Ondanks het wijdverbreide gebruik van moderne verwarmingsketels, verliezen traditionele kachels hun relevantie niet. De effectiviteit ervan laat echter soms te wensen over. Door een warmtewisselaar voor de oven te installeren, wordt deze echt universeel. Niet alleen de omgevingslucht zal opwarmen, maar ook de koelvloeistof die door het systeem circuleert. Het kopen van een nieuwe volle ketel is niet altijd aan te raden. Vooral als de ijverige eigenaar een verlangen, gelegenheid en gids voor actie heeft.
Werkingsprincipe en functie van de warmtewisselaar
Een vloeistof-warmtewisselaar is een tank, onderdeel van een ovenconstructie, uitgerust om te worden aangesloten op een pijpleiding. De tank wordt verwarmd in contact met de verbrandingsproducten van de brandstof en brengt deze energie over naar water. Water dat door het systeem stroomt, geeft warmte af aan verwarmingsapparaten - radiatoren, waaruit lucht convectief wordt verwarmd. Het verwarmen van de tank kan direct of indirect zijn en de circulatie van het koelmiddel kan natuurlijk of geforceerd zijn.
Koelmiddel
In plaats van water worden vaak antivriesmiddelen op basis van ethyleenglycol, propyleenglycol, alcohol of olie gebruikt. Hun belangrijkste voordeel is de lage vriestemperatuur, die ligt tussen -30 en -70 ° C. De exacte cijfers zijn afhankelijk van de chemische samenstelling en concentratie van de vloeistof. Het gebruik van een dergelijke chemie biedt verschillende voordelen:
- bescherming van systeemelementen tegen schade door ontdooien;
- anticorrosiebescherming door geschikte toevoegingen;
- de afwezigheid van schuurmiddelen, zouten en andere onzuiverheden die de pijpleiding of fittingen vernietigen (verstoppen).
Sommige warmtewisselaars, bijvoorbeeld voor een bad, dienen niet alleen voor verwarmingstoestellen, maar ook voor een douche of een aparte tank. Daarom wordt hier water gebruikt. Om ontdooien te voorkomen, is het apparaat zo ontworpen dat het gieten van water niet veel tijd kost. Als het badhuis of de sauna vaak wordt verwarmd en de bouwschilden van hoge kwaliteit zijn geïsoleerd, wordt het probleem verholpen.
Propyleenglycol is duur, alcohol en olie zijn brandbaar en ethyleenglycol is een zeer giftig koelmiddel.
Warmtewisselaarfuncties
De functie van de warmtewisseltank, als onderdeel van de ovenstructuur, is het opvangen en overdragen van warmte van de verbrandingsproducten naar het koelmiddel. Maar als onderdeel van een breder systeem (verwarming, watervoorziening) lost het verschillende problemen op.
- Verdeel de warmte gelijkmatig en economisch over verwarmde ruimtes.
- Voorzie een huis (huisje, huisje, badhuis, appartement, etc.) van warm water.
- Verzamel thermische energie voor gebruik met een inactieve kachel.
Een warmte-accumulator aangesloten op een warmtewisselaar voor een houtkachel slaat energie op vanwege de warmtecapaciteit van het opslagmiddel. Daarom kan het worden gemaakt door elke container te isoleren. Een vat overgoten met montageschuim en gedeeltelijk gevuld met puin of zand is al een warmteaccumulator. Als u hem met vier buizen uitrust en hem correct aansluit, wordt de unit een functioneel onderdeel van het systeem.
Door het koelen van 1 ° C verwarmt het water 1 m3 stille omgevingslucht bij 4 ° C. Het succesvolle gebruik van waterwarmteaccumulatoren hangt hiermee samen.
Soorten warmtewisselaars
Een eenvoudig apparaat kan op veel manieren effectief zijn, afhankelijk van het type. De classificatie wordt uitgevoerd volgens verschillende criteria. Verschillende modellen fabrieks- of artisanale warmtewisselaars, bijvoorbeeld in een bad, verschillen:
- bouw
- plaats van installatie
- materiaal.
Deze factoren beïnvloeden elkaar en de kenmerken van de warmtewisselaar als geheel: de kosten, efficiëntie, productiviteit, systeemvolume, installatiecomplexiteit, enz.
