Principalele tipuri de schimbătoare de căldură din cuptor și metodele sale de instalare

În ciuda utilizării pe scară largă a cazanelor moderne de încălzire, sobele tradiționale nu își pierd relevanța. Cu toate acestea, eficacitatea lor lasă uneori mult de dorit. Instalarea unui schimbător de căldură pentru cuptor îl va face cu adevărat versatil. Nu numai aerul ambiant va fi încălzit, ci și lichidul de răcire care circulă prin sistem. Nu este întotdeauna recomandabil să cumpărați un nou cazan cu drepturi depline. Mai ales dacă proprietarul zelos are dorința, oportunitatea și îndrumarea pentru acțiune.

Principiul funcționării și funcției schimbătorului de căldură

Un schimbător de căldură lichid este un container, parte a unei structuri a cuptorului, echipat pentru conectarea la o conductă. Rezervorul se încălzește, în contact cu produsele de ardere și transferă această energie în apă. Apa, care se deplasează prin sistem, degajă căldură dispozitivelor de încălzire - radiatoare, din care aerul este încălzit convectional. Încălzirea recipientului poate fi directă sau indirectă, iar circulația lichidului de răcire poate fi naturală sau forțată.

Purtător de căldură

Antigelurile pe bază de etilen glicol, propilen glicol, alcool sau ulei sunt adesea folosite în locul apei. Principalul lor avantaj este punctul lor scăzut de îngheț, variind de la -30 până la -70 ° C. Numerele exacte depind de compoziția chimică și concentrația lichidului. Utilizarea unei astfel de chimii are o serie de avantaje:

• protejarea elementelor sistemului de daune cauzate de dezghețare;
• protecție anticorozivă datorită aditivilor adecvați;
• absența abrazivilor, a sărurilor și a altor impurități care distrug (înfundă) conducta sau armăturile.

Unele schimbătoare de căldură, de exemplu, pentru o baie, servesc nu numai dispozitive de încălzire, ci și un duș sau un rezervor separat. Prin urmare, aici se folosește apă. Pentru a evita dezghețarea, dispozitivul este conceput astfel încât umplerea apei să nu dureze mult timp. Dacă baia sau sauna este încălzită des și structurile de închidere sunt izolate de înaltă calitate, problema este eliminată.

Propilen glicolul este scump, alcoolul și uleiul sunt periculoase la foc, iar etilen glicolul este un purtător de căldură foarte toxic.

Funcțiile schimbătorului de căldură

Funcția rezervorului de schimb de căldură, ca parte a structurii cuptorului, este de a primi și transfera căldură la agentul de răcire de la produsele de ardere. Dar, ca element al unui sistem mai larg (încălzire, alimentare cu apă), rezolvă mai multe probleme.

• Distribuiți căldura uniform și economic în camerele încălzite.
• Furnizați casa (cabană, cabană, baie, apartament etc.) cu apă caldă.
• Acumulați energie termică pentru utilizare atunci când soba nu funcționează.

Un acumulator de căldură conectat la un schimbător de căldură pentru o sobă cu lemne stochează energie datorită capacității de căldură a agentului de stocare. Prin urmare, se poate realiza izolând orice recipient. Un butoi umplut cu spumă poliuretanică și parțial umplut cu moloz sau nisip este deja un acumulator de căldură. Dacă este echipată cu patru conexiuni și conectată corect, unitatea va deveni un element funcțional al sistemului.

Răcindu-se cu 1 ° C, apa încălzește 1 m3 de aer înconjurător cu 4 ° C. Acesta este motivul utilizării cu succes a acumulatorilor de căldură cu apă.

Tipuri de schimbătoare de căldură

Un dispozitiv simplu poate fi eficient în diferite moduri - în funcție de tip. Clasificarea se efectuează după mai multe criterii.Diferite modele de schimbătoare de căldură din fabrică sau de casă, de exemplu, într-o baie, diferă:

• proiecta,
• site-ul de instalare,
• material.

Acești factori se afectează reciproc și asupra caracteristicilor unității de schimb de căldură în ansamblu: costul, eficiența, productivitatea, volumul sistemului, complexitatea instalării etc.

Proiecta

Diferențele de proiectare depind în mare măsură de scopul produsului. De exemplu, încălzirea apei pentru spălare implică un volum substanțial și un transfer intens de căldură. Și utilizarea numai pentru încălzire necesită un transfer treptat de căldură la agentul de răcire.

