Dispozitivele de încălzire care generează căldură datorită arderii combustibilului nu pot funcționa normal fără coș sau pur și simplu coș. Prin coș, produsele toxice de ardere sunt evacuate în atmosferă, care sunt periculoase pentru sănătatea și viața umană. Cu toate acestea, împreună cu gazele de eșapament, o cantitate destul de mare de căldură utilă este transportată în coș, care ar putea servi la încălzirea încăperilor. Pentru a preveni scurgerea de căldură prețioasă în coș, poate fi instalat un schimbător de căldură special, care crește semnificativ eficiența dispozitivului generator de căldură.
Principiul de funcționare și proiectarea
În prezent, există diferite opțiuni pentru schimbătoarele de căldură ale coșurilor, ale căror design și principiul de funcționare sunt în general similare. Schimbătorul de căldură constă dintr-un corp gol cu țevi de intrare și ieșire. Un mecanism de „frână” este montat în carcasă pentru gazele de eșapament. De obicei, acesta este un sistem de supape crestate montate pe axă. Clapetele pot fi rotite, creând un coș în zig-zag de diferite lungimi. Reglarea supapelor face posibilă setarea celui mai eficient raport de schimb de căldură și tiraj în coș, fără a încălca standardele de siguranță în timpul funcționării. Există, de asemenea, modele mai simple de schimbătoare de căldură, fără un sistem de valve variabil.
Necesitatea instalării unui schimbător de căldură pe coș și principiul de funcționare
Pentru ca aerul cald să nu se irosească, un schimbător de căldură este montat pe coș
Sobe moderne pentru saună sunt proiectate astfel încât dispozitivele să poată atinge temperatura maximă în interiorul focarului într-un timp scurt și să o mențină mult timp la acest nivel. În timpul funcționării, o cantitate semnificativă de căldură neutilizată scapă prin conductă din coș. Energia termică a unui astfel de plan este potrivită pentru încălzirea apei sau încălzirea încăperilor situate lângă camera de aburi. Cel mai bine este să folosiți căldura generată în timpul arderii lemnului și să completați dispozitivul cu un schimbător de căldură din fabrică sau de casă. Astfel de elemente pentru încălzirea apei sunt împărțite în trei tipuri:
- bobină pentru un coș de fum standard încorporat în interiorul încălzitorului;
- un schimbător de căldură pentru un coș de fum exterior, încălzit de pe peretele cuptorului;
- un circuit de apă care colectează energia termică din gazele de ardere.
Bobina este încorporată în focar și poziționată astfel încât tubul să nu fie expus flăcării directe. Acest element trebuie să fie plasat pe calea produselor de ardere de ieșire, caz în care va servi cât mai mult timp și nu va începe să se ardă. În structurile de acest tip, apa se va încălzi suficient de repede, dar în același timp dispozitivul va începe să reducă puterea dispozitivului pentru încălzire. Dispozitivul pentru utilizare în exterior este simplu în ceea ce privește designul și accesibilitatea, dar nu este foarte ușor de întreținut și necesită reîncărcarea constantă a surselor de apă. Astfel de rezervoare sunt suspendate de părțile laterale ale focarului și încălzite de radiațiile infraroșii din acesta.
Cea mai bună opțiune este considerată a fi sobe de categorie saună cu schimbătoare de căldură pe horn, care sunt încălzitoare cu flux cu capacitate de 5-10 litri. La un element de acest tip, puteți atașa o piesă cu un depozit de la distanță, al cărui volum variază între 60-120 litri, ținând cont de caracteristicile de putere ale dispozitivului. În timpul procesului de încălzire, apa din interiorul rezervorului atinge temperatura necesară.
Ce material trebuie utilizat
Este mai bine să faceți un schimbător de căldură pentru un coș de fum din oțel inoxidabil de calitate alimentară. Chiar și la temperaturi ridicate, parametrii fizici ai acestui metal nu se modifică, deoarece sudurile sunt destul de puternice, iar nichelul, atunci când reacționează cu oxigenul, creează o peliculă de protecție rezistentă la acizi și săruri.
Dacă vorbim despre utilizarea zincului, atunci când este încălzit la 200˚C, acesta începe să se evapore, iar la 500˚C, concentrația de vapori din aer atinge un nivel critic pentru oameni. Dar dacă ați instalat zincarea pe dispozitiv și, în același timp, nu se încălzește peste 200 aboveC, atunci nu trebuie să vă faceți griji. Și puteți utiliza material zincat, deoarece îmbunătățește amestecul de aer din jurul dispozitivului. Și, deși un astfel de schimbător de căldură nu este prevăzut pentru încălzirea constantă a camerei, dar pentru a încălzi rapid, de exemplu, o baie sau o mansardă, aceasta este o opțiune potrivită.
