Izmjenjivač topline koji je sam izradio poslužit će kao "srce" kućnog sustava grijanja

Glavni element bilo kojeg od sustava grijanja je poseban uređaj - izmjenjivač topline za grijanje kuće, u kojem se toplina prenosi iz generatora topline u rashladnu tekućinu. Na modernom tržištu predstavljen je velik broj različitih kotlova za grijanje, ali sva njihova raznolikost ne ograničava maštu domaćih obrtnika u smislu neovisne proizvodnje takvih uređaja. U našem ćemo članku čitatelje tražiti da saznaju za što je potreban izmjenjivač topline u sustavu grijanja, kako ga sami izraditi i kako ga spojiti.

Funkcija izmjenjivača topline u sustavu grijanja

U sustavima za grijanje zraka u domaćinstvu najčešće se koriste površinski izmjenjivači topline sustava grijanja, gdje se toplinska energija prenosi kroz površine metalnih stijenki datog uređaja.

Načelo grijanja kroz izmjenjivač topline najpotpunije je provedeno u dizajnu kotlova na plin, kruto gorivo ili električne. Voda cirkulira cijevima savijenim u obliku zavojnice, ugrađenim unutar jedinice grijanja, i zagrijava se temperaturom gorućeg goriva. Zagrijana rashladna tekućina ide u cjevovod sustava grijanja, a ohlađena voda iz radijatora ulazi u izmjenjivač topline kako bi ga zamijenila.

Do sada je u mnogim pojedinačnim kućama štednjak i dalje tradicionalni izvor topline. Dobro je za grijanje malene kolibe, ali u višesobnoj vikendici njezina toplinska snaga nije dovoljna. Stoga je u privatnoj kući potreban izmjenjivač topline u sustavu grijanja kako bi se peć pretvorila u punopravni kotao za grijanje vode. Veličina i oblik domaćeg izmjenjivača topline za grijanje trebali bi odgovarati dimenzijama komore za gorivo peći. Na ovaj uređaj mogu se spojiti cijevi i radijatori, a tada će grijanje kuće postati učinkovitije.

Vrste izmjenjivača topline

Vodeni izmjenjivači topline za grijanje praktičniji su. To je zbog činjenice da voda prenosi toplinsku energiju puno bolje od zraka. Međutim, koristi se i zračni izmjenjivač topline za grijanje. Osim vode i zraka, izmjenjivač topline koristi se i za dimnjak za grijanje, koji nije ugrađen iznutra, već izvana.

Svi industrijski uređaji za grijanje opremljeni su izmjenjivačima topline čiji je dizajn maksimalno prilagođen za učinkovito zagrijavanje vode.

U tvornici su izmjenjivači topline izrađeni od bakra. Cijev je zavojnica, preko zavoja koje ima mnogo ploča, koje pružaju veliko područje izmjene topline.

Gotovo je nemoguće izraditi domaći izmjenjivač topline za grijanje kod kuće tako da bude točno poput tvorničkog. Stoga ćete morati odabrati jednostavniju opciju.

Dizajn sustava

Načelo rada domaćeg izmjenjivača topline je da mu peć prenosi energiju izgaranjem drva ili ugljena, a zagrijana voda cijevima se raspršuje u sve prostorije. Ova metoda grijanja omogućava stanovnicima kuće da uživaju u ravnomjernoj raspodjeli topline. Uz to, sve se sobe zagrijavaju mnogo brže, a smanjuju se i troškovi goriva.

Postoje dva načina za poboljšanje grijanja peći u privatnoj kući:

• izgraditi peć "od nule" za određenu veličinu izmjenjivača topline;
• u postojeću peć ugradite domaći izmjenjivač topline, izrađen po mjeri kamina.

Izradom izmjenjivača topline za grijanje vlastitim rukama, vlasnik kuće može biti siguran da će njegova peć s vodenim krugom raditi ne lošije od pravog kotla na kruto gorivo. Jedina razlika je u tome što će se u peći mjesto ulaza u izmjenjivač topline pokazati nešto višim iznad poda nego u tvorničkim kotlovima. To je prilično značajna razlika koja može utjecati na brzinu prirodne cirkulacije rashladne tekućine.

