Een zelfgemaakte warmtewisselaar zal dienen als het "hart" van het verwarmingssysteem in huis

Het belangrijkste element van elk van de verwarmingssystemen is een speciaal apparaat - een warmtewisselaar voor het verwarmen van een huis, waarin warmte wordt overgedragen van de warmtegenerator naar het koelmiddel. Een groot aantal verschillende verwarmingsketels wordt op de moderne markt gepresenteerd, maar al hun verscheidenheid beperkt de verbeeldingskracht van thuisvakmensen niet in termen van onafhankelijke productie van dergelijke apparaten. In ons artikel wordt de lezer gevraagd uit te zoeken waar een warmtewisselaar voor nodig is in een verwarmingssysteem, hoe je deze zelf maakt en hoe je deze aansluit.

Warmtewisselaarfunctie in het verwarmingssysteem

In huishoudelijke luchtverwarmingssystemen worden meestal oppervlaktewarmtewisselaars van het verwarmingssysteem gebruikt, waarbij warmte-energie wordt overgedragen door de oppervlakken van de metalen wanden van het apparaat.

Het principe van verwarming via een warmtewisselaar wordt het meest volledig geïmplementeerd in het ontwerp van gas-, vaste brandstof- of elektrische ketels. Het water circuleert door de buizen die gebogen zijn in de vorm van een spiraal, geïnstalleerd in de verwarmingseenheid, en wordt verwarmd door de temperatuur van de brandende brandstof. Het verwarmde koelmiddel gaat in de pijpleiding van het verwarmingssysteem en gekoeld water van de radiatoren komt de warmtewisselaar binnen om het te vervangen.

Tot nu toe blijft de kachel in veel individuele huizen de traditionele warmtebron. Het is goed voor het verwarmen van een kleine hut, maar in een huisje met meerdere kamers is het thermische vermogen onvoldoende. Daarom is in een privéwoning een warmtewisselaar in het verwarmingssysteem nodig om van de kachel een volwaardige waterverwarmingsketel te maken. De grootte en vorm van een zelfgemaakte warmtewisselaar voor verwarming moet passen in de afmetingen van de brandstofkamer van de oven. Op dit apparaat kunnen leidingen en radiatoren worden aangesloten, en dan wordt de verwarming van het huis efficiënter.

Soorten warmtewisselaars

Waterwarmtewisselaars voor verwarming zijn praktischer. Dit komt door het feit dat water warmte-energie veel beter overdraagt ​​dan lucht. Er wordt echter ook gebruik gemaakt van een luchtwarmtewisselaar voor verwarming. Naast water en lucht wordt ook een warmtewisselaar gebruikt voor de schoorsteen voor verwarming, die niet binnen, maar buiten wordt geïnstalleerd.

Alle industriële verwarmingstoestellen zijn uitgerust met warmtewisselaars waarvan het ontwerp maximaal is aangepast voor een efficiënte waterverwarming.

In de fabriek zijn warmtewisselaars gemaakt van koper. De pijp is een spoel, over de bochten waarvan zich veel platen bevinden, die zorgen voor een groot warmtewisselingsgebied.

Het is bijna onmogelijk om een ​​zelfgemaakte warmtewisselaar voor verwarming in huis te bouwen, zodat deze precies hetzelfde is als een fabriekswarmtewisselaar. Daarom zul je een eenvoudigere optie moeten kiezen.

Systeem ontwerp

Het werkingsprincipe van een zelfgemaakte warmtewisselaar is dat de kachel er energie aan overdraagt ​​​​van de verbranding van hout of kolen, en het verwarmde water verspreidt zich via leidingen naar alle kamers. Door deze verwarmingsmethode kunnen de bewoners van het huis genieten van een gelijkmatige warmteverdeling. Bovendien warmen alle kamers veel sneller op en worden de brandstofkosten verlaagd.

Er zijn twee manieren om de kachelverwarming van een privéwoning te verbeteren:

• bouw een oven "from scratch" voor een specifieke grootte van de warmtewisselaar;
• installeer een zelfgemaakte warmtewisselaar, aangepast aan de grootte van de vuurhaard, in de bestaande oven.

Nadat hij met zijn eigen handen een warmtewisselaar voor verwarming heeft gemaakt, kan de huiseigenaar er zeker van zijn dat zijn kachel met een watercircuit niet slechter zal werken dan een echte ketel op vaste brandstof. Het enige verschil is dat in de kachel de plaats van de inlaat van de warmtewisselaar iets hoger boven de vloer zal blijken te zijn dan in fabrieksketels. Dit is een nogal significant verschil dat de snelheid van natuurlijke circulatie van het koelmiddel kan beïnvloeden.

