Теплообменник своими руками медный – виды, принцип работы воздушного и водяного, из чего они сделаны, чем и как промыть устройство для банной печи

Ремонт теплообменника газовой колонки своими руками: пошаговый инструктаж

Проточные водонагреватели, работающие на природном газу, являются достаточно надежными аппаратами, которые очень редко выходят из строя. Вследствие мелких неисправностей, которые возникают во время эксплуатации устройства, может возникать большое количество неудобств. В таких случаях следует вызвать мастера на дом или выполнить ремонт теплообменника газовой колонки своими руками, чтобы сэкономить.

Для мастера такая процедура не заберет и 5 минут, а за вызов все равно придется заплатить. Исправить ряд поломок, которые возникают в данном устройстве, достаточно несложно. А как обнаружить поломку и самостоятельно выполнить ремонт газовой колонки, ее теплообменника и всех составляющих – обо все этом мы поговорим в нашей статье. Приведем подробную инструкцию по пайке, снабдив материал наглядными фото и полезными видеороликами.

Содержание статьи:

Как устроен и работает водонагреватель?

Чтобы научиться ремонтировать газовую колонку, необходимо изначально разобраться в том, как она устроена и как работает.

Агрегаты могут быть следующих типов:

1. С открытой камерой сгорания или атмосферные.
2. С закрытой камерой сгорания или турбированные. Их еще называют надувными.

В атмосферную колонку необходимый горения газа воздух поступает из окружающей среды естественным путем. Он попадает в устройство через проем, который располагается в нижней части колонки. Для отвода продуктов сгорания монтируют дымоход с естественной тягой.

Турбированные или надувные колонки от атмосферных отличаются одной особенностью: их камера сгорания является закрытой, а встроенный вентилятор обеспечивает принудительную тягу. Приток воздуха и его отвод осуществляется принудительно через коаксиальный дымоход (двустенный).

С устройством газового водонагревателя можно ознакомиться в общих чертах, рассмотрев следующую иллюстрацию.

На фото изображено устройство типичной газовой колонки. Конструктивной особенностью этого водонагревателя является пъезорозжиг горелки. Также для розжига различных моделей могут использоваться батарейки (или от сеть 220 В), гидротурбина

Ниже будет представлен принцип работы современной газовой горелки с автоматической системой розжига:

1. Колонка начинает работать при открытии крана смесителя. Водный поток проходит через узел водоснабжения и теплообменник газового устройства.
2. Внутри корпуса колонки находится мембрана водяного регулятора, которая толкает шток под воздействием давления, возникающего от воды. Это позволяет штоку сдавливать пружину механического газового клапана в блоке, чтобы у топлива появилась возможность добраться до самой горелки.
3. На данном этапе замыкается цепь электромагнитного клапана, что возникает в момент отпускания штоком кнопки микровыключателя. Клапан провоцирует запуск газа в специальную трубку, которая является подающейся. Газ поступает к уже открытому пружинному клапану.
4. Срабатывает импульсное устройство. Оно подает разряд на электроды, которые находятся рядом с горелкой. Образовываются искры, вследствие чего начинается розжиг. Это позволяет нагревать воду, проходящую по теплообменнику.

Электромагнитная цепь состоит из 3-х датчиков, которые последовательно включаются. К ним относится датчик тяги, перегрева и пламени. Когда последний элемент цепи фиксирует огонь — в этот момент образование искр заканчивается.

Подробнее принцип работы колонки мы рассмотрели в .

Старые газовые колонки обладали одним контактом и постоянно работающим запальником. Сейчас делают устройства с двумя электродами, которые поджигают горелку

Признаки поломки теплообменника

После того, как узнали более подробно о принципе работы газовой колонки, можно рассмотреть важные моменты, необходимые для успешного предотвращения поломки радиатора.

Так, существует несколько условий, когда необходимо ремонтировать неисправный теплообменник газовой колонки, так как сам агрегат начинает автоматически выключаться:

• Перестает происходить проток воды и отсутствует напор. В этом случает водяной регулятор отпускает толкатель, что является причиной отключения микровыключателя.
• Последний элемент электромагнитной цепи, то есть датчик ионизации, перестает “видеть” пламя. При данной ситуации не подается соответствующий сигнал, из-за чего закрывается путь газу магнитным клапаном.
• В дымоходе перестает образовываться тяга. Электромагнит перестает работать, электромагнитная цепь разрывается и перестает присутствовать подача топлива.
• Перестает функционировать датчик перегрева. Данная составляющая цепи устанавливается непосредственно на теплообменнике.

После того, как мы разобрались в нюансах работы газовой колонки и возможных проблемах, свидетельствующих о поломке радиатора, поговорим о том, как можно его отремонтировать. Но для начала предстоит исключить другие неисправности.

Исключение других неисправностей колонки

Чаще всего можно столкнуться с ситуацией, когда колонка изначально не разжигает пламя. Для начала следует определить, что конкретно привело к этому. Ведь проблема может оказаться вовсе не в теплообменнике, а, к примеру, в севших батарейках. Поэтому без диагностики не обойтись. Более того часть поломок можно устранить собственноручно, а в некоторых случаях предстоит вызвать .

Внешний осмотр водонагревателя

Грамотная диагностика позволит оперативно выполнить ремонт своими силами.

