Sunt mereu preocupat de problema încălzirii sale, deoarece, în cele din urmă, este cheia unei vieți confortabile de familie.
Modul tradițional de a încălzi o casă în țara noastră a fost întotdeauna un cuptor de cărămidă, care în timpul nostru nu își pierde din popularitate. Eficiența diferitelor tipuri de sobe poate diferi semnificativ: de la 35% în cazul unei sobe rusești până la 80% pentru o sobă Kolpakov. Dar, în același timp, un bun proprietar dorește întotdeauna să maximizeze puterea utilă a unității de încălzire.
Cel mai bun mod de a face acest lucru este să instalați un schimbător de căldură în volumul interior al sobei, care, prin absorbția căldurii produselor de ardere, contribuie la o utilizare mai completă a puterii sobei și permite ca întreaga casă să fie încălzită uniform, indiferent unde se află exact soba.
Cel mai mult specii cunoscute Schimbătorul de căldură este o bobină. Dar această formă nu este o dogmă și nu este potrivită pentru toată lumea. Prin urmare, în fiecare caz individual, designul și forma unității de schimb de căldură pot fi decise diferit.
Pentru a lua decizia corectă, trebuie să luați în considerare trei factori principali:
- Schimbătorul de căldură nu trebuie să interfereze cu încărcarea combustibilului în sobă și nu trebuie să interfereze cu arderea acestuia.
- Dintre dimensiunile geometrice ale unității, două sunt importante: dimensiunile schimbătorului de căldură trebuie să corespundă cu dimensiunile cuptorului; Diferența maximă dintre intrarea și ieșirea schimbătorului de căldură cu apă rece nu trebuie depășită, altfel nu va funcționa eficient.
- Suprafața maximă a schimbătorului de căldură.
Totul după locație dispozitive de schimb de căldură poate fi împărțit în două tipuri:
- Schimbător de căldură extern - situat în apropierea coșului de fum și cel mai adesea este un recipient etanș care „încercuiește”. Încălzirea lichidului are loc datorită căldurii produselor de ardere îndepărtate.
- Un schimbător de căldură intern este un recipient situat direct în camera de ardere a cuptorului sau situat în imediata apropiere a acestuia.
Deoarece dispozitivul de schimb de căldură este realizat individual aproape de fiecare dată, nu există dimensiuni standard specifice sau forme strict reglementate. De fapt, acesta este un dispozitiv personalizat, așa că dimensiunile variază destul de mult.
În ceea ce privește formularele, cele mai frecvent utilizate sunt următoarele:
- Schimbător de căldură din tablă de oțel. Pentru fabricarea acestuia veți avea nevoie de următoarele materiale: tablă de oțel, profil de otel secțiune dreptunghiulară 60*40 mm (50*40 mm) și o conductă cu diametrul de 40 - 50 mm pentru organizarea alimentării și scurgerii apei în circuit.
Cu ajutorul profilului se realizează două părți: pătrate pentru partea din spate a schimbătorului de căldură și în formă de U pentru față. Două găuri sunt tăiate în partea din spate pentru sudarea țevilor de evacuare a apei și a conductelor de alimentare cu apă. Foile de oțel conectează părțile din spate și din față atât în partea superioară, cât și în lateral. Ele formează pereții schimbătorului de căldură.
Rolul părților laterale și superioare ale unității este jucat de conductele de apă. Ele sunt sudate în găuri făcute în pereții unui profil dreptunghiular. Conductele de intrare și de evacuare a apei sunt, de asemenea, situate în peretele din spate în formă de U al schimbătorului de căldură.
- Altul schimbător de căldură volumetric realizat din tevi rotunde este o structură plasată direct în camera de ardere, literalmente „lipindu-se” de pereții ei.
Este format din două țevi închise - cea superioară și cea inferioară, care sunt situate, respectiv, lângă „partea de jos” a focarului și lângă „tavanul acesteia”. Ele sunt conectate între ele prin secțiuni verticale de țevi situate în apropierea pereților camerei de ardere.
Această structură este conectată la sistemul de încălzire prin racorduri filetate. Deoarece un astfel de dispozitiv este destul de mare, nu este plasat în camera de combustibil, ci în hota aragazului sau în coșul de fum. Materialul schimbătorului de căldură joacă, de asemenea, un rol - căruia nu îi plac schimbările bruște de temperatură care apar atunci când peretele registrului este în contact simultan cu apa receși foc, deci este mai bine să-l așezați departe de locul de ardere directă a combustibilului.
Ce trebuie furnizat și luat în considerare
Când plasați schimbătorul de căldură în cuptor, trebuie luate în considerare următoarele:
Funcționarea în siguranță a unui cuptor cu schimbător de căldură
Pentru operare sigură Următoarele reguli trebuie respectate cu strictețe:
Utilizarea unui schimbător de căldură nu numai că mărește eficiența sobei, dar asigură și încălzirea uniformă a tuturor zonelor casei îndepărtate de aceasta.
În mod tradițional, sobele sunt folosite pentru a încălzi casele private. Cu toate acestea, din cauza caracteristici de proiectare sau mărind suprafața camerei, puterea lor nu este suficientă pentru a încălzi eficient întreaga clădire. În acest caz, trebuie să căutăm modalități de a crește transferul de căldură cu același cost. Dacă doriți, puteți face un schimbător de căldură pentru cuptor cu propriile mâini. Acest lucru va crește semnificativ nivelul transferului de căldură.
Alegerea materialului
Bobina este realizată în mod tradițional dintr-o țeavă, a cărei lungime și diametru sunt determinate de nivelul dorit de transfer de căldură. Eficiența structurii va depinde de conductibilitatea termică a materialului utilizat. Cele mai utilizate conducte sunt:
- cupru cu un coeficient de conductivitate termică de 380;
- oțel cu un coeficient de conductivitate termică de 50;
- metal-plastic cu un coeficient de conductivitate termică de 0,3.
Cupru sau metal-plastic?
