Minkä tahansa lämmitysjärjestelmän pääelementti on erityinen laite - lämmönvaihdin talon lämmittämiseen, jossa lämpö siirtyy lämmönkehittimestä jäähdytysnesteeseen. Nykyaikaisilla markkinoilla on suuri määrä erilaisia lämmityskattiloita, mutta niiden moninaisuus ei rajoita kotityöläisten mielikuvitusta tällaisten laitteiden itsenäisessä tuotannossa. Artikkelissamme lukijoita pyydetään selvittämään, mihin lämmönvaihtimeen tarvitaan lämmitysjärjestelmää, miten se tehdään itse ja miten se liitetään.
Lämmönvaihtimen toiminto lämmitysjärjestelmässä
Kotiilmalämmitysjärjestelmissä käytetään useimmiten lämmitysjärjestelmän pintalämmönvaihtimia, joissa lämpöenergia siirtyy laitteen metalliseinien pintojen läpi.
Lämmönvaihtimen kautta tapahtuvan lämmityksen periaate toteutetaan parhaiten kaasu-, kiinteä- tai sähkökattiloiden suunnittelussa. Vesi kiertää kelan muodossa taivutettujen putkien läpi, jotka on asennettu lämmitysyksikön sisälle, ja sitä lämmitetään polttavan polttoaineen lämpötilasta. Lämmitetty jäähdytysneste menee lämmitysjärjestelmän putkistoon, ja jäähdyttimien jäähdytetty vesi menee lämmönvaihtimeen korvaamaan sen.
Tähän asti monissa yksittäisissä taloissa liesi on perinteinen lämmönlähde. Se on hyvä lämmittää pieni mökki, mutta monihuoneisessa mökissä sen lämpöteho on riittämätön. Siksi omakotitalossa tarvitaan lämmitysjärjestelmän lämmönvaihdinta, jotta uunista tulisi täysimittainen vesilämmityskattila. Lämmitykseen tarkoitetun kotitekoisen lämmönvaihtimen koon ja muodon on sovittava uunin polttoainekammion mittoihin. Putket ja patterit voidaan liittää tähän laitteeseen, ja sitten talon lämmitys tehostuu.
Lämmönvaihtimien tyypit
Veden lämmönvaihtimet lämmitykseen ovat käytännöllisempiä. Tämä johtuu siitä, että vesi siirtää lämpöenergiaa paljon paremmin kuin ilma. Lämmitykseen käytetään kuitenkin myös ilmalämmönvaihdinta. Veden ja ilman lisäksi lämmitykseen käytettävään savupiippuun käytetään lämmönvaihdinta, joka ei ole asennettuna sisälle vaan ulkopuolelle.
Kaikki teolliset lämmityslaitteet on varustettu lämmönvaihtimilla, joiden rakenne on maksimaalisesti mukautettu tehokkaaseen veden lämmitykseen.
Tehtaalla lämmönvaihtimet on valmistettu kuparista. Putki on kela, jonka mutkien poikki on monia levyjä, jotka tarjoavat suuren lämmönvaihtopinta-alan.
On melkein mahdotonta rakentaa kotitekoista lämmönvaihdinta kodin lämmitykseen niin, että se on täsmälleen kuin tehdas. Siksi sinun on valittava yksinkertaisempi vaihtoehto.
Järjestelmäsuunnittelu
Kotitekoisen lämmönvaihtimen toimintaperiaate on, että liesi siirtää siihen energiaa puun tai hiilen poltosta, ja lämmitetty vesi leviää putkien kautta kaikkiin huoneisiin. Tämän lämmitysmenetelmän avulla talon asukkaat voivat nauttia tasaisesta lämmön jakautumisesta. Lisäksi kaikki huoneet lämpenevät paljon nopeammin ja polttoainekustannukset pienenevät.
Yksityisen talon uunilämmitystä voidaan parantaa kahdella tavalla:
- rakentaa uuni "tyhjästä" tietyn kokoiselle lämmönvaihtimelle;
- asenna kotitekoinen lämmönvaihdin, joka on valmistettu sovittamaan tulipesän koko, olemassa olevaan uuniin.
Valmistamalla lämmönvaihtimen lämmitykseen omin käsin, kodinomistaja voi olla varma, että hänen vesipiirinsä toimiva liesi ei toimi huonommin kuin todellinen kiinteän polttoaineen kattila. Ainoa ero on, että uunissa lämmönvaihtimen tuloaukon sijainti osoittautuu hieman korkeammaksi lattian yläpuolelle kuin tehtaan kattiloissa. Tämä on melko merkittävä ero, joka voi vaikuttaa jäähdytysnesteen luonnollisen kierron nopeuteen.