Не рекомендуется выполнять самостоятельный ремонт, если газовая колонка находится на гарантии. Сервисная служба может снять устройство с гарантийного обслуживания

Существует ряд элементарных действий, которые следует выполнить прежде, чем отправиться исследовать водонагревательное устройство изнутри:

1. и чистка контактов питания.
2. Проверка тяги дымохода и наличия в системе холодного водоснабжения.
3. Проверка предохранителя (для колонок с турбонаддувом). Можно перевернуть вилку в выключателе, чтобы поменять расположение фазы — актуально для импортных моделей, так как они достаточно чувствительны к этому.
4. Чистка сетчатого фильтра. Это грязевик, который можно обнаружить на трубе, подающей холодную воду. Зачастую сеточка является конструктивной составляющей водяного узла.
5. Понаблюдать за запальными электродами. Для этого достаточно открыть кран горячей воды, после чего должны образовываться искры. Если камера закрыта, то можно прислушаться к корпусу. Должны прослушиваться характерные звуки по типу щелканья зарядов.

Вышеперечисленные действия не всегда могут помочь. Тогда предстоит заглянуть внутрь колонки, для чего предстоит снять корпус.

Каждый ремонт газовой колонки должен начинаться с проверки батареек и чистки контактов, если они окислились. Также нужно осмотреть и почистить запальник. Существуют модели колонок, которые обладают небольшим окошком для доступа к электродам, которые можно почистить кистью

Поиск неисправности внутри колонки

Если внешний осмотр и замена батареек не помогли, то можно приступать к поиску неисправностей непосредственно внутри устройства.

Для этого необходимо снять кожух водонагревателя и по очереди проверить основные узлы. Лучше выполнять все действия с помощником. Его следует попросить открыть горячую воду, а самому необходимо следить за перемещениями штока. В обязанности данного элемента входит воздействие на нажимную пластину, чтобы ее отодвинуть от кнопки микровыключателя.

В случае, когда толкатель не выполняет никаких движений, то с вероятность в 100% проблема кроется в водяном блоке. При возникновении данной проблемы необходимо разобрать блок, чтобы почистить и .

Также шток может надавливать на пластину, но кнопка при этом останется нажатой. В данном случае необходимо проверить водяной регулятор на наличие накипи. Ее следует найти и почистить.

Если же все вышеуказанные элементы работают в нормальном режиме, кнопка отжимается, но искры не образовываются, то в данной ситуации виновником может выступать сам микровыключатель. Чтобы в этом убедиться, необходимо отключить его разъемы и зажать две клеммы отверткой. Если в данном случае сразу начнут образовываться искры, то переключатель вышел из строя и его следует заменить.

Проверять путем замыкания необходимо разъем, который подсоединяется к импульсному блоку. Штекер микропереключателя при этом не следует трогать

Также может выйти из строя электромагнитный клапан, из-за чего не будет подаваться газ. Для этого следует проверить каждый из датчиков в цепи путем поочередного замыкания. Также можно использовать мультиметр для прозвонки.

Порядок ремонта теплообменника

Если же внутри конструкции обнаружены следы протечек, то проблема куда серьезнее. Течь может образовываться из медного радиатора в бытовой газовой колонке, причиной чего может стать деформация трубок. Также она может появляться из-за нарушений в работе водяного узла, что свойственно автоматическим газовым колонкам. Такое нарушение говорит о неисправности редуктора, из-за чего колонка может полностью выйти из строя.

Жесткая вода из городского водопровода, неправильное подключение (заземление), частый перегрев колонки способствуют тому, что на стенках труб теплообменника начинает образовываться накипь. Материал радиаторов не отличается особой прочностью, поэтому на поверхности трубопровода и теплообменника достаточно быстро появляются свищи.

С такой проблемой очень часто сталкиваются обладатели современных газовых колонок. Это связано с тем, что в таких устройствах используется тонкая медь, зачастую невысокого качества. Чтобы исправить возникшую проблему, можно выполнить обыкновенную пайку в месте образования свища.

Этап #1 — слив воды с радиатора

Стоит отметить, что сразу переходить к пайке нельзя. Для начала следует убедиться, что колонка отключена от газо- и  электроснабжения.

Также ее необходимо отключить от водоснабжения, полностью опустошить теплообменник, который содержит достаточное количество теплоносителя. Если пренебречь данной простой мерой предосторожности, то поступающееся тепло будет постоянно отводиться из-за жидкости.

Если возникает такая ситуация, когда обрабатываемый участок теплообменника не будет нагреваться до необходимого значения, то следует открыть, чтобы слить горячую жидкость

Всю жидкость из теплообменника не получится удалить при помощи крана. Поэтому следует открутить гайку, которая накладывается на трубопровод. Теперь остается избавиться от остатков. Для чего можно использовать обыкновенный пылесос или компрессор, а также можно вручную прогонять воздух при помощи садового шланга.

Этап #2 — пайка медных труб

Когда был полностью опустошен теплообменник, можно приступать к пайке. Но как правильно выполнить пайку теплообменника в газовой колонке в местах образования свищей? Это сделать достаточно просто, так как весь процесс хорошо отлажен. Если вы никогда этим не занимались, рекомендуем ознакомиться с инструкцией по .

Для начала следует взять наждак с мелким зерном и обработать им требуемый участок. Чистка свища должна выполняться до тех пор, пока не останется окислов. Определить их местонахождение несложно, так как такая медь имеет зеленоватый оттенок.

После завершения чистки следует натереть требуемое место пропитанной чистящим средством тканью. Теперь можно приступать непосредственно к лужению. Для этого каждый индивидуально сам для себя подбирает припои. Можно также воспользоваться советом профессионалов, которые рекомендуют пользоваться ПОС-61. Остается взять паяльник от 0,1 кВт мощности и канифоль в качестве флюса.

При отсутствии канифоли можно воспользоваться аспирином. Его продают в аптеке. Он будет эффективным в тех ситуациях, когда необходимо работать с проблемным местом, которое не получается вычистить до конца.