Ontwerp
Ontwerpverschillen zijn grotendeels afhankelijk van het doel van het product. Het verwarmen van waswater brengt bijvoorbeeld een aanzienlijke hoeveelheid en intense warmteoverdracht met zich mee. En alleen voor verwarming is een geleidelijke warmteoverdracht naar het koelmiddel vereist.
- De spoel is een buis die onder verschillende hoeken is gebogen. Het warmt snel op, maar heeft vaak niet genoeg volume. Geschikt voor installatie in een houtkachel, achter een vuurkist, in een kachel, in een schoorsteen (als de spiraal spiraalvormig is).
- Het register is een analoog van een buisradiator, misschien wel de meest populaire, universele, energiezuinige. Dit zijn in de regel meerdere pijpen met een grote diameter, verbonden door dunne pijpen. De keuze van een specifieke vorm en installatielocatie wordt beperkt door de verbeeldingskracht van de auteur, evenals door het algemene schema.
- Diplomaat - een of meer onderling verbonden containers met spuitmonden. Dit is een veelvoorkomend model, eenvoudig te monteren en te installeren. Een badoven met een dergelijke warmtewisselaar zal warmte, warmte en warm water leveren. Nadelen - een aanzienlijk bedrag verlaagt de verwarmingssnelheid, beperkt de plaatskeuze voor installatie. De primitieve vorm draagt niet bij tot volledige warmteoverdracht en verstoort de verwarming van delen van de kachel zelf. Daarom is het alleen geschikt voor installatie in de kachel (als we het hebben over het bad), ervoor of voor de oven.
- Watermantel - een behuizing die is geïnstalleerd op de delen van de warmtegenerator die van binnenuit worden verwarmd. Vaak is dit een cilinder met sproeiers, gedragen op de schoorsteen. Het is moeilijk voor handwerkmontage, vatbaar voor lekken, maar het vereist geen demontage van de kachel voor installatie en is behoorlijk effectief.
-
- Water jas
-
- Diplomaat
-
- Registreren
De keuze van het model wordt meestal niet zozeer geassocieerd met efficiëntie en prijs als wel met de complexiteit van de installatie. Zo worden bijvoorbeeld enkele wijzigingen van "wateroverhemden", "spoelen" en "diplomaten" aangebracht zonder de oven te demonteren. Het maximum is de modernisering van een deel van de buis of de vervanging van een gietijzeren plaat (om te koken) door een "diplomaat".
Warmteoverdrachtregisters hebben over het algemeen de voorkeur boven andere apparaten. Ze worden echter alleen geïnstalleerd tijdens de bouw van een nieuwe kachel of een serieuze wijziging van de oude.
Materiaal
Bij het ontwerpen van een kachel of open haard met een warmtewisselaar houdt een ingenieur (of kachel) rekening met de parameters van de materialen. Noodzakelijke eigenschappen - brandwerendheid, elasticiteit, corrosieweerstand, warmtecapaciteit, warmtegeleidingsvermogen. Alleen metalen hebben deze kenmerken.
- Staal is in alle opzichten perfect, behalve corrosiebestendigheid. Als het koelmiddel echter altijd gevuld is, zal het niet roesten.
- Roestvrij staal heeft geen nadelen, behalve de hoge prijs en complexiteit van het lassen. Gegalvaniseerd staal wordt bijna nooit gebruikt vanwege giftige emissies als gevolg van hoge temperaturen.
- Gietijzer, met als nadelen de complexiteit van het lassen en de grote kans op scheuren (door plotselinge temperatuurveranderingen bij ongelijkmatige verwarming).
- Koper, wat goed is voor iedereen, behalve de hoge prijs en het solderen van de onderdelen. Het soldeer "houdt" geen sterke warmte vast als het water wordt afgevoerd, dus het gebruik van koper is beperkt.
De keuze hangt meestal samen met de beschikbaarheid of beschikbaarheid van materiaal. Vaak zijn er badkachels met een gietijzeren warmtewisselaar, een gemodificeerde accu. De verfijning bestaat uit het koken van de voegen van de secties en pluggen in de extra gaten. Daardoor wordt een warmteoverdrachtsregister verkregen met alle noodzakelijke eigenschappen. Het nadeel is de omslachtigheid die de plaatskeuze beperkt.
DIY maken
Het nemen van een beslissing over zelfproductie geeft in de regel de aanwezigheid aan van een tool en vaardigheden om ermee te werken. Idealiter heeft u een volwaardige werkplaats nodig met een bankschroef, lassen (twee typen), een werkbank, een aambeeld, enz.Als de apparatuur veel te wensen overlaat, is de mogelijkheid om de eenvoudigste aanpassing te monteren mogelijk - een koperen spiraalspiraal.
