Samodzielny wymiennik ciepła będzie służył jako „serce” domowego systemu grzewczego

Głównym elementem każdego systemu grzewczego jest specjalne urządzenie - wymiennik ciepła do ogrzewania domu, w którym ciepło jest przekazywane z generatora ciepła do chłodziwa. Na współczesnym rynku prezentowana jest duża liczba różnych kotłów grzewczych, ale cała ich różnorodność nie ogranicza wyobraźni rzemieślników domowych w zakresie samodzielnej produkcji takich urządzeń. W naszym artykule czytelnicy zostaną poproszeni o dowiedzenie się, do czego potrzebny jest wymiennik ciepła w systemie grzewczym, jak go wykonać samodzielnie i jak go podłączyć.

Funkcja wymiennika ciepła w systemie grzewczym

W domowych systemach ogrzewania powietrznego najczęściej stosuje się powierzchniowe wymienniki ciepła systemu grzewczego, w których energia cieplna przekazywana jest przez powierzchnie metalowych ścian urządzenia.

Zasada ogrzewania przez wymiennik ciepła jest najpełniej realizowana przy projektowaniu kotłów gazowych, na paliwo stałe lub elektrycznych. Woda krąży w rurach wygiętych w formie wężownicy, zainstalowanej wewnątrz urządzenia grzewczego i ogrzewana jest temperaturą palącego się paliwa. Podgrzany płyn chłodzący trafia do rurociągu systemu grzewczego, a schłodzona woda z grzejników wchodzi do wymiennika ciepła, aby ją zastąpić.

Do tej pory w wielu indywidualnych domach piec pozostaje tradycyjnym źródłem ciepła. Dobrze nadaje się do ogrzewania małej chaty, ale w domku wielopokojowym jego moc cieplna jest niewystarczająca. Dlatego w prywatnym domu potrzebny jest wymiennik ciepła w systemie grzewczym, aby przekształcić piec w pełnowartościowy kocioł do podgrzewania wody. Wielkość i kształt domowego wymiennika ciepła do ogrzewania musi pasować do wymiarów komory paliwowej pieca. Do tego urządzenia można podłączyć rury i grzejniki, a wtedy ogrzewanie domu stanie się bardziej wydajne.

Rodzaje wymienników ciepła

Wodne wymienniki ciepła do ogrzewania są bardziej praktyczne. Wynika to z faktu, że woda znacznie lepiej przekazuje energię cieplną niż powietrze. Stosowany jest jednak również powietrzny wymiennik ciepła do ogrzewania. Oprócz wody i powietrza do komina do ogrzewania stosuje się również wymiennik ciepła, który jest instalowany nie wewnątrz, ale na zewnątrz.

Wszystkie przemysłowe urządzenia grzewcze wyposażone są w wymienniki ciepła, których konstrukcja jest maksymalnie dostosowana do efektywnego podgrzewania wody.

W fabryce wymienniki ciepła są wykonane z miedzi. Rura jest wężownicą, na której zagięciach znajduje się wiele płyt, które zapewniają dużą powierzchnię wymiany ciepła.

Zbudowanie domowego wymiennika ciepła do ogrzewania w domu jest prawie niemożliwe, aby był dokładnie taki, jak fabryczny. Dlatego będziesz musiał wybrać prostszą opcję.

Projekt systemu

Zasada działania domowego wymiennika ciepła polega na tym, że piec przekazuje mu energię ze spalania drewna lub węgla, a podgrzana woda rozchodzi się rurami do wszystkich pomieszczeń. Ta metoda ogrzewania pozwala mieszkańcom domu cieszyć się równomiernym rozprowadzaniem ciepła. Ponadto wszystkie pomieszczenia nagrzewają się znacznie szybciej, a koszty paliwa spadają.

Istnieją dwa sposoby na poprawę ogrzewania pieca prywatnego domu:

• zbudować piec „od zera” dla określonej wielkości wymiennika ciepła;
• zainstalować domowy wymiennik ciepła, dopasowany do rozmiaru paleniska, w istniejącym piecu.

Wykonując wymiennik ciepła do ogrzewania własnymi rękami, właściciel domu może mieć pewność, że jego piec z obiegiem wody będzie działał nie gorzej niż prawdziwy kocioł na paliwo stałe. Jedyna różnica polega na tym, że w piecu położenie wlotu wymiennika ciepła okaże się nieco wyższe nad podłogą niż w kotłach fabrycznych. Jest to dość znacząca różnica, która może wpływać na szybkość naturalnej cyrkulacji chłodziwa.

