Els principals tipus d’intercanviadors de calor del forn i els seus mètodes d’instal·lació

Tot i l’ús generalitzat de les calderes de calefacció modernes, les estufes tradicionals no perden la seva rellevància. Tanmateix, la seva efectivitat a vegades deixa molt a desitjar. Instal·lar un intercanviador de calor per al forn el farà veritablement universal. No només s’escalfarà l’aire que l’envolta, sinó també el refrigerant que circula pel sistema. No sempre és recomanable comprar una caldera completa completa. Sobretot si el propietari zelós té desig, oportunitat i guia d’acció.

Principi de funcionament i funció de l'intercanviador de calor

Un dispositiu d’intercanvi de calor líquid és un dipòsit, que forma part d’una estructura del forn, equipat per connectar-se a una canonada. El dipòsit s’escalfa en contacte amb els productes de combustió del combustible i transfereix aquesta energia a l’aigua. L’aigua que es mou pel sistema desprèn calor als dispositius de calefacció, radiadors, des dels quals s’escalfa de manera convectiva l’aire. L’escalfament del dipòsit pot ser directe o indirecte, i la circulació del refrigerant pot ser natural o forçada.

Refrigerant

En lloc d’aigua, s’utilitza sovint l’etilenglicol, el propilenglicol, l’alcohol o els anticongelants a base d’oli. El seu avantatge principal és la baixa temperatura de congelació, que se situa entre els 30 i els 70 ºC. Els nombres exactes depenen de la composició química i de la concentració del líquid. L'ús d'aquesta química proporciona diversos avantatges:

• protecció dels elements del sistema contra danys per descongelació;
• protecció anticorrosió per additius adequats;
• l’absència d’abrasius, sals i altres impureses que destrueixen (obstruir) la canonada o els accessoris.

Alguns intercanviadors de calor, per exemple, per a un bany, serveixen no només aparells de calefacció, sinó també una dutxa o un dipòsit independent. Per tant, aquí s’utilitza aigua. Per tal d’evitar el descongelament, l’aparell està dissenyat de manera que abocar aigua no triga gaire temps. Si el bany o la sauna sovint s’escalfen i els sobres de l’edifici estan aïllats d’alta qualitat, es produeix el problema.

El propilenglicol és car, l’alcohol i l’oli són inflamables i l’etilenglicol és un refrigerant altament tòxic.

Funcions d’intercanviador de calor

La funció del dipòsit d’intercanvi de calor, com a part de l’estructura del forn, és la recepció i transferència de calor al refrigerant dels productes de combustió. Però com a element d’un sistema més ampli (calefacció, subministrament d’aigua), resol diversos problemes.

• Distribuïu la calor uniformement i econòmicament en habitacions amb calefacció.
• Proporcionar una casa (casa rural, casa rural, bany, apartament, etc.) amb aigua calenta.
• Acumuleu energia tèrmica per utilitzar-lo amb una estufa en ralentí.

Un acumulador de calor connectat a un intercanviador de calor per a una estufa de llenya emmagatzema energia a causa de la capacitat de calor de l’agent d’emmagatzematge. Per tant, es pot fer aïllant qualsevol recipient. Un barril amb escuma muntada i parcialment ple de runes o sorres ja és un acumulador de calor. Si l’equipeu amb quatre canonades i el connecteu correctament, la unitat es convertirà en un element funcional del sistema.

Refredant 1 ° C, l'aigua escalfa 1 m3 d'aire ambient ambient a 4 ° C. L'ús amb èxit dels acumuladors de calor de l'aigua està associat a això.

Tipus d’intercanviadors de calor

Un dispositiu senzill pot ser eficaç de moltes maneres, segons el tipus. La classificació es realitza segons diversos criteris. Diferents models d’intercanviadors de calor de fàbrica o artesanals, per exemple, en un bany, difereixen:

• construcció
• lloc d'instal·lació
• material

Aquests factors s’afecten mútuament i les característiques de la unitat d’intercanvi de calor en conjunt: el seu cost, eficiència, productivitat, volum del sistema, complexitat de la instal·lació, etc.