В случае, когда припой не течет, а становится рыхлым, необходимо дополнительно прогреть точку, которую паяют. Для этого можно использовать очень слабый паяльник на 0,04 кВт или строительный фен

Когда выполнена пайка на теплообменнике газовой колонки в требуемом месте, равномерно распределив слой припоя по участку, то необходимо толщину однородной массы увеличить до 2-3 мм. Таким образом, свищ полностью закроется и больше не появится.

Помимо основной части теплообменника, необходимо осмотреть весь трубопровод. Зеленые окисления также могут возникать на медных трубках. Если не исправить такую проблему, то в дальнейшем это приведет к неизбежному появлению микротрещин.

Стоит отметить, что пайка возможна даже при обнаружении самых мелких проблемных точек и участков. Сразу необходимо выполнить лужение и пропаять эти места. Если этого не сделать, то возможные проблемы будут возникать раз в несколько месяцев.

Пайку следует выполнять даже там, куда невозможно достать. В этом случае следует снять радиатор и разобрать его, чтобы добраться до проблемного места.

Этап #3 — поиск дефектов после пайки

Обнаружить все возможные дефекты при визуальном осмотре не всегда является возможным. Даже обработка наждачной бумагой не всегда дает желаемый результат. В этом случае может помочь специальная диагностика, которая выполняется под давлением.

Для этого следует подать водяную струю внутрь радиаторного узла. Можно использовать душевой резиновый шланг, который хорошо сгибается. Одну сторону шланга следует связать с каналом подачи воды. Второй край — с трубкой радиатора. Остается только перекрыть один из краев трубки запирающим вентилем.

Когда выполняется поиск дефектов с использованием воды из-под крана, то следует подготовить маркер. С его помощью следует пометить проблемные места, которые зрительно невозможно заметить

Теперь необходимо запустить кран, который питает водонагреватель. Во время данной процедуры важно внимательно следить за теплообменником и всеми трубками. Если на поверхности будут находиться еле заметные трещинки, то они сразу станут видимыми. На местах их обнаружения будут образовываться водяные капли. Остальные участки будут сухими.

Таким образом удастся обнаружить все проблемные места, требующие ремонта, и запаять их. Заодно можно промыть радиатор, избавив его от накипи.

Если же повреждений очень много, или материал труб слишком тонкий и не поддается пайке, то обойтись без крупных финансовых вложений не удастся. В такой ситуации предстоит покупка и установка нового теплообменника. А если нужная модель довольно дорога, то, возможно, придется задуматься о .

Выводы и полезные видео по теме

В данном видеоролике можно наглядно посмотреть на то, как выполняется пайка теплообменника:

Ролик о том, как можно отремонтировать теплообменник колонки с цифровым дисплеем при помощи пайки:

Прибегать к самостоятельному ремонту газовой колонки не нужно, если нет уверенности в собственных силах. В первую очередь, важно разобраться в принципе работы устройства и придерживаться техники безопасности. Если не следовать правилам, то можно подвергнуть опасности себя и близких людей, которые живут вместе с вами.

У вас остались вопросы по ремонту теплообменника, которые мы не затронули в этом материале? Задавайте их нашим экспертам в блоке комментариев – мы и другие посетители сайта постараемся вам помочь.

Если вы хотите поделиться успешным опытом собственноручной пайки медного радиатора колонки, расскажите об этом нашим читателям, добавляйте уникальные фото процесса ремонта – форма обратной связи расположена ниже.

Теплообменник своими руками

Легко ли сделать теплообменник своими руками и как установить отопление в доме: подавляющее большинство владельцев дач и загородных домов рано или поздно задаются вопросами.

Теплообменники – промышленные и бытовые технические устройства для передачи энергии между двумя средами с разной температурой. Среды называются теплоносителями и могут быть однородными (например, жидкость/жидкость) и разнородными (жидкость/газ). В быту это важная часть системы отопления. Он может быть нагревательным и охлаждающим. В большинстве случаев на границе двух сред имеется твердая перегородка с хорошей теплопроводностью. Среды никогда не соприкасаются между собой, передача энергии всегда идёт в одном направлении. Такие аппараты называются рекуперативными. В металлургической и химической промышленности есть также регенераторные устройства, в которых один и тот же теплоноситель то отдаёт, то забирает тепло. В отдельных случаях к ним относят смесители, в которых встречаются две струи газа или жидкости с разной температурой, но в техническом плане такое определение не выдерживает критики.

Виды теплообменников

В большинстве случаев задача теплообменника – нагрев холодной жидкости, воздуха или твёрдых тел (строительных конструкций). Однако существуют и охлаждающие устройства, примеры которых мы видим в холодильниках и морозильных камерах. Рабочим теплоносителем в них служит газ фреон, принимающий на себя тепло окружающей среды. В двигателях внутреннего сгорания избыток тепла забирает тосол.

В ходе технического прогресса инженеры разработали различные варианты нагревательного теплообменного оборудования рекуперативного типа, в которых используются разные виды активных теплоносителей – горячая вода, водяной пар, нагретая парогазовая смесь, выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания и т.д. Конструктивно можно выделить следующие виды теплообменников:

• кожухотрубные, где под общим кожухом с низкой теплопередачей тесно проложены пучки труб с горячей и холодной жидкостями;
• “труба в трубе”, когда конструкция состоит из внешнего и внутреннего цилиндрических контуров. По внутренней трубе циркулирует горячий теплоноситель, по внешней – холодный. При этом внутренняя труба должна быть сделана из меди или другого материала с хорошей теплопроводностью, а внешняя – из материала с минимальным коэффициентом теплопередачи – например, из полипропилена;
• погружные (змеевиковые), представляющие собой бак с помещённым в нём проточным змеевиком. Горячая жидкость, протекающая по змеевику, нагревает содержимое бака;
• спиральные, в которых нагревающий носитель перемещается по трубкам, завитым в форме спирали. Такая форма обеспечивает максимальную поверхность теплопередачи;
• пластинчатые и пластинчато-ребристые. Они оптимальны как для разогрева теплоносителя внутри них, так и для нагревания воздуха и строительных конструкций вокруг.

