Die Haupttypen von Wärmetauschern im Ofen und seine Installationsmethoden

Trotz des weit verbreiteten Einsatzes moderner Heizkessel verlieren traditionelle Öfen nicht an Relevanz. Ihre Wirksamkeit lässt jedoch manchmal zu wünschen übrig. Durch die Installation eines Wärmetauschers für den Ofen wird dieser wirklich universell. Nicht nur die Umgebungsluft erwärmt sich, sondern auch das durch das System zirkulierende Kühlmittel. Der Kauf eines neuen Vollkessels ist nicht immer ratsam. Besonders wenn der eifrige Besitzer einen Wunsch, eine Gelegenheit und einen Leitfaden zum Handeln hat.

Funktionsprinzip und Funktion des Wärmetauschers

Eine Flüssigkeitswärmeaustauschvorrichtung ist ein Tank, der Teil einer Ofenstruktur ist und für den Anschluss an eine Rohrleitung ausgerüstet ist. Der Tank wird in Kontakt mit den Verbrennungsprodukten des Kraftstoffs erwärmt und überträgt diese Energie auf Wasser. Wasser, das sich durch das System bewegt, gibt Wärme an Heizgeräte ab - Heizkörper, von denen Luft konvektiv erwärmt wird. Die Erwärmung des Tanks kann direkt oder indirekt erfolgen, und die Zirkulation des Kühlmittels kann natürlich oder erzwungen sein.

Kühlmittel

Anstelle von Wasser werden häufig Frostschutzmittel auf Ethylenglykol-, Propylenglykol-, Alkohol- oder Ölbasis verwendet. Ihr Hauptvorteil ist die niedrige Gefriertemperatur im Bereich von -30 bis -70 ° C. Die genauen Zahlen hängen von der chemischen Zusammensetzung und Konzentration der Flüssigkeit ab. Die Verwendung einer solchen Chemie bietet mehrere Vorteile:

• Schutz der Systemelemente vor Beschädigungen durch Abtauen;
• Korrosionsschutz durch geeignete Zusätze;
• das Fehlen von Schleifmitteln, Salzen und anderen Verunreinigungen, die die Rohrleitung oder die Armaturen zerstören (verstopfen).

Einige Wärmetauscher, zum Beispiel für ein Bad, dienen nicht nur Heizgeräten, sondern auch einer Dusche oder einem separaten Tank. Daher wird hier Wasser verwendet. Um ein Auftauen zu vermeiden, ist das Gerät so ausgelegt, dass das Gießen von Wasser nicht viel Zeit in Anspruch nimmt. Wenn das Badehaus oder die Sauna häufig beheizt wird und die Gebäudehüllen mit hoher Qualität isoliert sind, ist das Problem behoben.

Propylenglykol ist teuer, Alkohol und Öl sind brennbar und Ethylenglykol ist ein hochgiftiges Kühlmittel.

Wärmetauscherfunktionen

Die Funktion des Wärmeaustauschers als Teil der Ofenstruktur ist die Aufnahme und Übertragung von Wärme aus den Verbrennungsprodukten auf das Kühlmittel. Als Element eines umfassenderen Systems (Heizung, Wasserversorgung) werden jedoch mehrere Probleme gelöst.

• Verteilen Sie die Wärme gleichmäßig und wirtschaftlich auf beheizte Räume.
• Stellen Sie ein Haus (Ferienhaus, Ferienhaus, Badehaus, Wohnung usw.) mit heißem Wasser zur Verfügung.
• Sammeln Sie Wärmeenergie für die Verwendung mit einem Leerlaufofen.

Ein Wärmespeicher, der an einen Wärmetauscher für einen Holzofen angeschlossen ist, speichert Energie aufgrund der Wärmekapazität des Speichermittels. Daher kann es durch Isolieren eines beliebigen Behälters hergestellt werden. Ein mit Montageschaum übergossenes und teilweise mit Schutt oder Sand gefülltes Fass ist bereits ein Wärmespeicher. Wenn Sie es mit vier Rohren ausstatten und richtig anschließen, wird das Gerät zu einem Funktionselement des Systems.

