Huvudelementet i något av värmesystemen är en speciell anordning - en värmeväxlare för uppvärmning av ett hus, där värme överförs från värmegeneratorn till kylvätskan. Ett stort antal olika värmepannor presenteras på den moderna marknaden, men all deras variation begränsar inte fantasin hos hantverkare när det gäller oberoende produktion av sådana enheter. I vår artikel kommer läsarna att bli ombedd att ta reda på vad en värmeväxlare behövs i ett värmesystem, hur man gör det själv och hur man ansluter det.
Värmeväxlarfunktion i värmesystemet
I luftvärmesystem för hemmet används oftast ytvärmeväxlare i värmesystemet, där värmeenergi överförs genom ytorna på enhetens metallväggar.
Principen för uppvärmning genom en värmeväxlare implementeras mest i utformningen av gas, fast bränsle eller elektriska pannor. Vattnet cirkulerar genom rören böjda i form av en spole, installerade inuti värmenheten och värms upp av temperaturen på det brinnande bränslet. Det uppvärmda kylvätskan går in i värmesystemets rörledning och kylt vatten från värmeelementen kommer in i värmeväxlaren för att ersätta den.
Hittills är spisen i många enskilda hus den traditionella värmekällan. Det är bra för uppvärmning av en liten hydda, men i en stuga med flera rum är dess termiska effekt otillräcklig. Därför behövs i ett privat hus en värmeväxlare i värmesystemet för att göra kaminen till en fullfjädrad vattenpanna. Storleken och formen på en hemmagjord värmeväxlare för uppvärmning måste passa in i måtten på bränslekammaren i ugnen. Rör och radiatorer kan anslutas till den här enheten, och då blir husets uppvärmning effektivare.
Typer av värmeväxlare
Vattenvärmeväxlare för uppvärmning är mer praktiska. Detta beror på att vatten överför värmeenergi mycket bättre än luft. Emellertid används också en luftvärmeväxlare för uppvärmning. Förutom vatten och luft används en värmeväxlare också för skorstenen för uppvärmning, som inte är installerad inne utan utan.
Alla industriella värmeenheter är utrustade med värmeväxlare, vars design är maximalt anpassad för effektiv vattenuppvärmning.
På fabriken är värmeväxlarna tillverkade av koppar. Röret är en spole, tvärs över böjningarna som det finns många plattor, som ger ett stort område för värmeväxling.
Det är nästan omöjligt att bygga en hemgjord värmeväxlare för uppvärmning hemma så att den är precis som en fabriks. Därför måste du välja ett enklare alternativ.
Systemdesign
Principen för en hemmagjord värmeväxlare är att kaminen överför energi till den från förbränning av trä eller kol, och det uppvärmda vattnet sprids genom rör till alla rum. Denna uppvärmningsmetod gör att invånarna i huset kan njuta av en jämn värmefördelning. Dessutom värms alla rum upp mycket snabbare och bränslekostnaderna sänks.
Det finns två sätt att förbättra kaminen uppvärmning av ett privat hus:
- bygg en ugn "från grunden" för en viss storlek på värmeväxlaren;
- installera en hemgjord värmeväxlare, gjord för att passa storleken på eldstaden, i den befintliga ugnen.
Genom att göra en värmeväxlare för uppvärmning med egna händer kan husägaren vara säker på att hans spis med en vattenkrets inte fungerar sämre än en riktig fastbränslepanna. Den enda skillnaden är att placeringen av värmeväxlarens inlopp visar sig vara något högre över golvet än i fabrikspannor. Detta är en ganska signifikant skillnad som kan påverka kylvätskans naturliga cirkulationshastighet.
Värmeväxlarens anslutning till värmesystemet måste göras så att kallvattenförsörjningsröret (retur) ligger så lågt som möjligt.
Precis som i ett konventionellt värmesystem måste en expansionstank installeras högst upp i rörledningarna. Det kommer att kompensera för förändringen i volymen av uppvärmt vatten och frigöra luftbubblor från systemet. Om värme genom en naturlig cirkulationsvärmeväxlare är otillräcklig för att värma en stor stuga, måste du installera en cirkulationspump i systemet.
För att ansluta en hemlagad värmeväxlare för uppvärmning används två beslag: en i botten (kallvatteninlopp), den andra på toppen (varmutlopp). När du installerar värmeväxlaren är det nödvändigt att tillhandahålla den nödvändiga lutningen på rören, enligt schemat.
Fördelar med uppvärmning med värmeväxlare
Om du förstår varför du behöver en värmeväxlare i ett värmesystem kan du se flera tydliga fördelar:
- Enkel tillverkning. Om det redan finns en spis i huset, måste du bara spendera på att göra en hemlagad värmeväxlare och installera ett värmesystem.
- Kombinerad värme. Förutom att värma huset från spisens yta kommer ett vattenvärmesystem att läggas till.
- Olika bränslen. Du kan värma kaminen med alla solida energikällor, i motsats till pannor som bara är fokuserade på en viss typ av bränsle.
- Trevligt utseende. Det är användbart att bevara den ryska kaminen traditionella utseende när man skapar en inredning i nationell stil.
Bland nackdelarna med uppvärmning genom en värmeväxlare är: mindre hög verkningsgrad jämfört med fabrikspannor och avsaknad av automatisk kontroll över kylvätskans uppvärmningsintensitet.
Hur man gör en hemlagad värmeväxlare
Formen på en värmeväxlare för DIY-uppvärmning kan vara annorlunda. Det vanligaste alternativet är ett register över flera stål- eller kopparrör, men även plattprover används.
Temperaturen i förbränningszonen är mycket hög, särskilt när kol brinner. Därför ställs ökade krav på metallen från vilken elementen i värmeväxlaren kommer att tillverkas, rationaliteten i dess design och kvaliteten på svetsarna.