Пример такого теплообменника – привычные плоские радиаторы отопления, которые устанавливаются вдоль стен или размещаются в них.

Пластинчатые и цилиндрические конструкции размещаются также и в зоне горения топлива в котлах м печах. В них вода мгновенно превращается в пар и устремляется по контуру.

К теплообменному оборудованию не относятся нагревательные элементы, которые сами генерируют тепло (например, за счёт высокого электрического сопротивления или химических реакций). Часто мы сталкиваемся с многоступенчатым теплообменом. Характерный пример – замкнутый нагревательный контур с горячей водой. С одной стороны, вода проходит через топку котла, где принимает энергию горения топлива, с другой — отдаёт тепло помещению через поверхность радиаторов отопления или труб, проложенных в полу.

Из чего делают теплообменники?

Лучше всех в мире проводит тепло искусственная разновидность углерода под названием графен. Его теплопроводность – более 4.000 ватт на метр-Кельвин, в 10 раз выше теплопередачи серебра. Графит и алмаз значительно отстают от графена, но тоже проводят тепло гораздо лучше любых металлов. Вполне возможно, в недалёком будущем обогрев зданий будет осуществляться с помощью батарей из кристаллического углерода. Опыты в этом направлении ведутся уже давно.

Пока же человек пользуется почти исключительно металлическими теплообменниками. Ввиду дороговизны серебра чаще всего применяются медные трубы и пластины. Теплопроводность меди – 401 Вт/(м-K), что лишь на 29 единиц меньше теплопередачи серебра. Недостаток – значительный удельный вес. Поэтому в помещениях медь заменяют лёгким алюминием. Правда, коэффициент теплопередачи этого металла в 2 раза ниже, чем у меди.

Нержавеющая сталь при всей своей коррозионной стойкости и внешней привлекательности, в качестве материала для теплопередачи не годится. Она проводит тепло в 10 раз хуже, чем серебро и медь.

Бак с теплообменником для печи

Эксплуатация отопительного и нагревательного оборудования связана с потенциальным риском. Горячие носителтели в случае протечки или прорыва трубопровода могут причинить вред здоровью и испортить имущество. Лучший вариант – использовать сертифицированное нагревательное оборудование ведущих мировых производителей. Но если вы имеете техническое образование и навыки работы своими руками, можно для начала попробовать собрать и установить несложный, но эффективный пластинчатый теплообменник для бани.

Несомненный плюс этой конструкции состоит в том, что бак с горячей водой не обязательно встраивать в печь-каменку. Бак располагается автономно, не раскаляется докрасна и не представляет опасности для неосторожных банщиков. Циркуляция воды происходит по двум жаропрочным каучуковым шлангам и медному змеевику, который размещается непосредственно в топке. Секрет в том, что входное отверстие бака находится в его дне, а выходное – ближе к крышке. Змеевик должен располагаться на уровне дна циркуляционного бака. Когда баня не топится, контур находится в состоянии покоя. Как только в змеевике повышается температура, нагретая вода устремляется через отверстие в дне бака, а её место занимает холодная вода из верхней части резервуара. В результате интенсивной конвекции бак объёмом 100 литров можно нагреть до 80 градусов меньше чем за час. Стенки бака делаются из нержавеющей стали, здесь её невысокая теплопроводность играет уже вам на руку, вода не остывает, пока не остынет воздух в бане.

Дополнительным преимуществом такой мини-системы является то, что её монтаж не требует сварки. Отверстия в корпусе бака можно просверлить перфоратором, соединения шлангов и змеевика производится с помощью герметичных переходников. Сделать такой теплообменник своими руками вполне может человек, не имеющий большого опыта работы в области водоснабжения и отопления.

Если вы не понаслышке знаете, что такое электросварка и задумались, как сделать теплообменник для дополнительного обогрева дома, то лучше всего использовать пластинчатую или трубчатую конструкцию, о которой уже говорилось выше. Оптимальный материал для такого устройства – медь. Медный регистр из труб, секция пластин или спираль размещаются непосредственно в топке печи или в нижней части дымохода. При изготовлении самодельного теплообменника важно соблюдать технические условия, следить за качеством сварных швов и герметичностью соединений. Иначе можно вместо тепла в доме или подсобных помещениях получить нешуточную аварию.

Планируя работы, важно помнить, что вход холодной воды в нагревательную часть контура (так называемая «обратка») должен располагаться в самой нижней точке контура. Если дом имеет больше одного этажа и нагрев теплоносителя ведётся постоянно, на чердаке можно устроить накопительный бак. Также не представляет сложности установить на контуре термостаты, которые будут автоматически перекрывать циркуляцию при достижении заданной температуры теплоносителя. Это поможет обеспечить оптимальную температуру в доме. Система должна иметь кран для слива теплоносителя в случае неисправности или перед консервацией дома на зиму.

Как и из чего сделать теплообменники своими руками.

Теплообменник, змеевик – непонятные для многих слова, которые никак не связаны с представлением об этих предметах. Радиатор, батарея, полотенцесушитель – более понятны, потому что эти предметы мы видим и пользуемся ими каждый день. Между тем, это ведь тоже теплообменники, один из многочисленных их видов.

   Что такое – теплообменник.