Bei einer Kühlung von 1 ° C erwärmt das Wasser 1 m3 ruhende Umgebungsluft auf 4 ° C. Damit ist der erfolgreiche Einsatz von Wasserwärmespeichern verbunden.

Arten von Wärmetauschern

Ein einfaches Gerät kann in vielerlei Hinsicht effektiv sein - je nach Typ. Die Klassifizierung erfolgt nach mehreren Kriterien. Verschiedene Modelle von Fabrik- oder handwerklichen Wärmetauschern, beispielsweise in einem Bad, unterscheiden sich:

• Konstruktion
• Installationsort
• Material.

Diese Faktoren beeinflussen sich gegenseitig und die Merkmale der gesamten Wärmetauschereinheit: Kosten, Effizienz, Produktivität, Systemvolumen, Installationskomplexität usw.

Design

Designunterschiede hängen weitgehend vom Verwendungszweck des Produkts ab. Zum Beispiel beinhaltet das Erhitzen von Waschwasser eine erhebliche Menge und eine intensive Wärmeübertragung. Und die Verwendung nur zum Heizen erfordert eine allmähliche Wärmeübertragung auf das Kühlmittel.

• Die Spule ist ein Rohr, das in verschiedenen Winkeln gebogen ist. Es erwärmt sich schnell, hat aber oft nicht genug Volumen. Geeignet für die Installation in einem Holzfeuerraum, hinter einem Feuerraum, in einem Ofen, in einem Schornstein (wenn die Spule spiralförmig ist).
• Das Register ist ein Analogon eines Rohrstrahlers, vielleicht der beliebteste, universellste und energieeffizienteste. In der Regel handelt es sich dabei um mehrere Rohre mit großem Durchmesser, die durch dünne Rohre verbunden sind. Die Wahl einer bestimmten Form und eines bestimmten Installationsortes wird durch die Vorstellungskraft des Autors sowie das allgemeine Schema begrenzt.
• Diplomat - ein oder mehrere miteinander verbundene Behälter mit Düsen. Dies ist ein gängiges Modell, das einfach zu montieren und zu installieren ist. Ein Badofen mit einem Wärmetauscher dieses Typs liefert Wärme, Wärme und heißes Wasser. Nachteile - Eine erhebliche Menge reduziert die Heizrate und schränkt die Wahl des Installationsortes ein. Die primitive Form trägt nicht zur vollständigen Wärmeübertragung bei und verhindert das Erhitzen von Teilen des Ofens selbst. Daher ist es nur für den Einbau in die Heizung (wenn es sich um das Bad handelt), für diese oder für den Ofen geeignet.
• Wassermantel - ein Gehäuse, das an den von innen beheizten Teilen des Wärmeerzeugers angebracht ist. Oft ist dies ein Zylinder mit Düsen, der am Schornstein getragen wird. Es ist schwierig für die handwerkliche Montage, anfällig für Undichtigkeiten, erfordert jedoch keine Demontage des Ofens für die Installation und ist sehr effektiv.

Die Wahl des Modells hängt in der Regel weniger mit Effizienz und Preis als vielmehr mit der Komplexität der Installation zusammen. Zum Beispiel werden einige Modifikationen von Wasser- "Hemden", "Spulen" und "Diplomaten" montiert, ohne den Ofen zu zerlegen. Das Maximum ist die Modernisierung eines Rohrteils oder der Ersatz einer Gusseisenplatte (zum Kochen) durch einen "Diplomaten".

Wärmeübertragungsregister sind im Allgemeinen anderen Geräten vorzuziehen. Sie werden jedoch nur während des Baus eines neuen Ofens oder einer ernsthaften Änderung des alten Ofens installiert.

Material

Bei der Konstruktion eines Ofens oder Kamins mit einem Wärmetauscher berücksichtigt ein Ingenieur (oder Ofen) die Parameter der Materialien. Notwendige Eigenschaften - Feuerbeständigkeit, Elastizität, Korrosionsbeständigkeit, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit. Nur Metalle besitzen diese Eigenschaften.