De aansluiting van de warmtewisselaar op het verwarmingssysteem dient zo te gebeuren dat de koudwatertoevoerleiding (retour) zo laag mogelijk komt te liggen.

Net als bij een conventioneel verwarmingssysteem moet er bovenaan de leidingen een expansievat worden geïnstalleerd. Het compenseert de verandering in het volume van verwarmd water en laat luchtbellen uit het systeem ontsnappen. Indien verwarming door middel van een natuurlijke circulatiewarmtewisselaar onvoldoende is om een ​​groot huisje te verwarmen, dient u een circulatiepomp in het systeem te plaatsen.

Om een ​​zelfgemaakte warmtewisselaar voor verwarming aan te sluiten, worden 2 fittingen gebruikt: één aan de onderkant (koudwaterinlaat), de andere bovenaan (warme uitlaat). Bij het installeren van de warmtewisselaar is het noodzakelijk om de nodige helling van de leidingen te voorzien, zoals vereist door het schema.

Voordelen van verwarmen met een warmtewisselaar

Als u begrijpt waarom u een warmtewisselaar in een verwarmingssysteem nodig heeft, ziet u een aantal duidelijke voordelen:

1. gemak van fabricage. Als er al een kachel in huis is, hoeft u alleen maar een zelfgemaakte warmtewisselaar te maken en een verwarmingssysteem te installeren.
2. Gecombineerde verwarming. Naast het verwarmen van het huis vanaf het oppervlak van de kachel, wordt een waterverwarmingssysteem toegevoegd.
3. Diverse brandstoffen. Je kunt de kachel verwarmen met alle vaste energiebronnen, in tegenstelling tot ketels die alleen op een bepaald type brandstof zijn gericht.
4. Mooie uitstraling. Het is handig om het traditionele uiterlijk van de Russische kachel te behouden bij het creëren van een interieur in de nationale stijl.

Een van de nadelen van verwarming via een warmtewisselaar zijn: minder hoog rendement in vergelijking met fabrieksketels en het ontbreken van automatische controle over de intensiteit van verwarming van het koelmiddel.

Hoe maak je een zelfgemaakte warmtewisselaar

De vorm van een warmtewisselaar voor doe-het-zelf verwarming kan verschillen. De meest gebruikelijke optie is een register van meerdere stalen of koperen buizen, maar er worden ook plaatvormige monsters gebruikt.

De temperatuur in de verbrandingszone is zeer hoog, vooral wanneer steenkool wordt verbrand. Daarom worden er hogere eisen gesteld aan het metaal waaruit de elementen van de warmtewisselaar zullen worden gemaakt, de rationaliteit van het ontwerp en de kwaliteit van de lassen.

Materialen om te maken

De taak van waterwarmtewisselaars voor verwarming is om te zorgen voor een optimale warmteoverdracht, en in dit proces is de mate van thermische geleidbaarheid van het metaal belangrijk. Een stalen buis geleidt bijvoorbeeld 7 keer minder warmte dan een koperen buis. Daarom is bij dezelfde leidingdiameter, om dezelfde hoeveelheid warmte over te dragen, 25 meter stalen leiding nodig in plaats van 3,5 meter koper.

Koperen warmtewisselaars zijn het meest economisch in gebruik, maar ook duur. Warmtewisselaars gemaakt van stalen buizen met een diameter van minimaal 32 mm worden als betaalbaarder beschouwd voor zelfproductie.

Als het de bedoeling is om de kachel met kolen te verwarmen, is het beter om een ​​gietijzeren warmtewisselaar te installeren. Dit metaal is sterker en de wanden van het apparaat zullen niet lang doorbranden.

Vermogensberekening warmtewisselaar

Het is nogal moeilijk om vooraf de capaciteit van een warmtewisselaar voor een verwarmingssysteem te berekenen. Om dit te doen, moet u rekening houden met te veel factoren: buisdiameter, spoellengte, thermische geleidbaarheid van metaal, verbrandingstemperatuur van brandstof, circulatiesnelheid van koelvloeistof, enz. Het werkelijke vermogen van een warmtewisselaar om zijn functies aan te kunnen, wordt pas duidelijk. nadat het verwarmingssysteem begint te werken.

Bij de berekening kan worden aangenomen dat 1 meter van een buis met een diameter van 50 mm, die dienst doet als warmtewisselaar, 1 kW thermisch vermogen zal geven.

U kunt bijvoorbeeld elk bekend ketelmodel nemen en, in overeenstemming met de parameters, uw eigen zelfgemaakte warmtewisselaar maken.

