Какие трубы лучше использовать для отопления частного


Какие трубы лучше для отопления частного дом

Сегодня строительный рынок предлагает достаточно большой ассортимент труб для создания системы отопления. Сделать правильный выбор, чтобы смонтировать у себя дома хорошую систему отопления, среди такого разнообразия трубных изделий бывает очень сложно.

Основные виды труб для отопления

Трубы изготавливаются из самого разного материала. В современном производстве используется:

  • медь;
  • сталь;
  • полимерные материалы.

В зависимости от вида материала, из которого сделана труба для отопления, она приобретает соответствующие технические характеристики:

  • долговечность;
  • антикоррозийные свойства;
  • прочность;
  • совместимость с различными видами теплоносителя;
  • устойчивость к агрессивным средам.

Чаще всего трубы изготавливаются из полимерных материалов и сплавов различных металлов. Чтобы система нормально функционировала, в комплект входят разнообразные фитинги. Они могут быть нескольких видов:

  • латунные;
  • бронзовые;
  • пластиковые.

Материал фитинга подбирается в зависимости от материала устанавливаемой системы отопления.

Чтобы понять, какие трубы лучше использовать для отопления квартиры и частного дома, нужно ознакомиться с преимуществами каждого материала. Тогда выбор обогрева и радиаторов отопления не составит труда.

Классификация труб отопления

Долговечность системы отопления и ее нормальная работа во многом зависит от грамотного подбора соответствующих труб отопления. Поэтому этим нужно начинать заниматься сразу же после покупки отопительного котла.

Часто задаются вопросом: какие трубы лучше использовать для отопления своего частного дома? В загородных домах и коттеджах в большинстве случаев устанавливаются несколько вариантов таких изделий. Они подбираются в зависимости от материала изготовления. Какие бывают виды труб для отопления:

  1. Металлические:
    • из черного металла;
    • медные;
    • нержавеющие;
  2. Пластиковые:
    • полипропиленовые аналоги;
    • сшитый полиэтилен;
    • металлопластиковые.

Рассмотрим каждый материал и определимся, какие трубы подойдут для отопления частного дома лучше всего.

Трубы из черного металла

Много лет для установки системы отопления использовались только изделия из такого материала. Этот вариант остается актуальным и находит применение в наш прогрессивный век. Когда установлена самотечная отопительная система, функционирующая автономно, такие трубы считаются идеальным вариантом. Это связано с тем, что для данной системы требуется установка трубопровода большого сечения.

Преимущества черного металла

У этого материала очень много положительных качеств. Основными являются:

  • высокая прочность;
  • низкий коэффициент линейного расширения;
  • не реагирует на высокую температуру;
  • не лопается при высоком давлении;
  • сравнительно небольшая цена.

Углеродистая сталь легко выдерживает нагрев до 1500 градусов. Чтобы такая система не давала сбоев, необходимо, чтобы сварочные работы были выполнены на очень высоком  уровне.

Недостатки выбора

Прежде всего, это касается трудоемкости монтажных работ. Чтобы выполнять сварочные работы, необходимо иметь специальное оборудование. Только опытный сварщик сможет справиться с ним. Данное обстоятельство намного повышает стоимость монтажа.

Другим негативным моментом считается размер таких изделий. Из-за больших габаритов очень сложно выполнить их монтаж. Подобная система собирается только перед тем, как начнутся отделочные работы. Данный процесс отличается высокой трудоемкостью и занимает очень много времени.

Для сборки системы требуются сварочные работы, а они могут испортить половое покрытие, повредить обои. Этот момент необходимо учитывать при выполнении монтажа отопительной системы. Если после проведения ремонта придется устанавливать систему отопления, стоит подыскать альтернативу таким трубам.

Эти изделия не рекомендуется устанавливать при выполнении скрытого монтажа. Это эстетично, но металл может подвергнуться коррозии, а чтобы произвести замену трубопровода, придется ломать стену.

Трубы из меди

Такие изделия отличает высокая термостойкость и долговечность. Срок их эксплуатации рассчитан на 100 лет. Медь свободно выдерживает теплоноситель, нагретый до 500 градусов. При минусовой температуре теплоноситель замерзает, система остается в рабочем состоянии.

Медные трубы – это изделия высокоэстетичные. Радиаторы из меди имеют очень красивый внешний вид. Это достигается за счет покрытия из патины.

Главным недостатком таких изделий считается их стоимость. Медь является самым дорогим материалом, используемым для изготовления трубопровода.

Нержавейка

Такой материал можно назвать конкурентом меди. Трубы поступают в продажу в нескольких исполнениях:

  • сварные;
  • бесшовные.

Конечно, второй вариант значительно лучше. Такой вариант полностью исключает возможность случайного повреждения. Стоимость этого изделия намного выше, но одновременно с этим увеличивается срок эксплуатации.