La același nivel de transfer de căldură și egal dimensiuni transversale lungime conducte metal-plastic va fi de 11, iar oțelul de 7 ori mai mult decât cuprul.
De aceea, cel mai bine este să utilizați recoacet pentru a face o bobină.
Un astfel de material este caracterizat printr-o plasticitate suficientă și, prin urmare, i se poate da cu ușurință forma dorită, de exemplu, prin îndoire. LA teava de cupru Fiting filetat usor de conectat.
Căutăm mijloace improvizate
Având în vedere costul ridicat al materialelor, ar fi oportun să se ia în considerare posibilitatea utilizării produselor care și-au îndeplinit deja scopul, dar nu și-au epuizat încă pe deplin durata de viață. Acest lucru nu numai că va reduce costul de fabricație a schimbătorului de căldură, dar va reduce timpul de execuție munca de instalare. De regulă, se preferă:
- orice radiatoare de încălzire care nu au scurgeri;
- suporturi de prosoape incalzite;
- radiatoare de la mașini și alte produse de design similar;
- încălzitoare instantanee de apă.
Cel mai adesea, un rezervor metalic cu o capacitate de până la 5 litri cu țevi încorporate acționează ca un schimbător de căldură. Nu există contact direct cu focul. Aparatul vă permite să încălziți apă rece, care apoi curge în calorifere sau într-un rezervor detașabil de capacitate mai mare situat în aceeași cameră sau într-o încăpere adiacentă.
Ca urmare, prin încălzirea aragazului într-o cameră, va fi posibilă încălzirea alta. În felul meu proiecta Schimbătorul de căldură pentru cuptor poate fi extern sau intern.
Extern
Acest tip este foarte asemănător cu un rezervor umplut cu lichid de răcire. În interiorul recipientului se află o parte din conductă folosită pentru îndepărtarea produselor de ardere. În ceea ce privește designul său, schimbătorul de căldură extern este mai complex decât cel intern, deoarece impune cerințe sporite de performanță lucrari de sudare.
Cu toate acestea, întreținerea sa este mult mai ușoară. Dacă este necesar, rezervorul poate fi demontat pentru a îndepărta depunerile sau pentru a elimina scurgerile.
Interior
Montat deasupra focarului direct în interiorul aragazului. Este ușor de instalat, dar dacă este necesar, întreţinere Pot apărea anumite dificultăți. Mai ales dacă soba este din cărămidă.
Pentru a evita acest lucru, în momentul dezvoltării designului, merită să aveți grijă de menținerea viitorului schimbător de căldură.
Alegerea designului dispozitivului
Atunci când alegeți un schimbător de căldură potrivit pentru un cuptor, ar trebui să vă străduiți să vă asigurați că suprafata totala suprafete produs finit a fost cel mai mare. Acest lucru va asigura cea mai eficientă încălzire a încăperii.
Cele mai răspândite sunt registrele (bobinele). Astfel de schimbătoare de căldură sunt fabricate din țevi cu pereți netezi, cu un diametru de 40 - 50 mm. În exterior, seamănă cu o grilă caracteristică în formă de L. Pentru fabricarea lor, puteți utiliza nu numai țevi rotunde, ci și țevi profilate cu o zonă de secțiune transversală similară.
Întoarcere și ieșire apa calda poate fi plasat fie pe o parte a registrului, fie pe laturi diferite.
Opțiunea de ieșire este determinată de caracteristicile de proiectare ale cuptorului în sine și de structura conductelor sistemului de încălzire.
Rezervor
Următoarele cele mai populare sunt rezervoarele dreptunghiulare sau cilindrice, în interiorul cărora există o țeavă sau o bobină. Lungimea unui astfel de schimbător de căldură depinde de parametrii focarului cuptorului.
Schimbătorul de căldură instalat pe coș are de obicei o formă cilindrică. În interiorul ei curge o țeavă, al cărei diametru este egal cu diametrul coșului de fum. Conductele sunt sudate de jos. Poate fi folosit atat pentru incalzirea unei camere cat si pentru incalzirea apei.
Acest design necesită o atenție deosebită. Datorită răcirii rapide a produselor de ardere, tirajul în coș în sine este redus semnificativ. Acest lucru ajută la încetinirea arderii combustibilului.
Instalarea produsului pe o sobă de încălzire și gătit necesită o atenție deosebită. Trebuie avut grijă să vă asigurați că gazele fierbinți trec peste raftul superior și pătrund în coșul din partea din față a focarului.
În acest caz, placa de gătit poate fi amplasată direct deasupra schimbătorului de căldură. Este posibil și fără un raft superior. Așa-numitul raft este format din părți inferioare și laterale conectate între ele prin țevi.
Reguli de proiectare
Atunci când dezvoltați un design, este important să vă asigurați că sunt îndeplinite următoarele condiții:
- golurile interne din schimbătorul de căldură trebuie să fie mai mari de 5 mm. Cu o lățime mai mică, apa poate fierbe;
- pentru a evita arderea materialului, trebuie utilizate țevi cu o grosime a peretelui mai mare de 3 mm;
- Este necesar să se asigure un spațiu de 10 - 15 mm între peretele focarului și schimbătorul de căldură pentru a compensa expansiunea metalului la încălzire.
Să începem instalarea
Secvența de lucru depinde de caracteristici de proiectare schimbător de căldură.
Instalarea unui dispozitiv cu un registru
Când instalați într-un cuptor vechi, va trebui să demontați o parte din zidărie. Secvența de lucru este următoarea:
- Pregătim fundația pentru bobină chiar în cavitatea focarului.
- Instalăm bobina.
- Așezăm șirul de cărămizi dezasamblat, lăsând spațiu pentru părțile de intrare și de evacuare ale țevilor.
- Conectam schimbătorul de căldură la sistemul de încălzire.
Înainte de utilizare, rezervorul trebuie verificat pentru scurgeri. Vă puteți asigura că nu există scurgeri umplându-l cu apă, de preferință sub presiune.
