Un intercambiador de calor de fabricación propia servirá como el "corazón" del sistema de calefacción del hogar.

El elemento principal de cualquiera de los sistemas de calefacción es un dispositivo especial: un intercambiador de calor para calentar una casa, en el que el calor se transfiere del generador de calor al refrigerante. Se presenta una gran cantidad de calderas de calefacción diferentes en el mercado moderno, pero toda su variedad no limita la imaginación de los artesanos del hogar en términos de producción independiente de tales dispositivos. En nuestro artículo, se pedirá a los lectores que averigüen para qué se necesita un intercambiador de calor en un sistema de calefacción, cómo hacerlo usted mismo y cómo conectarlo.

Función de intercambiador de calor en el sistema de calefacción.

En los sistemas de calefacción de aire domésticos, los intercambiadores de calor de superficie del sistema de calefacción se utilizan con mayor frecuencia, donde la energía térmica se transfiere a través de las superficies de las paredes metálicas del dispositivo.

El principio de calentamiento a través de un intercambiador de calor se implementa de manera más completa en el diseño de calderas de gas, combustible sólido o eléctricas. El agua circula a través de los tubos doblados en forma de bobina, instalados en el interior de la unidad de calefacción, y se calienta con la temperatura del combustible en combustión. El refrigerante calentado ingresa a la tubería del sistema de calefacción y el agua enfriada de los radiadores ingresa al intercambiador de calor para reemplazarlo.

Hasta ahora, en muchas casas individuales, la estufa sigue siendo la fuente tradicional de calor. Es bueno para calentar una cabaña pequeña, pero en una cabaña de varias habitaciones, su potencia térmica es insuficiente. Por lo tanto, en una casa privada, se necesita un intercambiador de calor en el sistema de calefacción para convertir la estufa en una caldera de calentamiento de agua en toda regla. El tamaño y la forma de un intercambiador de calor casero para calentar deben encajar en las dimensiones de la cámara de combustible del horno. Se pueden conectar tuberías y radiadores a este dispositivo, y luego la calefacción de la casa será más eficiente.

Tipos de intercambiadores de calor

Los intercambiadores de calor de agua para calefacción son más prácticos. Esto se debe al hecho de que el agua transfiere la energía térmica mucho mejor que el aire. Sin embargo, también se utiliza un intercambiador de calor de aire para calentar. Además del agua y el aire, también se usa un intercambiador de calor para la chimenea para calefacción, que no se instala en el interior, sino en el exterior.

Todos los dispositivos de calefacción industrial están equipados con intercambiadores de calor, cuyo diseño se adapta al máximo para un calentamiento de agua eficiente.

En la fábrica, los intercambiadores de calor están hechos de cobre. La tubería es una bobina, a través de cuyas curvas hay muchas placas, que proporcionan una gran área de intercambio de calor.

Es casi imposible construir un intercambiador de calor casero para calentar en casa de modo que sea exactamente como uno de fábrica. Por tanto, tendrás que elegir una opción más sencilla.

Diseño de sistemas

El principio de funcionamiento de un intercambiador de calor casero es que la estufa le transfiere energía de la combustión de madera o carbón, y el agua calentada se dispersa a través de tuberías a todas las habitaciones. Este método de calefacción permite a los habitantes de la casa disfrutar de una distribución uniforme del calor. Además, todas las habitaciones se calientan mucho más rápido y se reducen los costos de combustible.

Hay dos formas de mejorar la calefacción de la estufa de una casa privada:

• construir un horno "desde cero" para un tamaño específico del intercambiador de calor;
• Instale un intercambiador de calor casero, hecho para adaptarse al tamaño de la cámara de combustión, en el horno existente.

Al hacer un intercambiador de calor para calentar con sus propias manos, el propietario puede estar seguro de que su estufa con circuito de agua no funcionará peor que una caldera de combustible sólido real. La única diferencia es que en la estufa, la ubicación de la entrada del intercambiador de calor resultará ser un poco más alta sobre el piso que en las calderas de fábrica. Esta es una diferencia bastante significativa que puede afectar la tasa de circulación natural del refrigerante.

