Trotz des weit verbreiteten Einsatzes moderner Heizkessel verlieren traditionelle Öfen nicht an Relevanz. Ihre Wirksamkeit lässt jedoch manchmal zu wünschen übrig. Die Installation eines Wärmetauschers für den Ofen macht ihn wirklich vielseitig. Dabei wird nicht nur die Umgebungsluft erwärmt, sondern auch das durch das System zirkulierende Kühlmittel. Der Kauf eines neuen vollwertigen Kessels ist nicht immer ratsam. Vor allem, wenn der eifrige Besitzer Lust, Gelegenheit und Anleitung zum Handeln hat.
Das Funktionsprinzip und die Funktion des Wärmetauschers
Ein Flüssigkeitswärmetauscher ist ein Behälter, der Teil einer Ofenstruktur ist und zum Anschluss an eine Rohrleitung ausgestattet ist. Der Tank heizt sich im Kontakt mit den Verbrennungsprodukten auf und überträgt diese Energie auf das Wasser. Wasser, das sich durch das System bewegt, gibt Wärme an Heizgeräte ab - Heizkörper, von denen die Luft konvektiv erwärmt wird. Die Beheizung des Behälters kann direkt oder indirekt erfolgen und die Zirkulation des Kühlmittels kann natürlich oder erzwungen sein.
Wärmeträger
Anstelle von Wasser werden häufig Frostschutzmittel auf Basis von Ethylenglykol, Propylenglykol, Alkohol oder Öl verwendet. Ihr Hauptvorteil ist ihr niedriger Gefrierpunkt, der von -30 bis -70 ° C reicht. Die genauen Zahlen hängen von der chemischen Zusammensetzung und Konzentration der Flüssigkeit ab. Die Verwendung einer solchen Chemie hat eine Reihe von Vorteilen:
- Schutz von Systemelementen vor Schäden durch Abtauen;
- Korrosionsschutz durch entsprechende Zusätze;
- Abwesenheit von Schleifmitteln, Salzen und anderen Verunreinigungen, die die Rohrleitung oder Armaturen zerstören (verstopfen).
Einige Wärmetauscher, zum Beispiel für ein Bad, dienen nicht nur Heizgeräten, sondern auch einer Dusche oder einem separaten Tank. Daher wird hier Wasser verwendet. Um ein Abtauen zu vermeiden, ist das Gerät so konstruiert, dass das Befüllen mit Wasser nicht lange dauert. Wird das Bad oder die Sauna häufig beheizt und die Umfassungskonstruktionen hochwertig gedämmt, ist das Problem beseitigt.
Propylenglykol ist teuer, Alkohol und Öl sind brandgefährlich und Ethylenglykol ist ein hochgiftiger Wärmeträger.
Wärmetauscherfunktionen
- Verteilen Sie die Wärme gleichmäßig und sparsam in den beheizten Räumen.
- Versorgen Sie das Haus (Hütte, Hütte, Badehaus, Wohnung usw.) mit heißem Wasser.
- Sammeln Sie Wärmeenergie für den Betrieb, wenn der Ofen nicht funktioniert.
Ein an einen Wärmetauscher für einen Kaminofen angeschlossener Wärmespeicher speichert aufgrund der Wärmekapazität des Speichermittels Energie. Daher kann es durch Isolieren eines beliebigen Behälters hergestellt werden. Ein mit Polyurethanschaum übergossenes und teilweise mit Schutt oder Sand gefülltes Fass ist bereits ein Wärmespeicher. Mit vier Anschlüssen ausgestattet und richtig angeschlossen, wird das Gerät zu einem Funktionselement des Systems.
Bei einer Abkühlung um 1 °C erwärmt Wasser 1 m3 ruhender Umgebungsluft um 4 °C. Dies ist der Grund für den erfolgreichen Einsatz von Wasser-Wärmespeichern.
Arten von Wärmetauschern
Ein einfaches Gerät kann auf unterschiedliche Weise wirken – je nach Typ. Die Klassifizierung erfolgt nach mehreren Kriterien.Unterschiedliche Modelle von Fabrik- oder hausgemachten Wärmetauschern, zum Beispiel in einem Bad, unterscheiden sich:
- Design,
- Aufstellungsort,
- Material.
Diese Faktoren beeinflussen sich gegenseitig und auf die Eigenschaften der Wärmetauschereinheit als Ganzes: Kosten, Effizienz, Produktivität, Systemvolumen, Installationskomplexität usw.
Design
Designunterschiede hängen weitgehend vom Verwendungszweck des Produkts ab. Zum Beispiel erfordert das Erhitzen von Wasser zum Waschen ein beträchtliches Volumen und eine intensive Wärmeübertragung. Und die Verwendung nur zum Heizen erfordert eine allmähliche Wärmeübertragung auf das Kühlmittel.