Instalarea unui dispozitiv cu container
Cea mai bună opțiune pentru o sobă sau un șemineu. Fabricat dintr-un rezervor metalic și două tuburi de cupru. Volumul rezervorului este de obicei de aproximativ 20 de litri. În absența unui produs finit, un rezervor de volum suficient este realizat manual prin sudarea tablei de oțel.
Pentru fabricarea schimbătorului de căldură, trebuie utilizat material mai gros de 2,5 mm. Sudarea trebuie făcută în așa fel încât grosimea cusăturii formate să fie minimă.
Rezervorul trebuie instalat la 1 metru deasupra nivelului podelei, dar nu mai mult de 3 metri de sobă. În rezervor se fac două găuri: una lângă fund, a doua în punctul cel mai înalt din partea opusă. Eficiența transferului de căldură depinde de locația liniilor.
Este necesar să faceți eforturi pentru a vă asigura că abaterea minimă a ieșirii inferioare în direcția podelei este de 2 grade. Cel de sus ar trebui să fie conectat la un unghi de 20 de grade în direcția opusă.
Supapa de scurgere este instalată în rezervorul de stocare. Există un alt robinet conceput pentru a goli întregul sistem, care este instalat în punctul cel mai de jos. După verificarea etanșeității, sistemul este gata de funcționare. Eficiența unei astfel de sobe cu schimbător de căldură poate fi apreciată în sezonul rece.
Ce ar trebui să aveți în vedere?
Cu circulația naturală a lichidului de răcire, schimbătorul de căldură trebuie plasat deasupra cuptorului la o distanță de 1,5 - 2,5 m Datorită modificării constante a parametrilor geometrici, conductele nu pot fi fixate suficient de strâns pe perete. Este necesar să se prevadă un mic decalaj.
Este important de reținut că, dacă soba este folosită nu numai pentru a încălzi casa, ci și pentru a încălzi apa, maximum 10% din schimbătorul de căldură ar trebui să meargă la numărul total căldură generată. Atunci când utilizați o structură cu un rezervor de expansiune pentru încălzire, volumul acestuia din urmă trebuie selectat astfel încât apa din ea să se poată încălzi până la temperatura necesară în două ore.
Conductele de retur trebuie să aibă un diametru mai mic decât conductele de alimentare cu lichid de răcire. Materialul destinat etanșării conexiunilor filetate este selectat cu un nivel suficient de rezistență la căldură.
Dacă casa nu este destinată locuinței permanente, ci este folosită numai din când în când, atunci este mai bine să refuzați încălzirea apei. Este recomandabil să completați cu antigel special în loc de apă dacă intenționați să încălziți o sobă cu schimbător de căldură în sezonul rece. Acest lucru va împiedica spargerea țevilor. Amintiți-vă că adăugarea de lichid de răcire atunci când cuptorul este complet încălzit este inacceptabilă.
Elementul principal al oricărui sistem de încălzire este un dispozitiv special - un schimbător de căldură pentru încălzirea unei case, în care căldura este transferată de la generatorul de căldură la lichidul de răcire. Pe piata moderna prezentat număr mare diverse cazane de încălzire, dar toată diversitatea lor nu limitează imaginația meșterilor de acasă în ceea ce privește producția independentă a unor astfel de dispozitive. În articolul nostru, cititorii vor fi rugați să afle de ce este necesar un schimbător de căldură într-un sistem de încălzire, cum să îl realizați singur și cum să îl conectați.
Funcția schimbătorului de căldură într-un sistem de încălzire
În sistemele de încălzire cu aer pentru locuințe, cel mai adesea se folosesc schimbătoare de căldură de suprafață, unde energia termică este transferată prin suprafețele pereților metalici ai unui dispozitiv dat.
Principiul încălzirii printr-un schimbător de căldură este implementat cel mai pe deplin în proiectarea cazanelor pe gaz, combustibil solid sau electrice. Apa circulă prin țevi în formă de serpentină instalate în interiorul unității de încălzire și este încălzită de temperatura combustibilului care arde. Lichidul de răcire încălzit intră în conductă sistem de incalzire, si este inlocuita cu apa racita de la radiatoarele care intra in schimbatorul de caldura.
Până acum, în multe case individuale sursa tradițională de căldură rămâne soba. Este bun pentru încălzirea unei colibe mici, dar într-o cabană cu mai multe camere puterea sa termică este insuficientă. Prin urmare, într-o casă privată, este necesar un schimbător de căldură în sistemul de încălzire pentru a transforma soba într-un cazan de încălzire a apei cu drepturi depline. Dimensiunea și forma unui schimbător de căldură de casă pentru încălzire trebuie să se încadreze în dimensiunile camerei de combustibil a sobei. Puteți conecta conducte și calorifere la acest dispozitiv, iar apoi încălzirea casei dvs. va deveni mai eficientă.
Tipuri de schimbătoare de căldură
Schimbătoarele de căldură cu apă pentru încălzire sunt mai practice. Acest lucru se datorează faptului că apa transmite mult mai bine energie termică decât aerul. În același timp, se folosește și un schimbător de căldură cu aer pentru încălzire. Pe lângă apă și aer, un schimbător de căldură este folosit și pentru coșul de încălzire, care este instalat nu în interior, ci în exterior.
Toate dispozitivele de încălzire produse industrial sunt echipate cu schimbătoare de căldură, al căror design este adaptat maxim pentru încălzirea eficientă a apei.
În condiții de fabrică, dispozitivele de schimb de căldură sunt fabricate din cupru. Conducta este o bobină, în coturile căreia există multe plăci, oferind o zonă mare de schimb de căldură.
Este aproape imposibil să construiești un schimbător de căldură de casă pentru încălzire acasă, astfel încât să fie exact ca cel din fabrică. Prin urmare, va trebui să alegeți o opțiune mai simplă.
Proiectarea sistemului
Principiul de funcționare al unui schimbător de căldură de casă este că soba transferă energie din arderea lemnului sau a cărbunelui către acesta, iar apa încălzită este distribuită prin conducte în toate încăperile. Această metodă de încălzire permite locuitorilor casei să se bucure de o distribuție uniformă a căldurii. În plus, toate încăperile se încălzesc mult mai repede, iar costul de cumpărare a combustibilului este redus.