Podłączenie wymiennika ciepła do systemu grzewczego należy wykonać w taki sposób, aby rura doprowadzająca zimną wodę (powrót) znajdowała się jak najniżej.

Podobnie jak w konwencjonalnym systemie grzewczym, na górze rurociągów musi być zainstalowany zbiornik wyrównawczy. Kompensuje zmianę objętości podgrzanej wody i uwalnia pęcherzyki powietrza z układu. Jeśli ogrzewanie przez naturalny obiegowy wymiennik ciepła jest niewystarczające do ogrzania dużego domku, będziesz musiał zainstalować w systemie pompę obiegową.

Aby podłączyć domowy wymiennik ciepła do ogrzewania, stosuje się 2 złączki: jedną u dołu (wlot zimnej wody), drugą u góry (wylot gorącej wody). Podczas instalowania wymiennika ciepła konieczne jest zapewnienie niezbędnego nachylenia rur, zgodnie z wymaganiami schematu.

Zalety ogrzewania wymiennikiem ciepła

Jeśli rozumiesz, dlaczego potrzebujesz wymiennika ciepła w systemie grzewczym, możesz zauważyć kilka wyraźnych zalet:

1. Łatwość produkcji. Jeśli w domu istnieje już piec, będziesz musiał wydać tylko na wykonanie domowego wymiennika ciepła i zainstalowanie systemu grzewczego.
2. Połączone ogrzewanie. Oprócz ogrzewania domu z powierzchni pieca zostanie dodany system podgrzewania wody.
3. Różnorodność paliw. Piec można ogrzewać dowolnymi stałymi źródłami energii, w przeciwieństwie do kotłów, które są nastawione tylko na określony rodzaj paliwa.
4. Ładny wygląd. Przy tworzeniu wnętrza w stylu narodowym warto zachować tradycyjny wygląd rosyjskiego pieca.

Wśród wad ogrzewania przez wymiennik ciepła są: mniejsza wysoka wydajność w porównaniu z kotłami fabrycznymi oraz brak automatycznej kontroli intensywności nagrzewania chłodziwa.

Jak zrobić domowy wymiennik ciepła

Kształt wymiennika ciepła do ogrzewania DIY może być inny. Najpopularniejszą opcją jest rejestr kilku rur stalowych lub miedzianych, ale stosuje się również próbki płytowe.

Temperatura w strefie spalania jest bardzo wysoka, szczególnie podczas spalania węgla. W związku z tym na metal, z którego wykonane będą elementy wymiennika ciepła, stawiane są zwiększone wymagania, racjonalność jego konstrukcji i jakość spoin.

Materiały do ​​​​wykonania

Zadaniem wodnych wymienników ciepła do ogrzewania jest zapewnienie optymalnego przenoszenia ciepła, a w tym procesie ważny jest stopień przewodności cieplnej metalu. Na przykład rura stalowa przewodzi ciepło 7 razy mniej niż rura miedziana. Dlatego przy tej samej średnicy rury, aby przenieść tę samą ilość ciepła, potrzebne będzie 25 metrów rury stalowej zamiast 3,5 metra miedzi.

Miedziane wymienniki ciepła są najbardziej ekonomiczne w eksploatacji, ale również drogie. Wymienniki ciepła wykonane z rur stalowych o średnicy co najmniej 32 mm są uważane za bardziej przystępne cenowo do samodzielnej produkcji.

Jeśli ma być ogrzewany piec węglem, lepiej zainstalować żeliwny wymiennik ciepła. Ten metal jest mocniejszy, a ściany urządzenia nie będą się wypalać przez długi czas.

Obliczanie mocy wymiennika ciepła

Trudno jest z góry obliczyć wydajność wymiennika ciepła dla systemu grzewczego. W tym celu należy wziąć pod uwagę zbyt wiele czynników: średnicę rury, długość wężownicy, przewodność cieplną metalu, temperaturę spalania paliwa, szybkość cyrkulacji chłodziwa itp. Prawdziwa zdolność wymiennika ciepła do radzenia sobie z jego funkcjami stanie się jasna dopiero po uruchomieniu systemu grzewczego.

Przy obliczaniu można przyjąć, że 1 metr rury o średnicy 50 mm, która służy jako wymiennik ciepła, da 1 kW mocy cieplnej.

Możesz wziąć na przykład dowolny znany model kotła i zgodnie z jego parametrami wykonać własny domowy wymiennik ciepła.

