Нагреватели для бочек своими руками

Способы разогрева бочки

Чем разогреть бочку или как правильно подобрать нагреватель для бочки? С этим вопросом сталкивается потребитель, когда ему необходимо разогреть сырье в бочке, ведь в продаже имеется много различных нагревателей по типу, размеру и мощности.

В данной статье будем рассматривать только промышленные приборы и не будем затрагивать тему самодельных нагревателей, ведь наверняка многие из Вас служили в армии и знают, как быстро вскипятить воду в стакане при помощи двух обыкновенных бритвочек.

Итак, для разогрева сырья в бочках применяются следующие виды нагревательных приборов:

• ТЭНы
• поясные нагреватели
• поверхностные нагреватели
• нагреватели с термочехлами
• донные нагреватели
• камеры для разогрева бочек
• индукционные нагреватели
• электрические провода, ленты ЭНГЛ, саморегулирующийся кабель

ТЭН — трубчатый электрический нагреватель. Самые распространенные нагреватели в бытовом и промышленном секторах.

Мощность и форма ТЭНов подбираются исходя и размеров бочки, необходимой температуры и времени разогрева жидкости. Контроль за разогревом осуществляется при помощи встроенных или внешних терморегуляторов. Максимальная температура ограничена свойствами разогреваемой жидкости.

В качестве преобразователя электрической энергии в тепловую в ТЭНах используется греющий провод, а оболочка изготавливается из металла.

К ТЭНам относятся погружные, проточные и спиральные нагреватели.

Достоинства:

• низкая цена;
• большой выбор по форме и мощности;
• долговечность.

Недостатки:

• необходимость установки ТЭНов в бочки перед их заполнением сырьем;
• применяются только для нагрева воды и негорючих неагрессивных жидкостей (теплоносителей).

Поясные нагреватели для бочек

Поясные нагреватели для бочек – это электрические нагреватели, имеющие форму пояса (отсюда и получили свое название), которые надеваются на бочку между ребер жесткости, в качестве крепежа используются пружины.

На стандартную двухсот литровую металлическую бочку можно применять от 1 до 3-х поясов, размещая их в нижней, средней или верхней области в зависимости от задачи и уровня жидкости.

Мощность поясных нагревателей самая разнообразная и ограничивается только возможностью производителя. Оптимальный диапазон мощности поясных нагревателей для металлических бочек составляет от 1 до 2 кВт на один пояс, для пластиковых бочек от 750 Вт до 1,5 кВт.

В качестве преобразователя электрической энергии в тепловую в поясных нагревателях для бочек используется нагревательный кабель из высокотемпературных сплавов, а оболочка изготавливается из силикона.

Поясные нагреватели для бочек могут иметь встроенный терморегулятор, например, NPS-1000W-200LM или только ограничитель температуры как в БН-1000, в последнем случае для контроля нагрева необходимо применять внешние приборы контроля.

Достоинства:

• большой выбор по мощности;
• легкость в установке на бочку;
• возможность регулировки температуры разогрева от 10 до 200 градусов;
• широкий спектр применения практически во всех отраслях промышленности;
• компактность и долговечность.

Недостатки:

• необходимость плотного прилегания к обогреваемой поверхности, поэтому поверхность бочки должна быть ровной, без вмятин.

Поверхностные нагреватели

Поверхностные нагреватели для емкостей — это термоэлектрические маты, адаптированные для разогрева сырья в бочках и емкостях. Их форма точно повторяет форму поверхности емкостей.

В качестве источника тепла используется инфракрасная пленка повышенной мощности, как привило её мощность составляет 350 – 450 Вт/м.кв., что позволяет получить неспешный равномерный нагрев по всей поверхности.

Поверхностные нагреватели для емкостей имеют защитную оболочку из ПВХ, 10 мм теплоизоляцию для уменьшения тепловых потерь и встроенные возвратные биметаллические ограничители температуры на 50, 60 или 70 градусов. В качестве крепежа используются ремешки с пластиковыми защелками или шнуровка.

Достоинства:

• равномерность нагрева;
• наличие штатного утеплителя.

Недостатки:

• необходимость плотного прилегания к обогреваемой поверхности, поэтому поверхность бочки должна быть ровной, без вмятин и ребер жесткости;
• отсутствие терморегулятора;
• ограниченный ресурс работы (от 3-х до 6 месяцев в режиме постоянной эксплуатации);
• малая мощность и в связи с этим длительное время разогрева бочки (до 4-х суток);
• при нагреве свыше 80 градусов происходит деформация Термопленки и оболочки ПВХ, нередки случаи возгорания;
• нельзя применять на пожароопасных объектах.