Spajanje izmjenjivača topline na sustav grijanja mora biti izvedeno na takav način da je cijev za dovod hladne vode (povratna) smještena što je moguće niže.

Baš kao i u uobičajenom sustavu grijanja, na vrhu cjevovoda mora se instalirati ekspanzijski spremnik. Nadoknadit će promjenu u količini zagrijane vode i ispustiti mjehuriće zraka iz sustava. Ako grijanje kroz izmjenjivač topline s prirodnom cirkulacijom nije dovoljno za zagrijavanje velike vikendice, morat ćete instalirati cirkulacijsku pumpu u sustav.

Za spajanje domaćeg izmjenjivača topline za grijanje koriste se 2 okova: jedan na dnu (ulaz hladne vode), drugi na vrh (izlaz vruće). Prilikom ugradnje izmjenjivača topline potrebno je osigurati potreban nagib cijevi, kako zahtijeva shema.

Prednosti grijanja izmjenjivačem topline

Ako razumijete zašto vam je potreban izmjenjivač topline u sustavu grijanja, možete vidjeti nekoliko jasnih prednosti:

1. Jednostavnost izrade. Ako štednjak već postoji u kući, tada ćete morati potrošiti samo na izradu domaćeg izmjenjivača topline i ugradnju sustava grijanja.
2. Kombinirano grijanje. Uz grijanje kuće s površine peći, dodat će se i sustav za grijanje vode.
3. Raznolikost goriva. Štednjak možete zagrijavati bilo kojim čvrstim izvorima energije, za razliku od kotlova koji su usredotočeni samo na određenu vrstu goriva.
4. Lijep izgled. Korisno je sačuvati tradicionalni izgled ruske peći pri stvaranju interijera u nacionalnom stilu.

Među nedostacima grijanja putem izmjenjivača topline su: manje visoka učinkovitost u usporedbi s tvorničkim kotlovima i nedostatak automatske kontrole intenziteta zagrijavanja rashladne tekućine.

Kako napraviti domaći izmjenjivač topline

Oblik izmjenjivača topline za samostalno grijanje može biti različit. Najčešća opcija je registar nekoliko čeličnih ili bakrenih cijevi, ali koriste se i uzorci pločastih vrsta.

Temperatura u zoni izgaranja je vrlo visoka, posebno kada gori ugljen. Stoga se povećavaju zahtjevi za metalom od kojeg će se izrađivati ​​elementi izmjenjivača topline, racionalnošću njegovog dizajna i kvalitetom zavarenih spojeva.

Materijali za izradu

Zadaća izmjenjivača vode za grijanje je osigurati optimalan prijenos topline, a u ovom je procesu važan stupanj toplinske vodljivosti metala. Na primjer, čelična cijev provodi toplinu 7 puta manje od bakrene cijevi. Stoga će s istim promjerom cijevi za prijenos iste količine topline trebati 25 metara čeličnih cijevi umjesto 3,5 metra bakra.

Bakreni izmjenjivači topline najekonomičniji su u radu, ali i skupi. Izmjenjivači topline izrađeni od čelične cijevi promjera najmanje 32 mm smatraju se povoljnijima za samoproizvodnju.

Ako treba grijati peć ugljenom, bolje je ugraditi izmjenjivač topline od lijevanog željeza. Ovaj je metal jači, a zidovi uređaja neće dugo izgarati.

Izračun snage izmjenjivača topline

Prilično je teško unaprijed izračunati kapacitet izmjenjivača topline za sustav grijanja. Da biste to učinili, morate uzeti u obzir previše faktora: promjer cijevi, duljinu zavojnice, toplinsku vodljivost metala, temperaturu izgaranja goriva, brzinu cirkulacije rashladne tekućine itd. Stvarna sposobnost izmjenjivača topline da se nosi sa svojim funkcijama postat će jasna tek nakon što sustav grijanja počne raditi.

Pri izračunavanju se može voditi da 1 metar cijevi promjera 50 mm, koja služi kao izmjenjivač topline, daje 1 kW toplinske snage.

Možete uzeti, na primjer, bilo koji dobro poznati model kotla i, u skladu s njegovim parametrima, izraditi vlastiti domaći izmjenjivač topline.

