Ένας αυτο-κατασκευασμένος εναλλάκτης θερμότητας θα χρησιμεύσει ως «καρδιά» του συστήματος οικιακής θέρμανσης

Το κύριο στοιχείο οποιουδήποτε από τα συστήματα θέρμανσης είναι μια ειδική συσκευή - ένας εναλλάκτης θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού, στον οποίο η θερμότητα μεταφέρεται από τη γεννήτρια θερμότητας στο ψυκτικό. Ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών λεβήτων θέρμανσης παρουσιάζονται στη σύγχρονη αγορά, αλλά όλη η ποικιλία τους δεν περιορίζει τη φαντασία των οικιακών τεχνών όσον αφορά την ανεξάρτητη παραγωγή τέτοιων συσκευών. Στο άρθρο μας, οι αναγνώστες θα κληθούν να μάθουν τι χρειάζεται ένας εναλλάκτης θερμότητας σε ένα σύστημα θέρμανσης, πώς να το φτιάξετε μόνοι σας και πώς να το συνδέσετε.

Λειτουργία εναλλάκτη θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης

Στα οικιακά συστήματα θέρμανσης αέρα, χρησιμοποιούνται συνήθως οι εναλλάκτες επιφανείας του συστήματος θέρμανσης, όπου η θερμική ενέργεια μεταφέρεται μέσω των επιφανειών των μεταλλικών τοιχωμάτων της συγκεκριμένης συσκευής.

Η αρχή της θέρμανσης μέσω εναλλάκτη θερμότητας εφαρμόζεται πληρέστερα στο σχεδιασμό αερίου, στερεών καυσίμων ή ηλεκτρικών λεβήτων. Το νερό κυκλοφορεί μέσω των σωλήνων λυγισμένων με τη μορφή πηνίου, εγκατεστημένων στο εσωτερικό της μονάδας θέρμανσης και θερμαίνεται από τη θερμοκρασία του καυσίμου καύσης. Το θερμαινόμενο ψυκτικό πηγαίνει στον αγωγό του συστήματος θέρμανσης και το κρύο νερό από τα θερμαντικά σώματα εισέρχεται στον εναλλάκτη θερμότητας για να το αντικαταστήσει.

Μέχρι τώρα, σε πολλά μεμονωμένα σπίτια, η σόμπα παραμένει η παραδοσιακή πηγή θερμότητας. Είναι καλό για τη θέρμανση μιας μικρής καλύβας, αλλά σε ένα εξοχικό σπίτι πολλαπλών δωματίων, η θερμική ισχύς του είναι ανεπαρκής. Ως εκ τούτου, σε μια ιδιωτική κατοικία, απαιτείται ένας εναλλάκτης θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης για να μετατραπεί η σόμπα σε λέβητα θέρμανσης νερού. Το μέγεθος και το σχήμα ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση πρέπει να ταιριάζει στις διαστάσεις του θαλάμου καυσίμου του κλιβάνου. Σωλήνες και καλοριφέρ μπορούν να συνδεθούν σε αυτήν τη συσκευή και, στη συνέχεια, η θέρμανση του σπιτιού θα γίνει πιο αποτελεσματική.

Τύποι εναλλακτών θερμότητας

Οι εναλλάκτες θερμότητας νερού για θέρμανση είναι πιο πρακτικοί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το νερό μεταφέρει θερμική ενέργεια πολύ καλύτερη από τον αέρα. Ωστόσο, χρησιμοποιείται επίσης ένας εναλλάκτης θερμότητας αέρα για θέρμανση. Εκτός από το νερό και τον αέρα, ένας εναλλάκτης θερμότητας χρησιμοποιείται επίσης για την καμινάδα για θέρμανση, η οποία είναι εγκατεστημένη όχι μέσα, αλλά έξω.