Параметры нержавеющих труб такие же, как и у медных изделий. Стальные с тонкими стенками способны стать неплохой заменой медных трубопроводов.

Трубы из полипропилена

Эти изделия получили большое распространение в последние годы. Они имеют невысокую стоимость и малый вес. Это очень важно, так как не будет происходить дополнительного давления на несущие конструкции.

Внутренняя поверхность полипропиленовой трубы абсолютно гладкая. На стенках не будут накапливаться  отложения, часто приводящие к засору.

Изготовители полипропиленовых труб гарантируют длительный срок службы таких изделий. Он может превышать 25 лет.

Этот современный материал легко переносит низкие температуры.

Трубы отличаются красивым внешним видом. Они хорошо гармонируют с существующим интерьером помещения.

Установка требует применения специализированного оборудования. Соединить и сделать одну цепь доступно практически любому человеку. Для такой работы не требуются специальный опыт. Утюг для спайки можно взять напрокат. Возможность проводить самостоятельный монтаж является важным преимуществом этого материала.

Однако существует и несколько отрицательных качеств. Полипропиленовые трубы практически не гнутся. Чтобы создать поворот, требуется применение дополнительных фитингов. Такая конструкция влияет на целостность системы.

В случае ремонта какого-либо отдельного участка, придется провести замену всего пролета между фитингами. Это довольно неудобно.

Материал отличается низкой жесткостью. Это становится причиной провисания системы и ее выхода из строя.

Самым главным недостатком полипропилена считается низкая термостойкость. Пластиковые аналоги могут выдержать только нагрев до 70 градусов. Поэтому при их использовании необходимо придерживаться определенных ограничений.

Полиэтилен сшитый (PEX)

Он считается одним из новейших видов материала, не имеющих большого ассортимента на строительном рынке. Технология, так называемая «сшивка полиэтилена», дала возможность в несколько раз увеличить прочностные связи молекул.

Достоинством этого материала можно назвать:

  1. Высокую плотность.
  2. Повышенную термостойкость. Материал способен выдержать нагрев до 90 градусов. Этого достаточно, чтобы протопить комнату до 25 градусов.
  3. «Эффект памяти». При нагревании труба становится любой формы. Это дает возможность проводить монтаж отопления в помещениях с кривыми стенами и различной конфигурацией. После нагрева до температуры 150 градусов она снова выпрямляется, ее можно использовать при повторном монтаже.
  4. Долговечность.
  5. Совершенно гладкая внутренняя поверхность. В ней не накапливается известняк, на стенках не остаются отложения.
  6. Коэффициент линейного расширения равен нулю. Трубы можно использовать для скрытого монтажа.

Трубы из металлопластика

Эти изделия устанавливаются в системах центрального отопления.

Соединение пластика и стали позволили собрать все положительные качества материала и свести к минимуму отрицательные свойства.

Внутренняя часть изделия имеет абсолютно гладкую поверхность. Она покрыта тонкой и очень гибкой алюминиевой фольгой, которая усиливает теплоотдачу, значительно сокращает потери теплоносителя.

Внешняя поверхность металла закрыта пластиком. Он защищает ее и сводит к минимуму повреждения, когда проводится установка открытых участков.

Преимущества и недостатки металлопластиковых труб

Главными достоинствами металлопластиковых труб являются:

  1. Простой монтаж. Сборка системы напоминает пазл с использованием пресс-фитингов.
  2. Гибкая труба поставляется в бухтах.
  3. Пластик не статичен. Он не пропускает блуждающий ток.
  4. Линейное расширение равно нулю. Трубы используются при проведении скрытой установки.
  5. Внешний вид изделия не изменяется в течение многих лет, сохраняет свой первоначальный цвет.
  6. Срок эксплуатации превышает 50 лет.

Главным недостатком таких изделий, можно назвать их цену. Самыми дорогими являются соединительные фитинги. Отдельная стоимость трубы не очень высока.

Еще одним недостатком считается сужение прохода соединительных элементов. Это ведет к снижению скорости движение теплоносителя. В случае больших морозов может произойти разрыв трубы.

Советы по выбору

Итак, какие трубы выбрать для отопления частного дома? Каждый материал, из которого изготовлены трубы и батареи, имеет свои индивидуальные характеристики. Поэтому для загородных домов, где не живут постоянно, лучше устанавливать:

  • металлические;
  • медные;
  • нержавеющие;
  • металлопластиковые.

В жилых домах наилучшим вариантом могут стать полипропиленовые или РЕХ трубы. Их стоимость на порядок меньше металлических, но они имеют такие же эксплуатационные характеристики. Также эти трубы лучше использовать для отопления в квартире.