Disseny

Les diferències de disseny depenen en gran mesura de la finalitat del producte. Per exemple, l'escalfament d'aigua de rentat comporta una quantitat important i una intensa transferència de calor. L’ús només per a la calefacció requereix una transferència gradual de calor al refrigerant.

• La bobina és una canonada doblegada en diferents angles. S'escalfa ràpidament, però sovint no té prou volum. Apte per a la instal·lació en una cambra de llenya, darrere d’una caixa de foc, en una estufa, en una xemeneia (si la bobina és en espiral).
• El registre és un anàleg d’un radiador de canonada, potser el més popular, universal, d’energia eficient. Per regla general, es tracta de diverses canonades de gran diàmetre connectades per canonades primes. L'elecció d'una forma específica i una ubicació d'instal·lació està limitada per la imaginació de l'autor, així com per l'esquema general.
• Diplomat: un o més envasos interconnectats amb broquets. Aquest és un model comú, fàcil de muntar i instal·lar. Un forn de bany amb un intercanviador de calor d’aquest tipus proporcionarà calor, calor i aigua calenta. Inconvenients: una quantitat important redueix la taxa de calefacció, limita l’elecció del lloc per a la instal·lació. La forma primitiva no contribueix a la plena transferència de calor, interferint amb l'escalfament de les parts de la cuina pròpia. Per tant, només és adequat per a la seva instal·lació a l’interior del calefactor (si parlem del bany), per a ell o per al forn.
• Jaqueta d'aigua: carcassa instal·lada a les parts del generador de calor escalfades des de l'interior. Sovint es tracta d’un cilindre amb broquets, desgastats a la xemeneia. És difícil en el muntatge artesanal, propens a fuites, però no requereix desmuntar la cuina per a la seva instal·lació i és força eficaç.

L’elecció del model sol estar associada no tant a l’eficiència i al preu com a la complexitat de la instal·lació. Per exemple, algunes modificacions de "camises" d'aigua, "bobines" i "diplomàtics" es munten sense desmuntar el forn. El màxim és la modernització d’una part de la canonada o la substitució d’una placa de ferro colat (per cuinar) per un “diplomàtic”.

Els registres de transferència de calor són generalment preferibles a altres dispositius. Tot i això, només s’instal·len durant la construcció d’una nova estufa o una alteració greu de l’antiga.

Material

Quan es dissenya una estufa o llar de foc amb un intercanviador de calor, un enginyer (o estufa) té en compte els paràmetres dels materials. Propietats necessàries: resistència al foc, elasticitat, resistència a la corrosió, capacitat de calor, conductivitat tèrmica. Només els metalls tenen aquestes característiques.

• L’acer és perfecte en tots els aspectes, excepte la resistència a la corrosió. Tanmateix, si el refrigerant sempre s’omple, no s’oxida.
• L’acer inoxidable no té inconvenients, tret de l’elevat preu i la complexitat de les soldadures. L’acer galvanitzat no s’utilitza gairebé mai a causa d’emissions tòxiques associades a altes temperatures.
• Ferro fos, els inconvenients dels quals són la complexitat de les soldadures i l’alta probabilitat d’esquerdament (a causa de canvis bruscos de temperatura durant un escalfament desigual).
• Coure, que és bo per a tothom, excepte l’elevat preu i la soldadura de les peces. La soldadura “no reté” calor forta si s’escorre aigua, de manera que l’ús del coure és limitat.

La tria sol estar relacionada amb la disponibilitat o la disponibilitat de material. Sovint hi ha estufes de bany amb un intercanviador de calor de ferro colat, que és una bateria modificada. El perfeccionament consisteix a bullir les juntes de les seccions i els taps dels forats addicionals. D’aquesta manera, s’obté un registre de transferència de calor amb totes les propietats necessàries. El seu desavantatge és la molèstia que limita l’elecció del lloc.

Fabricació de bricolatge

La presa d’una decisió sobre l’autoproducció, per regla general, indica la presència d’algun tipus d’eina i habilitats per treballar-hi. L’ideal és que necessiteu un taller a tota regla amb un embolic, soldadura (de dos tipus), un banc de treball, una enclusa, etc.Si l’equip deixa molt a desitjar, és possible l’opció de muntar la modificació més simple: una bobina en espiral de coure.