Material för tillverkning
Vattenvärmeväxlarnas uppgift är att säkerställa optimal värmeöverföring, och i denna process är metallens värmeledningsförmåga viktig. Till exempel leder ett stålrör värme 7 gånger mindre än ett kopparrör. Därför, med samma rördiameter, för att överföra samma mängd värme, krävs 25 meter stålrör istället för 3,5 meter koppar.
Kopparvärmeväxlare är de mest ekonomiska att använda, men också dyra. Värmeväxlare av stålrör med en diameter på minst 32 mm anses vara mer prisvärda för egenproduktion.
Om det ska värma kaminen med kol är det bättre att installera en värmeväxlare av gjutjärn. Denna metall är starkare och enhetens väggar kommer inte att brinna ut på länge.
Beräkning av värmeväxlarens effekt
Det är ganska svårt att i förväg beräkna kapaciteten hos en värmeväxlare för ett värmesystem. För att göra detta måste du ta hänsyn till för många faktorer: rördiameter, spollängd, metallvärmeledningsförmåga, bränsleförbränningstemperatur, kylvätskecirkulationshastighet etc. Den verkliga förmågan hos en värmeväxlare att klara av dess funktioner blir bara tydlig efter att värmesystemet börjar fungera.
Vid beräkning kan det styras att 1 meter av ett rör med en diameter på 50 mm, som fungerar som värmeväxlare, ger 1 kW termisk effekt.
Du kan till exempel ta alla välkända pannmodeller och i enlighet med dess parametrar skapa din egen hemlagade värmeväxlare.
Design egenskaper
En värmeväxlare för vattenuppvärmning i ett hus, svetsad från slätväggiga rör, kallas ett register. Det ser ut som en slags "grill" och är den mest populära formen av hemlagad värmeväxlare. Förutom denna design är enklare anordningar gjorda i form av en rektangulär eller cylindrisk tank. Det viktigaste är att ytan för värmeväxling är så stor som möjligt.
När du gör en värmeväxlare med egna händer måste du följa flera villkor:
- bredden på de inre hålrummen i värmeväxlaren måste vara minst 5 mm, annars kan vattnet i den koka;
- rörens väggtjocklek måste vara minst 3 mm så att metallen inte brinner ut;
- ett mellanrum på 10–15 mm mellan värmeväxlaren och ugnens väggar måste kompensera för metallens expansion under uppvärmningen.
Installationsfunktioner
Det enklaste sättet är att installera värmeväxlaren samtidigt med ugnen. Om du installerar den i en gammal ugn måste du ta isär en del av tegelverket.
Procedur:
- På den beredda grunden för ugnen installeras en rörformig värmeväxlare direkt i ugnshålan.
- Med den ytterligare läggningen av tegelraderna finns det utrymme åt enhetens inlopps- och utloppsrör.
- Efter avslutad läggning av ugnen är värmeväxlaren ansluten till värmesystemet, systemet fylls med vatten och en testugn avfyras.
Videomaterialet inbjuder dig att bekanta dig med användbara tips för att skapa en värmeväxlare själv:
Hittills har vi bara pratat om värmeväxlare i ett varmvattenvärmesystem. Låt oss vara uppmärksamma på andra områden i deras ansökan.
Luftuppvärmning
Om vi karakteriserar luftuppvärmningssystemet kan vi säga att det har fler nackdelar än fördelar. Luftvärmeväxlare för uppvärmning används inte i stor utsträckning i den privata bostadssektorn, de har ännu inte blivit vanliga.
Fördelen med detta system är förmågan att kombinera värme med tvångsventilation. Möjliga fel i design och installation kan dock minimera fördelarna. Fläktbuller hörs i luftkanalerna, och obalanser i temperaturen känns i rummen.
Värmeväxlare för luftuppvärmning finns för direkt uppvärmning såväl som indirekt. I den första av dem bränns gas eller diesel direkt i själva värmeväxlaren. Andra modeller använder ett mellanliggande värmemedium.
Skorstensvärmeväxlare
Vid dachorna och i baden hos "folkhantverkarna" kan du se en hemlagad vatten- eller luftvärmeväxlare installerad på skorstenen på en liten spis. Det visar sig vara mycket lönsamt: värmen försvinner inte med röken, och en del av den används för att värma upp vattnet.
Genom att installera en värmeväxlare på skorstenen för uppvärmning kan du få en ganska stor mängd varmt vatten. Naturligtvis räcker det inte för att värma hela huset, men det räcker för att sätta en eller två värmare i omklädningsrummet. Du kan använda en värmeväxlare för skorstenen både för uppvärmning och för att snabbt värma upp vatten i ett bad.
En sådan anordning kan vara mycket enkel att tillverka. Som grund kan du ta en bit av ett stort rör med en diameter på 500-700 mm eller svetsa en rostfri tank. I mitten av strukturen kommer det att finnas ett vertikalt rör som motsvarar skorstenens diameter, och två rör måste svetsas på toppen och botten.
Genom att ge temperaturen till värmeväxlaren svalnar förbränningsprodukterna som lämnar ugnen snabbt. På grund av detta minskar dragan i skorstenen och bränsleförbränningen saktar ner något.
Att skapa en värmeväxlare för uppvärmning med egna händer kan vara ett sätt att ordna fullfjädrad vattenuppvärmning i ett hus utan att köpa dyr utrustning.
Idén med gjutjärnsbatterier är inte dålig, men hur är det med gummipackningar mellan sektionerna. I eldstaden kommer de att brinna och i skorstenen, om de inte brinner, torkar de snabbt ut och smuler.