Нагреватели с термочехлами

Нагреватели с термочехлами – это соединение положительных качеств поясных и поверхностных нагревателей, то есть поясные нагреватели плюс термочехол (терморубашка). Данное изделие позволяет осуществлять быстрый разогрев бочек при низких температурах даже в условиях Сибири и Крайнего Севера.

Количество применяемых поясов от 1 до 3-х. Термочехол изготовленный из негорючих материалов имеет устройство крепежа, позволяющее быстро и без особых усилий снимать его с одной бочки и надевать на другую. Кроме возможности разогрева на улице термочехол позволяет существенно снизить количество потребляемой электроэнергии за счет снижения тепловых потерь.

Достоинства:

• возможность разогрева бочек на открытых площадках;
• экономия электричества;
• наличие штатного утеплителя.

Стоимость:

Донные нагреватели

Донные нагреватели применяются для разогрева бочек снизу. Чаще всего нагревательным элемент изготавливается на основе слюдопласта или ТЭНа, но могут быть изготовлены и по типу теплообменника (с использованием теплоносителя).

Донные нагреватели могут быть оснащены терморегуляторами. Максимальная мощность, не более 4 кВт. Максимальная температура 250 градусов.

Очень хорошие результаты разогрева бочек дают совместное применение донных нагревателей в комплексе с поясными нагревателями.

Достоинства:

• компактность;
• безопасность;
• долговечность.

Стоимость:

Камеры для разогрева бочек

Камеры для разогрева бочек применяются при необходимости одновременного разогрева большого количества бочек, например, на НПЗ при разогреве депрессорных присадок для ДТ. Источником тепла могут быть электронагреватели или пар (горячее водоснабжение).

Камеры бывают тупиковые (как на фото) либо поточными (по типу конвейера).

Достоинства:

• одновременный разогрев большого количества бочек;
• безопасность;
• долговечность.

Недостатки:

• очень высокая стоимость, от 1 миллиона и выше;
• срок изготовления от 3 — 4 недель.

Индукционные нагреватели

Индукционные нагреватели — представляют собой медную катушку, встроенную в цилиндр, изготовленный из полимера.

Передача энергии осуществляется с помощью электромагнитного поля непосредственно на металлические стенки бочки. Максимальная температура 125 градусов.

Достоинства:

• отсутствует физический контакт с бочкой;
• подходят для использования в опасных средах.

Недостатки:

• нагрев только металлических бочек;
• сильное электромагнитное поле;
• высокая стоимость.

Электрические провода, ленты ЭНГЛ, саморегулирующийся кабель

И заключении статьи нельзя не остановиться на теме нагрева бочек при помощи подручных средств, ведь наша страна не просто бескрайняя с нигде не заканчивающейся границей, но и обладающая огромным потенциалом «Кулибиных», а посему упомянем электрические провода, ленты ЭНГЛ, саморегулирующийся кабель которыми тоже можно греть содержимое бочек.

Резистивный греющий электрический кабель имеет постоянное сопротивление и если его обмотать вокруг бочки, то можно даже её разогреть.

Каждый кусок резистивного кабеля имеет определенную длину и мощность, его нельзя резать или удлинять, нельзя допускать пересечение при намотке.

Одной из разновидностей резистивного кабеля является Лента ЭНГЛ.

Отличие заключается в большем количестве нагревательных жил (из нихрома) объединенных в оболочке из полиэтилена. Стандартные модели выпускаются только указанных размеров и мощностей и не подлежат резке в размер.

Достоинства:

Недостатки:

• неудобство применения;
• невозможность быстрой смены бочек;
• обязательное наличие внешнего терморегулятора.

Саморегулирующийся кабель имеет свойство увеличения сопротивления при нагреве и в следствии этого уменьшения тепловой мощности.

Обычный саморегулирующийся кабель применяется для поддержания температуры емкости в пределах от + 5 до + 20 градусов, большое распространение в нефтеперерабатывающей отрасли при хранении и транспортировки нефтепродуктов. Для разогрева и поддержания более высоких температур применяются высокотемпературные саморегулирующиеся кабели.