Понятно, что, не выяснив, что же такое теплообменник  и принципов его работы, мы вряд ли сможем его сделать или применить в качестве теплообменника что-либо другое.

Если говорить простыми словами, теплообменник – это устройство для обмена энергией между различными средами, не имеющее собственного источника энергии. Т.е. печка – это не теплообменник, а тепловой щит или лежанка, через которые проходят дымовые газы от печки, и которые греют воздух в помещении, — это теплообменники.

Элементарный теплообменник мы сооружаем, когда хотим    охладить бутылки с пивом в раковине мойки, используя холодную воду из водопровода. При этом наше пиво охлаждается, а вода наоборот – нагревается.

Из определения теплообменника можно сделать выводы по оценке и увеличению его эффективности. Получается, что эффективность теплообменника зависит:

— от разницы температур между средами: чем больше разница, тем больше передается энергии.

— от площади соприкосновения различных сред с теплообменником, чем больше – тем лучше.

— и от теплопроводности материала самого теплообменника: чем лучше материал проводит тепловую энергию, тем эффективней теплообменник.

По сути, любая труба, в которой течет вода (или другая жидкость) с температурой отличной от температуры окружающей среды (воздуха или тоже жидкости) – является теплообменником.

   Как сделать теплообменник.

Получается, что если мы возьмем какое-то количество метров трубы, свернем её в кольца и запихнем в бочку, выведя наружу вход и выход этой трубы, мы получим теплообменник, который будет, либо греть воду в бочке, либо охлаждать, в зависимости от того, что нам нужно (обычно – греть).

Теперь, неплохо бы выяснить, какое именно количество метров трубы равно по мощности, например, 1,5 кВт ТЭНу. И вот тут на первое место выступает теплопроводность материала, из которого сделана труба. При прочих равных, а именно: диаметр трубы – 20 мм, разность температур ~ 40^оC, получается, что металлопластиковой трубы нам понадобиться  больше 4300 метров (коэффициент теплопроводности равен – 0,3), стальной – 25 метров (50), а медной – 3,5 метра (380). Вот такая вот арифметика. Вполне естественно, что лучший выбор материала для теплообменника – это медная отожженная труба, которая легко гнется, и к ней без особого труда можно присоединить резьбовой фитинг с помощью обжимного соединения (можно и припаять, но это на любителя). В этом случае у нас получится теплообменник змеевикового типа.

Своими руками, кроме змеевиков, можно сделать теплообменник типа «водяная рубашка». Это когда теплообмен происходит между двумя герметичными емкостями, вложенными одна в другую. Такой теплообмен часто используется в небольших твердотопливных котлах систем отопления. Недостатком таких теплообменников является небольшое эксплуатационное давление, на которое они обычно рассчитаны. Изготовить их сможет, пожалуй, только опытный сварщик. На «коленке» из подручных материалов сделать такой теплообменник очень проблематично.

И уж совсем сложно сделать один из самых эффективных теплообменников типа «трубная доска» из-за большого количества вальцовочных соединений. Этот теплообменник представляет собой три герметичных емкости, две из которых, по краям, соединены между собой трубами развальцованными в торцах этих емкостей. Теплообмен происходит в средней части при движении жидкости от одного края к другому.

Что еще можно использовать в качестве теплообменника.

Если негде достать медную трубу, а во дворе присутствует небольшая свалка металлолома, то можно попробовать найти какую-нибудь альтернативу. Например, полотенцесушители – прекрасно подойдут на роль змеевика в самодельном теплообменнике. Подойдут старые радиаторы системы отопления, лишь бы не текли. Автомобильные радиаторы и радиаторы автомобильных печек – это тоже готовые теплообменники, которые можно использовать как греющий элемент, придумав переходники для них, и ,если нужно, объединив их для увеличения общей площади теплообмена.

Прекрасные теплообменники получатся из старых газовых водогрейных колонок, тем более, что при этом практически ничего переделывать не нужно.

Принцип действия любого теплообменника везде, где бы он не находился, одинаков, поэтому, в зависимости от конкретных условий, он может греть или охлаждать любую среду: жидкость, газ или твердое вещество. Все зависит от задачи, которую наш теплообменник должен будет решать, и от вашей инженерной фантазии.

Ремонт теплообменника газовой колонки методом пайки

В 2006 году купил газовую колонку NEVA LUX-5013 производства ОАО «Газаппарат», Санкт-Петербург. Гревшая воду до этого времени газовая колонка модели Нева-3208 проработала 6 лет и продолжает работать до сих пор в другой квартире. Проблем с течью теплообменника не наблюдалось. Единственное, что приходилось, так это периодически заменять резиновую мембрану в водяном узле, пока не заменил ее силиконовой. О ремонте других неисправностей газовых колонок читайте статью сайта «Ремонт газовой колонки своими руками».

Гарантийный срок (три года) NEVA LUX-5013 проработала безотказно, а на четвертом году эксплуатации из нее стала капать вода. Надежда на то, что износилась одна из прокладок, не оправдалась. Когда был снят кожух с газовой колонки, то обнаружился свищ в теплообменнике, из которого фонтанировала вода.

После обнаружения свища, первым желанием было заменить теплообменник газовой колонки новым, но когда узнал, что его стоимость составляет 1/3 от стоимости новой колонки, решил попробовать отремонтировать теплообменник газовой колонки самостоятельно, запаять с помощью паяльника припоем. Рассудил следующим образом: по трубке теплообменника протекает вода, температура которой при нагреве не может превышать 100˚С. Температура плавления припоя, в зависимости от марки, составляет около 200˚С. Следовательно, припой не расплавится и пайка загерметизирует течь надежно. Ремонт теплообменника газовой колонки удался.