Značajke dizajna

Izmjenjivač topline za grijanje vode kuće, zavaren od cijevi s glatkim zidovima, naziva se registrom. Izgleda poput svojevrsnog "roštilja" i najpopularniji je oblik domaćeg izmjenjivača topline. Uz ovaj dizajn, izrađeni su i jednostavniji uređaji u obliku pravokutnog ili cilindričnog spremnika. Glavna stvar je da je površina za izmjenu topline što veća.

Kada izrađujete izmjenjivač topline vlastitim rukama, mora se poštivati ​​nekoliko uvjeta:

• širina unutarnjih praznina u izmjenjivaču topline mora biti najmanje 5 mm, inače voda u njemu može kipjeti;
• debljina stijenke cijevi mora biti najmanje 3 mm kako metal ne bi izgorio;
• razmak od 10-15 mm između izmjenjivača topline i stijenki peći mora nadoknaditi širenje metala tijekom zagrijavanja.

Značajke instalacije

Najlakši način je instalirati izmjenjivač topline istovremeno s konstrukcijom peći. Ako ga instalirate u staru pećnicu, morat ćete rastaviti dio opeke.

Postupak:

1. Na pripremljenom temelju peći, cjevasti izmjenjivač topline ugrađuje se izravno u šupljinu peći.
2. Daljnjim polaganjem redova opeke ostavlja se prostor za ulazne i izlazne cijevi uređaja.
3. Nakon završetka polaganja peći, izmjenjivač topline priključuje se na sustav grijanja, sustav se puni vodom i ispaljuje ispitna peć.

Video materijal vas poziva da se upoznate s korisnim savjetima za izradu izmjenjivača topline sami:

Do sada smo razgovarali samo o izmjenjivačima topline u sustavu grijanja tople vode. Obratimo pažnju na druga područja njihove primjene.

Grijanje na zrak

Ako okarakteriziramo sustav grijanja zrakom, možemo reći da ima više nedostataka nego prednosti. Zračni izmjenjivači topline za grijanje nisu široko korišteni u privatnom rezidencijalnom sektoru, još uvijek nisu postali uobičajeni.

Prednost ovog sustava je mogućnost kombiniranja grijanja s prisilnom ventilacijom. Međutim, moguće pogreške u njegovom dizajnu i instalaciji mogu minimizirati koristi. U zračnim kanalima čuje se buka ventilatora, a u sobama se osjeća temperaturna neravnoteža.

Izmjenjivači topline za grijanje zraka postoje i za izravno i za neizravno grijanje. U prvom od njih plin ili dizel gorivo izgaraju se izravno u samom izmjenjivaču topline. Ostali modeli koriste srednji medij za grijanje.

Izmjenjivač topline dimnjaka

Na daćama i u kupkama "narodnih obrtnika" možete vidjeti domaći izmjenjivač topline vode ili zraka instaliran na dimnjaku male peći. Ispada vrlo isplativo: toplina ne odlazi s dimom, a dio se koristi za zagrijavanje vode.

Ugradnjom izmjenjivača topline na dimnjak za grijanje možete dobiti prilično veliku količinu tople vode. To naravno nije dovoljno za grijanje cijele kuće, ali dovoljno je staviti jedan ili dva radijatora u svlačionicu. Izmjenjivač topline za dimnjak možete koristiti i za grijanje i za brzo zagrijavanje vode u kadi.

Takav uređaj može biti vrlo jednostavan za proizvodnju. Kao osnovu možete uzeti komad velike cijevi promjera 500-700 mm ili zavariti spremnik od nehrđajućeg čelika. U središtu konstrukcije bit će okomita cijev koja odgovara promjeru dimnjaka, a dvije cijevi moraju biti zavarene odozgo i odozdo.

Davanjem temperature izmjenjivaču topline, proizvodi izgaranja koji napuštaju peć brzo se hlade. Zbog toga se propuh u dimnjaku smanjuje, a izgaranje goriva donekle usporava.

Izrada izmjenjivača topline za grijanje vlastitim rukama može biti način uređenja punopravnog grijanja vode u kući bez kupnje skupe opreme.