Источник

Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками — схемы, инструкции, видео

Чтобы изготовить самодельный бойлер косвенного нагрева нужно хорошо понимать принцип работы водонагревателя. Потребуется рассчитать объём ёмкости, выбрать тип и материал змеевика, а также подобрать теплоизоляцию.

Принцип работы и назначение БКН

Емкостный водонагреватель косвенного нагрева имеет простое внутреннее устройство и отличается несложным принципом работы. Конструкция БКН состоит из следующего:

Нагревательный элемент — змеевик или емкость (в устройстве бак в баке), по которому циркулирует теплоноситель из системы отопления. В комбинированных моделях дополнительно установлен электроТЭН.

Накопительная емкость — холодная вода внутри бака соприкасается с змеевиком, отбирая тепло. Нагретая жидкость направляется в систему горячего водоснабжения.

Теплоизоляция — служит для снижения теплопотерь накопителя. В заводских бойлерах используется полистирол с толщиной не менее 5 см.

Нагрев горячего водоснабжения осуществляется за счет тепла из системы отопления. Бойлер подключается к котлу. Теплоноситель передает энергию нагревательному элементу: змеевику или баку. Разогретая поверхность змеевика соприкасается с водой из ГВС, происходит теплообмен. На выходе получается горячая вода для бытовых нужд с температурой 65-70°.

Как рассчитать объём изготавливаемого БКН

Согласно приблизительным расчетам, учитываемым при проектировании частного дома, среднестатистическая семья, состоящая из 4 человек, тратит в среднем 280 л./сут. Для нормального водоснабжения семьи потребуется бойлер на 200 л. Если планируется использовать горячую воду только для душа и умывания будет достаточно 100-120л. емкости.

Чтобы рассчитать приблизительные потребности в ГВС, используют следующую таблицу:

Примерный расход воды (л)

Расход воды из бойлера (л)

При расчетах объема бойлера учитывают еще один фактор. Если планируется установка навесного БКН, то его вместительность ограничена 150-160 л, что связано с нагрузкой на стену. Если требуется больший объем, устанавливают напольный бойлер.

Можно ли сделать БКН из электрического водонагревателя?

Теоретически это возможно. Нагревательный элемент легко вынимается из корпуса накопителя. На его место можно поставить змеевик и в результате переделки из обычного электрического бойлера сделать бойлер косвенного нагрева.

Преимущества решения в том, что в наличии уже имеется хорошо утепленная емкость. При необходимости можно демонтировать змеевик и обратно установить трубчатый нагревательный элемент.

У данного технического решения есть несколько минусов:

Недостаточная производительность — змеевик будет иметь небольшую нагревательную площадь, соответственно снизится скорость работы бойлера.

Уменьшение скорости нагрева воды.

На практике бойлер из водонагревателя изготавливают редко. Лучше сделать накопительную ёмкость заново. Так, можно учесть все необходимые теплотехнические расчеты, подобрать материал для бака и теплообменника. Выбрать правильную теплоизоляцию.

Из чего можно сделать БКН — материалы

Самодельный бойлер косвенного нагрева, при условии правильных расчетом змеевика, подбора емкости и теплоизоляции по своей производительности не будет уступать заводским моделям накопителей.

Схема изготовления бойлера:

подготовка аккумулирующей емкости;

Во время проведения сборки потребуются теплотехнические расчеты, проект бойлера в разрезе и поэтапный план выполнения.

Как сделать бак косвенного нагрева

Для изготовления емкости берут термостойкие материалы, отличающиеся прочностью, устойчивые к механическим повреждениям. Сделать бак можно из уже готовой емкости, к примеру, из бочки или пивной кеги, либо использовать трубу достаточного диаметра (в этом случае понадобятся сварочные работы).

Еще один популярный вариант — накопительный бойлер косвенного нагрева из пластиковой бочки. Плюсами можно считать небольшую массу ёмкости, простоту встраивания змеевика и патрубков. Если устанавливают накопитель из пластика, то необходимо чтобы полимер соответствовал следующим критериям:

подходил для пищевой воды;

Внешний диаметр (включая изоляцию)

Вход холодной воды (1″1/4)

315 – 1″1/4 мм – ” дюйм

Выход воды из нижнего змеевика (1″1/4)

Отверстие для нижнего датчика температуры (1/2″)

Подача воды в нижний змеевик (1″1/4)

Выход воды из верхнего змеевика (1″1/4)

Отверстие для верхнего датчика температуры (1/2″)

1460 – 1″ мм – ” дюйм

Подача воды в верхний змеевик (1″1/4)

Выход горячей бытовой воды (1″1/4)

1935 – 1″1/4 мм – ” дюйм

Фланец для инспекционного контроля (ø внутр. 114 – ø внешн. 168)

Дополнительное электрическое сопротивление (1″1/2)

Емкость косвенного нагрева в основном устанавливают вертикально: вешают на стену или монтируют на пол, что необходимо учитывать при выборе формы бака.