• Bobina este o țeavă îndoită la unghiuri diferite. Se încălzește rapid, dar de multe ori nu are suficient volum. Potrivit pentru instalarea într-o cămin de foc pe lemne, în spatele unei cămin de foc, într-un încălzitor, pe un coș de fum (dacă bobina este spirală).
• Registrul este un analog al unui radiator cu țeavă, poate cel mai popular, versatil, eficient din punct de vedere energetic. De obicei, acestea sunt mai multe țevi cu diametru mare conectate prin tuburi subțiri. Alegerea unei forme și a unui loc specific de instalare este limitată de imaginația autorului, precum și de schema generală.
• Diplomat - unul sau mai multe containere interconectate cu duze. Acesta este un model comun, ușor de asamblat și instalat. O sobă pentru o baie cu un schimbător de căldură de acest tip va asigura căldură, căldură, apă fierbinte. Dezavantaje - un volum semnificativ reduce rata de încălzire, limitează alegerea unui loc pentru instalare. Forma primitivă nu contribuie la transferul deplin de căldură, interferând cu încălzirea unor părți ale sobei în sine. Prin urmare, este potrivit numai pentru instalarea în interiorul încălzitorului (dacă vorbim despre o saună), în spatele sau în spatele căminului.
• Jacheta de apă este o carcasă instalată pe părțile generatorului de căldură încălzite din interior. Adesea acesta este un cilindru cu duze, pus pe coș. Difficil pentru asamblarea manuală, predispus la scurgeri, dar nu necesită demontarea aragazului pentru instalare și este destul de eficient.

Alegerea modelului este de obicei legată nu atât de eficiență și preț, cât de complexitatea instalației. De exemplu, unele modificări ale „jachetelor” de apă, „colacilor” și „diplomaților” sunt montate fără a demonta aragazul. Maximul este modernizarea unei părți a conductei sau înlocuirea sobei din fontă (pentru gătit) cu un „diplomat”.

Registrele de transfer de căldură sunt, în general, preferate față de alte dispozitive. Cu toate acestea, acestea sunt instalate numai în timpul construcției unei sobe noi sau a unei modificări grave a celei vechi.

Material

Atunci când proiectează o sobă sau un șemineu cu un fel de schimbător de căldură, inginerul (sau producătorul de sobe) ia în considerare parametrii materialelor. Proprietățile necesare sunt rezistența la foc, elasticitatea, rezistența la coroziune, capacitatea termică, conductivitatea termică. Numai metalele au aceste caracteristici.

• Oțelul este excelent din toate punctele de vedere, cu excepția rezistenței la coroziune. Cu toate acestea, dacă lichidul de răcire este întotdeauna umplut, acesta nu va rugini.
• Oțelul inoxidabil nu are alte dezavantaje decât costul ridicat și dificultatea sudării. Oțelul galvanizat nu este folosit niciodată din cauza emisiilor toxice asociate cu temperaturile ridicate.
• Fonta, ale cărei dezavantaje sunt complexitatea sudării și o mare probabilitate de fisurare (datorită schimbărilor bruște de temperatură cu încălzire neuniformă).
• Cupru, care este bun pentru toată lumea, cu excepția prețului ridicat și a lipirii pieselor. Lipirea "nu reține" căldură puternică dacă apa este evacuată, prin urmare utilizarea de cupru este limitată.

Alegerea este de obicei legată de disponibilitatea sau disponibilitatea materialului. Adesea există sobe de baie cu schimbător de căldură din fontă, care este o baterie modificată. Revizuirea constă în sudarea îmbinărilor secțiunilor și a dopurilor în găurile suplimentare. Astfel, se obține un registru de schimb de căldură care are toate proprietățile necesare. Dezavantajul său este greul său, care limitează alegerea locației.

Fabricarea DIY

Luarea unei decizii cu privire la auto-producție, de regulă, indică prezența unui fel de instrument și abilități pentru a lucra cu acesta.În mod ideal, este nevoie de un atelier cu drepturi depline, cu menghină, sudură (de două tipuri), banc de lucru, nicovală etc. Dacă echipamentul lasă mult de dorit, este posibil să asamblați cea mai simplă modificare - o spirală de cupru bobina.