Îmbunătăţi încălzirea sobei casă privată în două moduri:
- construiți un cuptor de la zero pentru o dimensiune specifică a schimbătorului de căldură;
- instalați un schimbător de căldură de casă în cuptorul existent, făcut pentru a se potrivi cu dimensiunea focarului.
Făcând un schimbător de căldură pentru încălzire cu propriile mâini, proprietarul poate fi sigur că soba lui cu circuit de apă nu va funcționa mai rău decât un cazan cu combustibil solid real. Singura diferență va fi că locația admisiei schimbătorului de căldură pentru sobă va fi puțin mai sus deasupra podelei decât pentru cazanele din fabrică. Aceasta este o diferență destul de semnificativă, care poate afecta rata de circulație naturală a lichidului de răcire.
Racordarea schimbatorului de caldura la sistemul de incalzire trebuie facuta in asa fel incat conducta de alimentare cu apa rece (retur) sa fie situata cat mai jos.
La fel ca în sistem normalîncălzire, trebuie instalat un vas de expansiune în punctul superior al conductelor. Acesta va compensa modificările volumului de apă încălzită și va elibera bule de aer din sistem. Dacă se încălzi printr-un schimbător de căldură cu circulatie naturala se dovedește a fi insuficient pentru a încălzi o cabană mare, va trebui să instalați o pompă de circulație în sistem.
Pentru a conecta un schimbător de căldură de casă pentru încălzire, utilizați 2 fitinguri: unul de jos (admisie de apă rece), celălalt de sus (ieșire de apă caldă). La instalarea schimbătorului de căldură, este necesar să se asigure panta necesară a conductelor, așa cum se cere în diagramă.
Avantajele încălzirii cu un schimbător de căldură
Dacă înțelegeți de ce este necesar un schimbător de căldură într-un sistem de încălzire, veți observa câteva avantaje clare:
- Ușurință de fabricație . Dacă casa are deja o sobă, atunci nu va trebui decât să cheltuiți bani pentru realizarea unui schimbător de căldură de casă și instalarea unui sistem de încălzire.
- Incalzire combinata. Pe lângă încălzirea casei de la suprafața aragazului, sistem de apăîncălzire.
- Varietate de tipuri de combustibil. Puteți aprinde cuptorul cu orice purtător de energie solidă, spre deosebire de cazanele care se concentrează numai pe anumit tip combustibil.
- Frumos aspect. Păstrarea aspectului tradițional al unui aragaz rusesc poate fi utilă atunci când se creează un interior în stil național.
Printre dezavantajele încălzirii printr-un schimbător de căldură se numără: mai puțin randament ridicat fata de cazane de fabrica si lipsa control automat in functie de intensitatea incalzirii lichidului de racire.
Cum să faci un schimbător de căldură de casă
Forma unui schimbător de căldură pentru încălzire realizat de dvs. poate fi diferită. Cea mai comună opțiune este un registru format din mai multe țevi de oțel sau cupru, dar sunt folosite și exemple de tip placă.
Temperatura din zona de ardere este foarte ridicată, mai ales la arderea cărbunelui. Prin urmare, se impun cerințe sporite metalului din care vor fi realizate elementele schimbătoarelor de căldură, raționalității designului acestuia și calității sudurilor.
Materiale pentru productie
Sarcina schimbătoarelor de căldură cu apă pentru încălzire este de a asigura un transfer optim de căldură, iar în acest proces este important gradul de conductivitate termică a metalului. De exemplu, o țeavă de oțel conduce căldura de 7 ori mai puțin decât o țeavă de cupru. Prin urmare, cu același diametru de țeavă, pentru a transfera aceeași cantitate de căldură, veți avea nevoie de 25 de metri de țeavă de oțel în loc de 3,5 metri de cupru.
Schimbatoarele de caldura din cupru sunt cele mai economice de utilizat, dar si scumpe. Schimbătoarele de căldură realizate din țevi de oțel cu un diametru de cel puțin 32 mm sunt considerate mai accesibile pentru auto-producție.
Dacă intenționați să încălziți soba cu cărbune, este mai bine să instalați un schimbător de căldură din fontă. Acest metal este mai puternic, iar pereții dispozitivului nu se vor arde mult timp.
Calculul puterii schimbătorului de căldură
Este destul de dificil să se calculeze în avans puterea schimbătorului de căldură pentru un sistem de încălzire. Pentru a face acest lucru, trebuie să luați în considerare prea mulți factori: diametrul țevilor, lungimea bobinei, conductivitatea termică a metalului, temperatura de ardere a combustibilului, viteza de circulație a lichidului de răcire etc. capacitatea reală a schimbătorului de căldură de a face față funcțiilor sale va deveni clară numai după începerea funcționării sistemului de încălzire.
La calcul, vă puteți da seama că 1 metru de țeavă cu un diametru de 50 mm, care servește ca schimbător de căldură, va furniza 1 kW de putere termică.
Puteți lua ca exemplu orice model de cazan cunoscut și, în conformitate cu parametrii acestuia, puteți face propriul schimbător de căldură de casă.
Caracteristici de design
Un schimbător de căldură pentru încălzirea apei unei case, sudat din țevi cu pereți netezi, se numește registru. Arată ca un fel de „grilă” și este cea mai populară formă de schimbător de căldură de casă. Pe lângă acest design, ei fac și mai mult dispozitive simple sub forma unui rezervor dreptunghiular sau cilindric. Principalul lucru este că suprafața pentru schimbul de căldură este cât mai mare posibil.
Când faceți un schimbător de căldură cu propriile mâini, trebuie respectate câteva condiții:
- lățimea golurilor interne din schimbătorul de căldură trebuie să fie de cel puțin 5 mm, altfel apa din acesta poate fierbe;
- grosimea pereților țevii trebuie să fie de cel puțin 3 mm pentru ca metalul să nu ardă;
- un spațiu de 10-15 mm între schimbătorul de căldură și pereții focarului ar trebui să compenseze expansiunea metalului atunci când este încălzit.
