Hovedelementet i et av varmesystemene er en spesiell enhet - en varmeveksler for oppvarming av et hus, der varmen overføres fra varmegeneratoren til kjølevæsken. Et stort antall forskjellige varmekjeler presenteres på det moderne markedet, men all deres variasjon begrenser ikke fantasien til hjemmearbeidere når det gjelder uavhengig produksjon av slike enheter. I vår artikkel blir leserne bedt om å finne ut hva en varmeveksler er nødvendig for i et varmesystem, hvordan du lager det selv og hvordan du kobler det til.
Varmevekslerfunksjon i varmesystemet
I husholdningsluftsystemer brukes oftest overflatevarmevekslere til varmesystemet, der varmeenergi overføres gjennom overflatene til metallveggene til den gitte enheten.
Prinsippet om oppvarming gjennom en varmeveksler er mest implementert i utformingen av gass, fast drivstoff eller elektriske kjeler. Vannet sirkulerer gjennom rørene bøyd i form av en spole, installert inne i varmeenheten, og blir varmet opp av temperaturen på det brennende drivstoffet. Det oppvarmede kjølevæsken går inn i rørledningen til varmesystemet, og avkjølt vann fra radiatorene kommer inn i varmeveksleren for å erstatte det.
Inntil nå er ovnen i mange individuelle hus den tradisjonelle varmekilden. Det er bra for oppvarming av en liten hytte, men i en hytte med flere rom er den termiske effekten utilstrekkelig. Derfor, i et privat hus, er det nødvendig med en varmeveksler i varmesystemet for å gjøre ovnen til en fullverdig vannvarmekjele. Størrelsen og formen på en hjemmelaget varmeveksler for oppvarming skal passe inn i dimensjonene til ovnens drivstoffkammer. Rør og radiatorer kan kobles til denne enheten, og deretter vil oppvarmingen av huset bli mer effektiv.
Typer varmevekslere
Vannvarmevekslere for oppvarming er mer praktiske. Dette skyldes at vann overfører varmeenergi mye bedre enn luft. Imidlertid brukes også en luftvarmeveksler for oppvarming. I tillegg til vann og luft brukes en varmeveksler også til skorsteinen for oppvarming, som ikke er installert inne, men utenfor.
Alle industrielle varmeenheter er utstyrt med varmevekslere, hvis design er maksimalt tilpasset effektiv vannoppvarming.
På fabrikken er varmevekslere laget av kobber. Røret er en spole, over bøyene som det er mange plater med, som gir et stort varmevekslingsområde.
Det er nesten umulig å bygge en hjemmelaget varmeveksler for oppvarming hjemme slik at den blir akkurat som en fabrikk. Derfor må du velge et enklere alternativ.
System design
Prinsippet for drift av en hjemmelaget varmeveksler er at ovnen overfører energi til den fra forbrenning av tre eller kull, og det oppvarmede vannet spres gjennom rør til alle rom. Denne oppvarmingsmetoden lar innbyggerne i huset nyte en jevn fordeling av varmen. I tillegg varmes alle rom opp mye raskere, og drivstoffkostnadene reduseres.
Det er to måter å forbedre komfyrvarmen til et privat hus på:
- bygge en ovn "fra bunnen av" for en bestemt størrelse på varmeveksleren;
- installer en hjemmelaget varmeveksler, laget for å passe størrelsen på brennkammeret, i den eksisterende ovnen.
Ved å lage en varmeveksler for oppvarming med egne hender, kan huseieren være sikker på at komfyren sin med en vannkrets ikke vil fungere verre enn en ekte kjele med fast brensel. Den eneste forskjellen er at i ovnen vil plasseringen av innløpet til varmeveksleren vise seg å være litt høyere over gulvet enn i fabrikkjeler. Dette er en ganske betydelig forskjell som kan påvirke hastigheten på den naturlige sirkulasjonen av kjølevæsken.