- Die Spule ist ein in verschiedenen Winkeln gebogenes Rohr. Erwärmt sich schnell, hat aber oft nicht genug Volumen. Geeignet für die Installation in einem Holzfeuerraum, hinter einem Feuerraum, in einem Heizgerät, an einem Schornstein (wenn die Spule spiralförmig ist).
- Das Register ist ein Analogon eines Rohrheizkörpers, vielleicht der beliebteste, vielseitigste und energieeffizienteste. Typischerweise sind dies mehrere Rohre mit großem Durchmesser, die durch dünne Rohre verbunden sind. Die Wahl einer bestimmten Form und eines Ortes der Installation wird durch die Vorstellungskraft des Autors sowie durch das allgemeine Schema begrenzt.
- Diplomat - ein oder mehrere miteinander verbundene Behälter mit Düsen. Dies ist ein gängiges Modell, einfach zu montieren und zu installieren. Ein Ofen für ein Bad mit einem solchen Wärmetauscher liefert Wärme, Wärme und Warmwasser. Nachteile - Ein erhebliches Volumen reduziert die Heizrate, schränkt die Wahl des Installationsorts ein. Die primitive Form trägt nicht zur vollwertigen Wärmeübertragung bei und stört die Erwärmung von Teilen des Ofens selbst. Daher ist es nur für die Installation innerhalb des Ofens (wenn wir von einer Sauna sprechen), dahinter oder hinter dem Feuerraum gut geeignet.
- Der Wassermantel ist ein Gehäuse, das an den von innen beheizten Teilen des Wärmeerzeugers angebracht ist. Oft ist dies ein Zylinder mit Düsen, der auf den Schornstein gelegt wird. Schwierig für die handwerkliche Montage, anfällig für Undichtigkeiten, erfordert jedoch keine Demontage des Ofens für die Installation und ist sehr effektiv.
Die Wahl des Modells hängt in der Regel weniger von Effizienz und Preis als vielmehr von der Komplexität der Installation ab. Zum Beispiel werden einige Modifikationen von "Wassermänteln", "Spulen" und "Diplomaten" montiert, ohne den Ofen zu demontieren. Das Maximum ist die Modernisierung eines Teils der Leitung oder der Austausch des gusseisernen Ofens (zum Kochen) durch einen "Diplomaten".
Wärmeübertragungsregister werden im Allgemeinen anderen Vorrichtungen vorgezogen. Sie werden jedoch nur beim Bau eines neuen Ofens oder einer ernsthaften Änderung des alten installiert.
Material
Bei der Konstruktion eines Ofens oder Kamins mit einer Art Wärmetauscher berücksichtigt der Ingenieur (oder Ofenbauer) die Parameter der Materialien. Die erforderlichen Eigenschaften sind Feuerbeständigkeit, Elastizität, Korrosionsbeständigkeit, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit. Nur Metalle haben diese Eigenschaften.
- Stahl ist in jeder Hinsicht hervorragend, mit Ausnahme der Korrosionsbeständigkeit. Wenn das Kühlmittel jedoch immer gefüllt ist, rostet es nicht.
- Edelstahl hat außer den hohen Kosten und der Schwierigkeit des Schweißens keine Nachteile. Verzinkter Stahl wird aufgrund der mit hohen Temperaturen verbundenen giftigen Emissionen fast nie verwendet.
- Gusseisen, dessen Nachteile die Komplexität des Schweißens und eine hohe Risswahrscheinlichkeit (aufgrund plötzlicher Temperaturänderungen bei ungleichmäßiger Erwärmung) sind.
- Kupfer, das für alle gut ist, außer für den hohen Preis und das Löten von Teilen. Lot "hält" keine starke Hitze, wenn das Wasser abgelassen wird, daher ist die Verwendung von Kupfer begrenzt.
Die Auswahl hängt in der Regel von der Verfügbarkeit oder Verfügbarkeit des Materials ab. Oftmals gibt es Badeöfen mit einem gusseisernen Wärmetauscher, bei dem es sich um eine modifizierte Batterie handelt. Die Überarbeitung besteht darin, die Verbindungen der Abschnitte und Dübel in den zusätzlichen Löchern zu schweißen. Somit wird ein Wärmetauscherregister erhalten, das alle notwendigen Eigenschaften aufweist. Sein Nachteil ist seine Schwerfälligkeit, die die Standortwahl einschränkt.