Общение с продавцами запчастей для газовых колонок и знакомыми обозначили существующую проблему течи воды в теплообменниках, как в газовых колонках отечественных производителей, так и зарубежных. Как выяснилось, срок службы теплообменников газовых колонок главным образом обусловлен способом обеззараживания воды при очистке в системе городского водоснабжения.

В настоящее время для обеззараживания водопроводной воды в основном используют хлор или его двуокись. Вода, содержащая хлор, проходя, через медную трубку теплообменника при работе газовой колонки нагревается, а, как известно из химии, при нагреве хлор начинает реагировать с медью, образуя хлорид меди. Таким образом, трубка изнутри разрушается, что и приводит к появлению свищей. В городах, где обеззараживание воды на станциях очистки осуществляется озонированием, свищи в теплообменниках проточных газовых и электрических колонок практически не появляются.

Стоит также отметить, что в настоящее время производители стали устанавливать в теплообменники медные трубки с более тонкими стенками и сделанные из менее качественной меди. Это тоже является одним из факторов, снижающих срок службы теплообменников.

Как запаять радиатор газовой колонки,
если свищ находится на доступном для пайки месте

Перед началом пайки необходимо слить воду из теплообменника, иначе вода будет отводить тепло, и прогреть место пайки до требуемой температуры будет невозможно. Для этого открываете кран горячей воды в мойке или раковине и отворачиваете накидную гайку с подающей холодную воду трубы газовой колонки. Так как колонка находится по уровню выше крана, то большая часть воды стечет, но не вся. Для удаления остатков я использую продувку. Это можно сделать компрессором, пылесосом или ртом. При продувке ртом можно использовать гибкий шланг от душевой лейки. Одна из накидных гаек гибкого шланга через прокладку наворачивается на резьбу трубки подачи воды теплообменника, а через второй конец гибкого шланга трубка теплообменника продувается ртом. Остатки воды через кран сливаются, и можно приступать к ремонту теплообменника.

Сама пайка не представляет трудностей. Если Вы не имеете опыта работы с паяльником, то можете ознакомиться с технологией пайки на странице сайта «Как паять паяльником». Мелкой наждачной бумагой зачищаете место нахождения свища от окислов. Как правило, в этом месте медь окисляется и образовывается пятно зеленоватого оттенка (на фото выше хорошо видно). Протираете после зачистки место тканью, смоченной в растворителе для удаления жира и пыли. Лудите любым припоем, например ПОС-61, (температурой плавления не ниже 180°С) паяльником мощностью не менее 100 Вт.

В качестве флюса можно использовать канифоль, подойдет и та, которой смычки для скрипок натирают. Если нет канифоли, можно с успехом использовать таблетки аспирина (продаются в аптеках в виде таблеток под названием «ацетилсалициловая кислота»). Замечательный флюс, я им постоянно пользуюсь в случаях, когда зачистить невозможно. Например, при лужении многожильных проводов. Раскрашиваете таблетку и мелкими крошками посыпаете место лужения, или таблеткой трете по нагретой поверхности. Если при лужении припой не растекается, а ложится рыхлым слоем, значит недостаточно прогрето место пайки. В этом случае можно дополнительно прогревать еще одним 40 Вт паяльником, строительным феном или утюгом, приложив его рядом с местом пайки.

Когда припой тонким слоем равномерно покрыл требуемую поверхность нужно нарастить его до толщины 1-2 мм. Свищ на теплообменнике ликвидирован и больше никогда себя не проявит.

Теперь внимательно осмотрите трубку теплообменника газовой колонки по всей длине. Если Вы обнаружили зеленое пятно, значит, в этом месте с большой вероятностью есть микроотверстие, пропускающее воду. Нужно зачистить мелкой наждачной бумагой трубку до блеска и посмотреть, нет ли маленькой черной точки. Если имеется, то обязательно следует залудить и пропаять. Иначе через пару месяцев опять придется заниматься ремонтом.

Как запаять радиатор газовой колонки,
если свищ находится на недоступном для пайки месте

Если место утечки воды произошло на стенке теплообменника, примыкающей к основанию газовой колонки, то ремонт теплообменника пайкой на месте невозможен, и его надо извлечь из газовой колонки. Конструкторы NEVA LUX-5013 «постарались». Чтобы снять теплообменник для ремонта, требуется разобрать практически всю газовую колонку и, самое неприятное, рассоединить газовую трубу. С газовыми трубами связываться не хотелось, так как это опасно.

Извлечь теплообменник для ремонта мешал зонт для отвода продуктов сгорания газа, закрепленный с помощью четырех алюминиевых заклепок к основанию газовой колонки. Пришлось высверлить эти заклепки электродрелью, снять зонт и только тогда появилась возможность извлечь теплообменник. При сборке вместо заклепок зонт был закреплен к основанию двумя винтами М4. Если не мешает стена, то можно закрепить зонт саморезами.

Далее ремонт газовой колонки выполнялся по вышеописанной технологии. За два последних года мне пришлось ремонтировать теплообменник, запаивая свищи, пять раз. В последний раз вода стала протекать со стороны, прилегающей к стенке теплообменника, и я решил все же купить новый, что и сделал. Старый теплообменник газовой колонки собираюсь отремонтировать, залужу и пропаяю трубку по всей длине. Фото вида теплообменника со стороны крепления к основанию.

При покупке теплообменника для газовой колонки я с удивлением обнаружил, что мне дали не новый, а уже отремонтированный. На трубке теплообменника была одна такая же пайка, как я сам делал при ремонте своего старого теплообменника. В результате, из четырех, имеющихся в магазине, только один теплообменник был не паяный. Оказывается, заводом на запчасти отгружаются отремонтированные теплообменники, отказавшие в период гарантии. В них запаивают свищи и опять продают. На теплообменник дают гарантийный срок всего 1 месяц. Получается, что через несколько месяцев придется опять ремонтировать газовую колонку!