Металл, наиболее подходящий для самодельного косвенного водонагревателя — нержавеющая сталь. Следует учесть, что существуют десятки сортов нержавейки и только несколько подходят для бытовых потребностей. Бойлер косвенного нагрева из нержавеющей стали самый надежный. Прослужит долго за счет хороших антикоррозионных свойств.

Устройство бака из нержавеющей стали не отличается от того что используется в стандартном накопителе, но требует применения специального оборудования. Слабое место всех емкостей (изготовленных самостоятельно или в заводских условиях) сварные швы. От квалификации мастера выполняющего сварку зависит конечный результат и соответственно длительность эксплуатации водонагревателя.

Из какого материала сделать теплообменник

Изготовление змеевика — это следующий шаг после подготовки бака водонагревателя. На этапе подготовки следует рассчитать полезную площадь нагревательного элемента и подобрать подходящий материал для изготовления.

Длина змеевика для бойлера высчитывается по формуле:

L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14

В формуле учитывается:

длина змеевика — L;

тепловая мощность — Q;

диаметр теплообменника — D;

ожидаемая температура горячей и холодной воды — Tr и Tx, соответственно.

По этой формуле рассчитывают длину змеевика и толщину используемого материала. Теплообменник, как правило, изготавливают из медной или латунной трубки. Металл легко гнется и имеет хорошую теплоотдачу. Еще одно достоинство: способность выдерживать длительное термальное воздействие.

Еще один популярный вариант сердечника БКН: нержавеющий змеевик из гофры. Обойдется теплообменник из нержавейки приблизительно в 1,5 раза дешевле чем из меди. Вместе с гофрой продаются фитинги с резьбовым соединением, облегчающие подключение к трубопроводу отопления.

Самодельную спираль легко сделать. Для этого медная или латунная трубка накручивается на стальную трубу необходимого диаметра. Между витками обязательно оставляют зазор на расширение.

Можно использовать уже готовый змеевик, от технологического оборудования. При этом важно, чтобы теплообменник из меди, используемый для бойлера косвенного нагрева соответствовал расчетным параметрам и мощности теплообмена.

ТЭН для комбинированного БКН

Трубчатые нагреватели продаются в ассортименте в строительных магазинах. Рассчитать производительность ТЭНа поможет следующая формула:

P= 0,0011*m*(tk-tн)/T

Расчетными считаются следующие значения:

P — мощность ТЭНа;

M — масса нагреваемой воды;

tk — желаемая температура воды;

tн — начальная температура воды;

T — время нагревания воды.

В комбинированном бойлере косвенного нагрева змеевик размещается по всему водонагревательному баку снизу доверху — схема обеспечивает максимальный КПД и равномерное прогревание воды. ТЭН устанавливают внизу емкости.

Как сделать теплоизоляцию БКН

Для минимизации теплопотерь на поверхность бака наносят несколько слоев теплоизоляционных материалов. Рекомендуется соблюдение следующего порядка обработки:

Корпус покрывают теплоизоляционной краской — в составе присутствуют керамические составляющие, удерживающие тепло. Одновременно ЛКМ защищает поверхность бака от коррозии.

Минеральная вата — слой теплоизоляции около 5 см. Оптимально использование базальтового утеплителя. Материал предотвращает тепловые потери, устойчив к воздействию влаги и одновременно пропускает пар, не давая жидкости скапливаться в слоях материала. Сверху минеральную вату закрывают любым материалом с фольгированной основой. Можно использовать Пенофол и производные.

Вместо трехслойного утепления допускается использование Полинора. Утеплитель похож на монтажную пену. Легко наносится и предотвращает теплопотери.

Изготовление бойлера косвенного нагрева экономит порядка 10-15 тыс. руб. КПД и производительность, при условии грамотного выполнения сборки будет близка к заводской продукции.

Источник