Похожие статьи:

Основы системы отопления и охлаждения: советы и рекомендации

Как только воздух нагревается или охлаждается у источника тепла / холода, его необходимо распределить по различным комнатам вашего дома. Это может быть выполнено с помощью систем с принудительной подачей воздуха, гравитации или излучения, описанных ниже.

Системы нагнетания воздуха

Система принудительной подачи воздуха распределяет тепло, производимое печью, или холод, производимый центральным кондиционером, через вентилятор с электрическим приводом, называемый нагнетателем, который нагнетает воздух через систему металлических каналов в комнаты в вашем доме.По мере того, как теплый воздух из печи втекает в комнаты, более холодный воздух в комнатах стекает через другой набор каналов, называемый системой возврата холодного воздуха, в печь для обогрева. Эта система регулируется: вы можете увеличивать или уменьшать количество воздуха, проходящего через ваш дом. В центральных системах кондиционирования воздуха используется та же система принудительной подачи воздуха, включая вентилятор, для распределения холодного воздуха по комнатам и для возврата более теплого воздуха для охлаждения.

Объявление

Проблемы с системами принудительной подачи воздуха обычно связаны с неисправностью вентилятора.Воздуходувка также может быть шумной и добавляет стоимость электроэнергии к стоимости топочного топлива. Но поскольку в ней используется воздуходувка, система принудительной подачи воздуха является эффективным способом отвода тепла или охлаждения воздуха по всему дому.

Гравитационные системы

Гравитационные системы основаны на принципе подъема горячего воздуха и опускания холодного воздуха. Следовательно, гравитационные системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха из кондиционера. В гравитационной системе печь располагается рядом с полом или под ним.Нагретый воздух поднимается по воздуховодам и попадает в пол по всему дому. Если печь расположена на первом этаже дома, регистры тепла обычно располагаются высоко на стенах, поскольку регистры всегда должны быть выше печи. Нагретый воздух поднимается к потолку. По мере того, как воздух охлаждается, он опускается, входит в каналы возвратного воздуха и возвращается в печь для повторного нагрева.

Другой основной системой распределения для отопления является лучистая система.Источником тепла обычно является горячая вода, которая нагревается печью и циркулирует по трубам, встроенным в стену, пол или потолок.

Радиант Системс

Излучающие системы работают, обогревая стены, пол или потолок комнат или, чаще, обогревая радиаторы в комнатах. Затем эти предметы нагревают воздух в комнате. В некоторых системах используются электрические нагревательные панели для выработки тепла, которое излучается в комнаты. Как и настенные гравитационные обогреватели, эти панели обычно устанавливают в теплом климате или там, где электричество относительно недорогое.Излучательные системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха от кондиционера.

Радиаторы и конвекторы, наиболее распространенные средства распределения лучистого тепла в старых домах, используются в системах водяного отопления. Эти системы могут зависеть от силы тяжести или от циркуляционного насоса для циркуляции нагретой воды от котла к радиаторам или конвекторам. Система, в которой используется насос или циркуляционный насос, называется гидравлической системой.

Современные системы лучистого отопления часто встраиваются в дома, построенные на фундаменте из бетонных плит.Под поверхностью бетонной плиты прокладывается сеть водопроводных труб. Когда бетон нагревается трубами, он нагревает воздух, соприкасающийся с поверхностью пола. Плита не должна сильно нагреваться; в конечном итоге он будет контактировать с воздухом по всему дому и нагревать его.

Системы Radiant, особенно когда они зависят от силы тяжести, подвержены ряду проблем. Трубы, используемые для распределения нагретой воды, могут забиться минеральными отложениями или наклониться под неправильным углом.Бойлер, в котором вода нагревается у источника тепла, тоже может выйти из строя. В новых домах системы горячего водоснабжения устанавливаются редко.

В следующем разделе вы узнаете, как термостат и другие элементы управления используются для поддержания микроклимата в помещении, создаваемого вашими системами отопления и охлаждения.

.

ТЕПЛООБМЕННИКИ

Теплообменник - это устройство, используемое для передачи тепла между двумя или более жидкостями. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и, в зависимости от типа теплообменника, могут быть разделены или находиться в прямом контакте. Устройства, использующие источники энергии, такие как стержни ядерного топлива или огневые нагреватели, обычно не считаются теплообменниками, хотя многие принципы, заложенные в их конструкции, одинаковы.

Чтобы обсудить теплообменники, необходимо дать некоторую форму категоризации.Обычно используются два подхода. Первый рассматривает конфигурацию потока в теплообменнике, а второй основан на классификации типа оборудования в первую очередь по конструкции. Оба рассмотрены здесь.

Классификация теплообменников по конфигурации потока

Существует четыре основных конфигурации потока:

На рисунке 1 показан идеализированный противоточный теплообменник, в котором две жидкости текут параллельно друг другу, но в противоположных направлениях.Этот тип организации потока позволяет максимально изменить температуру обеих жидкостей и, следовательно, является наиболее эффективным (где эффективность - это количество фактически переданного тепла по сравнению с теоретическим максимальным количеством тепла, которое может быть передано).