Lämmönvaihtimen kytkentä lämmitysjärjestelmään on tehtävä siten, että kylmän veden syöttöputki (paluu) sijaitsee mahdollisimman matalalla.
Aivan kuten tavanomaisessa lämmitysjärjestelmässä, putkilinjan yläosaan on asennettava paisuntasäiliö. Se kompensoi lämmitetyn veden tilavuuden muutoksen ja vapauttaa ilmakuplia järjestelmästä. Jos lämmitys luonnonkiertolämmönvaihtimen kautta ei riitä suuren mökin lämmittämiseen, joudut asentamaan kiertovesipumpun järjestelmään.
Kotitekoisen lämmönvaihtimen liittämiseksi lämmitykseen käytetään kahta liitososaa: toista alaosassa (kylmän veden tuloaukko), toista ylhäällä (kuuman ulostuloaukon). Lämmönvaihdinta asennettaessa on välttämätöntä järjestää putkien tarvittava kaltevuus järjestelmän edellyttämällä tavalla.
Lämmönvaihtimen edut
Jos ymmärrät, miksi tarvitset lämmönvaihdinta lämmitysjärjestelmään, voit nähdä useita selkeitä etuja:
- Helppo valmistaa. Jos talossa on jo liesi, sinun on käytettävä vain kotitekoisen lämmönvaihtimen valmistamiseen ja lämmitysjärjestelmän asentamiseen.
- Yhdistetty lämmitys. Talon lämmittämisen takan pinnalta lisäksi vesilämmitysjärjestelmä lisätään.
- Erilaisia polttoaineita. Voit lämmittää liesi millä tahansa kiinteällä energialähteellä, toisin kuin kattilat, jotka keskittyvät vain tiettyyn polttoainetyyppiin.
- Mukava ulkonäkö. On hyödyllistä säilyttää venäläisen lieden perinteinen ilme, kun luodaan sisustus kansalliseen tyyliin.
Lämmönvaihtimen kautta tapahtuvan lämmityksen haittoja ovat: vähemmän korkea hyötysuhde verrattuna tehtaan kattiloihin ja jäähdytysnesteen lämmityksen voimakkuuden automaattisen hallinnan puute.
Kuinka tehdä kotitekoinen lämmönvaihdin
DIY-lämmityksen lämmönvaihtimen muoto voi olla erilainen. Yleisin vaihtoehto on useiden teräs- tai kupariputkien rekisteri, mutta käytetään myös levytyyppisiä näytteitä.
Palamisvyöhykkeen lämpötila on erittäin korkea, varsinkin kun hiili palaa. Siksi metallille, josta lämmönvaihtimen elementit tehdään, asetetaan korkeammat vaatimukset, sen suunnittelun järkevyys ja hitsien laatu.
Valmistusmateriaalit
Lämmityksen vesilämmönvaihtimien tehtävänä on varmistaa optimaalinen lämmönsiirto, ja tässä prosessissa metallin lämmönjohtavuusaste on tärkeä. Esimerkiksi teräsputki johtaa lämpöä 7 kertaa vähemmän kuin kupariputki. Siksi samalla putken halkaisijalla saman lämpömäärän siirtämiseen tarvitaan 25 metriä teräsputkea 3,5 metrin kuparin sijasta.
Kuparilämmönvaihtimet ovat taloudellisin käyttää, mutta myös kalliita. Vähintään 32 mm halkaisijaltaan teräsputkista valmistettuja lämmönvaihtimia pidetään edullisempina omantuotannossa.
Jos uunin on tarkoitus lämmittää hiiltä, on parempi asentaa valurautalämmönvaihdin. Tämä metalli on vahvempi, eikä laitteen seinät palaa pitkään aikaan.
Lämmönvaihtimen tehon laskenta
Lämmitysjärjestelmän lämmönvaihtimen kapasiteetin laskeminen etukäteen on melko vaikeaa. Tätä varten sinun on otettava huomioon liian monet tekijät: putken halkaisija, kelan pituus, metallin lämmönjohtavuus, polttoaineen palamislämpötila, jäähdytysnesteen kiertonopeus jne. Lämmönvaihtimen todellinen kyky selviytyä toiminnoistaan tulee selväksi vain lämmitysjärjestelmän toiminnan aloittamisen jälkeen.
Laskennassa voidaan ohjata, että 1 metri halkaisijaltaan 50 mm: n putkea, joka toimii lämmönvaihtimena, antaa 1 kW lämpötehoa.
Voit ottaa esimerkiksi minkä tahansa tunnetun kattilamallin ja tehdä sen parametrien mukaan oman kotitekoisen lämmönvaihtimen.