Avantaje ale acestei opțiuni:

• Cuprul este relativ ușor de îndoit și lipit.
• Bobina nu conține compuși supuși căldurii puternice.
• Forma spirală este simplă, versatilă și nu necesită echipamente sofisticate.
• Instalarea unui astfel de schimbător de căldură nu necesită o modernizare serioasă a structurii cuptorului.

O sobă de saună cu un astfel de schimbător de căldură va face față a tot ceea ce se poate aștepta de la acesta: va asigura funcționarea a 2 - 3 radiatoare de încălzire și va încălzi apa într-un rezervor mic. Cu toate acestea, încălzitorul este responsabil pentru microclimatul din baia de aburi.

Consumabile

Dintre instrumentele speciale pentru lucrul cu cupru, este nevoie doar de un arzător cu gaz. Un profesionist va avea nevoie de un tăietor de țevi, un tăietor și o perie metalică de dimensiunea potrivită. Cu toate acestea, toate acestea sunt înlocuite de o râșniță, o pila (rasp), un burete moale abraziv. De asemenea, veți avea nevoie de un minim de consumabile:

• țeavă de cupru călită într-o bobină d32, lungime 3,5 - 4,5 m (în funcție de d-ul coșului de fum);
• prize de tranziție pentru apă (lipire cu fir) d32 * 1,25 ”- 2 buc;
• lipire obișnuită de temperatură scăzută și cupru dur pentru lipirea la temperatură medie (650 - 750 ° C);
• pastă gumboil;
• burete moale abraziv;
• gaz propan-butan pentru lipire la temperatură medie - 1 cilindru (0,5 l);
• nisip fin cernut spălat - 5 - 6 kg;
• conductă, robinete, supape "Mayevsky", radiatoare.

Este necesar un „îndoitor de țevi” - un butuc rotund uniform. Cu ajutorul său, schimbătorul de căldură pentru aragazul de saună va lua forma unei spirale spiralate. Lungimea buștenului este de cel puțin 1 m, iar diametrul este egal cu dimensiunile coșului de fum la ieșirea din sobă. De regulă, parametrul depinde de dimensiunea focarului și nu este mai mic de 10 cm.

Jurnalul ar trebui să fie fixat rigid prin fixarea acestuia cu șuruburi / dibluri puternice autofiletante între doi copaci sau pereți.

Algoritmul de asamblare

Cea mai grea parte a ansamblului este spirala. Pentru a face acest lucru, conducta va trebui să fie îndoită folosind un bușten instalat rigid. Cuprul neacoperit nu poate fi îndoit, deci trebuie să îl cumpărați exact pe cel din golfuri. Cel mai simplu mod de a instala un schimbător de căldură în bobină într-un cuptor din cărămidă (pentru încălzire) este montarea acestuia pe un coș de fum. Algoritmul acțiunilor:

1. Conectați bine un capăt al conductei, de exemplu cu un dop etanș din fabrică.
2. Umpleți țeava cu nisip vărsând apă, atingând cu un ciocan, etanșând cu o tijă. Aceasta poate fi o țeavă din plastic armat sau un furtun de cauciuc înfundat.
3. Când conducta este plină, sigilați umplutura cât mai mult posibil, apoi conectați celălalt capăt. Încercați să nu „slăbiți” nisipul.
4. Înșurubați o clemă în formă de U sau rotundă la bușten, care va ține țeava strâns. Baza „P” este perpendiculară pe îndoitoarea de țevi mai aproape de capăt, iar locația din jurul circumferinței nu contează.
5. Introduceți capătul bobinei în clemă, începeți să înfășurați încet conducta în jurul buștenilor.
6. Dacă o undă apare undeva, înseamnă că nisipul nu este suficient de dens în acest loc. Este recomandabil să începeți din nou, dar, teoretic, puteți încerca să bateți cu un ciocan.
7. Dacă d de coș este de 150, iar lungimea golfului este de 4,5, ar trebui să obțineți 8 - 9 spire ale spiralei (nu mai mult de 35 - 40 cm înălțime), precum și două "cozi" de 30 - 40 cm fiecare .
8. Tăiați dopurile, curățați nisipul, clătiți bobina.
9. Lipiți prizele de apă de tranziție până la capetele spiralei.
10. Scoateți capacul aragazului sau demontați poarta glisantă (scoateți o parte a coșului de fum).
11. Puneți „bobina” pe țeavă cât mai aproape de aragaz.
12. Asamblați coșul înapoi, luând în considerare etanșanții, înfășurările necesare (dacă există).

