Un schimbător de căldură auto-fabricat va servi drept „inima” sistemului de încălzire a locuinței

Elementul principal al oricărui sistem de încălzire este un dispozitiv special - un schimbător de căldură pentru încălzirea unei case, în care căldura este transferată de la generatorul de căldură la agentul de răcire. Un număr mare de cazane de încălzire diferite sunt prezentate pe piața modernă, dar toată varietatea lor nu limitează imaginația meșterilor casnici în ceea ce privește producția independentă a acestor dispozitive. În articolul nostru, cititorii vor fi rugați să afle pentru ce este necesar un schimbător de căldură într-un sistem de încălzire, cum să îl faceți singur și cum să îl conectați.

Funcția schimbător de căldură în sistemul de încălzire

În sistemele de încălzire a aerului menajer, schimbătoarele de căldură de suprafață ale sistemului de încălzire sunt cel mai des utilizate, unde energia termică este transferată prin suprafețele pereților metalici ai dispozitivului dat.

Principiul încălzirii printr-un schimbător de căldură este cel mai complet implementat în proiectarea cazanelor pe gaz, combustibil solid sau electrice. Apa circulă prin conductele îndoite sub formă de bobină, instalată în interiorul unității de încălzire și este încălzită de temperatura combustibilului care arde. Lichidul de răcire încălzit intră în conducta sistemului de încălzire, iar apa răcită de la radiatoare intră în schimbătorul de căldură pentru a o înlocui.

Până acum, în multe case individuale, soba rămâne sursa tradițională de căldură. Este bun pentru încălzirea unei colibe mici, dar într-o cabană cu mai multe camere, puterea sa termică este insuficientă. Prin urmare, într-o casă privată, este nevoie de un schimbător de căldură în sistemul de încălzire pentru a transforma aragazul într-un cazan cu încălzire completă a apei. Dimensiunea și forma unui schimbător de căldură de casă pentru încălzire ar trebui să se încadreze în dimensiunile camerei de combustibil a cuptorului. La acest dispozitiv se pot conecta țevi și calorifere, iar apoi încălzirea casei va deveni mai eficientă.

Tipuri de schimbătoare de căldură

Schimbătoarele de căldură cu apă pentru încălzire sunt mai practice. Acest lucru se datorează faptului că apa transferă energia termică mult mai bine decât aerul. Cu toate acestea, este utilizat și un schimbător de căldură de aer pentru încălzire. În plus față de apă și aer, un schimbător de căldură este utilizat și pentru coșul de fum pentru încălzire, care este instalat nu în interior, ci în exterior.

Toate dispozitivele de încălzire industriale sunt echipate cu schimbătoare de căldură, al căror design este adaptat la maxim pentru încălzirea eficientă a apei.

La fabrică, schimbătoarele de căldură sunt fabricate din cupru. Țeava este o bobină, în coturile cărora există multe plăci, care oferă o zonă mare de schimb de căldură.

Este aproape imposibil să construiți un schimbător de căldură de casă pentru încălzirea acasă, astfel încât să fie exact ca unul din fabrică. Prin urmare, va trebui să alegeți o opțiune mai simplă.

Proiectarea sistemului

Principiul de funcționare al unui schimbător de căldură de casă este că aragazul îi transferă energie din arderea lemnului sau cărbunelui, iar apa încălzită se dispersează prin conducte în toate încăperile. Această metodă de încălzire permite locuitorilor casei să se bucure de o distribuție uniformă a căldurii. În plus, toate camerele se încălzesc mult mai repede, iar costurile cu combustibilul sunt reduse.

Există două modalități de a îmbunătăți încălzirea aragazului unei case private:

• construiți un cuptor „de la zero” pentru o dimensiune specifică a schimbătorului de căldură;
• instalați un schimbător de căldură de casă, realizat pentru a se potrivi cu dimensiunea focarului, în cuptorul existent.

Realizând un schimbător de căldură pentru încălzire cu propriile mâini, proprietarul casei poate fi sigur că aragazul său cu circuit de apă nu va funcționa mai rău decât un cazan cu combustibil solid real. Singura diferență este că în aragaz, locația orificiului de admisie al schimbătorului de căldură se va dovedi ușor mai mare deasupra podelei decât în ​​cazanele din fabrică. Aceasta este o diferență destul de semnificativă care poate afecta rata de circulație naturală a lichidului de răcire.

