Основният елемент на която и да е от отоплителните системи е специално устройство - топлообменник за отопление на къща, в което топлината се прехвърля от топлинен генератор към топлоносител. На съвременния пазар са представени голям брой различни отоплителни котли, но цялото им разнообразие не ограничава въображението на домашните майстори по отношение на независимото производство на такива устройства. В нашата статия читателите ще бъдат помолени да разберат защо е необходим топлообменник в отоплителна система, как да го направите със собствените си ръце и как да го свържете.
Функция топлообменник в отоплителната система
В системите за отопление на домашния въздух най-често се използват повърхностни топлообменници на отоплителната система, където топлинната енергия се предава през повърхността на металните стени на това устройство.
Принципът на отопление чрез топлообменник е най-пълно прилаган при проектирането на газови, твърди горива или електрически котли. Водата циркулира през тръби, извити под формата на намотка, инсталирана вътре в отоплителния блок и се нагрява от температурата на горивото. Загрятата охлаждаща течност постъпва в тръбопровода на отоплителната система и се замества от охладената вода от радиаторите в топлообменника.
Досега в много индивидуални домове печката остава традиционният източник на топлина. Добре е за отопление на малка колиба, но в многоетажна вила топлинният й капацитет е недостатъчен. Ето защо в частна къща е необходим топлообменник в отоплителната система, за да се превърне печката в пълноценен котел за отопление на водата. Размерът и формата на домашен топлообменник за отопление трябва да се вписват в размерите на горивната камера на пещта. Тръби и радиатори могат да бъдат свързани към това устройство и след това отоплението на къщата ще стане по-ефективно.
Видове топлообменници
По-практични водни топлообменници за отопление. Това е така, защото водата пренася топлинната енергия много по-добре от въздуха. Въпреки това, въздушен топлообменник за отопление също намира приложение. Освен вода и въздух, за отопление се използва и комин топлообменник, който се монтира не отвътре, а отвън.
Всички промишлени отоплителни устройства са оборудвани с топлообменници, чийто дизайн е максимално адаптиран за ефективно отопление на водата.
В завода топлообменниците са изработени от мед. Тръбата е намотка, през завоите на която има много плочи, осигуряваща голяма площ на пренос на топлина.
Почти невъзможно е да изградите домашен топлообменник за отопление в дома си, така че да е точно като фабричния. Следователно, трябва да изберете по-лесен вариант.
Система устройство
Принципът на работа на домашния топлообменник е, че печката предава енергия към него от изгарянето на дърва за огрев или въглища, а нагрятата вода се разминава по тръбите към всички помещения. Този метод на отопление позволява на жителите на къщата да се насладят на равномерно разпределение на топлината.Освен това всички стаи се затоплят много по-бързо, а разходите за гориво се намаляват.
Има два начина да подобрите печката за отопление на частна къща:
- изградете пещ от нулата за конкретен размер на топлообменника;
- инсталирайте домашен топлообменник, направен по размер на пещта, в съществуващата пещ.
Направил топлообменник за отопление със собствените си ръце, собственикът на дома може да бъде сигурен, че печката му с водна верига ще действа не по-лошо от истински котел на твърдо гориво. Единствената разлика е, че в печката местоположението на входа на топлообменника ще бъде малко по-високо над пода, отколкото в заводските котли. Това е доста значителна разлика, която може да повлияе на скоростта на естествената циркулация на охлаждащата течност.
Свързването на топлообменника към отоплителната система трябва да се извърши така, че тръбата за връщане на студена вода (връщането) да бъде разположена възможно най-ниско.
Точно както в конвенционалната отоплителна система, в горната част на тръбопроводите трябва да се монтира разширителен резервоар. Той ще компенсира промяната в обема на загрятата вода и ще освободи въздушни мехурчета от системата. Ако отоплението чрез топлообменник с естествена циркулация е недостатъчно за отопление на голяма къщичка, ще трябва да инсталирате циркулационна помпа в системата.
За свързване на домашен топлообменник за отопление се използват 2 фитинга: единият отдолу (вход за студена вода), а другият отгоре (изход за гореща вода). Когато инсталирате топлообменника, е необходимо да се осигури необходимия наклон на тръбата, както се изисква от схемата.
Предимства на отоплението с топлообменник
Ако разбирате защо имате нужда от топлообменник в отоплителната система, можете да забележите няколко очевидни предимства:
- Лекота на производство. Ако в къщата вече съществува пещ, тогава ще трябва да харчите само за направата на домашен топлообменник и инсталирането на отоплителна система.
- Комбинирано отопление. В допълнение към отоплението на къщата от повърхността на печката, ще бъде добавена система за отопление на водата.
- Разнообразие от горива. Можете да отоплявате пещта с всякаква твърда енергия, за разлика от котлите, които се фокусират само върху конкретен вид гориво.
- Красив външен вид. Запазването на традиционния вид на руската печка може да бъде полезно при създаването на интериор в национален стил.
Сред недостатъците на отоплението чрез топлообменник са: по-ниската ефективност в сравнение с фабричните котли и липсата на автоматичен контрол върху интензивността на нагряване на охлаждащата течност.
Как да си направим домашен топлообменник
Формата на топлообменника за самостоятелно отопление може да бъде различна. Най-често срещаният вариант е регистър на няколко стоманени или медни тръби, но се използват и образци от плоча.