Acum puteți instala și conecta restul sistemului de încălzire, inclusiv un rezervor de expansiune de tip samovar deschis, conductă, robinete, radiatoare, supape de aer.Pentru a îmbunătăți circulația naturală, diametrul conductelor nu trebuie să fie mult mai mic decât dimensiunile bobinei. În mod ideal, va fi și cupru, de același diametru.

O dificultate probabilă este scăderea tirajului datorită îndepărtării neintenționate de căldură din coș. Soluția este creșterea lungimii coșului de fum.

Opțiuni de instalare pentru structura de schimb de căldură

Instalarea unui schimbător de căldură de orice fel implică o cantitate considerabilă de muncă, mai ales dacă eficiența acestuia are o importanță serioasă. De exemplu, cea mai simplă spirală de pe coș se poate încălzi ușor și nu va exista deloc circulație fără pompă. Apoi, trebuie să luați măsuri până la renunțarea la un astfel de design. În practică, un schimbător de căldură pentru un cuptor, instalat în locuri diferite, oferă o eficiență diferită. În mod convențional, puteți compune un astfel de TOP, începând cu cel mai eficient soi:

• registru în formă de U din fontă sau oțel în focar;
• o jachetă de apă în jurul focarului sau pe oricare dintre suprafețele sale;
• Diplomat în formă de U în focar;
• un diplomat direct deasupra sau în spatele focarului, cu contact maxim;
• jachetă de apă în jurul încălzitorului;
• registru, diplomat sau serpentină în încălzitor;
• diplomat sau serpentină în spatele sobei;
• jachetă de apă pentru coș.

Bobina coșului de fum este în mod convențional cea mai puțin eficientă opțiune. Cu toate acestea, simplitatea dispozitivului elimină adesea dezavantajele. În plus, eficiența este îmbunătățită într-o varietate de moduri. Printre acestea se află căptușeala bobinei cu o carcasă izolată termic cu umplerea golurilor cu nisip sau instalarea structurii direct în încălzitor.

Toate numele sunt condiționate. De exemplu, un astfel de design de fabrică nu este neobișnuit, atunci când un container cub este încorporat deasupra aragazului. Poate fi considerat o cămașă sau un diplomat.

Conexiune corectă

O sobă cu lemne sau un șemineu cu orice schimbător de căldură este doar o parte a sistemului. Pentru funcționarea sa eficientă din punct de vedere energetic, circulația lichidului de răcire rămâne factorul cheie. Chiar și atunci când este necesară o pompă (de exemplu, într-o casă mare cu două sau trei etaje), circulația naturală este importantă. Datorită ei, conductele nu izbucnesc prea repede din cauza dezghețării, iar apa nu fierbe atât de ușor dacă electricitatea se stinge. Pentru a îmbunătăți circulația, este recomandabil să respectați următoarele reguli:

• cu cât înălțimea conductelor schimbătorului de căldură este mai mare, cu atât este mai bună;
• rezervorul de expansiune este așezat cât mai sus posibil, lângă sobă;
• o conductă se îndreaptă către rezervor din conducta ramificată superioară;
• conducta din rezervorul de expansiune merge la intrarea inferioară a radiatorului;
• toate secțiunile orizontale sunt realizate la un unghi (nu mai puțin de 3 mm la 1 m);
• ieșiți din radiator numai pe partea opusă sau în diagonală.

Un alt punct important este debitul conductei. Cu cât este mai înalt, cu atât mai bine. Prin urmare, nu ar trebui să restrângeți diametrul, să construiți coatele suplimentare, armăturile și să utilizați, de asemenea, tuburi ruginite în interior sau din plastic.

Schimbătorul de căldură este instalat în etapa ansamblului cuptorului. Dacă vorbim despre un design vechi, nu vă lenește să îl dezasamblați. În acest caz, va fi posibil să instalați cel mai eficient dispozitiv acolo unde este necesar. Pe parcurs, va fi efectuată o inspecție detaliată a zidăriei, precum și alte detalii. Defectele și defectele vor fi eliminate.