Caracteristici de instalare
Cel mai simplu mod este să instalați schimbătorul de căldură simultan cu construcția cuptorului. Dacă îl instalați într-o sobă veche, va trebui să demontați o parte din cărămidă.
Procedură:
- Un schimbător de căldură tubular este instalat pe fundația cuptorului pregătit direct în cavitatea cuptorului.
- La așezarea ulterioară a rândurilor de cărămizi, se lasă spațiu pentru conductele de intrare și de evacuare ale dispozitivului.
- După finalizarea așezării sobei, conectați schimbătorul de căldură la sistemul de încălzire, umpleți sistemul cu apă și testați focul sobei.
Materialul video vă invită să vă familiarizați cu sfaturi utile pentru autoproducția unui schimbător de căldură:
Până acum am vorbit doar despre schimbătoarele de căldură dintr-un sistem de încălzire a apei. Să acordăm atenție altor domenii ale aplicării lor.
Încălzire cu aer
Dacă caracterizăm sistem de aer incalzire, putem spune ca are mai multe dezavantaje decat avantaje. Schimbatoarele de caldura cu aer pentru incalzire nu sunt foarte frecvente in sectorul rezidential privat nu au devenit inca obisnuite.
Avantajul acestui sistem este capacitatea de a combina încălzirea cu ventilație forțată. Cu toate acestea posibile eroriîn timpul proiectării și instalării acestuia poate reduce beneficiile la minimum. Zgomotul ventilatorului se aude în conductele de aer, iar în camere se simte un dezechilibru de temperatură.
Schimbatoare de caldura pt încălzire cu aer Există încălzire directă, precum și indirectă. În primul dintre ele, gazul sau motorina arde direct în schimbătorul de căldură în sine. Alte modele folosesc un lichid de răcire intermediar.
Schimbător de căldură pentru coș de fum
La casele și băile „meșteșugarilor tradiționali” puteți vedea un schimbător de căldură de apă sau aer de casă instalat pe coș. cuptor mic. Se dovedește a fi foarte profitabil: căldura nu dispare odată cu fumul și o parte din aceasta este folosită pentru a încălzi apa.
Prin instalarea unui schimbător de căldură pe coșul de fum pentru încălzire, puteți obține o cantitate destul de mare de apă caldă. Desigur, acest lucru nu este suficient pentru a încălzi întreaga casă, dar este suficient să instalați unul sau două calorifere în dressing. Puteți folosi un schimbător de căldură pe un coș atât pentru încălzire, cât și pentru încălzirea rapidă a apei într-o baie.
Un astfel de dispozitiv poate fi foarte simplu de fabricat. Ca bază, puteți lua o bucată dintr-o țeavă mare cu un diametru de 500–700 mm sau puteți suda un rezervor din oțel inoxidabil. În centrul structurii va exista o țeavă verticală corespunzătoare diametrului coșului de fum, iar două țevi trebuie sudate în partea de sus și de jos.
Renunțând la temperatura schimbătorului de căldură, produsele de ardere care părăsesc cuptorul se răcesc rapid. Din această cauză, tirajul în coș scade și arderea combustibilului încetinește oarecum.
Realizarea unui schimbător de căldură pentru încălzire cu propriile mâini poate fi o modalitate de a aranja un complet încălzirea apei fără a cumpăra echipamente scumpe.
Aceasta este o baterie obișnuită care este utilizată în aproape orice sistem de încălzire din industrie și acasă. Cuvântul „schimbător de căldură” indică faptul că în acest dispozitiv căldura este transferată (adică schimbată) de la un mediu cald la unul rece.
Scurtă descriere
Este de remarcat faptul că bateria poate fi umplută nu numai cu apă, ci și cu gaz la temperatură ridicată și chiar cu un amestec aer-apă. Astfel, un schimbător de căldură este un dispozitiv care nu are propria sursă de încălzire. Cu toate acestea, bateria este capabilă să extragă căldură de la încălzitoarele externe. Adică, dacă este un șemineu cu un schimbător de căldură, atunci această parte preia căldură de la primul mecanism. Acest lucru se întâmplă în fiecare sistem de încălzire și nu contează ce fel de sursă de încălzire este utilizată în acesta - un cazan pe gaz, pe lemne sau același șemineu.
Soiuri
Toate schimbătoarele de căldură sunt împărțite condiționat în 2 grupuri:
- amestecare;
- superficial.
Principala diferență dintre aceste dispozitive este metoda de transfer de căldură. De exemplu, la schimbătoarele de căldură de suprafață, apa este încălzită direct prin plăci. În acest caz, lichidele de răcire nu intră în contact între ele.
De asemenea, merită remarcat dispozitivele de tip spirală. Vom analiza cum să facem schimbătoare de căldură de tip spirală cu propriile noastre mâini puțin mai jos, dar deocamdată câteva cuvinte despre domeniul lor de aplicare. Acest element este folosit aproape peste tot: în industria alimentară, chimică, petrolieră și chiar în industria farmaceutică. Dispozitivul în spirală este atât de utilizat pe scară largă deoarece este cel care este capabil să efectueze un schimb de căldură eficient în cel mai scurt timp posibil.
Cum să faci un schimbător de căldură cu propriile mâini? Pregătirea materialelor și instrumentelor
În timpul lucrului veți avea nevoie de următoarele elemente:
- capacitate de aproximativ 90-100 litri;
- un tub de cupru cu o lungime de cel puțin 400 de centimetri (va servi ca încălzitor electric termic);
- anod;
- un dispozitiv cu care va fi reglată alimentarea cu căldură - un regulator de putere.
Ce să faci cu toate aceste detalii?