• Stahl ist in jeder Hinsicht perfekt, außer Korrosionsbeständigkeit. Wenn das Kühlmittel jedoch immer gefüllt ist, rostet es nicht.
• Edelstahl hat keine Nachteile, außer dem hohen Preis und der Komplexität des Schweißens. Verzinkter Stahl wird aufgrund der mit hohen Temperaturen verbundenen toxischen Emissionen fast nie verwendet.
• Gusseisen, dessen Nachteile die Komplexität des Schweißens und die hohe Wahrscheinlichkeit von Rissen sind (aufgrund plötzlicher Temperaturänderungen während ungleichmäßiger Erwärmung).
• Kupfer, das für alle gut ist, außer für den hohen Preis und das Löten der Teile. Das Lot „hält“ keine starke Wärme, wenn Wasser abgelassen wird, sodass die Verwendung von Kupfer begrenzt ist.

Die Auswahl hängt normalerweise von der Verfügbarkeit oder Verfügbarkeit von Material ab. Oft gibt es Badeherde mit einem gusseisernen Wärmetauscher, bei dem es sich um eine modifizierte Batterie handelt. Die Verfeinerung besteht darin, die Fugen der Abschnitte zu kochen und die zusätzlichen Löcher zu stopfen. Dadurch wird ein Wärmeübertragungsregister mit allen notwendigen Eigenschaften erhalten. Sein Nachteil ist die Sperrigkeit, die die Wahl des Ortes einschränkt.

DIY machen

Eine Entscheidung über die Eigenproduktion zu treffen, zeigt in der Regel das Vorhandensein einiger Werkzeuge und Fähigkeiten an, um damit zu arbeiten. Idealerweise benötigen Sie eine vollwertige Werkstatt mit Schraubstock, Schweißen (zwei Arten), Werkbank, Amboss usw.Wenn die Ausrüstung zu wünschen übrig lässt, ist die Möglichkeit möglich, die einfachste Modifikation zusammenzubauen - eine Kupferspirale.

Pluspunkte dieser Option:

• Kupfer ist relativ leicht zu biegen, zu löten.
• Die Spule enthält keine Verbindungen, die extremer Hitze ausgesetzt sind.
• Die Spiralform ist einfach, universell und es ist keine komplexe Ausrüstung erforderlich, um sie zu geben.
• Die Installation einer solchen Wärmeaustauschvorrichtung erfordert keine wesentliche Modernisierung des Ofendesigns.

Ein Badherd mit einem solchen Wärmetauscher wird alles bewältigen, was von ihm zu erwarten ist: Er stellt den Betrieb von 2 - 3 Heizkörpern sicher und erwärmt das Wasser in einem kleinen Tank. Für das Mikroklima im Dampfbad antwortet die Heizung dennoch.

Verbrauchsmaterialien

Von den Spezialwerkzeugen für die Arbeit mit Kupfer wird nur ein Gasbrenner benötigt. Ein Profi benötigt einen Rohrschneider, eine Fase und eine Metallbürste der richtigen Größe. All dies wird jedoch durch eine Mühle, eine Feile (Raspel) und einen weichen Schleifschwamm ersetzt. Lieferungen benötigen auch ein Minimum:

• geglühtes Kupferrohr in der Bucht d32, Länge 3,5 - 4,5 m (abhängig vom Schornstein d);
• Übergangswassersockel (Gewindelöten) d32 * 1,25 ”- 2 Stk;
• gewöhnliches Niedertemperatur- und Hartkupferlot zum Hartlöten bei mittlerer Temperatur (650 - 750 ° C);
• Flussmittelpaste;
• weicher Schleifschwamm;
• Propan-Butangas zum Hartlöten bei mittlerer Temperatur - 1 Zylinder (0,5 l);
• gewaschener gesiebter feiner Sand - 5 - 6 kg;
• Rohrleitungen, Wasserhähne, "Mayevsky" -Ventile, Heizkörper.