Cechy konstrukcyjne

Wymiennik ciepła do podgrzewania wody w domu, spawany z rur o gładkich ściankach, nazywany jest rejestrem. Wygląda jak „grill” i jest najpopularniejszą formą domowego wymiennika ciepła. Oprócz tego projektu wykonywane są prostsze urządzenia w postaci prostokątnego lub cylindrycznego zbiornika. Najważniejsze, aby powierzchnia wymiany ciepła była jak największa.

Wykonując wymiennik ciepła własnymi rękami, należy przestrzegać kilku warunków:

• szerokość wewnętrznych pustek w wymienniku ciepła musi wynosić co najmniej 5 mm, w przeciwnym razie woda w nich może się zagotować;
• grubość ścianki rur musi wynosić co najmniej 3 mm, aby metal się nie wypalił;
• szczelina 10–15 mm między wymiennikiem ciepła a ścianami pieca musi kompensować rozszerzanie się metalu podczas ogrzewania.

Funkcje instalacji

Najłatwiej jest zainstalować wymiennik ciepła jednocześnie z budową pieca. Jeśli zainstalujesz go w starym piekarniku, będziesz musiał zdemontować część jego muru.

Procedura:

1. Na przygotowanym fundamencie pieca rurowy wymiennik ciepła jest instalowany bezpośrednio we wnęce pieca.
2. Przy dalszym układaniu rzędów cegieł pozostaje miejsce na rury wlotowe i wylotowe urządzenia.
3. Po zakończeniu układania pieca, wymiennik ciepła podłącza się do systemu grzewczego, system jest napełniany wodą i rozpalany jest piec próbny.

Materiał wideo zachęca do zapoznania się z przydatnymi wskazówkami dotyczącymi samodzielnego wykonania wymiennika ciepła:

Do tej pory mówiliśmy tylko o wymiennikach ciepła w systemie ogrzewania ciepłej wody. Zwróćmy uwagę na inne obszary ich zastosowania.

Ogrzewanie powietrzne

Jeśli scharakteryzujemy system ogrzewania powietrznego, możemy powiedzieć, że ma on więcej wad niż zalet. Powietrzne wymienniki ciepła do ogrzewania nie są szeroko stosowane w prywatnym sektorze mieszkaniowym, nie są jeszcze powszechne.

Zaletą tego systemu jest możliwość łączenia ogrzewania z wymuszoną wentylacją. Jednak ewentualne błędy w jego konstrukcji i instalacji mogą zminimalizować korzyści. W kanałach powietrznych słychać szum wentylatora, aw pomieszczeniach odczuwalne są nierównowagi temperatur.

Wymienniki ciepła do ogrzewania powietrza istnieją zarówno do ogrzewania bezpośredniego, jak i pośredniego. W pierwszym z nich gaz lub olej napędowy spalany jest bezpośrednio w samym wymienniku ciepła. Inne modele wykorzystują pośredni czynnik grzewczy.

Kominowy wymiennik ciepła

W daczach i łaźniach „rzemieślników ludowych” można zobaczyć domowy wymiennik ciepła na wodę lub powietrze zainstalowany na kominie małego pieca. Okazuje się to bardzo opłacalne: ciepło nie znika wraz z dymem, a jego część służy do podgrzewania wody.

Instalując wymiennik ciepła na kominie do ogrzewania, możesz uzyskać dość dużą ilość ciepłej wody. Oczywiście to nie wystarczy, aby ogrzać cały dom, ale wystarczy umieścić jeden lub dwa grzejniki w garderobie. Możesz użyć wymiennika ciepła do komina zarówno do ogrzewania, jak i do szybkiego podgrzania wody w wannie.

Takie urządzenie może być bardzo proste w produkcji. Jako podstawę możesz wziąć kawałek dużej rury o średnicy 500-700 mm lub przyspawać zbiornik ze stali nierdzewnej. W centrum konstrukcji będzie pionowa rura odpowiadająca średnicy komina, a dwie rury muszą być przyspawane na górze i na dole.

Oddając swoją temperaturę wymiennikowi ciepła, produkty spalania opuszczające piec szybko się schładzają. Z tego powodu zmniejsza się ciąg w kominie i nieco spowalnia spalanie paliwa.

Wykonanie wymiennika ciepła do ogrzewania własnymi rękami może być sposobem na zorganizowanie pełnowartościowego ogrzewania wody w domu bez kupowania drogiego sprzętu.