În primul rând, să ne uităm la capacitatea. Puteți folosi un rezervor obișnuit de plastic ca acesta, dar va dura mai mult pentru a încălzi camera. Prin urmare, cel mai bine este să alegeți un recipient metalic. Acest rezervor trebuie instalat lângă
început În acest container trebuie să faceți două ieșiri. Una dintre ele este cea de sus, care va fi folosită pentru evacuarea apei calde. Al doilea este cel de jos. Va servi la alimentarea cu fluid rece din sistem. Nu schimbați locația acestor părți sub nicio circumstanță. Apropo, a doua ieșire ar trebui făcută în partea cea mai de jos a rezervorului, deoarece aici va curge apa cu cea mai scăzută temperatură. Astfel, viteza de transfer de căldură depinde de amplasarea corectă a orificiilor de evacuare pe recipient. Dacă totul este făcut corect, camera se va încălzi la temperatura normală în câteva minute.
Cum să continuați să faceți schimbătoare de căldură cu propriile mâini? După ce ați făcut găurile, trebuie să le sigilați ermetic pe fiecare. Acest lucru se face astfel încât aerul care va intra acolo să nu ia o parte din temperatura din baterie, care este necesară pentru încălzirea eficientă a încăperii.
Dar tubul?
Aici cel mai bine este să folosiți dispozitive din cupru. Este acest tip de tub care se poate îndoi cu ușurință și în același timp să cedeze căldură bună afară. Această piesă nu trebuie tăiată sau lipită. Pur și simplu îndoiți-l într-o formă de spirală. Deci primești o bobină primitivă. În continuare, această spirală de cupru trebuie plasată în rezervor. Apoi scoateți capetele tubului și fixați-l. Atașați un fiting filetat la capetele piesei. Gata, serpentina din schimbătorul de căldură a fost finalizată cu succes.
Cum să faci schimbătoare de căldură cu propriile mâini dacă nu ai la îndemână o bucată de țeavă de cupru?
Ca alternativă, în locul unei țevi de cupru, poți folosi absolut orice țeavă care se îndoaie ușor. Poate fi din aluminiu sau plastic metalic. În ceea ce privește proprietățile și transferul de căldură, practic nu sunt inferioare omologilor lor din cupru - se îndoaie bine și nu absorb căldura.
Ce materiale nu trebuie folosite?
La fabricarea unui element, cum ar fi o bobină, nu trebuie utilizate produse din oțel. În ceea ce privește transferul de căldură, oțelul nu este cel mai bun material la proiectarea schimbătoarelor de căldură. În schimb, cuprul încălzește aerul de 7 ori mai repede și se îndoaie foarte ușor. În cazul pieselor din oțel, va trebui să utilizați un îndoit special pentru țevi.
Ce să faci cu regulatorul de putere?
Ar trebui conectat la o conductă de cupru. Dispozitive similare Sunt vândute în aproape orice magazin și costă doar bănuți, așa că nu le vom face noi. De asemenea, este de remarcat faptul că, împreună cu reglementatorii convenționali, vi se pot oferi imediat instrumente cu element de încălzire. Deoarece acesta din urmă se poate face cu propriile mâini, nu este necesar să achiziționați astfel de dispozitive. Deși vor fi mult mai puține bătăi de cap cu ei. Apropo, regulatoarele cu element de încălzire încorporat nu sunt mai scumpe decât cele care nu au această parte în design. Cu toate acestea, alegerea finală este a ta.
Este necesar să instalați un regulator de putere?
Deși sistemul va fi în stare bună fără el, acest element merită totuși achiziționat. La urma urmei, datorită regulatorului de putere, puteți conecta dispozitivul de încălzire la rețea mult mai rapid. În plus, acest element vă permite să economisiți semnificativ costurile de consum de energie. Și, cel mai important, cu ajutorul unui regulator de putere puteți seta încălzirea schimbătorului de căldură „după gustul dumneavoastră”, și nu așa cum se dovedește. Și este instalat destul de simplu: mai întâi, un termostat este conectat la bornele instrumentului și apoi firele de alimentare.
Anod
Avem nevoie de el pentru a proteja rezervorul de oțel de uzura prematură, care este cauzată de schimbările constante de temperatură și presiune. Asta este, schimbătorul de căldură cu apă DIY este aproape gata de utilizare. Rămâne doar să sigilați ermetic toate elementele și să umpleți recipientul cu apă. După cum puteți vedea, realizarea schimbătoarelor de căldură cu propriile mâini este destul de simplă.
Ce caracteristici ar trebui să aibă instrumentele?
Dacă scopul tău este să faci un schimbător de căldură pentru o cameră de cazane sau un punct de încălzire, cel mai bine este să te concentrezi pe alegerea dispozitivelor pliabile tip placă sau să le faci singur conform desenului. Diagrama schimbătorului de căldură este prezentată în fotografia de mai jos:
De ce placa dispozitive demontabile? Cert este că lichidul (în acest caz este apă) în termică și rețelele de alimentare cu apă nu are mare lucru calitati bune, ceea ce poate duce la formarea de calcar și alte depozite grave în sistem. Apropo, repararea schimbătoarelor de căldură constă tocmai în curățarea canalelor de astfel de substanțe. De asemenea, în timpul reparației, „rulourile” sunt schimbate și crăpăturile din găuri sunt sigilate (dacă este necesar).
Desigur, proiectarea unor astfel de schimbătoare de căldură nu permite reducerea la zero a nivelului de formare a calcarului. Dar atunci care sunt avantajele lor? Principalul lor avantaj este că sunt ușor de dezasamblat. Designul schimbătoarelor de căldură pliabile cu plăci este atât de simplu încât detartrarea se poate face aproape în fiecare zi. Astfel, reparațiile schimbătoarelor de căldură de tip pliabil se efectuează în cel mai scurt timp posibil. Un alt avantaj care trebuie remarcat aici este mentenabilitatea dispozitivului, deoarece plăcile din acesta pot fi înlocuite fără utilizarea de echipamente și unelte speciale.