Pluspunten van deze optie:
- Koper is relatief gemakkelijk te buigen, soldeer.
- De spoel bevat geen verbindingen die worden blootgesteld aan extreme hitte.
- De spiraalvorm is eenvoudig, universeel en er is geen ingewikkelde uitrusting voor nodig.
- De installatie van een dergelijke warmtewisselaar vereist geen grote modernisering van het ovenontwerp.
Een badkachel met zo'n warmtewisselaar kan alles aan wat ervan verwacht mag worden: hij zorgt voor de werking van 2-3 radiatoren, verwarmt het water in een kleine tank. Voor het microklimaat in de stoomkamer antwoordt de kachel toch.
Verbruikbare materialen
Van de speciale gereedschappen voor het werken met koper is alleen een gasbrander nodig. Een professional heeft een pijpsnijder, een aanschuining en een metalen borstel van de juiste maat nodig. Dit alles wordt echter vervangen door een molen, een vijl (rasp), een zachte schuurspons. Benodigdheden hebben ook een minimum nodig:
- gegloeide koperen buis in d32-baai, lengte 3,5 - 4,5 m (afhankelijk van d schoorsteen);
- overgangswateraansluitingen (draadsolderen) d32 * 1,25 ”- 2 stuks;
- gewoon soldeer op lage temperatuur en hard koper voor solderen op gemiddelde temperatuur (650 - 750 ° C);
- flux pasta;
- zachte schuurspons;
- propaan-butaangas voor hardsolderen op gemiddelde temperatuur - 1 cilinder (0,5 L);
- gewassen gezeefd fijn zand - 5-6 kg;
- pijpleiding, kranen, "Mayevsky" -kleppen, radiatoren.
Een “pijpenbuiger” is vereist - een gelijkmatige ronde stam. Met zijn hulp krijgt de warmtewisselaar voor de badkachel de vorm van een spiraalspiraal. De lengte van de stam is minimaal 1 m en de diameter is gelijk aan de afmetingen van de schoorsteen aan de uitlaat van de kachel. In de regel hangt de parameter af van de grootte van de oven en gebeurt niet minder dan 10 cm.
Het blok moet stevig worden bevestigd en moet met krachtige schroeven / pluggen tussen twee bomen of muren worden bevestigd.
Bouw algoritme
Het moeilijkste onderdeel van de montage is de spiraalvorm. Om dit te doen, moet de buis worden gebogen met behulp van een stevig geïnstalleerd blok. Onverbrand koper kan niet worden gebogen, dus u moet precies dat in de baaien kopen. De eenvoudigste manier om een “coil” warmtewisselaar in een steenoven (voor verwarming) te installeren, is door deze in een schoorsteen te installeren. Algoritme van acties:
- Sluit één uiteinde van de buis stevig af met bijvoorbeeld een verzegelde fabrieksstop.
- Vul de buis met zand, morsen met water, klop er met een hamer op en sluit hem af met een "laadstok". Het kan een plastic buis zijn of een verdronken rubberen slang.
- Wanneer de buis vol is, sluit u de vulling zoveel mogelijk af en sluit u het andere uiteinde af. Probeer het zand niet te "pletten".
- Schroef een U-vormige of ronde klem op het blok dat de buis stevig vasthoudt. De basis "P" staat loodrecht op de pijpenbuiger dichter bij het einde en de omtreksopstelling speelt geen rol.
- Steek het uiteinde van de baai in de klem, begin langzaam de buis op het blok te winden.
- Als er ergens een hal verscheen, betekent dit dat het zand op deze plek niet strak genoeg is. Het is raadzaam helemaal opnieuw te beginnen, maar theoretisch kun je proberen de hal met een hamer te tikken.
- Als de schoorsteen d 150 is en de lengte van de erker 4,5 is, zou je 8 - 9 windingen van een spiraal (niet meer dan 35 - 40 cm hoog) moeten krijgen, evenals twee “staarten” van elk 30 - 40 cm.
- Snijd de pluggen af, maak het zand schoon, spoel de spiraal.
- Soldeer overgangswateraansluitingen aan de uiteinden van de spiraal.
- Verwijder de afdekking van de kachel of verwijder de schuifpoort (verwijder een deel van de schoorsteen).