Όλες οι βιομηχανικές συσκευές θέρμανσης είναι εξοπλισμένες με εναλλάκτες θερμότητας, ο σχεδιασμός των οποίων προσαρμόζεται στο μέγιστο για αποτελεσματική θέρμανση νερού.

Στο εργοστάσιο, οι εναλλάκτες θερμότητας είναι κατασκευασμένοι από χαλκό. Ο σωλήνας είναι ένα πηνίο, κατά μήκος των στροφών των οποίων υπάρχουν πολλές πλάκες, οι οποίες παρέχουν μια μεγάλη περιοχή ανταλλαγής θερμότητας.

Είναι σχεδόν αδύνατο να κατασκευαστεί ένας σπιτικός εναλλάκτης θερμότητας για θέρμανση στο σπίτι έτσι ώστε να είναι ακριβώς σαν εργοστασιακός. Επομένως, θα πρέπει να επιλέξετε μια απλούστερη επιλογή.

Σχεδιασμός συστήματος

Η αρχή της λειτουργίας ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας είναι ότι η σόμπα μεταφέρει ενέργεια σε αυτήν από την καύση ξύλου ή άνθρακα και το θερμαινόμενο νερό διασκορπίζεται μέσω σωλήνων σε όλα τα δωμάτια. Αυτή η μέθοδος θέρμανσης επιτρέπει στους κατοίκους του σπιτιού να απολαμβάνουν μια ομοιόμορφη κατανομή θερμότητας. Επιπλέον, όλα τα δωμάτια θερμαίνονται πολύ πιο γρήγορα και το κόστος των καυσίμων μειώνεται.

Υπάρχουν δύο τρόποι βελτίωσης της θέρμανσης σόμπας ιδιωτικής κατοικίας:

• χτίστε έναν κλίβανο "από το μηδέν" για ένα συγκεκριμένο μέγεθος του εναλλάκτη θερμότητας.
• εγκαταστήστε έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας, κατασκευασμένο για να ταιριάζει στο μέγεθος της εστία, στον υπάρχοντα φούρνο.

Κάνοντας έναν εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση με τα χέρια τους, ο ιδιοκτήτης σπιτιού μπορεί να είναι σίγουρος ότι η σόμπα του με ένα κύκλωμα νερού δεν θα λειτουργήσει χειρότερα από έναν πραγματικό λέβητα στερεών καυσίμων. Η μόνη διαφορά είναι ότι στη σόμπα, η θέση της εισόδου του εναλλάκτη θερμότητας θα αποδειχθεί ελαφρώς υψηλότερη από το δάπεδο απ 'ό, τι στους λέβητες του εργοστασίου. Αυτή είναι μια αρκετά σημαντική διαφορά που μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό φυσικής κυκλοφορίας του ψυκτικού.

Η σύνδεση του εναλλάκτη θερμότητας με το σύστημα θέρμανσης πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε ο σωλήνας παροχής κρύου νερού (επιστροφή) να βρίσκεται όσο το δυνατόν χαμηλότερα.

Ακριβώς όπως σε ένα συμβατικό σύστημα θέρμανσης, ένα δοχείο διαστολής πρέπει να εγκατασταθεί στην κορυφή των αγωγών. Θα αντισταθμίσει την αλλαγή στον όγκο του θερμαινόμενου νερού και θα απελευθερώσει φυσαλίδες αέρα από το σύστημα. Εάν η θέρμανση μέσω ενός φυσικού εναλλάκτη θερμότητας κυκλοφορίας δεν επαρκεί για τη θέρμανση ενός μεγάλου εξοχικού σπιτιού, θα πρέπει να εγκαταστήσετε μια αντλία κυκλοφορίας στο σύστημα.

Για τη σύνδεση ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση, χρησιμοποιούνται 2 εξαρτήματα: το ένα στο κάτω μέρος (είσοδος κρύου νερού), το άλλο στο πάνω μέρος (έξοδος ζεστού). Κατά την εγκατάσταση του εναλλάκτη θερμότητας, είναι απαραίτητο να παρέχετε την απαραίτητη κλίση των σωλήνων, όπως απαιτείται από το σχήμα.