Температурата в зоната на горене е много висока, особено когато гори въглищата. Поради това се поставят повишени изисквания към метала, от който ще бъдат направени елементите на топлообменника, рационалността на неговия дизайн и качеството на заваръчните шевове.
Материали за производството
Задачата на водните топлообменници за отопление е да осигурят оптимален топлопренос, а степента на метална топлопроводимост е важна в този процес. Например, стоманена тръба провежда топлина 7 пъти по-слаба от медна. Следователно, със същия диаметър на тръбата, за да прехвърлите същото количество топлина, ще ви трябва 25 метра стоманена тръба, вместо 3,5 метра мед.
Медните топлообменници са най-икономичните в експлоатация, но и скъпи. Топлообменниците, изработени от стоманена тръба с диаметър най-малко 32 mm, се считат за по-достъпни за независимо производство.
Ако се предполага, че загрява пещта с въглища, е по-добре да инсталирате чугунен топлообменник. Този метал е по-здрав и стените на устройството няма да изгорят дълго време.
Изчисляване на мощността на топлообменника
Доста е трудно предварително да се изчисли капацитетът на топлообменника за отоплителна система. За да направите това, трябва да се вземат предвид твърде много фактори: диаметър на тръбата, дължина на намотката, топлопроводимост на метала, температура на изгаряне на горивото, скорост на циркулация на охлаждащата течност и др. Реалната способност на топлообменника да се справи със своите функции ще бъде открита едва след пускането на отоплителната система.
При изчисленията може да се ориентира, че 1 метър тръба с диаметър 50 мм, която служи като топлообменник, ще даде 1 кВт топлинна мощност.
Можете да вземете за пример всеки известен модел на котела и в съответствие с неговите параметри да си направите собствен домашен топлообменник.
Характеристики на дизайна
Топлообменник за отопление на водата у дома, заварен от тръби с гладка стена, се нарича регистър. Изглежда като "решетка" и това е най-популярната форма на домашен топлообменник. В допълнение към този дизайн, те правят и по-прости устройства под формата на правоъгълен или цилиндричен резервоар. Основното е, че повърхността на топлообмена е възможно най-голяма.
Когато правите топлообменник със собствените си ръце, трябва да се спазват няколко условия:
- ширината на вътрешните празнини в топлообменника трябва да бъде най-малко 5 mm, в противен случай водата в него може да заври;
- дебелината на стената на тръбата трябва да бъде най-малко 3 мм, така че металът да не изгори;
- празнина от 10–15 mm между топлообменника и стените на пещта трябва да компенсира разширяването на метала по време на нагряване.
Функции за монтаж
Най-лесният начин е да инсталирате топлообменник едновременно с изграждането на пещта. Ако я инсталирате в стара фурна, ще трябва да разглобите част от нейната тухлена зидария.
Процедура:
- Тръбният топлообменник се монтира директно върху подготвената основа на пещта директно в кухината на пещта.
- С по-нататъшното полагане на редовете от тухли те оставят място за входящите и изходящите тръби на устройството.
- След като зидарията е завършена, топлообменникът е свързан към отоплителната система, системата се пълни с вода и се произвежда пробна пещ на пещта.
Видео материалът предлага да се запознаете с полезни съвети за самостоятелно производство на топлообменник:
Досега говорихме само за топлообменници във водна отоплителна система. Нека обърнем внимание на други области на тяхното приложение.
Въздушно отопление
Ако характеризирате отоплителната система за въздух, можем да кажем, че тя има повече минуси, отколкото плюсове. Въздушните топлообменници за отопление не са често срещани в частния жилищен сектор, те все още не са се запознали.
Предимството на тази система е възможността за комбиниране на отоплението с принудителна вентилация. Въпреки това, възможните грешки при проектирането и инсталирането му могат да сведат до минимум ползите. Шумът от вентилаторите се чува в каналите, а в стаите се усеща дисбаланс на температурата.
Топлообменниците за отопление на въздуха съществуват директно, както и индиректно. В първия от тях газовото или дизеловото гориво изгарят директно в самия топлообменник. Други модели използват междинен охлаждащ агент.
Комин топлообменник
В къщичките и баните на "занаятчиите" можете да видите домашен воден или въздушен топлообменник, монтиран на комина на малка печка. Оказва се много изгодно: топлината не отминава с дима, а част от него служи за загряване на водата.
Инсталирайки топлообменник в комина за отопление, можете да получите доста голямо количество топла вода. Разбира се, това не е достатъчно, за да затопли цялата къща, но достатъчно, за да поставите един или два радиатора в съблекалнята.Възможно е да се използва топлообменник за комин както за отопление, така и за бързо нагряване на вода в баня.
Такова устройство може да бъде много просто за производство. Като основа можете да вземете сегмент от голяма тръба с диаметър 500-700 мм или да заварите резервоар от неръждаема стомана. В центъра на конструкцията ще има вертикална тръба, съответстваща на диаметъра на комина, а две тръби трябва да бъдат заварени отгоре и отдолу.
Предоставяйки температурата си на топлообменника, продуктите от горенето, напускащи пещта, бързо се охлаждат. Поради това тяга в комина намалява и изгарянето на гориво донякъде се забавя.
Направата на топлообменник за отопление със собствените си ръце може да бъде начин да организирате пълноценно отопление на водата в къщата, без да придобивате скъпо оборудване.