Рисунок 1. Противоток.

В теплообменниках с прямоточным потоком потоки текут параллельно друг другу и в том же направлении, как показано на рисунке 2. Это менее эффективно, чем противоток, но обеспечивает более равномерную температуру стенок.

Рисунок 2. Попутный поток.

По эффективности теплообменники с перекрестным потоком занимают промежуточное положение между противоточными и параллельными теплообменниками. В этих установках потоки текут под прямым углом друг к другу, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Поперечный поток.

В промышленных теплообменниках часто встречаются гибриды вышеуказанных проточных типов. Примерами являются комбинированные теплообменники с поперечным / противотоком и многопроходные теплообменники.(См., Например, рисунок 4.)

Рисунок 4. Перекрестный / противоточный поток.

Классификация теплообменников по конструкции

В этом разделе теплообменники классифицируются в основном по их конструкции, Garland (1990) (см. Рисунок 5). Первый уровень классификации - разделение типов теплообменников на рекуперативные и регенеративные. Рекуперативный теплообменник имеет отдельные пути потока для каждой жидкости, и жидкости протекают одновременно через теплообменник, обмениваясь теплом через стенку, разделяющую пути потока.Рекуперативный теплообменник имеет единственный путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.

Рисунок 5. Классификация теплообменников.

Регенеративные теплообменники

В регенеративном теплообменнике путь потока обычно состоит из матрицы, которая нагревается, когда горячая жидкость проходит через нее (это известно как «горячий удар»). Это тепло затем передается холодной жидкости, когда она протекает через матрицу («холодный удар»).Регенеративные теплообменники иногда называют емкостными теплообменниками . Хороший обзор регенераторов дает Walker (1982).

Регенераторы в основном используются для рекуперации тепла газа / газа на электростанциях и в других энергоемких отраслях. Два основных типа регенераторов - статические и динамические. Оба типа регенераторов являются кратковременными в эксплуатации, и, если при их проектировании не уделить должного внимания, обычно происходит перекрестное загрязнение горячего и холодного потоков.Однако использование регенераторов, вероятно, расширится в будущем, поскольку предпринимаются попытки повысить энергоэффективность и утилизировать больше низкопотенциального тепла. Однако, поскольку регенеративные теплообменники, как правило, используются для специальных применений, рекуперативные теплообменники более распространены.

Рекуперативные теплообменники

Существует много типов рекуперативных теплообменников, которые можно в широком смысле сгруппировать в непрямой контакт, прямой контакт и специальные. В теплообменниках непрямого контакта теплоносители разделяются с помощью трубок, пластин и т. Д.. Теплообменники с прямым контактом не разделяют жидкости, обмениваясь теплом, и фактически полагаются на то, что жидкости находятся в тесном контакте.

В этом разделе кратко описаны некоторые из наиболее распространенных типов теплообменников, и они расположены в соответствии с классификацией, приведенной на рисунке 5.

В этом типе пары разделены стенкой, обычно металлической. Примерами являются трубчатые теплообменники, см. Рисунок 6, и пластинчатые теплообменники, см. Рисунок 7.

Трубчатые теплообменники очень популярны из-за гибкости, которую разработчик должен учитывать в широком диапазоне давлений и температур.Трубчатые теплообменники можно разделить на несколько категорий, из которых кожухотрубный теплообменник является наиболее распространенным.

Кожухотрубный теплообменник состоит из ряда трубок, установленных внутри цилиндрической оболочки. На рисунке 8 показан типичный блок, который можно найти на нефтехимическом заводе. Две жидкости могут обмениваться теплом, одна жидкость течет по внешней стороне трубок, а вторая жидкость течет по трубкам. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и могут течь в параллельном или перекрестном / противотоке.Кожухотрубный теплообменник состоит из четырех основных частей:

  • Передняя часть - это место, где жидкость входит в трубную часть теплообменника.

  • Задний конец - это то место, где жидкость со стороны трубы выходит из теплообменника или где она возвращается в передний коллектор в теплообменниках с несколькими проходами со стороны трубы.

  • Пучок труб - состоит из трубок, трубных решеток, перегородок, стяжек и т. Д. Для удержания пучка вместе.

  • Кожух - содержит пучок труб.