Conectarea schimbătorului de căldură la sistemul de încălzire trebuie să se facă în așa fel încât conducta de alimentare cu apă rece (retur) să fie amplasată cât mai jos posibil.

La fel ca într-un sistem de încălzire convențional, un rezervor de expansiune trebuie instalat în partea superioară a conductelor. Acesta va compensa schimbarea volumului de apă încălzită și va elibera bule de aer din sistem. Dacă încălzirea printr-un schimbător de căldură cu circulație naturală este insuficientă pentru a încălzi o cabană mare, va trebui să instalați o pompă de circulație în sistem.

Pentru a conecta un schimbător de căldură de casă pentru încălzire, se folosesc 2 racorduri: una în partea de jos (intrare apă rece), cealaltă în partea de sus (ieșire caldă). La instalarea schimbătorului de căldură, este necesar să se prevadă panta necesară a conductelor, așa cum este cerut de schemă.

Avantajele încălzirii cu un schimbător de căldură

Dacă înțelegeți de ce aveți nevoie de un schimbător de căldură într-un sistem de încălzire, puteți vedea câteva avantaje clare:

1. Ușurința de fabricare. Dacă există deja un aragaz în casă, atunci va trebui să cheltuiți doar pentru realizarea unui schimbător de căldură de casă și pentru instalarea unui sistem de încălzire.
2. Încălzire combinată. Pe lângă încălzirea casei de pe suprafața sobei, se va adăuga și un sistem de încălzire a apei.
3. Varietate de combustibili. Puteți încălzi aragazul cu orice sursă solidă de energie, spre deosebire de cazanele care sunt concentrate doar pe un anumit tip de combustibil.
4. Frumos aspect. Este util să păstrați aspectul tradițional al sobei rusești atunci când creați un interior în stil național.

Printre dezavantajele încălzirii printr-un schimbător de căldură se numără: o eficiență mai mică în comparație cu cazanele din fabrică și lipsa unui control automat asupra intensității încălzirii lichidului de răcire.

Cum se face un schimbător de căldură de casă

Forma unui schimbător de căldură pentru încălzirea DIY poate fi diferită. Cea mai comună opțiune este un registru al mai multor țevi de oțel sau cupru, dar sunt utilizate și probe de tip placă.

Temperatura din zona de ardere este foarte ridicată, mai ales atunci când arde cărbune. Prin urmare, sunt impuse cerințe sporite metalului din care vor fi fabricate elementele schimbătorului de căldură, raționalitatea proiectării acestuia și calitatea sudurilor.

Materiale pentru confecționare

Sarcina schimbătorilor de căldură cu apă pentru încălzire este de a asigura un transfer optim de căldură, iar în acest proces este important gradul de conductivitate termică a metalului. De exemplu, o țeavă de oțel conduce căldura de 7 ori mai puțin decât o țeavă de cupru. Prin urmare, cu același diametru al țevii, pentru a transfera aceeași cantitate de căldură, vor fi necesari 25 de metri de țeavă de oțel în loc de 3,5 metri de cupru.

Schimbătoarele de căldură din cupru sunt cele mai economice de utilizat, dar și scumpe. Schimbătoarele de căldură realizate dintr-o țeavă de oțel cu un diametru de cel puțin 32 mm sunt considerate mai accesibile pentru auto-producție.

Dacă se presupune că încălzește aragazul cu cărbune, este mai bine să instalați un schimbător de căldură din fontă. Acest metal este mai puternic, iar pereții dispozitivului nu vor arde mult timp.

Calculul puterii schimbătorului de căldură

Este destul de dificil să calculați în avans capacitatea unui schimbător de căldură pentru un sistem de încălzire. Pentru a face acest lucru, trebuie să țineți cont de prea mulți factori: diametrul conductei, lungimea bobinei, conductivitatea termică a metalului, temperatura de ardere a combustibilului, rata de circulație a lichidului de răcire etc. Capacitatea reală a unui schimbător de căldură de a face față funcțiilor sale va deveni clară doar după ce sistemul de încălzire începe să funcționeze.

La calcul, se poate ghida că 1 metru dintr-o țeavă cu diametrul de 50 mm, care servește ca schimbător de căldură, va da 1 kW de putere termică.

Puteți lua, de exemplu, orice model de cazan bine cunoscut și, în conformitate cu parametrii săi, vă puteți crea propriul schimbător de căldură de casă.