Если Вам придется покупать теплообменник для газовой колонки, внимательно осмотрите его. При обнаружении пайки припоем, лучше откажитесь от покупки. В случае замены в газовой колонке теплообменника по гарантии, проконтролируйте, чтобы Вам установили не бывший в эксплуатации отремонтированный теплообменник, а новый.

Ремонт замененного теплообменника газовой колонки

Почти три года газовая колонка NEVA LUX-5013 после замены теплообменника работала исправно, но счастье не было вечным, и неожиданно из нее начала капать вода. Пришлось опять заняться ремонтом.

Снятие кожуха подтвердило мои опасения: на трубке теплообменника с внешней стороны появилось зеленое пятно, но оно было сухим, а свищ, из которого сочилась вода, находился на недоступной для осмотра и пайки стороне. Пришлось для ремонта снимать теплообменник.

При поиске места свища на обратной стороне снятого теплообменника возникла проблема. Свищ находился в верхней части трубки теплообменника и вода, сочилась из него и стекала вдоль всех трубок, находящихся ниже. В результате все витки трубки ниже свища сверху позеленели и были мокрыми. Был ли этот единственный свищ или их было несколько, определить было невозможно.

После высыхания зеленого налета, он был удален с поверхности теплообменника с помощью мелкой наждачной бумаги. Внешний осмотр трубки теплообменника не позволил обнаружить почерневшие точки. Для поиска мест протечки пришлось делать опрессовку теплообменника под давлением воды.

Для подачи воды в теплообменник был использован упомянутый выше гибкий шланг от душевой лейки. Один его конец через прокладку был соединен с водопроводной трубой подачи воды на газовую колонку (на фотографии слева), второй – прикручен на один из концов трубки теплообменника (на фотографии по центру). Второй конец трубки теплообменника был заглушен с помощью водопроводного крана.

Как только был открыт кран подачи воды на газовую колонку, сразу в предполагаемых местах наличия свищей появились капли воды. Остальная поверхность трубки оставалась сухой.

Перед пайкой свищей необходимо отсоединить гибкий шланг

преимущества, особенности очистки и ремонта

Теплообменник – это один из элементов устройств, где происходят тепловые процессы по передаче энергии от нагретого тела к холодному. Все современные тепловые машины – от домашней системы отопления до атомного ректора, который, по сути, является тем же котлом, оснащены такими теплопередающими деталями. Только выполняются они из разных материалов и имеют сложные системы управления, безопасности.

Назначение, виды металлических теплообменников

Конструкция и производительность устройств нагрева зависят от назначения, принципа действия, материала теплообменника. Например, невозможно создать компактное изделие из чугуна для парапетного или настенного обогревателя. Поскольку углеродистая сталь или чугун имеют значительную плотность, а значит и массу. Старые чугунные котлы ушли в прошлое. Сегодня популярны малогабаритные отопительные конструкции с легкими деталями и более высоким уровнем передачи энергии. К ним относятся газовые настенные котлы с медным теплообменником.

При производстве термодинамической конструкции используются такие материалы, как:
• медь;
• сталь разных марок;
• чугун;
• алюминий;
• силумин.

В современных бытовых отопительных котлах большую часть его поверхности занимает теплообменный агрегат. От конструкции и вида материала зависят экономические и экологические параметры котла.

Классифицируются теплообменники в зависимости от назначения по таким типам, как подогревающие, охлаждающие, конденсирующие, испаряющие. По принципу действия блоки бывают регенеративные, рекуперативные и смесительные. Первые два вида имеют общее название «тепловые поверхностные аппараты». Одни из примеров таких агрегатов – радиаторы в автомобилях. Их назначение – участие в работе системы охлаждения двигателя. Нагретая вода контактирует с воздухом через стенки медно-алюминиевых теплообменников.

В смесительных (контактных) машинах два рабочих потока (горячий и холодный) смешиваются друг с другом. Подобный процесс наблюдается в струйных конденсаторах, где распыляемая жидкость использует энергию конденсации. Они проще в изготовлении и характеризуются повышенной теплоемкостью. Но сфера применения ограничена.

Какие теплообменники лучше – медные или алюминиевые?

В отопительном оборудовании все чаще используется материал будущего – сплав алюминия и кремния. Схожая эвтектическая структура позволила соединить два разнородных вещества – металл и минерал. Получился материал, обладающий отличными свойствами литья. Теплообменники без сварочных швов и сложной формы увеличивают поверхность обмена энергией. Задача создания таких конструкций состоит в оптимизации теплопередачи при минимальных габаритах передающего тепло агрегата.

Теплообменник из сплава алюминия и кремния отличается хорошей антикоррозионной устойчивостью. Отсутствие сварных швов, сгибов придает изделию высокую прочность. Еще одно достоинство – оптимальное механическое сопротивление обратному низкотемпературному потоку теплоносителя. Теперь металлу не опасен большой температурный градиент подающего и обратного контура.

Тепловые аппараты из стальных и медных сплавов

Поскольку серийное производство бытовых приборов сосредоточено на изготовлении теплообменников из черного металла, то газовые котлы с медным теплообменником считаются престижным товаром. Медь обладает высокими теплопередающими характеристиками. Поэтому для обогрева большого дома можно использовать небольшие котлы с незначительным количеством теплоносителя. В итоге аппараты получаются очень компактными.