Pluses d'aquesta opció:

• El coure és relativament fàcil de doblegar, de soldadura.
• La bobina no conté compostos exposats a calor extrema.
• La forma espiral és simple, universal i no es necessita equipament complex per donar-la.
• La instal·lació d’un dispositiu d’intercanvi de calor no requereix una modernització important del disseny del forn.

Una estufa de bany amb un intercanviador de calor serà capaç de fer front a tot allò que es pugui esperar: proporcionarà 2-3 radiadors de calefacció, escalfarà aigua en un petit dipòsit. No obstant això, el calefactor respon al microclima a la sala de vapor.

Materials gastables

De les eines especials per treballar amb coure, només es necessita un cremador de gas. Un professional necessitarà un tallador de canonades, un xamfrà, un raspall metàl·lic de la mida adequada. Tot i això, tot això es substitueix per un molinet, un fitxer (rasp), una esponja abrasiva suau. Els subministraments també necessitaran un mínim:

• tub de coure recobert a la badia d32, longitud 3,5 - 4,5 m (depenent de la xemeneia d);
• preses d'aigua transitòries (soldadura de fil) d32 * 1,25 "- 2 ulls;
• soldadura ordinària de baixa temperatura i coure dur per soldadura de temperatura mitjana (650 - 750 ° C);
• pasta de flux;
• esponja abrasiva suau;
• gas propà-butà per soldadura a temperatura mitjana - 1 cilindre (0,5 L);
• sorra fina tamisada - 5-6 kg;
• canonada, aixetes, vàlvules "Mayevsky", radiadors.

Cal un "doblador de canonades": un registre uniforme i uniforme. Amb la seva ajuda, l'intercanviador de calor de la cuina del bany rebrà la forma d'una bobina en espiral. La longitud del tronc és d'almenys 1 m i el diàmetre és igual a les dimensions de la xemeneia a la sortida de l'estufa. Per regla general, el paràmetre depèn de la mida del forn i no passa de menys de 10 cm.

El registre ha de ser fixat rígidament, fixant-lo amb potents cargols / dots entre dos arbres o parets.

Construeix algorisme

La part més difícil del muntatge és la forma en espiral. Per fer-ho, caldrà doblegar la canonada mitjançant un registre instal·lat rígidament. El coure sense cremar no es pot doblar, de manera que cal comprar exactament el de les badies. La manera més fàcil d’instal·lar un intercanviador de calor “en bobina” en un forn de maó (per escalfar) és instal·lar-lo en una xemeneia. Algoritme d’accions:

1. Connecteu de forma segura un extrem de la canonada amb, per exemple, un endoll de fàbrica tancat.
2. Ompliu la pipa amb sorra, vessant-la amb aigua, punxant-la amb un martell, segellant-la amb un "ramrod". Pot ser una canonada de plàstic o una mànega de goma ofegada.
3. Quan el tub estigui ple, segelleu el farcit el màxim possible i, a continuació, connecteu l’altre extrem. Intenta no "aplanar" la sorra.
4. Cargolem una abraçadora en forma de U o rodona al registre que subjectarà el tub. La base "P" és perpendicular a la flexió de la canonada més propera a l'extrem, i la disposició circumferencial no hi té un paper.
5. Inseriu el final de la badia a la pinça, comenceu, lentament, a avançar el tub al registre.
6. Si en algun lloc hi apareixia una sala, vol dir que en aquest lloc la sorra no és prou estreta. És recomanable tornar a començar tot, però, teòricament, podeu intentar tapar la sala amb un martell.
7. Si la xemeneia d és de 150 i la longitud de la badia de 4,5, hauríeu d’obtenir entre 8 i 9 voltes d’una espiral (no més de 35 - 40 cm d’alçada), així com dues “cues” de 30 - 40 cm cadascuna.
8. Talleu els taps, netegeu la sorra, esbandiu l’espiral.
9. Preses d'aigua de transició per soldar als extrems de l'espiral.
10. Traieu la coberta que cobreix el calefactor o traieu la porta de diapositiva (traieu una part de la xemeneia).
11. Poseu la “bobina” al tub més a prop de la cuina.
12. Torneu a muntar la xemeneia tenint en compte els segelladors necessaris, els bobinatges (si ho fossin)

Ara podeu instal·lar i connectar els elements restants del sistema de calefacció, inclosos el dipòsit d’expansió obert del tipus samovar, canonades, aixetes, radiadors, vàlvules d’aire. Per millorar la circulació natural, el diàmetre de la canonada no ha de ser molt menor que la mida de la bobina.L’ideal seria que també sigui coure, del mateix diàmetre.