Autoinstalarea schimbătorului de căldură este destul de ușoară și simplă. Acest dispozitiv poate fi montat pe o sobă obișnuită și apoi cărămidat, ca și cuptorul în sine. De asemenea, așezarea cărămizilor poate fi efectuată pe margine - stabilitatea structurii nu va avea de suferit din acest motiv.
Scop și caracteristici
Schimbătorul de căldură este proiectat să preia căldură din aerul încălzit care circulă în coș. Proiectarea dispozitivului depinde de diametrul și forma coșului de fum, de materialul utilizat la crearea schimbătorului de căldură, de puterea dispozitivului generator de căldură și de purtătorul de căldură.
Schimbătoarele de căldură sunt clasificate, în funcție de purtătorul de căldură, în lichid și aer. Dispozitivele de tip aer sunt cele mai ușor de fabricat, cu toate acestea, nu sunt cele mai eficiente. Astfel de dispozitive necesită materiale și performanțe mai bune, dar sunt mai eficiente decât dispozitivele cu lichid de răcire a aerului.
Tipuri de schimbătoare de căldură
În timpul selectării dispozitivului descris, puteți găsi produse de diferite tipuri. Schimbătoarele de căldură în formă de bobină sunt cele mai frecvent utilizate. Dispozitivele ondulate sunt, de asemenea, populare. În plus, mulți oameni folosesc produse în care aerul acționează ca agent de răcire.
După tipul de purtător de căldură, aproape toate dispozitivele pot fi împărțite în cele care utilizează aer și produse care încălzesc apa. Dispozitivele de primul tip au o structură mai simplă, dar sunt mai puțin eficiente.
Dacă doriți, puteți crea un schimbător de căldură pentru instalarea pe un coș de fum cu propriile mâini. Acest lucru va necesita unelte cum ar fi un polizor și o mașină de sudat.
Schimbător de căldură lichid
Schimbătorul de căldură standard utilizat cu fluidul de transfer de căldură este o bobină metalică cu un coeficient ridicat de conductivitate termică în contrast direct cu suprafața interioară a coșului de fum. Pentru un mai bun transfer de căldură și siguranță, bobina este plasată într-o carcasă metalică și bine izolată din interior cu o izolație incombustibilă, de obicei vată bazaltică.
Întreaga structură este montată pe secțiunea coșului de fum. Capetele bobinei sunt conduse afară prin corpul schimbătorului de căldură și conectate la sistemul de încălzire, în partea de sus a căreia este plasat un rezervor de expansiune. Tubul de cupru recoacut este cel mai bun pentru realizarea bobinei. În plus, un astfel de schimbător de căldură, datorită coeficientului său ridicat de conductivitate termică, va avea dimensiuni de 7 ori mai mici decât un dispozitiv din oțel.
Lichidul se încălzește și, în expansiune, crește de-a lungul bobinei, după care curge prin conductă prin gravitație către radiatorul de încălzire. Când intră în radiator, lichidul încălzit deplasează lichidul de răcire rece, care se încălzește din nou în bobină. Astfel, se efectuează circulația naturală a apei prin sistem.Pentru a crea o circulație a lichidului de răcire prin sistem, este necesar să calculați cu exactitate lungimea și diametrul bobinei, să mențineți unghiurile de înclinare a alimentării și a returului și multe altele. Semnificația acestor calcule nu trebuie subestimată, deoarece un dispozitiv inoperant pur și simplu nu este la fel de rău ca consecințele unui ciocan cu apă care poate apărea când fierbe lichidul de răcire.
Totuși, acest tip de schimbător de căldură are și dezavantajele sale și anume:
- complexitatea calculelor și a producției;
- monitorizarea constantă a temperaturii și presiunii în sistem;
- debit mare al lichidului de răcire cauzat de evaporarea lichidului din rezervorul de expansiune. Și dacă se folosește apă, atunci dacă sistemul nu este utilizat iarna, lichidul trebuie golit;
- o scădere semnificativă a temperaturii gazelor de eșapament, care poate provoca o scădere a forței și arderea incompletă a tipului de combustibil utilizat.