DIY machen
Eine Entscheidung über die Eigenfertigung weist in der Regel auf das Vorhandensein einer Art von Werkzeug und Fähigkeiten hin, um damit zu arbeiten.Idealerweise wird eine vollwertige Werkstatt mit Schraubstock, Schweißen (zwei Arten), einer Werkbank, einem Amboss usw. benötigt. Wenn die Ausrüstung zu wünschen übrig lässt, kann die einfachste Modifikation montiert werden - eine Kupferspirale Spule.
Vorteile dieser Option:
- Kupfer lässt sich relativ leicht biegen und löten.
- Die Spule enthält keine Verbindungen, die starker Hitze ausgesetzt sind.
- Die Spiralform ist einfach, vielseitig und erfordert keine ausgeklügelte Ausrüstung.
- Die Installation eines solchen Wärmetauschers erfordert keine ernsthafte Modernisierung der Ofenstruktur.
Ein Saunaofen mit einem solchen Wärmetauscher wird alles bewältigen, was man von ihm erwarten kann: Er sorgt für den Betrieb von 2 - 3 Heizkörpern und erwärmt das Wasser in einem kleinen Tank. Dennoch ist die Heizung für das Mikroklima im Dampfbad verantwortlich.
Verbrauchsmaterialien
Von den Spezialwerkzeugen für die Kupferbearbeitung wird nur ein Gasbrenner benötigt. Ein Profi benötigt einen Rohrschneider, einen Anfaser und eine Metallbürste der richtigen Größe. All dies wird jedoch durch einen Schleifer, eine Feile (Raspel), einen weichen Schleifschwamm ersetzt. Sie benötigen außerdem ein Minimum an Verbrauchsmaterialien:
- geglühtes Kupferrohr in einer Spule d32, Länge 3,5 - 4,5 m (je nach d des Schornsteins);
- Übergangswassersteckdosen (Gewindelöten) d32 * 1,25 ”- 2 Stück;
- übliches Niedertemperatur- und Hartkupferlot zum Mitteltemperaturlöten (650 - 750 ° C);
- Kaugummipaste;
- weicher Schleifschwamm;
- Propan-Butan-Gas zum Hartlöten bei mittlerer Temperatur - 1 Flasche (0,5 l);
- gewaschener gesiebter Feinsand - 5 - 6 kg;
- Rohrleitung, Wasserhähne, Ventile "Mayevsky", Heizkörper.
Benötigt wird ein "Rohrbieger" - ein ebener Rundstamm. Mit seiner Hilfe wird der Wärmetauscher für den Saunaofen als Spiralwendel ausgebildet. Die Länge des Scheites beträgt mindestens 1 m und der Durchmesser entspricht den Abmessungen des Schornsteins am Ausgang des Ofens. In der Regel hängt der Parameter von der Größe des Feuerraums ab und beträgt nicht weniger als 10 cm.
Der Stamm sollte durch Befestigung mit kräftigen selbstschneidenden Schrauben / Dübeln zwischen zwei Bäumen oder Mauern sicher befestigt werden.
Montagealgorithmus
Der schwierigste Teil der Montage ist die Spirale. Dazu muss das Rohr mit einem fest installierten Baumstamm gebogen werden. Ungeglühtes Kupfer kann nicht gebogen werden, daher müssen Sie genau das in den Buchten kaufen. Der einfachste Weg, einen Wärmetauscher in einem Steinofen (zum Heizen) zu installieren, besteht darin, ihn an einem Schornstein zu montieren. Algorithmus der Aktionen:
- Verschließen Sie ein Ende des Rohres sicher, zum Beispiel mit einem werkseitig abgedichteten Stopfen.
- Füllen Sie das Rohr mit Sand, indem Sie Wasser verschütten, mit einem Hammer klopfen und mit einem Ladestock abdichten. Dies kann ein verstärktes Kunststoffrohr oder ein verstopfter Gummischlauch sein.
- Wenn das Rohr voll ist, verschließen Sie den Füller so weit wie möglich und verschließen Sie dann das andere Ende. Versuchen Sie, den Sand nicht aufzulockern.
- Schrauben Sie eine U-förmige oder runde Klemme an den Stamm, die das Rohr festhält. Die Basis "P" steht senkrecht zum Rohrbieger näher am Ende, und die Position um den Umfang spielt keine Rolle.
- Führen Sie das Ende der Spule in die Klemme ein und beginnen Sie langsam, das Rohr um den Stamm zu wickeln.
- Wenn irgendwo eine Halle auftaucht, bedeutet dies, dass der Sand an dieser Stelle nicht dicht genug ist. Es ist ratsam, noch einmal von vorne zu beginnen, aber theoretisch können Sie versuchen, mit einem Hammer auszuschlagen.