Популярность кожухотрубных теплообменников привела к разработке стандарта для их обозначения и использования. Это стандарт ассоциации производителей трубчатых теплообменников (TEMA). Обычно кожухотрубные теплообменники изготавливаются из металла, но для специальных применений (например, с использованием сильных кислот в фармацевтических препаратах) могут использоваться другие материалы, такие как графит, пластик и стекло. Также нормально, чтобы трубки были прямыми, но в некоторых криогенных приложениях используются спиральные или змеевики Хэмпсона .Простая форма кожухотрубного теплообменника - это двухтрубный теплообменник. Этот теплообменник состоит из одной или нескольких трубок, содержащихся внутри трубы большего размера. В наиболее сложной форме многотрубный двухтрубный теплообменник мало отличается от кожухотрубного теплообменника. Однако двухтрубные теплообменники, как правило, имеют модульную конструкцию, поэтому несколько блоков могут быть соединены болтами для достижения требуемой нагрузки. Книга Э.А.Д. Saunders [Saunders (1988)] дает хороший обзор трубчатых теплообменников.

К другим типам трубчатых теплообменников относятся:

  • Печи - технологическая жидкость проходит через печь в прямых или спирально намотанных трубах, а нагрев осуществляется горелками или электрическими нагревателями.

  • Пластинчатые трубы - в основном используются в системах рекуперации тепла и кондиционирования воздуха. Трубки обычно монтируются в какой-либо форме воздуховода, а пластины действуют как опоры и обеспечивают дополнительную площадь поверхности в виде ребер.

  • С электрическим нагревом - в этом случае жидкость обычно течет по внешней стороне электрически нагреваемых трубок (см. Джоулев нагрев).

  • Теплообменники с воздушным охлаждением состоят из пучка труб, вентиляторной системы и несущей конструкции. Трубки могут иметь ребра различного типа, чтобы обеспечить дополнительную площадь поверхности со стороны воздуха. Воздух либо всасывается через трубы вентилятором, установленным над пучком (принудительная тяга), либо продувается через трубы вентилятором, установленным под пучком (принудительная тяга). Как правило, они используются в местах, где есть проблемы с получением достаточного количества охлаждающей воды.

  • Тепловые трубы, сосуды с мешалкой и теплообменники из графитовых блоков можно рассматривать как трубчатые или помещать в Рекуперативные «Особые предложения». Тепловая труба состоит из трубы, материала фитиля и рабочей жидкости. Рабочая жидкость поглощает тепло, испаряется и переходит на другой конец тепловой трубы, где конденсируется и выделяет тепло. Затем жидкость под действием капилляров возвращается к горячему концу тепловой трубы для повторного испарения. Сосуды с мешалкой в ​​основном используются для нагрева вязких жидкостей.Они состоят из емкости с трубками внутри и мешалки, такой как пропеллер или ленточный винтовой импеллер. Трубки несут горячую жидкость, а мешалка вводится для обеспечения равномерного нагрева холодной жидкости. Теплообменники с угольным блоком обычно используются, когда необходимо нагреть или охладить агрессивные жидкости. Они состоят из твердых блоков углерода, в которых просверлены отверстия для прохождения жидкости. Затем блоки скрепляются болтами вместе с коллекторами, образуя теплообменник.

Пластинчатые теплообменники отделяют жидкости, обменивающиеся теплом, с помощью пластин.У них обычно есть улучшенные поверхности, такие как ребра или тиснение, и они скреплены болтами, припаяны или сварены. Пластинчатые теплообменники в основном используются в криогенной и пищевой промышленности. Однако из-за высокого отношения площади поверхности к объему, малого количества жидкостей и способности обрабатывать более двух паров они также начинают использоваться в химической промышленности.

Пластинчатые и рамные теплообменники состоят из двух прямоугольных концевых элементов, которые удерживают вместе несколько тисненых прямоугольных пластин с отверстиями на углах для прохождения жидкостей.Каждая из пластин разделена прокладкой, которая герметизирует пластины и обеспечивает поток жидкости между пластинами, см. Рис. 9. Этот тип теплообменника широко используется в пищевой промышленности, поскольку его можно легко разобрать для очистки. Если утечка в окружающую среду вызывает беспокойство, можно сварить две пластины вместе, чтобы гарантировать, что жидкость, протекающая между сваренными пластинами, не сможет протечь. Однако, поскольку некоторые прокладки все еще присутствуют, утечка все еще возможна. Паяные пластинчатые теплообменники предотвращают возможность утечки за счет пайки всех пластин вместе, а затем приваривания входных и выходных отверстий.

Рисунок 6. Классификация трубчатых теплообменников.

Рисунок 7. Классификация пластинчатого теплообменника.

Рисунок 8. Кожухотрубный теплообменник.

Рисунок 9. Пластинчато-рамный теплообменник.

Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из ребер или прокладок, зажатых между параллельными пластинами. Ребра могут быть расположены так, чтобы допускать любую комбинацию поперечного или параллельного потока между соседними пластинами. Также возможно пропустить до 12 потоков жидкости через один теплообменник за счет тщательного расположения коллекторов.Обычно они изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали и спаяны вместе. Их основное применение - сжижение газа из-за их способности работать с близкими температурами.