Ontwerpkenmerken

Een warmtewisselaar voor waterverwarming van een huis, gelast uit gladwandige buizen, wordt een register genoemd. Het ziet eruit als een soort "grill" en is de meest populaire vorm van zelfgemaakte warmtewisselaar. Naast dit ontwerp worden eenvoudiger apparaten gemaakt in de vorm van een rechthoekige of cilindrische tank. Het belangrijkste is dat het oppervlak voor warmtewisseling zo groot mogelijk is.

Wanneer u een warmtewisselaar met uw eigen handen maakt, moeten verschillende voorwaarden in acht worden genomen:

• de breedte van de interne holtes in de warmtewisselaar moet minimaal 5 mm zijn, anders kan het water erin koken;
• de wanddikte van de buizen moet minimaal 3 mm zijn zodat het metaal niet doorbrandt;
• een opening van 10-15 mm tussen de warmtewisselaar en de wanden van de oven moet de uitzetting van het metaal tijdens het verwarmen compenseren.

Installatiefuncties

De eenvoudigste manier is om de warmtewisselaar gelijktijdig met de constructie van de oven te installeren. Als u het in een oude oven installeert, moet u een deel van het metselwerk demonteren.

Procedure:

1. Op de voorbereide fundering van de oven wordt een buisvormige warmtewisselaar rechtstreeks in de holte van de oven geïnstalleerd.
2. Bij het verder leggen van de rijen stenen blijft er ruimte over voor de aan- en afvoerleidingen van het apparaat.
3. Na voltooiing van het leggen van de oven wordt de warmtewisselaar aangesloten op het verwarmingssysteem, wordt het systeem gevuld met water en wordt een testoven gestookt.

Het videomateriaal nodigt uit om kennis te maken met handige tips om zelf een warmtewisselaar te maken:

Tot nu toe hebben we het alleen gehad over warmtewisselaars in een warmwaterverwarmingssysteem. Laten we aandacht besteden aan andere gebieden van hun toepassing.

Luchtverwarming

Als we het luchtverwarmingssysteem karakteriseren, kunnen we zeggen dat het meer nadelen dan voordelen heeft. Luchtwarmtewisselaars voor verwarming worden niet veel gebruikt in de particuliere woningsector, ze zijn nog geen gemeengoed geworden.

Het voordeel van dit systeem is de mogelijkheid om verwarming te combineren met geforceerde ventilatie. Mogelijke fouten in het ontwerp en de installatie kunnen de voordelen echter minimaliseren. Ventilatorgeluid is hoorbaar in de luchtkanalen en er is een onbalans in de temperatuur in de kamers.

Warmtewisselaars voor luchtverwarming bestaan ​​zowel voor directe als indirecte verwarming. In de eerste wordt gas of dieselbrandstof direct in de warmtewisselaar zelf verbrand. Andere modellen gebruiken een tussenliggend verwarmingsmedium.

Schoorsteen warmtewisselaar

In de datsja's en in de baden van de "volksambachtslieden" zie je een zelfgemaakte water- of luchtwarmtewisselaar geïnstalleerd op de schoorsteen van een kleine kachel. Het blijkt zeer winstgevend: de warmte gaat niet mee met de rook en een deel ervan dient om het water te verwarmen.

Door een warmtewisselaar op de schoorsteen te installeren voor verwarming, kunt u een vrij grote hoeveelheid warm water krijgen. Dit is natuurlijk niet genoeg om het hele huis te verwarmen, maar het is voldoende om een ​​of twee radiatoren in de kleedkamer te plaatsen. Een warmtewisselaar voor de schoorsteen kun je zowel voor verwarming als voor het snel opwarmen van water in een bad gebruiken.

Een dergelijke inrichting kan zeer eenvoudig te vervaardigen zijn. Als basis kunt u een stuk grote buis met een diameter van 500-700 mm nemen, of een roestvrijstalen tank lassen. In het midden van de constructie bevindt zich een verticale pijp die overeenkomt met de diameter van de schoorsteen, en twee pijpen moeten aan de boven- en onderkant worden gelast.

Door de warmtewisselaar zijn temperatuur af te geven, koelen de verbrandingsproducten die de oven verlaten snel af. Hierdoor neemt de trek in de schoorsteen af ​​en vertraagt ​​de verbranding van brandstof enigszins.

Een warmtewisselaar maken voor verwarming met uw eigen handen kan een manier zijn om volwaardige waterverwarming in een huis te regelen zonder dure apparatuur aan te schaffen.