Pentru ca soba sa poata fi folosita ca sursa de caldura pentru un sistem de incalzire a apei acasa, trebuie sa aiba instalat un schimbator de caldura in care sa circule un lichid de racire, cel mai adesea apa. Se mai numește și cazan de cuptor sau registru. În acest articol ne vom uita la cum să realizați un astfel de schimbător de căldură pentru un cuptor cu propriile mâini și cum poate fi acesta, în funcție de tipul cuptorului în sine și de materialul utilizat pentru fabricarea acestuia.
Din ce poate fi făcut un schimbător de căldură pentru cuptor?
Pentru a face un schimbător de căldură pentru un cuptor cu propriile mâini, puteți utiliza tablă de oțel „negru” de 3-5 mm grosime sau tevi de otel(rotund sau profil) cu aceeași grosime a peretelui și diametrul de 30-50 mm. Alternativ, în acest scop pot fi folosite tablă sau țevi din oțel inoxidabil sau cupru. Dar, datorită costului lor ridicat, aceste materiale sunt autoproducție cazanele aragazului sunt folosite extrem de rar.
Este mai ușor să faci astfel de registre din tablă. Sunt mai ușor de curățat în timpul utilizării. Dar, de regulă, au o zonă mai mică de contact cu flacăra sau cu gazele fierbinți, deoarece în cea mai mare parte sunt solide și numai suprafața lor interioară, în fața flăcării, participă la schimbul de căldură.
Cazane aragaz din tevi, la fel dimensiunile de gabarit, de regulă, au o zonă mare de transfer de căldură (deși acest lucru depinde și de numărul și diametrul țevilor), deoarece permit flăcării sau gazelor fierbinți să intre în contact cu aproape întreaga lor suprafață. Dar sunt mai greu de fabricat. Acest lucru este valabil mai ales pentru structurile compuse în întregime din țevi. secțiune rotundă.
Dacă țevile sunt folosite pentru a face un schimbător de căldură pentru un cuptor cu un circuit de apă, cel mai bine este să fie fără sudură (trasă solidă). Dacă se folosesc țevi de cusătură, cusăturile vor trebui să fie întărite suplimentar cu o sudură și așezate pe exteriorul registrului (din partea laterală a zidăriei).
Foarte des, în fabricarea cazanelor pentru cuptor, țevile și tabla sunt combinate. Acest lucru se face pentru a le folosi calitățile pozitive: pentru a facilita fabricarea și pentru a avea o zonă suficientă de transfer de căldură.
Ce tipuri de schimbătoare de căldură pentru sobe de casă pot exista?
Pe lângă diferențele structurale ale cazanelor pentru cuptor discutate mai sus, care depind de materialul ales pentru fabricarea lor, designul lor poate diferi și în funcție de tipul de cuptor pentru care sunt de fapt destinate. Astfel de sobe pot fi de încălzire sau de încălzire-gătit.
Designul schimbătorului de căldură pentru un cuptor de încălzire și gătit diferă prin faptul că în partea superioară există un spațiu deschis pentru accesul flacărei plită. În registrele pentru sobe de încălzire, partea superioară, de regulă, este acoperită cu o foaie solidă sau rânduri de țevi.
Forma și dimensiunile cazanelor de sobă sunt selectate în funcție de dimensiunea și forma locului în care ar trebui să fie instalate (cel mai adesea aceasta este focarul sobei), precum și în funcție de puterea termică necesară.
Proiectări de cazane pentru încălzirea cuptoarelor cu circuit de apă
Aici ne vom uita la cele trei modele cele mai comune, realizate separat din tablă și țevi, precum și combinațiile acestora.
Opțiunea 1.
Schimbătorul de căldură este o structură solidă în formă de U, sudată din tablă, destinată plasării în focar soba de incalzire. Suprafața de transfer de căldură este pereții săi interiori.
Schimbător de căldură din tablă pentru cuptor de încălzire
Opțiunea 2.
Cazan cuptor din tevi. Apă rece din sistem este alimentat prin „retur” în conducta inferioară în formă de U a bazei schimbătorului de căldură (cu un diametru de 40-50 mm și o grosime a peretelui de 3-4 mm), încălzindu-se treptat, curge prin țevi verticale în formă de L (aceeași secțiune transversală ca și baza în formă de U sau mai mică) se ridică și intră în conducta colectoare superioară, iar din aceasta, deja încălzită, în sistemul de încălzire al casei. Un astfel de registru este mai eficient decât unul din tablă de oțel, dar și mai dificil de fabricat, deoarece va trebui să faci multe îmbinări ale țevilor și să le sudezi.
Registrul cuptorului pentru soba de incalzire din tevi
Opțiunea 3.
Suprafețe laterale din acest registru sunt realizate din tablă de 3-5 mm grosime și sunt panouri pline de 40-45 mm grosime, iar în partea superioară sunt legate între ele printr-un număr de țevi orizontale cu diametrul de 40-50 mm.
Utilizarea țevilor în locul unei suprafețe solide (ca în opțiunea 1) vă permite să creșteți zona de contact cu agentul de încălzire, iar utilizarea tablei pentru panourile laterale simplifică procesul de fabricație, ceea ce este important dacă decide să-l faci singur.
Cazan cuptor din tabla si tevi pentru incalzire cuptor
Cazane (registre) pentru cuptoare de încălzire și gătit
Schimbătoarele de căldură pentru cuptoare de încălzire și gătit pot fi realizate și din tablă și țevi (rotunde sau profilate), precum și prin combinarea acestora. Să luăm în considerare mai multe opțiuni.
Opțiunea 1.
Schimbător de căldură pentru o sobă sau sobă de încălzire și gătit sub formă de două panouri laterale solide din tablă („carte”) conectate între ele.
Schimbător de căldură pentru încălzire și cuptor de gătit
Opțiunea 2.
Un cazan de cuptor realizat din țevi rotunde și dreptunghiulare: rotunde (40-50x4 mm în diametru) sunt amplasate orizontal și conectate într-o structură folosind dreptunghiulare 50-60x40x4 mm. Această combinație diferite tipurițevi facilitează fabricarea cazanului. Dimensiuni a, b, cŞi G sunt calculate în funcție de dimensiunea focarului și de puterea necesară a registrului.