Важно! Нередко покупатели интересуются, какой выбрать теплообменник – стальной или медный. Исходить нужно из физико-химических свойств черного и цветного металлов. Удельная теплоемкость меди ниже, чем стали.

То есть для нагрева равного количества вещества, меди нужно передать меньше теплоты, чем стали. Соответственно инерция отопительной системы, где стоит стальной теплопередающий агрегат больше. Автоматика котла, работающая с медным теплопередающим блоком, быстрее реагирует на повышение температуры теплоносителя. В итоге это приводит к экономии топлива. Еще большая реакция системы отопления на нагрев происходит при работе насоса. Кроме этого, он обеспечивает улучшение циркуляции даже при нарушенных уклонах труб и предотвращает закипание воды.

Сравнивая медные теплообменники для котлов со стальными, можно сказать, что последние более пластичны. Этот фактор важен, поскольку происходит постоянный процесс взаимодействия с открытым огнем. Вследствие этого развиваются тепловые напряжения металла и появляются трещины. Сталь более прочна в этом отношении и выдерживает большое количество циклов: нагрев – остывание.

Заметка! К недостаткам стали, кроме инерционности, повышенной удельной теплоемкости, относят:
• подверженность коррозии;
• увеличенный объем поверхности калорифера;
• большое количество теплоносителя;
• значительную массу отопительных приборов.

Стальные газовые котлы по массе составляют от 70 кг и выше. Чем больше мощность, тем значительнее габариты. Очень важным параметром котла является толщина металлической стенки.

Изготовление медных теплообменников по сравнению со стальными выгодно даже с точки зрения их обслуживания. Коэффициента шероховатости у меди меньше, чем у стали в 130 раз. Благодаря этому гидродинамическое сопротивление медных изделий при движении по ним жидкости снижает степень загрязнения и образования накипи.

Важно! Сегодня производители экономят на металле и уменьшают толщину до предела. Это увеличивает вероятность быстрого прогорания. Поэтому при покупке необходимо ориентироваться на толщину стенок калорифера не менее 3 мм.

Газовая колонка с медным теплообменником

Газовая колонка имеет в своем составе теплообменник, вода в котором нагревается горелкой. Медь с высоким коэффициентом теплоотдачи быстро передает тепло воде, которая расходуется на принятие ванны. Медные изделия работают тем лучше, чем меньше в сплаве разных примесей. При их наличии стенки емкости нагреваются неравномерно, что вызывает их быстрое прогорание. Иногда, чтобы понизить цену медного теплообменника, уменьшают толщину стенок и диаметр трубок. Масса пустого аппарата составляет до 3,5 кг.

Теплообменный блок изготавливается в виде трубки. В нижней части она имеет форму змейки с ребрами. Вокруг устанавливается металлический лист, а поверх его спиральная труба. Кроме меди, применяют оцинкованную и нержавеющую сталь. Какой теплообменник лучше, медный или из нержавейки, говорит сам факт стоимости аппарата. Медь дороже стального сплава в 20 раз. Но она лучше передает тепло и в эксплуатации экономнее. Нержавеющая сталь долговечнее.

Важно! Прежде чем купить газовую колонку с медным телообменником, следует изучить её технические параметры. Хорошая вещь не будет стоить дешево. Медь при контакте с водой сильно окисляется. Особенно этот процесс наблюдается в месте подачи холодной воды. Там образуется конденсат. Повышенная влажность разъедает стенку трубки, и появляются свищи. На тонких стенках они образуются быстро. Качественные товары отслужат положенный срок.

Очистка медного теплообменника

В результате многолетней работы по нагреванию теплоносителя, на поверхности образуются наслоения. Они ухудшают характеристики котла. Если их долго игнорировать, то агрегат может выйти из строя. Для устранения кальция и прочих неорганических веществ проводится промывка медных теплообменников специальными химреагентами или подачей в полости воздуха под большим давлением.

Данная процедура должна проводиться в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации отопительного оборудования. Для этого применяют очистные системы, различающиеся объемом подаваемой жидкости и мощностью. У некоторых из них происходит периодическое изменение направления потока, что повышает качество чистки.

Пластинчатые медные теплообменники для промывки не разбирают. Их моют спецрастворами, которые разогреваются до температуры 60°С. После залива в полости, включается насос в режим циркуляции. Время обработки составляет от 1 до 4-х часов. Затем проводится пассификация и нейтрализация раствора с помощью реагента. Термин «пассификация» означает защиту поверхности металла от окисления.

Ремонт медных теплообменников

В ходе эксплуатации испарителей появляются разные виды повреждений:
• разрывы трубок на точке подачи воды и её выхода;
• нарушение целостности в результате гидроударов;
• вмятины, свищи;
• нарушение герметичности резьбовых соединений.

Перед началом ремонта выполняется поиск микротрещин, которые визуально не заметны. Скрытые дефекты можно обнаружить только методом опрессовки. Свищи устраняются пайкой медного теплообменника с помощью высокотемпературных припоев.

Для работы понадобится паяльник, флюс и припой. Сначала наносится флюс, который очищает поверхность от окислившихся частиц. Также он помогает равномерно распределяться припою. В качестве флюса используют пасту, которая содержит медь. Если её нет, то можно взять канифоль и даже таблетку аспирина.

Заметка! При заваривании медного теплообменника нужно, чтобы припой плавился от трубки, а не от контакта с паяльником.

Слой припоя в месте повреждения наращивается постепенно, пока его толщина не достигнет 1-2 мм. Пламя горелки должно быть средним, иначе можно еще больше повредить испаритель. После окончания пайки нужно снять остатки флюса. Потому что кислота, содержащаяся в его составе, разъедает медь.

Посмотрите видео «Ремонт медного теплообменника»

 

        Поделиться: