der Anzahl der Zyklen, der Anzahl der hergestellten Produkte oder anderer Einheiten.
Die Wahrscheinlichkeit des störungsfreien Betriebs ist die Wahrscheinlichkeit, dass unter bestimmten Betriebsarten und Betriebsbedingungen innerhalb einer gegebenen Betriebsdauer kein Ausfall auftritt. Verfügbarkeitsfaktor ist das Verhältnis der Betriebszeit des Aggregats in Zeiteinheiten für eine bestimmte Betriebszeit zur Summe aus dieser Betriebszeit und der Zeit, die für das Auffinden und Beheben von Fehlern in derselben Betriebszeit aufgewendet wurde.
B. Ergonomie und technische Ästhetik. Schaffung moderner Wärmetauscher, die in Bezug auf Qualität, Wartungsfreundlichkeit und Aussehen den besten Mustern und Weltstandards entsprechen. Die Konstruktion eines industriellen Wärmetauschers sollte sich an den technischen Gegebenheiten und damit auch an den Anforderungen neuer wissenschaftlicher Disziplinen - Ergonomie und technische Ästhetik - orientieren.
Ergonomie ist eine wissenschaftliche Disziplin, die die funktionellen Fähigkeiten eines Menschen in Arbeitsprozessen untersucht, um für ihn perfekte Werkzeuge und optimale Arbeitsbedingungen zu schaffen.
Technische Ästhetik ist eine wissenschaftliche Disziplin, deren Gegenstand das Tätigkeitsfeld eines Künstler-Designers ist. Der Zweck des künstlerischen Designs ist (in enger Verbindung mit dem technischen Design) die Schaffung von Industrieanlagen, die den Bedürfnissen des Servicepersonals am besten entsprechen, die den Betriebsbedingungen am besten entsprechen, hohe ästhetische Qualitäten aufweisen und im Einklang mit der Umgebung und der Umgebung stehen.
Schönes Aussehen entspricht in der Regel einer rationalen und sparsamen Gestaltung. Das Aussehen des Produkts hängt weitgehend von seiner Farbe ab.Farbe ist der wichtigste Faktor, der nicht nur das ästhetische Niveau der Produktion bestimmt, sondern auch die Ermüdung der Arbeiter, die Arbeitsproduktivität und die Produktqualität beeinflusst.
Ofenwärmetauscher
Schema der Anordnung der Spule
Das Diagramm zeigt eine der Optionen für die Spule. Es ist gut, diesen Wärmetauschertyp in Heiz- und Kochöfen zu platzieren, da seine Struktur es einfach macht, einen Ofen darauf zu stellen.
Um die Komplexität des Herstellungsprozesses zu reduzieren, können Sie einige Änderungen an dieser Konstruktion vornehmen und das obere und untere U-förmige Rohr durch ein Profilrohr ersetzen. Darüber hinaus werden bei Bedarf auch vertikale Rohre durch rechteckige Profile ersetzt.
Wenn eine Spule dieser Bauart in Öfen ohne Kochfläche installiert wird, ist es ratsam, mehrere horizontale Rohre hinzuzufügen, um die Effizienz des Wärmetauschers zu erhöhen. Die Aufbereitung und Entnahme von Wasser kann von verschiedenen Seiten erfolgen, dies hängt von der Konstruktion des Ofens und der Konstruktion des Wasserkreislaufs ab.
Ökonomische Indikatoren
A. Thermische und hydrodynamische Perfektion. Die zum Pumpen von Wärmeträgern in den Wärmetauscher aufgewendete Leistung bestimmt zu einem großen Teil den Wärmeübertragungskoeffizienten, d. h. die Gesamtwärmeleistung der Vorrichtung. Ein wichtiger Indikator für die Perfektion des Wärmetauschers ist daher der Grad der Leistungsausnutzung zum Pumpen des Kühlmittels, um die erforderliche Wärmeübertragung sicherzustellen.