La probable probabilitat és una reducció del corrent degut a la retirada de calor involuntària de la xemeneia. La solució és augmentar la longitud de la xemeneia.

Opcions de disseny d’intercanvi de calor

La instal·lació d’un dispositiu d’intercanvi de calor de qualsevol tipus comporta una gran quantitat de treball, sobretot si la seva efectivitat té una importància important. Per exemple, l’espiral més simple d’una xemeneia pot escalfar-se lleugerament i no hi pot haver circulació sense bomba. Llavors heu de prendre mesures, fins al rebuig d'un disseny com aquest. A la pràctica, un únic intercanviador de calor del forn, instal·lat en diferents llocs, proporciona una eficiència diferent. Condicionalment és possible fer aquest TOP, a partir de la varietat més eficaç:

• registre de ferro colat o d’acer en forma de U al forn;
• una camisa d'aigua al voltant de la caixa de foc o en qualsevol de les seves superfícies;
• Diplomàtic en forma d’U a una caixa de foc;
• un diplomàtic directament a sobre o darrere de la caixa de foc amb el màxim contacte;
• camisa d'aigua al voltant del calefactor;
• registrar-se, diplomatar-se o enrotllar-se al calefactor;
• un diplomàtic o una bobina darrere d’un escalfador;
• camisa d'aigua a la xemeneia.

Condicionalment, la bobina de xemeneia és l'opció menys efectiva. Tot i això, la simplicitat del dispositiu sovint elimina els inconvenients. A més, l'eficiència es millora de diverses maneres. Entre ells, el revestiment de la bobina amb una carcassa aïllada tèrmicament amb l’ompliment dels buits amb sorra o la instal·lació de l’estructura directament al calefactor.

Tots els noms són condicionals. Per exemple, aquesta construcció de fàbrica no és infreqüent quan es construeix un contenidor amb forma de cúbic per sobre del calefactor. Es pot considerar una camisa o una diplomàtica.

Connexió adequada

Una estufa de llenya o una xemeneia amb qualsevol intercanviador de calor només és una part del sistema. Per la seva eficiència energètica, la circulació del refrigerant segueix sent un factor clau. Fins i tot quan l’ús d’una bomba és clarament necessari (per exemple, en una casa gran de dos o tres pisos), la circulació natural és una cosa important. Gràcies a això, les canonades no esclaten a causa del descongelament massa ràpid i l’aigua no bull fins tan fàcilment si s’apaga l’electricitat. Per millorar la circulació, és recomanable complir les normes següents:

• com més gran sigui la carrera dels broquets de l’intercanviador de calor, millor;
• el dipòsit d'expansió es col·loca el més alt possible, al costat de l'estufa;
• una canonada es dirigeix ​​al dipòsit des de la canonada superior;
• la canonada del dipòsit d’expansió va a l’entrada inferior del radiador;
• totes les seccions horitzontals es realitzen en un angle (almenys 3 mm per 1 m);
• sortida del radiador només des del costat oposat o en diagonal.

Un altre punt important és la capacitat transversal del gasoducte. Com més alta sigui, millor. Per tant, no heu de restringir el diàmetre, construir excés de genolls, accessoris, i també fer servir canonades de plàstic o rovellades al seu interior.

L’intercanviador de calor s’instal·la a l’etapa de muntatge del forn. Si parlem d’un disseny vell, no cal tenir mandra per desmuntar-lo. En aquest cas, serà possible instal·lar el dispositiu més eficient fins on calgui. De passada, es farà una inspecció detallada de la maçoneria, així com altres detalls. Els defectes i defectes seran eliminats.