La conexión del intercambiador de calor al sistema de calefacción debe realizarse de tal manera que la tubería de suministro de agua fría (retorno) esté ubicada lo más bajo posible.

Al igual que en un sistema de calefacción convencional, se debe instalar un tanque de expansión en la parte superior de las tuberías. Compensará el cambio en el volumen de agua caliente y liberará burbujas de aire del sistema. Si la calefacción a través de un intercambiador de calor de circulación natural es insuficiente para calentar una cabaña grande, deberá instalar una bomba de circulación en el sistema.

Para conectar un intercambiador de calor casero para calefacción, se utilizan 2 accesorios: uno en la parte inferior (entrada de agua fría) y el otro en la parte superior (salida de agua caliente). Al instalar el intercambiador de calor, es necesario proporcionar la pendiente necesaria de las tuberías, según lo requiera el esquema.

Ventajas de calentar con intercambiador de calor

Si comprende por qué necesita un intercambiador de calor en un sistema de calefacción, puede ver varias ventajas claras:

1. Facilidad de fabricación. Si ya existe una estufa en la casa, tendrá que gastar solo en hacer un intercambiador de calor casero e instalar un sistema de calefacción.
2. Calefacción combinada. Además de calentar la casa desde la superficie de la estufa, se agregará un sistema de calentamiento de agua.
3. Variedad de combustibles. Puede calentar la estufa con cualquier fuente de energía sólida, a diferencia de las calderas que se enfocan solo en un cierto tipo de combustible.
4. Bonita apariencia. Es útil preservar el aspecto tradicional de la estufa rusa al crear un interior al estilo nacional.

Entre las desventajas de calentar a través de un intercambiador de calor se encuentran: menor eficiencia en comparación con las calderas de fábrica y la falta de control automático sobre la intensidad del calentamiento del refrigerante.

Cómo hacer un intercambiador de calor casero

La forma de un intercambiador de calor para calefacción de bricolaje puede ser diferente. La opción más común es un registro de varios tubos de acero o cobre, pero también se utilizan muestras tipo placa.

La temperatura en la zona de combustión es muy alta, especialmente cuando se quema carbón. Por lo tanto, se imponen mayores requisitos sobre el metal del que se fabricarán los elementos del intercambiador de calor, la racionalidad de su diseño y la calidad de las soldaduras.

Materiales para hacer

La tarea de los intercambiadores de calor de agua para calentar es garantizar una transferencia de calor óptima y, en este proceso, el grado de conductividad térmica del metal es importante. Por ejemplo, una tubería de acero conduce el calor 7 veces menos que una tubería de cobre. Por lo tanto, con el mismo diámetro de tubería, para transferir la misma cantidad de calor, se necesitarán 25 metros de tubería de acero en lugar de 3,5 metros de cobre.

Los intercambiadores de calor de cobre son los más económicos de operar, pero también costosos. Los intercambiadores de calor hechos de tubos de acero con un diámetro de al menos 32 mm se consideran más asequibles para la autoproducción.

Si se supone que debe calentar la estufa con carbón, es mejor instalar un intercambiador de calor de hierro fundido. Este metal es más fuerte y las paredes del dispositivo no se quemarán durante mucho tiempo.

Cálculo de potencia del intercambiador de calor

Es bastante difícil calcular de antemano la capacidad de un intercambiador de calor para un sistema de calefacción. Para hacer esto, debe tener en cuenta demasiados factores: diámetro de la tubería, longitud de la bobina, conductividad térmica del metal, temperatura de combustión del combustible, tasa de circulación del refrigerante, etc. La capacidad real de un intercambiador de calor para hacer frente a sus funciones se hará evidente solo después de que el sistema de calefacción comience a funcionar.

Al calcular, se puede guiar que 1 metro de una tubería con un diámetro de 50 mm, que sirve como intercambiador de calor, dará 1 kW de potencia térmica.