Πλεονεκτήματα της θέρμανσης με εναλλάκτη θερμότητας

Εάν καταλαβαίνετε γιατί χρειάζεστε έναν εναλλάκτη θερμότητας σε ένα σύστημα θέρμανσης, μπορείτε να δείτε πολλά σαφή πλεονεκτήματα:

1. Ευκολία κατασκευής. Εάν υπάρχει ήδη σόμπα στο σπίτι, τότε θα πρέπει να ξοδέψετε μόνο για την κατασκευή σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας και την εγκατάσταση συστήματος θέρμανσης.
2. Συνδυασμένη θέρμανση. Εκτός από τη θέρμανση του σπιτιού από την επιφάνεια της σόμπας, θα προστεθεί ένα σύστημα θέρμανσης νερού.
3. Ποικιλία καυσίμων. Μπορείτε να θερμάνετε τη σόμπα με οποιεσδήποτε στερεές πηγές ενέργειας, σε αντίθεση με τους λέβητες που εστιάζονται μόνο σε έναν συγκεκριμένο τύπο καυσίμου.
4. Ωραία εμφάνιση. Είναι χρήσιμο να διατηρηθεί η παραδοσιακή εμφάνιση της ρωσικής σόμπας κατά τη δημιουργία ενός εσωτερικού σε εθνικό στυλ.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων της θέρμανσης μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας είναι: λιγότερη υψηλή απόδοση σε σύγκριση με τους εργοστασιακούς λέβητες και την έλλειψη αυτόματου ελέγχου της έντασης της θέρμανσης του ψυκτικού.

Πώς να φτιάξετε έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας

Το σχήμα ενός εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση DIY μπορεί να είναι διαφορετικό. Η πιο συνηθισμένη επιλογή είναι ένα μητρώο διαφόρων σωλήνων χάλυβα ή χαλκού, αλλά χρησιμοποιούνται επίσης δείγματα τύπου πλάκας.

Η θερμοκρασία στη ζώνη καύσης είναι πολύ υψηλή, ειδικά όταν καίγεται άνθρακας. Επομένως, επιβάλλονται αυξημένες απαιτήσεις στο μέταλλο από το οποίο θα κατασκευαστούν τα στοιχεία του εναλλάκτη θερμότητας, τον ορθολογισμό του σχεδιασμού του και την ποιότητα των συγκολλήσεων.

Υλικά κατασκευής

Το καθήκον των εναλλάκτη θερμότητας νερού για θέρμανση είναι να παρέχει τη βέλτιστη μεταφορά θερμότητας, και σε αυτή τη διαδικασία ο βαθμός θερμικής αγωγιμότητας του μετάλλου είναι σημαντικός. Για παράδειγμα, ένας χαλύβδινος σωλήνας μεταφέρει θερμότητα 7 φορές λιγότερο από έναν χαλκό. Επομένως, με την ίδια διάμετρο σωλήνα, για τη μεταφορά της ίδιας ποσότητας θερμότητας, θα χρειαστούν 25 μέτρα χαλύβδινου σωλήνα αντί για 3,5 μέτρα χαλκού.

Οι εναλλάκτες θερμότητας χαλκού είναι οι πιο οικονομικοί στη λειτουργία, αλλά και ακριβοί. Οι εναλλάκτες θερμότητας από ατσάλινο σωλήνα με διάμετρο τουλάχιστον 32 mm θεωρούνται πιο προσιτοί για αυτοπαραγωγή.