Koble varmeveksleren til varmesystemet må gjøres på en slik måte at kaldtvannsforsyningsrøret (retur) er plassert så lavt som mulig.
Akkurat som i et vanlig oppvarmingssystem, må det installeres en ekspansjonstank på toppen av rørledningen. Det vil kompensere for endringen i volumet av oppvarmet vann og frigjøre luftbobler fra systemet. Hvis oppvarming gjennom en naturlig sirkulasjonsvarmeveksler ikke er tilstrekkelig til å varme opp en stor hytte, må du installere en sirkulasjonspumpe i systemet.
For å koble til en hjemmelaget varmeveksler for oppvarming, brukes 2 beslag: den ene på bunnen (kaldt vanninntak), den andre på toppen (varmt utløp). Når du installerer varmeveksleren, er det nødvendig å gi den nødvendige hellingen av rørene, som kreves av ordningen.
Fordeler med oppvarming med varmeveksler
Hvis du forstår hvorfor du trenger en varmeveksler i et varmesystem, kan du se flere klare fordeler:
- Enkel produksjon. Hvis det allerede finnes en komfyr i huset, må du bare bruke på å lage en hjemmelaget varmeveksler og installere et varmesystem.
- Kombinert oppvarming. I tillegg til å varme opp huset fra ovnens overflate, vil det bli lagt til et vannoppvarmingssystem.
- En rekke drivstoff. Du kan varme ovnen med alle faste energikilder, i motsetning til kjeler som bare er fokusert på en bestemt type drivstoff.
- Fint utseende. Det er nyttig å bevare det tradisjonelle utseendet til den russiske ovnen når du lager et interiør i nasjonal stil.
Blant ulempene med oppvarming gjennom en varmeveksler er: mindre høy effektivitet sammenlignet med kjeler fra fabrikken og mangel på automatisk kontroll over intensiteten av oppvarming av kjølevæsken.
Hvordan lage en hjemmelaget varmeveksler
Formen på en varmeveksler for DIY-oppvarming kan være annerledes. Det vanligste alternativet er et register over flere stål- eller kobberrør, men platetypeprøver brukes også.
Temperaturen i forbrenningssonen er veldig høy, spesielt når det brenner kull. Derfor stilles det økte krav til metallet som elementene i varmeveksleren vil bli laget av, rasjonaliteten til designet og kvaliteten på sveisene.
Materialer for å lage
Oppgaven til vannvarmevekslere for oppvarming er å tilveiebringe optimal varmeoverføring, og i denne prosessen er graden av metallisk varmeledningsevne viktig. For eksempel leder et stålrør varme 7 ganger mindre enn et kobberrør. Derfor, med samme rørdiameter, for å overføre samme mengde varme, vil det være behov for 25 meter stålrør i stedet for 3,5 meter kobber.
Kobbervarmevekslere er de mest økonomiske å bruke, men også dyre. Varmevekslere laget av stålrør med en diameter på minst 32 mm regnes som rimeligere for egenproduksjon.
Hvis det skal varme opp ovnen med kull, er det bedre å installere en støpejernsvarmeveksler. Dette metallet er sterkere, og veggene på enheten vil ikke brenne ut på lenge.
Beregning av varmevekslerens effekt
Det er ganske vanskelig å forhåndsberegne kapasiteten til en varmeveksler for et varmesystem. For å gjøre dette må du ta hensyn til for mange faktorer: rørdiameter, spolelengde, metallvarmeledningsevne, forbrenningstemperatur på drivstoff, kjølevæskesirkulasjonshastighet osv. Den virkelige evnen til en varmeveksler til å takle funksjonene blir bare tydelig etter at varmesystemet begynner å fungere.
Ved beregning kan det føres at 1 meter av et rør med en diameter på 50 mm, som fungerer som varmeveksler, vil gi 1 kW termisk kraft.
Du kan for eksempel ta en hvilken som helst kjent kjelmodell og i samsvar med parametrene lage din egen hjemmelagde varmeveksler.