- Wenn d des Schornsteins 150 und die Länge der Bucht 4,5 beträgt, sollten Sie 8 - 9 Windungen der Spirale (nicht mehr als 35 - 40 cm hoch) sowie zwei "Schwänze" je 30 - 40 cm erhalten .
- Stopfen abschneiden, Sand ausspülen, Spule ausspülen.
- Löten Sie die Übergangswasserstutzen an die Enden der Spirale.
- Entfernen Sie die Ofenabdeckung oder demontieren Sie die Schornsteinklappe (Teil des Schornsteins herausnehmen).
- Setzen Sie die "Spule" auf das Rohr so nah wie möglich am Ofen.
- Montieren Sie den Schornstein unter Berücksichtigung der erforderlichen Dichtstoffe und Wicklungen (falls vorhanden).
Jetzt können Sie die restlichen Elemente des Heizsystems installieren und anschließen, einschließlich eines offenen Ausdehnungsgefäßes vom Typ Samowar, Rohrleitung, Wasserhähne, Heizkörper, Luftventile.Um die natürliche Zirkulation zu verbessern, sollte der Durchmesser der Rohrleitung nicht viel kleiner sein als die Abmessungen der Spule. Idealerweise ist es auch Kupfer mit dem gleichen Durchmesser.
Eine wahrscheinliche Schwierigkeit ist eine Abnahme des Zugs aufgrund einer unbeabsichtigten Wärmeabfuhr aus dem Schornstein. Die Lösung besteht darin, die Länge des Schornsteins zu erhöhen.
Einbaumöglichkeiten für die Wärmetauscherstruktur
Die Installation eines Wärmetauschers jeglicher Art ist mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, insbesondere wenn seine Effizienz von großer Bedeutung ist. Zum Beispiel kann sich die einfachste Spirale am Schornstein leicht erwärmen, und ohne Pumpe wird überhaupt keine Zirkulation stattfinden. Dann müssen Sie Maßnahmen ergreifen, bis hin zum Verzicht auf ein solches Design. In der Praxis ergibt ein an verschiedenen Orten installierter Wärmetauscher für einen Ofen einen unterschiedlichen Wirkungsgrad. Herkömmlich können Sie ein solches TOP zusammenstellen, beginnend mit der effektivsten Sorte:
- U-förmiges Register aus Gusseisen oder Stahl im Feuerraum;
- ein Wassermantel um den Feuerraum oder an einer seiner Oberflächen;
- U-förmiger Diplomat in der Feuerbüchse;
- ein Diplomat direkt über oder hinter dem Feuerraum mit maximalem Kontakt;
- Wassermantel um die Heizung;
- registrieren, Diplomat oder Serpentine in der Heizung;
- Diplomat oder Serpentin hinter dem Ofen;
- Schornstein wassermantel.
Die Schornsteinwendel ist konventionell die am wenigsten wirksame Option. Die Einfachheit der Vorrichtung eliminiert jedoch oft die Nachteile. Darüber hinaus wird die Effizienz auf vielfältige Weise verbessert. Darunter ist die Auskleidung der Spule mit einem wärmeisolierten Gehäuse mit Füllung der Hohlräume mit Sand oder der Einbau der Struktur direkt in die Heizung.
Alle Namen sind bedingt. Ein solches Fabrikdesign ist beispielsweise keine Seltenheit, wenn über dem Herd ein kubischer Behälter eingebaut wird. Es kann als Hemd oder Diplomat angesehen werden.
Richtige Verbindung
- je höher die Höhe der Rohre des Wärmetauschers ist, desto besser;
- das Ausdehnungsgefäß wird so hoch wie möglich neben dem Ofen platziert;
- vom oberen Abzweigrohr geht ein Rohr zum Tank;
- das Rohr vom Ausgleichsbehälter geht zum unteren Einlass des Kühlers;
- alle horizontalen Abschnitte sind schräg (nicht weniger als 3 mm pro 1 m);
- Austritt aus dem Heizkörper nur auf der gegenüberliegenden Seite oder schräg.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Durchsatz der Pipeline. Je höher es ist, desto besser. Daher sollten Sie den Durchmesser nicht verengen, zusätzliche Bögen und Fittings einbauen und auch verrostete Innen- oder Kunststoffrohre verwenden.
Der Wärmetauscher wird auf der Stufe der Ofenmontage installiert. Wenn wir über ein altes Design sprechen, seien Sie nicht faul, es zu zerlegen. In diesem Fall ist es möglich, das effizienteste Gerät dort zu installieren, wo es benötigt wird. Unterwegs wird eine detaillierte Besichtigung des Mauerwerks sowie weitere Details durchgeführt. Mängel und Mängel werden beseitigt.