Ein „Rohrbieger“ ist erforderlich - ein gleichmäßiger Rundholzstamm. Mit seiner Hilfe erhält der Wärmetauscher für den Badherd die Form einer Spiralspule. Die Länge des Baumstamms beträgt mindestens 1 m und der Durchmesser entspricht den Abmessungen des Schornsteins am Auslass des Ofens. In der Regel hängt der Parameter von der Größe des Ofens ab und tritt nicht unter 10 cm auf.

Der Baumstamm sollte starr befestigt sein und mit kräftigen Schrauben / Dübeln zwischen zwei Bäumen oder Wänden befestigt werden.

Algorithmus erstellen

Der schwierigste Teil der Baugruppe ist die spiralförmige Form. Dazu muss das Rohr mit einem fest installierten Stamm gebogen werden. Unverbranntes Kupfer kann nicht gebogen werden, daher müssen Sie genau das in den Buchten kaufen. Der einfachste Weg, einen Wärmetauscher mit „Spule“ in einem Steinofen (zum Heizen) zu installieren, besteht darin, ihn in einem Schornstein zu installieren. Aktionsalgorithmus:

1. Verschließen Sie ein Ende des Rohrs sicher mit beispielsweise einem versiegelten Werksstecker.
2. Füllen Sie das Rohr mit Sand, verschütten Sie es mit Wasser, klopfen Sie mit einem Hammer darauf und versiegeln Sie es mit einem Ladestock. Es kann sich um ein Kunststoffrohr oder einen ertrunkenen Gummischlauch handeln.
3. Wenn das Rohr voll ist, verschließen Sie den Füllstoff so weit wie möglich und verschließen Sie dann das andere Ende. Versuchen Sie, den Sand nicht zu "glätten".
4. Schrauben Sie eine U-förmige oder runde Klammer an den Stamm, die das Rohr festhält. Die Basis "P" steht senkrecht zum Rohrbieger näher am Ende, und die Umfangsanordnung spielt keine Rolle.
5. Führen Sie das Ende der Bucht in die Klemme ein, wickeln Sie das Rohr langsam auf den Baumstamm.
6. Wenn irgendwo eine Halle auftauchte, bedeutet dies, dass der Sand an dieser Stelle nicht dicht genug ist. Es ist ratsam, von vorne zu beginnen, aber theoretisch können Sie versuchen, die Halle mit einem Hammer zu klopfen.
7. Wenn der Schornstein d 150 und die Buchtlänge 4,5 beträgt, sollten Sie 8 bis 9 Windungen einer Spirale (nicht mehr als 35 bis 40 cm hoch) sowie zwei „Schwänze“ von jeweils 30 bis 40 cm erhalten.
8. Schneiden Sie die Stopfen ab, reinigen Sie den Sand und spülen Sie die Spirale aus.
9. Löten Sie Übergangswasserbuchsen an die Enden der Spirale.
10. Entfernen Sie die Abdeckung, die die Heizung abdeckt, oder entfernen Sie die Schiebetür (entfernen Sie einen Teil des Kamins).
11. Setzen Sie die „Spule“ so nah wie möglich am Ofen auf das Rohr.
12. Bauen Sie den Schornstein unter Berücksichtigung der erforderlichen Dichtmittel und Wicklungen (falls vorhanden) wieder zusammen.

Jetzt können Sie die verbleibenden Elemente des Heizungssystems installieren und anschließen, einschließlich des offenen Ausgleichsbehälters vom Typ Samowar, Rohrleitungen, Wasserhähne, Heizkörper und Luftventile. Um die natürliche Zirkulation zu verbessern, sollte der Durchmesser der Rohrleitung nicht viel kleiner als die Größe der Spule sein.Idealerweise ist es auch Kupfer mit dem gleichen Durchmesser.

Die wahrscheinliche Schwierigkeit ist eine Abnahme des Luftzuges aufgrund einer unbeabsichtigten Wärmeabfuhr aus dem Schornstein. Die Lösung besteht darin, die Länge des Kamins zu erhöhen.