Suunnitteluominaisuuksia
Talon vedenlämmityksen lämmönvaihdinta, joka on hitsattu sileäseinäisistä putkista, kutsutaan rekisteriksi. Se näyttää eräänlaiselta "grilliltä" ja on suosituin kotitekoisen lämmönvaihtimen muoto. Tämän rakenteen lisäksi yksinkertaisemmat laitteet tehdään suorakaiteen tai sylinterin muotoisena säiliönä. Tärkeintä on, että lämmönvaihdon pinta-ala on mahdollisimman suuri.
Kun teet lämmönvaihtimen omin käsin, on noudatettava useita ehtoja:
- lämmönvaihtimen sisäisten aukkojen leveyden on oltava vähintään 5 mm, muuten siinä oleva vesi voi kiehua;
- putkien seinämän paksuuden on oltava vähintään 3 mm, jotta metalli ei palaa;
- lämmönvaihtimen ja uunin seinien välillä on 10–15 mm: n rako, joka kompensoi metallin laajenemisen lämmityksen aikana.
Asennusominaisuudet
Helpoin tapa on asentaa lämmönvaihdin samanaikaisesti uunin rakentamisen kanssa. Jos asennat sen vanhaan uuniin, sinun on purettava osa sen tiilestä.
Menettely:
- Valmistetun uunin pohjalle putkimainen lämmönvaihdin asennetaan suoraan uunin onteloon.
- Tiilirivien lisäasennuksen yhteydessä laitteen tulo- ja poistoputkille jää tilaa.
- Uunin asettamisen jälkeen lämmönvaihdin kytketään lämmitysjärjestelmään, järjestelmä täytetään vedellä ja testiuuni poltetaan.
Videomateriaali kutsuu sinut tutustumaan hyödyllisiin vinkkeihin lämmönvaihtimen valmistamiseksi itse:
Tähän asti olemme puhuneet vain lämmönvaihtimista kuumavesilämmitysjärjestelmässä. Kiinnitetään huomiota muihin sovellusalueisiin.
Ilmalämmitys
Jos luonnehdimme ilmalämmitysjärjestelmää, voimme sanoa, että sillä on enemmän haittoja kuin etuja. Ilmalämmönvaihtimia lämmitykseen ei käytetä laajalti yksityisasunnoissa, niistä ei ole vielä tullut yleisiä.
Tämän järjestelmän etuna on kyky yhdistää lämmitys pakkotuuletukseen. Mahdolliset virheet sen suunnittelussa ja asennuksessa voivat kuitenkin minimoida edut. Ilmakanavista kuuluu tuulettimen melu, ja huoneiden lämpötilojen epätasapaino tuntuu.
Ilmalämmityksen lämmönvaihtimia on olemassa sekä suoraa että epäsuoraa lämmitystä varten. Ensimmäisessä niistä kaasu tai dieselpolttoaine poltetaan suoraan itse lämmönvaihtimessa. Muut mallit käyttävät välilämmitysväliainetta.
Savupiipun lämmönvaihdin
Dachoissa ja "kansankäsityöläisten" kylpyammeissa voit nähdä kotitekoisen vesi- tai ilmalämmönvaihtimen, joka on asennettu pienen takan savupiippuun. Se osoittautuu erittäin kannattavaksi: lämpö ei mene savun mukana, ja osa siitä käytetään veden lämmittämiseen.
Asentamalla lämmönvaihdin savupiippuun lämmitystä varten saat melko suuren määrän kuumaa vettä. Tämä ei tietenkään riitä koko talon lämmittämiseen, mutta riittää, että laitat yhden tai kaksi patteria pukuhuoneeseen. Lämmönvaihdinta voidaan käyttää savupiippuun sekä lämmitykseen että veden nopeaan lämmittämiseen kylvyssä.
Tällainen laite voi olla hyvin yksinkertainen valmistaa. Pohjana voit ottaa palan suuresta putkesta, jonka halkaisija on 500-700 mm, tai hitsata ruostumattomasta teräksestä valmistettu säiliö. Rakenteen keskellä on pystysuora putki, joka vastaa savupiipun halkaisijaa, ja kaksi putkea on hitsattava ylhäältä ja alhaalta.
Antamalla lämpötilan lämmönvaihtimelle uunista lähtevät palamistuotteet jäähtyvät nopeasti. Tämän vuoksi savupiipun vetovoima vähenee ja polttoaineen palaminen hidastuu jonkin verran.
Lämmönvaihtimen tekeminen lämmitykseen omin käsin voi olla tapa järjestää täysimittainen vedenlämmitys talossa ostamatta kalliita laitteita.
Valurautaparistojen idea ei ole huono, mutta entä osien väliset kumitiivisteet. Tulipesässä ne palavat ja savupiipussa, jos ne eivät pala, ne kuivuvat nopeasti ja murenevat.