Εάν υποτίθεται ότι θερμαίνει τη σόμπα με άνθρακα, είναι καλύτερα να εγκαταστήσετε έναν εναλλάκτη θερμότητας από χυτοσίδηρο. Αυτό το μέταλλο είναι ισχυρότερο και τα τοιχώματα της συσκευής δεν θα καούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Υπολογισμός ισχύος εναλλάκτη θερμότητας

Είναι μάλλον δύσκολο να υπολογιστεί εκ των προτέρων η χωρητικότητα ενός εναλλάκτη θερμότητας για ένα σύστημα θέρμανσης. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να λάβετε υπόψη πάρα πολλούς παράγοντες: διάμετρος σωλήνων, μήκος πηνίου, μεταλλική θερμική αγωγιμότητα, θερμοκρασία καύσης καυσίμου, ρυθμός κυκλοφορίας ψυκτικού κ.λπ. Η πραγματική ικανότητα ενός εναλλάκτη θερμότητας να αντιμετωπίσει τις λειτουργίες του θα γίνει σαφής μόνο μετά την έναρξη λειτουργίας του συστήματος θέρμανσης.

Κατά τον υπολογισμό, μπορεί να καθοδηγηθεί ότι 1 μέτρο σωλήνα με διάμετρο 50 mm, που χρησιμεύει ως εναλλάκτης θερμότητας, θα δώσει 1 kW θερμικής ισχύος.

Μπορείτε, για παράδειγμα, να πάρετε οποιοδήποτε γνωστό μοντέλο λέβητα και, σύμφωνα με τις παραμέτρους του, να φτιάξετε τον δικό σας σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας.

Χαρακτηριστικά σχεδίου

Ένας εναλλάκτης θερμότητας για θέρμανση νερού ενός σπιτιού, συγκολλημένος από σωλήνες λείου τοίχου, ονομάζεται μητρώο. Μοιάζει με ένα είδος "γκριλ" και είναι η πιο δημοφιλής μορφή σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας. Εκτός από αυτόν τον σχεδιασμό, οι απλούστερες συσκευές κατασκευάζονται με τη μορφή ορθογώνιας ή κυλινδρικής δεξαμενής. Το κύριο πράγμα είναι ότι η επιφάνεια για την ανταλλαγή θερμότητας είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη.

Όταν κατασκευάζετε εναλλάκτη θερμότητας με τα χέρια σας, πρέπει να τηρούνται διάφορες συνθήκες:

• το πλάτος των εσωτερικών κενών στον εναλλάκτη θερμότητας πρέπει να είναι τουλάχιστον 5 mm, διαφορετικά το νερό σε αυτό μπορεί να βράσει ·
• το πάχος των τοιχωμάτων των σωλήνων πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 mm έτσι ώστε το μέταλλο να μην καεί ·
• Ένα διάκενο 10-15 mm μεταξύ του εναλλάκτη θερμότητας και των τοιχωμάτων του κλιβάνου πρέπει να αντισταθμίσει την επέκταση του μετάλλου κατά τη θέρμανση.

Χαρακτηριστικά εγκατάστασης

Ο ευκολότερος τρόπος είναι να εγκαταστήσετε τον εναλλάκτη θερμότητας ταυτόχρονα με την κατασκευή του κλιβάνου. Εάν το εγκαταστήσετε σε έναν παλιό φούρνο, θα πρέπει να αποσυναρμολογήσετε μέρος της πλινθοδομής του.

Διαδικασία:

1. Στην προετοιμασμένη βάση του κλιβάνου, ένας σωληνοειδής εναλλάκτης θερμότητας τοποθετείται απευθείας στην κοιλότητα του κλιβάνου.
2. Με την περαιτέρω τοποθέτηση των σειρών τούβλων, απομένει χώρος για τους σωλήνες εισόδου και εξόδου της συσκευής.
3. Μετά την ολοκλήρωση της τοποθέτησης του κλιβάνου, ο εναλλάκτης θερμότητας συνδέεται με το σύστημα θέρμανσης, το σύστημα γεμίζει με νερό και πυροδοτείται ένας φούρνος δοκιμής.