Schimbător de căldură pentru cuptor de încălzire și gătit din rotund și conducte de profil
Opțiunea 3.
Registru de schimb de căldură realizat numai din țevi rotunde. Este format din două circuite orizontale conectate prin conducte verticale. Apa rece din sistem este furnizată în circuitul inferior, iar apa încălzită din circuitul superior este furnizată înapoi la sistemul de încălzire.
Înregistrați-vă pentru un cuptor de încălzire și gătit din țevi
Cum se selectează sau se calculează dimensiunile unui cazan pentru cuptor
După ce ați ales tipul de schimbător de căldură, trebuie să decideți asupra dimensiunilor acestuia. Pe de o parte, dimensiunile sale trebuie să corespundă mărimii locului unde va fi instalat.
Cel mai adesea, schimbătoarele de căldură sunt plasate în focarul cuptorului, dar uneori în canale de fum sau camera unui cuptor fără conducte. Este necesar să se țină cont de faptul că între zidărie iar registrul trebuie să aibă un decalaj de 0,5-1 cm, ținând cont de dilatarea termică a metalului.
În plus, trebuie să cunoașteți puterea necesară a schimbătorului de căldură a cuptorului. Cum să o determine?
Depinde de puterea termică a sistemului de încălzire a apei necesară pentru încălzirea casei, care la rândul său depinde de proprietăți de izolare termică structurile sale exterioare şi maxim temperatura negativă aerul exterior iarna. Într-un mod simplificat, vă puteți concentra asupra medie: 10-12 kW la 100 m2 suprafata casei.
Cum se calculează suprafața necesară a unui cazan pentru a furniza o astfel de putere termică? În medie, se acceptă în general că pentru a asigura o putere termică de 5-10 kW este nevoie de aproximativ 1 m 2 din suprafața de schimb de căldură a cazanului. Valoarea acestui indicator depinde de temperatura gazelor fierbinți în contact cu schimbătorul de căldură și de temperaturile apei (lichid de răcire) la ieșirea și intrarea acestuia, care, la rândul lor, depinde în mare măsură de modul de ardere și tipul de combustibil.
Puterea totală a schimbătorului de căldură poate fi calculată folosind formula:
Q=SQsp,
Unde: Qsp– puterea sa specifică, kcal/oră;
S– suprafața sa utilă (contact cu agentul termic), m2.
Puterea specifică poate fi calculată folosind formula:
Qsp = k(T-t)S,
Unde: k=12 kcal/oră la 1°C – coeficient de transfer termic gaz-apă printr-o suprafață de oțel;
T= (Tmax+Tmin)/2 – temperatura medie a mediului de încălzire (flacără, gaze), °C;
t= (tmax+tmin)/2 – temperatura medie a lichidului de răcire (intrare+ieșire/2), °C.
Dacă soba funcționează periodic (aproximativ 2 ore) pe lemne, atunci temperaturile medii ale mediului și lichidului de răcire vor fi de maximum 500, respectiv 70 ° C, iar de la 1 m 2 de schimbător de căldură în acest caz va fi posibil. pentru a obține maxim 6 kW de putere termică.
Dacă cuptorul funcționează pe cărbune și continuu, atunci valorile medii maxime medii ale mediului și lichidului de răcire pot fi: 800 și, respectiv, 70 °C. În acest caz, se pot elimina aproximativ 10 kW din 1 m2 din suprafața cazanului cuptorului.
Dacă se cunosc puterea termică totală necesară a cazanului și modul de ardere (și, prin urmare, puterea sa specifică), atunci este foarte posibil să se determine ce suprafata utila trebuie sa aiba:
S =Q/Qsp, m2.
În funcție de materialul din care va fi realizat schimbătorul de căldură, puteți calcula câte țevi sau tablă vor fi necesare pentru a asigura o astfel de zonă de contact cu agentul de încălzire. În acest caz, se ia în considerare doar suprafața care va fi în contact direct cu gazele fierbinți sau cu flăcări.
De exemplu, dacă cazanul cuptorului va fi solid (numai din tablă), atunci trebuie luată în considerare numai suprafața sa interioară. Dacă este făcut din țevi, atunci aproape întreaga lor suprafață va participa la schimbul de căldură (lungimea x diametrul x 3,14). Când sunt combinate materiale diferite, va fi necesar să se calculeze aria de contact cu mediul de încălzire al fiecărui element separat și apoi să o rezumați.
Dacă este necesară creșterea puterii termice a cazanului cu aceleași dimensiuni de gabarit, la proiectarea acestuia pot fi adăugate elemente suplimentare (de exemplu, țevi). Dacă puterea sa este prea mare, atunci lungimea sa poate fi redusă. Cu alte cuvinte: în fiecare caz specific, este necesar să se calculeze și să ajusteze dimensiunile registrului, legându-le de dimensiunea și designul sobei în sine, precum și de puterea sistemului de încălzire a apei din casă, care va trebui să fie asigurată. cu energie termică.
Fabricare de bricolaj
Odată ce a fost selectat tipul de cazan al cuptorului, materialul a fost selectat și dimensiunile au fost calculate, puteți începe să îl realizați singur. În acest caz, este necesar să se acorde atenție calității lucrărilor de sudare. Ar trebui să fie pornit nivel înalt, deoarece această unitate va fi exploatată într-un mediu destul de agresiv, iar pentru a o repara, cel mai probabil, va trebui să dezasamblați aragazul sau o parte din ea. Prin urmare, dacă nu aveți încredere în abilitățile dvs. de sudură, atunci este mai bine să încredințați această lucrare unui specialist cu experiență, după ce a pregătit totul în prealabil. elementele necesare desene.
După finalizarea lucrărilor de sudare, este necesar să umpleți registrul cu apă, să verificați scurgerile și să efectuați testarea presiunii la o presiune care este de cel puțin 2 ori mai mare decât presiunea de lucru din sistemul de încălzire.