Caracteristici de proiectare

Un schimbător de căldură pentru încălzirea apei unei case, sudat din țevi cu pereți netezi, se numește registru. Arată ca un fel de "grătar" și este cea mai populară formă de schimbător de căldură de casă. În plus față de acest design, dispozitivele mai simple sunt realizate sub forma unui rezervor dreptunghiular sau cilindric. Principalul lucru este că suprafața pentru schimbul de căldură este cât mai mare posibil.

Când faceți un schimbător de căldură cu propriile mâini, trebuie respectate mai multe condiții:

• lățimea golurilor interne din schimbătorul de căldură trebuie să fie de cel puțin 5 mm, altfel apa din acesta poate fierbe;
• grosimea peretelui țevilor trebuie să fie de cel puțin 3 mm, astfel încât metalul să nu ardă;
• un decalaj de 10–15 mm între schimbătorul de căldură și pereții cuptorului trebuie să compenseze expansiunea metalului în timpul încălzirii.

Caracteristici de instalare

Cea mai ușoară cale este instalarea schimbătorului de căldură simultan cu construcția cuptorului. Dacă îl instalați într-un cuptor vechi, va trebui să dezasamblați o parte din zidăria sa.

Procedură:

1. Pe fundația pregătită a cuptorului, un schimbător de căldură tubular este instalat direct în cavitatea cuptorului.
2. Odată cu așezarea în continuare a rândurilor de cărămizi, se lasă spațiu pentru conductele de intrare și ieșire ale dispozitivului.
3. După finalizarea așezării cuptorului, schimbătorul de căldură este conectat la sistemul de încălzire, sistemul este umplut cu apă și se aprinde un cuptor de testare.

Materialul video vă invită să vă familiarizați cu sfaturi utile pentru realizarea personală a unui schimbător de căldură:

Până acum, am vorbit doar despre schimbătoarele de căldură într-un sistem de încălzire a apei calde. Să fim atenți la alte domenii ale aplicației lor.

Încălzirea aerului

Dacă caracterizăm sistemul de încălzire a aerului, putem spune că are mai multe dezavantaje decât avantaje. Schimbătoarele de căldură cu aer pentru încălzire nu sunt utilizate pe scară largă în sectorul rezidențial privat, nu au devenit încă obișnuite.

Avantajul acestui sistem este capacitatea de a combina încălzirea cu ventilația forțată. Cu toate acestea, posibilele erori în proiectarea și instalarea sa pot reduce la minimum beneficiile. Zgomotul ventilatorului poate fi auzit în conductele de aer, iar dezechilibrele de temperatură sunt resimțite în camere.

Schimbătoare de căldură pentru încălzirea aerului există atât pentru încălzirea directă, cât și pentru cea indirectă. În prima dintre ele, gazul sau motorina sunt arse direct în schimbătorul de căldură. Alte modele utilizează un mediu de încălzire intermediar.

Schimbător de căldură pentru coș

La dachas și în băile „meșterilor populari” puteți vedea un schimbător de căldură de apă sau aer de casă instalat pe hornul unui mic aragaz. Se dovedește foarte profitabil: căldura nu dispare odată cu fumul și o parte din aceasta este utilizată pentru a încălzi apa.

Instalând un schimbător de căldură pe horn pentru încălzire, puteți obține o cantitate destul de mare de apă fierbinte. Desigur, acest lucru nu este suficient pentru a încălzi întreaga casă, dar este suficient să puneți unul sau două calorifere în dressing. Puteți folosi un schimbător de căldură pentru coșul de fum atât pentru încălzire, cât și pentru încălzirea rapidă a apei într-o baie.

Un astfel de dispozitiv poate fi foarte simplu de fabricat. Ca bază, puteți lua o bucată dintr-o țeavă mare cu un diametru de 500-700 mm sau să sudați un rezervor din oțel inoxidabil. În centrul structurii va exista o țeavă verticală corespunzătoare diametrului coșului de fum, iar două țevi trebuie sudate în partea de sus și de jos.

Dând temperatura schimbătorului de căldură, produsele de ardere care părăsesc cuptorul se răcesc rapid. Din acest motiv, tirajul din coș scade și arderea combustibilului încetinește oarecum.

Realizarea unui schimbător de căldură pentru încălzire cu propriile mâini poate fi o modalitate de a aranja încălzirea completă a apei într-o casă fără a achiziționa echipamente scumpe.