Пластинчатые теплообменники в некоторых отношениях аналогичны кожухотрубным. Прямоугольные трубы со скругленными углами уложены друг на друга, образуя пучок, который помещается внутри оболочки. Одна жидкость проходит через трубки, тогда как жидкость течет параллельно через промежутки между трубками.Они, как правило, используются в целлюлозно-бумажной промышленности, где требуются проточные каналы большего размера.

Спиральные пластинчатые теплообменники образуются путем наматывания двух плоских параллельных пластин вместе в змеевик. Затем концы уплотняются прокладками или свариваются. Они в основном используются с вязкими, сильно загрязняющими жидкостями или жидкостями, содержащими частицы или волокна.

В этой категории теплообменников не используется поверхность теплопередачи, из-за чего она часто дешевле, чем косвенные теплообменники.Однако, чтобы использовать теплообменник прямого контакта с двумя жидкостями, они должны быть несмешиваемыми, или, если будет использоваться одна жидкость, она должна претерпеть фазовый переход. (См. Прямая контактная теплопередача.)

Наиболее легко узнаваемая форма теплообменника с прямым контактом - градирня с естественной тягой, которая используется на многих электростанциях. Эти агрегаты состоят из большой примерно цилиндрической оболочки (обычно более 100 м в высоту) и насадки внизу для увеличения площади поверхности. Охлаждаемая вода распыляется на набивку сверху, в то время как воздух проходит через дно набивки и поднимается вверх через башню за счет естественной плавучести.Основная проблема с этим и другими типами градирен с прямым контактом - это постоянная необходимость восполнения подачи охлаждающей воды за счет испарения.

Конденсаторы прямого контакта иногда используются вместо трубчатых конденсаторов из-за их низких капитальных затрат и затрат на обслуживание. Есть много вариантов конденсатора прямого контакта. В простейшей форме охлаждающая жидкость распыляется сверху емкости над паром, поступающим сбоку емкости. Затем конденсат и охлаждающая жидкость собираются внизу.Большая площадь поверхности распылителя гарантирует, что они являются достаточно эффективными теплообменниками.

Закачка пара используется для нагрева жидкости в резервуарах или в трубопроводах. Пар способствует передаче тепла за счет турбулентности, создаваемой впрыском, и передает тепло за счет конденсации. Обычно конденсат не собирается.

Прямой нагрев в основном используется в сушилках, где влажное твердое вещество сушится путем пропускания его через поток горячего воздуха. Другая форма прямого нагрева - это горение под водой.Он был разработан в основном для концентрирования и кристаллизации коррозионных растворов. Жидкость испаряется пламенем, а выхлопные газы направляются вниз в жидкость, которая находится в резервуаре.

Воздухоохладитель с мокрой поверхностью в некоторых отношениях похож на теплообменник с воздушным охлаждением. Однако в устройствах этого типа вода распыляется по трубкам, а вентилятор всасывает воздух и воду через пучок труб. Вся система закрыта, и теплый влажный воздух обычно выводится в атмосферу.

Скребковые теплообменники состоят из емкости с рубашкой, через которую проходит жидкость, и вращающегося скребка, который непрерывно удаляет отложения с внутренних стенок емкости. Эти агрегаты используются в пищевой и фармацевтической промышленности в процессе образования отложений на нагретых стенках сосуда с рубашкой.

Статические регенераторы или регенераторы с неподвижным слоем не имеют движущихся частей, кроме клапанов. В этом случае горячий газ проходит через матрицу в течение фиксированного периода времени, в конце которого происходит реверсирование, горячий газ отключается, а холодный газ проходит через матрицу.Основная проблема с этим типом агрегатов заключается в том, что и горячий, и холодный поток прерывистый. Чтобы преодолеть это и обеспечить непрерывную работу, требуются по крайней мере два статических регенератора или можно использовать роторный регенератор.

В роторном регенераторе насадка цилиндрической формы вращается вокруг оси цилиндра между парой газовых уплотнений. Горячий и холодный газ протекает одновременно по каналам с обеих сторон газовых уплотнений и через вращающуюся насадку. (См. Рекуперативные теплообменники.)

Термический анализ любого теплообменника включает решение основного уравнения теплопередачи.

(1)

Это уравнение рассчитывает количество тепла, передаваемого через область dA, где T h и T c - местные температуры горячей и холодной жидкости, α - местный коэффициент теплопередачи, а dA - местная дополнительная площадь, на которой α основано. Для плоской стены

(2)

где δ w - толщина стенки, а λ w - ее теплопроводность.