Die thermohydrodynamische Perfektion des Apparats kann durch das Verhältnis zweier Energiearten charakterisiert werden: die durch die Wärmeaustauschfläche übertragene Wärme Q und die zur Überwindung des hydrodynamischen Widerstands aufgewendete Arbeit N, ausgedrückt in denselben Einheiten für alle Ströme. Somit kann das Maß für den Einsatz der aufgewendeten Arbeit bei der Wärmeübertragung durch das Verhältnis ausgedrückt werden
Je größer der Wert von E ist, desto perfekter ist der Wärmetauscher bzw. seine Wärmeaustauschfläche aus thermohydrodynamischer (energetischer) Sicht, wenn alle anderen Dinge gleich sind. Der Energiekoeffizient E ist eine dimensionslose Größe, daher können Zähler und Nenner des Ausdrucks E = Q/N auf eine beliebige, aber gleiche Einheit bezogen werden, beispielsweise auf eine Wärmeaustauschflächeneinheit (thermischer Index), auf eine Wärme Austausch von Oberflächenmasseneinheit (Massenindex) oder Volumeneinheit (Volumenindex). Beim Vergleich von Geräten kann der Wert von E der gesamten Wärme und der aufgewendeten Arbeit oder einer Einheit von Oberfläche, Masse oder Volumen des Geräts zugeordnet werden.
Die Analyse zeigt, dass sich unter sonst gleichen Bedingungen eine Änderung der Geschwindigkeit des Kühlmittels auf verschiedene Größen, die den Betrieb des Wärmetauschers charakterisieren, unterschiedlich auswirkt: Der Wärmeübergangskoeffizient ändert sich proportional zur Geschwindigkeit (oder Durchflussrate) zum Leistung von 0,6-0,8, der hydrodynamische Widerstand ist proportional zur Geschwindigkeit zur Leistung von 1,7-1,8 und die Leistung zum Pumpen des Kühlmittels - zur Leistung von 2,75.
Mit zunehmender Geschwindigkeit des Kühlmittels wächst die Pumpleistung viel schneller als die übertragene Wärmemenge, dh für einen bestimmten Apparat oder eine bestimmte Wärmeaustauschfläche nimmt der Wert des Energiekoeffizienten E mit zunehmendem ab Geschwindigkeit des Kühlmittels. Daher kann der Absolutwert des Koeffizienten E nicht als Maß für die thermohydrodynamische Perfektion eines Wärmetauschers dienen, sondern ist nur nützlich, wenn zwei oder mehr Geräte verglichen werden.
B. Effizienz. Der thermische Indikator für die Perfektion des Wärmetauschers ist seine Effizienz (Effizienz):
wobei Q1 die maximal mögliche Wärmemenge ist, die unter gegebenen Bedingungen von einem heißen Kühlmittel auf ein kaltes Kühlmittel übertragen werden kann; Q2 ist die Wärmemenge, die vom heißen Kühlmittel auf das kalte übertragen wird, oder die für den technologischen Prozess aufgewendete Wärme.
Die maximal mögliche Wärmemenge bzw. verfügbare Wärme hängt von den Anfangstemperaturen und den Wasseräquivalenten der Wärmeträgerflüssigkeiten ab.
So installieren Sie einen Wasserkreislauf
Die Installation erfolgt wie bei jedem anderen Heizsystem. Zu beachten ist lediglich, dass der „Rücklauf“ für die Ofenheizung höher liegt.
Es gibt drei Arten von Kühlmittelzirkulation:
- Natürlich. Für die natürliche Zirkulation muss die Installation der Rohre mit der maximal zulässigen Neigung erfolgen. Außerdem muss an der Stelle, an der das Rohr den Ofen verlässt, ein „Beschleunigungskollektor“ angeordnet werden: Dazu wird das Rohr vertikal auf eine Höhe von 1–1,5 m und dann entlang einer Neigung nach unten zu den Heizkörpern geführt Weg.
Gezwungen. Diese Art der Zirkulation erhöht den Wirkungsgrad um bis zu 30 %. Dem Kreislauf wird eine Umwälzpumpe hinzugefügt, die den Druck des Kühlmittels erzeugt. Es ist jedoch unerwünscht, ein System mit nur einer Art Zwangsumlauf einzurichten, da bei einem Stromausfall oder einem Pumpenausfall das Wasser nicht zirkuliert, was zum Sieden des Kühlmittels im System führt.
Kombiniert. Für diese Art der Zirkulation ist es notwendig, die Installation von Rohren mit Gefälle, wie im ersten Absatz beschrieben, mit der Pumpe zu kombinieren. Die Pumpe wird in diesem Fall über eine parallele Leitung an das System angeschlossen, wie in Diagramm 4 gezeigt. Mit dieser Kombination arbeitet die Pumpe bei Vorhandensein von Strom, bei dessen Abwesenheit wird die Zirkulation natürlich durchgeführt.