Designfunksjoner
En varmeveksler for oppvarming av et hus, sveiset fra glatte vegger, kalles et register. Det ser ut som en slags "grill" og er den mest populære formen for hjemmelaget varmeveksler. I tillegg til denne utformingen er enklere enheter laget i form av en rektangulær eller sylindrisk tank. Det viktigste er at overflaten for varmeveksling er så stor som mulig.
Når du lager en varmeveksler med egne hender, må du overholde flere forhold:
- bredden på de indre hulrommene i varmeveksleren må være minst 5 mm, ellers kan vannet koke;
- rørtykkelsen på rørene må være minst 3 mm slik at metallet ikke brenner ut;
- et gap på 10–15 mm mellom varmeveksleren og veggene i ovnen må kompensere for utvidelsen av metallet under oppvarming.
Installasjonsfunksjoner
Den enkleste måten er å installere varmeveksleren samtidig med konstruksjonen av ovnen. Hvis du installerer den i en gammel ovn, må du demontere en del av murverket.
Fremgangsmåte:
- På det forberedte fundamentet til ovnen installeres en rørformet varmeveksler direkte i ovnshulen.
- Med den videre leggingen av mursteinene, er det igjen plass til innløps- og utløpsrørene til enheten.
- Etter at ovnen er fullført, kobles varmeveksleren til varmesystemet, systemet fylles med vann og en testovn fyres.
Videomaterialet inviterer deg til å bli kjent med nyttige tips for å lage en varmeveksler selv:
Til nå har vi bare snakket om varmevekslere i et varmtvannsoppvarmingssystem. La oss ta hensyn til andre områder av søknaden.
Luftoppvarming
Hvis vi karakteriserer luftvarmesystemet, kan vi si at det har flere ulemper enn fordeler. Luftvarmevekslere for oppvarming brukes ikke mye i den private boligsektoren, de har ennå ikke blitt vanlig.
Fordelen med dette systemet er muligheten til å kombinere oppvarming med tvungen ventilasjon. Imidlertid kan mulige feil i design og installasjon minimere fordelene. Viftestøy kan høres i luftkanalene, og temperaturforstyrrelser oppleves i rom.
Varmevekslere for luftoppvarming finnes både for direkte oppvarming og indirekte. I den første av dem blir gass eller diesel brent direkte i selve varmeveksleren. Andre modeller bruker et mellomvarmemedium.
Skorsteinsvarmeveksler
På dachaene og i badene til "folkhåndverkere" kan du se en hjemmelaget vann- eller luftvarmeveksler installert på skorsteinen til en liten komfyr. Det viser seg å være veldig lønnsomt: varmen forsvinner ikke med røyken, og en del av den brukes til å varme opp vannet.
Ved å installere en varmeveksler på skorsteinen for oppvarming, kan du få en ganske stor mengde varmt vann. Dette er selvfølgelig ikke nok til å varme opp hele huset, men det er nok å sette en eller to radiatorer i garderoben. Du kan bruke en varmeveksler til skorsteinen både for oppvarming og for raskt å varme opp vann i et bad.
En slik innretning kan være veldig enkel å produsere. Som grunnlag kan du ta et stykke av et stort rør med en diameter på 500-700 mm, eller sveise en rustfri tank. I midten av strukturen vil det være et vertikalt rør som tilsvarer skorsteins diameter, og to rør må sveises på toppen og bunnen.
Ved å gi temperaturen til varmeveksleren avkjøles forbrenningsproduktene som forlater ovnen raskt. På grunn av dette reduseres trekk i skorsteinen og forbrenningen av drivstoff bremses noe.
Å lage en varmeveksler for oppvarming med egne hender kan være en måte å ordne fullverdig vannoppvarming i et hus uten å kjøpe dyrt utstyr.
Ideen med støpejernsbatterier er ikke dårlig, men hva med gummipakninger mellom seksjonene. I brannkammeret vil de brenne, og i skorsteinen, hvis de ikke brenner, vil de raskt tørke ut og smuldre opp.