Cu toate acestea, în ciuda acestor neajunsuri, un astfel de schimbător de căldură poate fi realizat independent de orice persoană care știe să manipuleze un instrument și are cel puțin cunoștințe școlare de fizică.
Schimbător de căldură de aer
O structură similară, care este instalată pe hornul unui dispozitiv generator de căldură, de regulă, constă dintr-o carcasă metalică, în care sunt montate mai multe țevi de intrare și ieșire. Principiul de funcționare a acestui tip de schimbător de căldură este destul de simplu.
De jos, conform principiului convecției, aerul rece care intră în duze, după încălzire, lasă partea superioară a schimbătorului de căldură direct în camera încălzită. Acest principiu de funcționare face posibilă creșterea semnificativă a eficienței dispozitivului generator de căldură și reducerea consumului de combustibil de 2-3 ori.
Este destul de simplu să realizați în mod independent un schimbător de căldură pentru un coș de fum, având o mașină de sudat, un polizor, țevi metalice de diferite diametre, dorința și capacitatea de a manipula instrumentul.
Material:
- tablă metalică 350x350x1 mm;
- o țeavă cu un diametru de un centimetru și un sfert și o lungime de 2,4 m;
- o bucată de țeavă cu diametrul de 50 mm;
- recipient metalic sau cupă de 20 l de ulei de motor.
De fabricație:
- creați părți de capăt, pentru care trebuie să tăiați cercuri dintr-o foaie de metal. Este necesar ca diametrul dopurilor să corespundă cu diametrul recipientului pregătit în prealabil;
- în mijlocul dopului, este decupată o gaură pentru o conductă centrală de 60 mm;
- marcați și tăiați de-a lungul marginilor circumferinței găurilor țevii într-un centimetru și un sfert;
- ar trebui să existe două astfel de cercuri;
- tăiați o țeavă cu diametrul de 1¼ cu un polizor în 8 țevi egale de aproximativ 30 cm lungime;
- sudați o bucată de țeavă de 300 mm cu diametrul de 60 mm la gaura centrală a dopurilor;
- sudați 8 secțiuni de 1¼ țeavă în jurul circumferinței;
O construcție similară ar trebui să iasă
Apoi, trebuie să faceți un corp de schimbător de căldură din recipientul pregătit. Acest lucru va necesita:
- tăiați fundul recipientului cu o mașină de tăiat;
- faceți o gaură în centru de pe părțile laterale ale corpului de-a lungul diametrului coșului de fum;
- este necesară sudarea țevilor cu diametrul corespunzător la găurile laterale ale corpului;
- Introduceți miezul pregătit în carcasă și sudați-l pe carcasă. Structura finisată trebuie vopsită cu vopsea termorezistentă.
Acum trebuie să instalați schimbătorul de căldură pe conducta coșului de fum și să vă bucurați de căldură.
De asemenea, puteți viziona videoclipul întregului proces de realizare a unui schimbător de căldură cu propriile mâini.
Cum se face un convector de coș de casă pentru a încălzi aerul? (+ videoclip detaliat)
Pentru a crea cel mai simplu convector care va îmbunătăți încălzirea aerului în aceeași cameră în care este amplasat cazanul, veți avea nevoie de:
- Aparat de sudura.
- Cel puțin 8-10 tuburi subțiri din oțel cu un diametru de aproximativ 32 mm și o lungime de aproximativ 50-60 cm. În mod ideal, luați oțel inoxidabil de calitate alimentară. Mai rău, dar și oțelul zincat va face.În formă - de obicei luați tuburi rotunde, dar sunt potrivite și secțiunile pătrate sau dreptunghiulare.
Instalarea se realizează după cum urmează: aceste țevi trebuie sudate într-un cerc în jurul coșului de fum, cât mai aproape de focar.
Prezentare generală a coșurilor de fum din polimer Furanflex: caracteristici, argumente pro și contra
Cum se curăță coșul de fum de funingine cu coji de cartofi?
Postări similare
Trompetă pe tablă
Acest tip de schimbător de căldură este destul de practic și simplu. Practic, coșul de fum este înfășurat într-o țeavă de metal sau cupru, care se încălzește constant și aerul care se mișcă prin el devine rapid cald. O spirală poate fi sudată pe coș folosind sudarea semi-automată sau cu argon. De asemenea, îl puteți fixa cu staniu, după ce ați degresat anterior coșul de fum cu acid fosforic.