Для однофазного обтекания стенки α для каждого из потоков является функцией Re и Pr. Когда происходит конденсация или кипение, α также может зависеть от разницы температур. Как только коэффициент теплопередачи для каждого потока и стены известен, общий коэффициент теплопередачи U определяется как

(3)

где сопротивление стенки r w равно 1 / α w . Общая скорость теплопередачи между горячей и холодной текучими средами тогда определяется выражением

(4)

Это уравнение предназначено для постоянных температур и коэффициентов теплопередачи.В большинстве теплообменников это не так, поэтому используется другая форма уравнения

(5)

где - общая тепловая нагрузка, U - средний общий коэффициент теплопередачи, а ΔT M - средняя разница температур. Расчет ΔT M и отказ от предположения о постоянном коэффициенте теплопередачи описаны в разделе «Средняя разница температур».

Расчет U и ΔT M требует информации о типе теплообменника, геометрии (например,g., размер проходов в пластине или диаметр трубы), ориентация потока, чистый противоток или поперечный поток и т. д. Затем можно рассчитать общую нагрузку с использованием предполагаемого значения AT и сравнить с требуемой нагрузкой. Затем можно внести изменения в предполагаемую геометрию и U, ΔT M и пересчитать, чтобы в конечном итоге перейти к решению, которое равно требуемой нагрузке. Однако при выполнении термического анализа на каждой итерации также следует проверять, не превышен ли допустимый перепад давления.Компьютерные программы, такие как TASC от HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow Service), автоматически выполняют эти вычисления и оптимизируют конструкцию.

Механические аспекты

Все типы теплообменников должны подвергаться механической конструкции в той или иной форме. Любой теплообменник, работающий при давлении выше атмосферного, должен быть спроектирован в соответствии с местным кодом конструкции сосуда под давлением , например ASME VIII (Американское общество инженеров-механиков) или BS 5500 (Британский стандарт).Эти нормы определяют требования к резервуару высокого давления, но не касаются каких-либо специфических особенностей конкретного типа теплообменника. В некоторых случаях для определенных типов теплообменников существуют специальные стандарты. Два из них перечислены ниже, но в целом отдельные производители определяют свои собственные стандарты.

ССЫЛКИ

Гарланд, У. Дж. (1990) Частное сообщение.

Уокер, Г. (1982) Industrial Heat Exchangers-A Basic Guide , Hemisphere Publishing Corporation.

Rohsenow, W. M. и Hartnett, J. P. (1973) Handbook of Heat Transfer , New York: McGraw-Hill Book Company. DOI: 10.1016 / 0017-9310 (75)

-9

Сондерс, Э. А. Д. (1988) Теплообменники - выбор, проектирование и изготовление, Longman Scientific and Technical. DOI: 10.1016 / 0378-3820 (89)

-5

Ассоциация производителей трубчатых теплообменников, (1988) (TEMA), седьмое издание. Кожухотрубные теплообменники .

Американский институт нефти (API) 661: Теплообменники с воздушным охлаждением для нефтяной промышленности .

.

Топливо для отопления - пропан против масла

Тодд Фратцель по отоплению

Обновление : это популярная статья, написанная несколько лет назад. Несмотря на то, что цены, возможно, изменились, основное сравнение по-прежнему актуально сегодня.

Топливное топливо - пропан против. Нефть

Когда мы строили наш новый дом, я должен был принять одно из важных решений - какой тип топлива использовать. Должны ли мы использовать традиционное масляное тепло, на которое полагаются более 90% жителей Новой Англии? Или мы должны использовать пропан (в этой части NH здесь нет природного газа).

Плюсы и минусы

Ответ на этот вопрос довольно сложен, если вы сядете и задумаетесь. Что касается нас, я уже знал, что у нас в доме будет пропан для приготовления пищи и для нашего камина с прямой вентиляцией. Для меня одной из самых больших проблем с нефтью была масляная цистерна в подвале, которая когда-нибудь могла протечь.

Другой большой проблемой, которую необходимо было рассмотреть, был сброс двух разных видов топлива. Для котла, работающего на жидком топливе, потребуется либо прямое вентиляционное отверстие в стене дома (это действительно некрасиво, оно оставляет пятна в доме и становится довольно горячим), либо традиционный дымоход.Современные газовые котлы позволяют вентилировать печь через обычную трубу из ПВХ через крышу или стену. Короче выбрал газовый котел. Основными причинами, по которым я выбрал его, было отсутствие масляного бака, вентиляция через крышу и возможность установить высокоэффективный котел.

Одна вещь, которую я действительно не особо исследовал, - это анализ стоимости двух видов топлива. Итак, после прошлой зимы и моих довольно высоких счетов за топливо я провел небольшое исследование по сравнению расходов на топливо.Это не так просто, как сравнить цену за галлон двух видов топлива. В настоящее время (2007 г.), где я живу, галлон мазута стоит 2,69 доллара, а галлон пропана стоит 1,93 доллара. Таким образом, на первый взгляд, пропан для обывателей звучит как выгодная сделка. Однако реальная проблема заключается в энергии, которую может произвести один галлон каждого топлива. Мазут может генерировать приблизительно 130 000 БТЕ, в то время как пропан составляет приблизительно 95 000 БТЕ. Однако большинство масляных котлов в среднем имеют КПД около 85% в лучшем случае, в то время как газовые котлы могут обеспечивать КПД 95% и более.