Designoptionen für den Wärmeaustausch

Die Installation einer Wärmeaustauschvorrichtung jeglicher Art ist mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, insbesondere wenn ihre Wirksamkeit von großer Bedeutung ist. Zum Beispiel kann sich die einfachste Spirale in einem Schornstein leicht erwärmen, und ohne Pumpe kann es überhaupt keine Zirkulation geben. Dann müssen Sie Maßnahmen ergreifen, bis ein solches Design abgelehnt wird. In der Praxis ergibt ein einzelner Wärmetauscher für den Ofen, der an verschiedenen Orten installiert ist, einen unterschiedlichen Wirkungsgrad. Es ist bedingt möglich, ein solches TOP herzustellen, beginnend mit der effektivsten Sorte:

• U-förmiges Register aus Gusseisen oder Stahl im Ofen;
• ein Wasserhemd um den Feuerraum oder an einer seiner Oberflächen;
• U-förmiger Diplomat in einem Feuerraum;
• ein Diplomat direkt über oder hinter dem Feuerraum mit maximalem Kontakt;
• Wasserhemd um die Heizung;
• Register, Diplomat oder Spule in der Heizung;
• ein Diplomat oder eine Spule hinter einer Heizung;
• Wasserhemd im Schornstein.

Die Kaminspule ist bedingt die am wenigsten wirksame Option. Die Einfachheit der Vorrichtung beseitigt jedoch häufig die Nachteile. Darüber hinaus wird die Effizienz auf verschiedene Weise verbessert. Darunter - die Spulenauskleidung mit einem wärmeisolierten Gehäuse zum Füllen der Hohlräume mit Sand oder der Einbau der Struktur direkt in die Heizung.

Alle Namen sind bedingt. Beispielsweise ist eine solche Fabrikkonstruktion nicht ungewöhnlich, wenn ein kubisch geformter Behälter über der Heizung gebaut wird. Sie kann als Hemd oder Diplomatin betrachtet werden.

Richtige Verbindung

Ein Holzofen oder Kamin mit einem Wärmetauscher ist nur ein Teil des Systems. Für den energieeffizienten Betrieb bleibt die Zirkulation des Kühlmittels ein Schlüsselfaktor. Auch wenn die Verwendung einer Pumpe eindeutig erforderlich ist (z. B. in einem großen zwei- oder dreistöckigen Haus), ist die natürliche Zirkulation eine wichtige Sache. Dank dessen platzen die Rohre nicht, weil sie zu schnell abtauen, und das Wasser kocht nicht so leicht, wenn der Strom ausfällt. Um die Auflage zu verbessern, ist es ratsam, die folgenden Regeln einzuhalten:

• Je höher der Lauf der Wärmetauscherdüsen in der Höhe ist, desto besser.
• Der Ausgleichsbehälter wird so hoch wie möglich neben dem Ofen aufgestellt.
• ein Rohr geht vom oberen Rohr zum Tank;
• Das Rohr vom Ausgleichsbehälter führt zum unteren Eingang des Kühlers.
• Alle horizontalen Abschnitte sind in einem Winkel ausgeführt (mindestens 3 mm pro 1 m).
• Kühlerausgang nur von der gegenüberliegenden Seite oder diagonal.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Cross-Country-Fähigkeit der Pipeline. Je höher es ist, desto besser. Daher sollten Sie den Durchmesser nicht verengen, keine übermäßigen Biegungen und Armaturen einbauen und auch rostige Innen- oder Kunststoffrohre verwenden.

Der Wärmetauscher wird bei der Montage des Ofens installiert. Wenn es sich um ein altes Design handelt, müssen Sie nicht faul sein, um es zu zerlegen. In diesem Fall ist es möglich, das effizienteste Gerät dort zu installieren, wo es benötigt wird. Im Vorbeigehen werden eine detaillierte Inspektion des Mauerwerks sowie weitere Details durchgeführt. Mängel und Mängel werden beseitigt.