Puede tomar, por ejemplo, cualquier modelo de caldera conocido y, de acuerdo con sus parámetros, hacer su propio intercambiador de calor casero.

Caracteristicas de diseño

Un intercambiador de calor para calentar el agua de una casa, soldado a partir de tuberías de paredes lisas, se llama registro. Parece una especie de "parrilla" y es la forma más popular de intercambiador de calor casero. Además de este diseño, los dispositivos más simples se fabrican en forma de tanque rectangular o cilíndrico. Lo principal es que el área de superficie para el intercambio de calor es lo más grande posible.

Al hacer un intercambiador de calor con sus propias manos, se deben observar varias condiciones:

• el ancho de los huecos internos en el intercambiador de calor debe ser de al menos 5 mm, de lo contrario, el agua puede hervir;
• el grosor de la pared de las tuberías debe ser de al menos 3 mm para que el metal no se queme;
• un espacio de 10-15 mm entre el intercambiador de calor y las paredes del horno debe compensar la expansión del metal durante el calentamiento.

Características de instalación

La forma más sencilla es instalar el intercambiador de calor simultáneamente con la construcción del horno. Si lo instalas en un horno viejo, tendrás que desmontar parte de su mampostería.

Procedimiento:

1. Sobre la base preparada del horno, se instala un intercambiador de calor tubular directamente en la cavidad del horno.
2. Con la colocación adicional de las filas de ladrillos, se deja espacio para las tuberías de entrada y salida del dispositivo.
3. Después de completar la colocación del horno, el intercambiador de calor se conecta al sistema de calefacción, el sistema se llena con agua y se enciende un horno de prueba.

El material de video lo invita a familiarizarse con consejos útiles para hacer usted mismo un intercambiador de calor:

Hasta ahora, solo hemos hablado de intercambiadores de calor en un sistema de calentamiento de agua caliente. Prestemos atención a otras áreas de su aplicación.

Calentamiento de aire

Si caracterizamos el sistema de calentamiento de aire, podemos decir que tiene más desventajas que ventajas. Los intercambiadores de calor de aire para calefacción no se utilizan ampliamente en el sector residencial privado, aún no se han convertido en algo común.

La ventaja de este sistema es la capacidad de combinar calefacción con ventilación forzada. Sin embargo, posibles errores en su diseño e instalación pueden minimizar los beneficios. El ruido del ventilador se puede escuchar en los conductos de aire y se sienten desequilibrios de temperatura en las habitaciones.

Existen intercambiadores de calor para calentamiento de aire tanto para calentamiento directo como indirecto. En el primero de ellos, el gas o el gasoil se quema directamente en el propio intercambiador de calor. Otros modelos utilizan un medio de calentamiento intermedio.

Intercambiador de calor de chimenea

En las dachas y en los baños de los "artesanos populares" se puede ver un intercambiador de calor de agua o aire casero instalado en la chimenea de una pequeña estufa. Resulta muy rentable: el calor no desaparece con el humo, y parte de él se utiliza para calentar el agua.

Al instalar un intercambiador de calor en la chimenea para calentar, puede obtener una cantidad bastante grande de agua caliente. Eso sí, esto no es suficiente para calentar toda la casa, pero sí basta con poner uno o dos radiadores en el vestidor. Puede usar un intercambiador de calor para la chimenea tanto para calentar como para calentar rápidamente el agua en un baño.

Un dispositivo de este tipo puede ser muy sencillo de fabricar. Como base, puede tomar un trozo de una tubería grande con un diámetro de 500-700 mm o soldar un tanque de acero inoxidable. En el centro de la estructura habrá una tubería vertical correspondiente al diámetro de la chimenea, y se deben soldar dos tuberías en la parte superior e inferior.

Al dar su temperatura al intercambiador de calor, los productos de combustión que salen del horno se enfrían rápidamente. Debido a esto, el tiro en la chimenea disminuye y la combustión del combustible se ralentiza un poco.

Hacer un intercambiador de calor para calentar con sus propias manos puede ser una forma de organizar el calentamiento de agua en toda regla en una casa sin comprar equipos costosos.