- Plaats de "spoel" op de buis zo dicht mogelijk bij de kachel.
- Zet de schoorsteen weer in elkaar, rekening houdend met de noodzakelijke afdichtingsmiddelen, wikkelingen (als die er waren).
Nu kunt u de resterende elementen van het verwarmingssysteem installeren en aansluiten, inclusief het open expansievat van het type Samovar, leidingen, kranen, radiatoren, luchtkleppen. Om de natuurlijke circulatie te verbeteren, mag de diameter van de pijpleiding niet veel kleiner zijn dan de afmeting van de spoel.Idealiter is het ook koper met dezelfde diameter.
De waarschijnlijke moeilijkheid is een afname van de trek als gevolg van onbedoelde warmteafvoer uit de schoorsteen. De oplossing is om de schoorsteen langer te maken.
Ontwerpopties voor warmtewisseling
De installatie van een warmtewisselaar van welke aard dan ook vereist een aanzienlijke hoeveelheid werk, vooral als de effectiviteit ervan van groot belang is. Zo kan de eenvoudigste spiraal in een schoorsteen licht opwarmen en kan er helemaal geen circulatie zijn zonder pomp. Dan moet je maatregelen nemen, tot afwijzing van zo'n ontwerp. In de praktijk geeft een enkele warmtewisselaar voor de oven, geïnstalleerd op verschillende plaatsen, een ander rendement. Het is voorwaardelijk mogelijk om zo'n TOP te maken, te beginnen met de meest effectieve variëteit:
- gietijzeren of stalen U-vormige register in de oven;
- een watershirt rond de vuurkist of op een van de oppervlakken;
- U-vormige diplomaat in een vuurkist;
- een diplomaat direct boven of achter de vuurkist met maximaal contact;
- watershirt rond de kachel;
- registreren, diplomaat of spoel in de kachel;
- een diplomaat of een spoel achter een verwarming;
- water shirt in de schoorsteen.
De schoorsteenspoel is voorwaardelijk de minst effectieve optie. De eenvoud van het apparaat elimineert echter vaak de nadelen. Daarnaast wordt de efficiëntie op verschillende manieren verbeterd. Onder hen - de spiraalvoering met een thermisch geïsoleerde behuizing met het vullen van de holtes met zand of de installatie van de constructie rechtstreeks in de kachel.
Alle namen zijn voorwaardelijk. Zo'n fabrieksconstructie is bijvoorbeeld niet ongewoon wanneer er een kubusvormige container boven de kachel wordt gebouwd. Ze kan worden beschouwd als een overhemd of een diplomaat.
Juiste verbinding
Een houtkachel of open haard met een warmtewisselaar is slechts een deel van het systeem. Voor zijn energiezuinige werking blijft de circulatie van het koelmiddel een sleutelfactor. Zelfs wanneer het gebruik van een pomp duidelijk noodzakelijk is (bijvoorbeeld in een groot huis met twee of drie verdiepingen), is natuurlijke circulatie een belangrijk iets. Hierdoor barsten de leidingen niet door te snel ontdooien en kookt het water niet zo makkelijk als de stroom uitvalt. Om de bloedsomloop te verbeteren, is het raadzaam om de volgende regels te volgen:
- hoe hoger de loop van de mondstukken van de warmtewisselaar, hoe beter;
- het expansievat wordt zo hoog mogelijk naast de kachel geplaatst;
- een pijp gaat van de bovenste pijp naar de tank;
- de leiding van het expansievat gaat naar de onderste ingang van de radiator;
- alle horizontale profielen zijn onder een hoek gemaakt (minimaal 3 mm per 1 m);
- radiatoruitlaat alleen vanaf de andere kant of diagonaal.
Een ander belangrijk punt is de cross-country capaciteit van de pijplijn. Hoe hoger het is, hoe beter. Daarom moet u de diameter niet verkleinen, overtollige bochten en fittingen inbouwen en ook roestige binnenkant of plastic buizen gebruiken.
De warmtewisselaar wordt geïnstalleerd tijdens de montage van de oven. Als we het hebben over een oud ontwerp, hoef je niet lui te zijn om het te demonteren. In dit geval is het mogelijk om het meest efficiënte apparaat te installeren waar het nodig is. Terloops zal een gedetailleerde inspectie van het metselwerk worden uitgevoerd, evenals andere details. Gebreken en defecten worden verholpen.