Το υλικό βίντεο σάς προσκαλεί να εξοικειωθείτε με χρήσιμες συμβουλές για να κάνετε τον εαυτό σας εναλλάκτη θερμότητας:

Μέχρι τώρα, έχουμε μιλήσει μόνο για τους εναλλάκτες θερμότητας σε ένα σύστημα θέρμανσης ζεστού νερού. Ας δώσουμε προσοχή σε άλλους τομείς της εφαρμογής τους.

Θέρμανση αέρα

Εάν χαρακτηρίσουμε το σύστημα θέρμανσης αέρα, μπορούμε να πούμε ότι έχει περισσότερα μειονεκτήματα παρά πλεονεκτήματα. Οι εναλλάκτες θερμότητας αέρα για θέρμανση δεν χρησιμοποιούνται ευρέως στον ιδιωτικό τομέα κατοικιών, δεν έχουν γίνει ακόμη συνηθισμένοι.

Το πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι η δυνατότητα συνδυασμού θέρμανσης με εξαναγκασμένου εξαερισμού. Ωστόσο, πιθανά σφάλματα στο σχεδιασμό και την εγκατάστασή του μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τα οφέλη. Ο θόρυβος του ανεμιστήρα ακούγεται στους αγωγούς αέρα και οι ανισορροπίες θερμοκρασίας γίνονται αισθητές στα δωμάτια.

Εναλλάκτες θερμότητας για θέρμανση αέρα υπάρχουν για άμεση θέρμανση καθώς και έμμεση. Στην πρώτη από αυτές, το καύσιμο φυσικού αερίου ή ντίζελ καίγεται απευθείας στον ίδιο τον εναλλάκτη θερμότητας. Άλλα μοντέλα χρησιμοποιούν ένα ενδιάμεσο μέσο θέρμανσης.

Εναλλάκτης θερμότητας καμινάδας

Στα ντάχα και στα λουτρά των "λαϊκών τεχνιτών" μπορείτε να δείτε έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας νερού ή αέρα εγκατεστημένο στην καμινάδα μιας μικρής σόμπας. Αποδεικνύεται πολύ επικερδές: η θερμότητα δεν εξαφανίζεται με τον καπνό και μέρος του χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού.

Εγκαθιστώντας έναν εναλλάκτη θερμότητας στην καμινάδα για θέρμανση, μπορείτε να πάρετε μια αρκετά μεγάλη ποσότητα ζεστού νερού. Φυσικά, αυτό δεν είναι αρκετό για να ζεσταθεί ολόκληρο το σπίτι, αλλά αρκεί να τοποθετήσετε ένα ή δύο θερμαντικά σώματα στο καμαρίνι. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν εναλλάκτη θερμότητας για την καμινάδα τόσο για θέρμανση όσο και για γρήγορη θέρμανση νερού σε ένα λουτρό.

Μια τέτοια συσκευή μπορεί να είναι πολύ απλή στην κατασκευή. Βασικά, μπορείτε να πάρετε ένα κομμάτι ενός μεγάλου σωλήνα με διάμετρο 500-700 mm ή να συγκολλήσετε μια δεξαμενή από ανοξείδωτο χάλυβα. Στο κέντρο της κατασκευής θα υπάρχει ένας κατακόρυφος σωλήνας που θα αντιστοιχεί στη διάμετρο της καμινάδας και δύο σωλήνες πρέπει να συγκολλούνται πάνω και κάτω.

Δίνοντας τη θερμοκρασία του στον εναλλάκτη θερμότητας, τα προϊόντα καύσης αφήνουν τον κλίβανο να κρυώσει γρήγορα. Εξαιτίας αυτού, το ρεύμα στην καμινάδα μειώνεται και η καύση καυσίμου επιβραδύνεται κάπως.

Η κατασκευή ενός εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση με τα χέρια σας μπορεί να είναι ένας τρόπος να οργανώσετε πλήρη θέρμανση νερού σε ένα σπίτι χωρίς να αγοράσετε ακριβό εξοπλισμό.