Используя эти данные, я попытался вычислить стоимость БТЕ для обоих типов топлива с учетом вышеизложенных предположений.

ТОПЛИВНОЕ МАСЛО: 130 000 БТЕ * 85% / 2,69 доллара = 41 078 БТЕ на доллар
ПРОПАН: 95 000 БТЕ * 95% / 1,93 доллара = 46 762 БТЕ на доллар

Таким образом, в этом примере пропан немного более рентабелен. Теперь позвольте мне сделать здесь большой отказ от ответственности. Если вы спросите кучу специалистов по отоплению, большинство ответит, что обычно лучше использовать масло. Это зависит от множества переменных и используемого оборудования.Для меня это говорит о том, что два вида топлива действительно очень похожи по стоимости на БТЕ.

Для меня тот факт, что я сжигаю более чистое топливо, мой котел практически не требует технического обслуживания, у меня нет масляного бака, который мог бы протечь, у меня только водяной пар и окись углерода выходят из моего вентиляционного отверстия, и мне в любом случае нужен пропан для приготовления пищи и запустить мой камин, решение все равно кажется правильным для нас. Я призываю вас обратить внимание на эти вопросы в следующий раз, когда вы выберете новую систему отопления для своего дома.

Еще одним преимуществом, которое часто упускают из виду при использовании пропана вместо масла, является размер резервуара.Обычно у потребителей пропана резервуар больше, чем у потребителей нефти. Домовладельцы обычно имеют баллоны с пропаном от 500 до 1000 галлонов, в то время как большинство стандартных масляных резервуаров имеют емкость от 275 до 400 галлонов. На первый взгляд, это не имеет значения, но может иметь огромное влияние.

Мне нравится наполнять свой пропановый бак летом, когда цены на топливо исторически ниже, чем зимой. Большой бак позволяет мне покупать больше пропана по более низкой цене, чем если бы я заправлял меньший масляный бак летом.Если у вас есть баллон с пропаном на 1000 галлонов, это может иметь большое значение в конце года.

Хотите калькулятор пропана и масла (таблица)? Если да, то посмотрите наш калькулятор «Нефть против пропана».

.

Как работают радиаторы | HowStuffWorks

Тепло может передаваться тремя способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. Проводимость - это способ передачи тепла в твердом теле и, следовательно, способ его передачи в радиаторе. Проводимость возникает, когда два объекта с разной температурой вступают в контакт друг с другом. В точке встречи двух объектов более быстро движущиеся молекулы более теплого объекта врезаются в более медленные молекулы более холодного объекта.Когда это происходит, более быстрые молекулы от более теплого объекта передают энергию более медленным молекулам, которые, в свою очередь, нагревают более холодный объект. Этот процесс известен как теплопроводность , - это то, как радиаторы отводят тепло от процессора компьютера.

Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который служит проводником тепла, отводящим тепло от процессора. Однако у каждого типа металла есть свои плюсы и минусы. Во-первых, каждый металл имеет разный уровень теплопроводности.Чем выше теплопроводность металла, тем эффективнее он передает тепло.

Объявление

Одним из наиболее распространенных металлов, используемых в радиаторах, является алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт на Кельвин на метр (Вт / м · К). (Число теплопроводности, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше показатель теплопроводности металла, тем больше тепла может проводить металл.) Алюминий также дешев в производстве и имеет небольшой вес. Когда прикреплен радиатор, его вес создает определенную нагрузку на материнскую плату, для которой материнская плата предназначена. Тем не менее, легкий алюминиевый корпус полезен тем, что добавляет небольшой вес и нагрузку на материнскую плату.

Медь - один из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов. Медь имеет очень высокую теплопроводность - 400 Вт / мК. Однако он тяжелее алюминия и дороже.Но для операционных систем, требующих значительного отвода тепла, часто используется медь.

Так куда же девается тепло, когда оно отводится от процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и выходит из компьютера. У большинства компьютеров также есть дополнительный вентилятор, установленный непосредственно над радиатором, чтобы помочь должным образом охладить процессор. Радиаторы с этими дополнительными вентиляторами называются активными радиаторами , а радиаторы с одним вентилятором называются пассивными радиаторами .Наиболее распространенным вентилятором является корпусный вентилятор , который забирает холодный воздух снаружи компьютера и продувает его через компьютер, вытесняя горячий воздух сзади.

.

Смотрите также