Peći za grijanje vode. Mi biramo dizajn uređaja. Šta određuje efikasnost izmjenjivača toplote

Korištenje peći od cigle za grijanje kuće ima vrlo dugu i bogatu istoriju. Od vremena kada je osoba mogla vlastitim rukama zapaliti vatru, na njenoj je osnovi opremio svoj stan, pripremao hranu, štitio se od opasnosti, tjerajući divlje životinje. Vremenom je tehnologija postala sofisticiranija i započela je transformacija koja je sustav grijanja na otvorenu vatru promijenila u upotrebu peći.

Postoji nekoliko desetina varijacija koje nude različite funkcije i karakteristike. Pećnice mogu biti samo ploča za kuhanje, ovo su najkompaktniji uređaji, neće ih biti teško položiti vlastitim rukama. Veće konstrukcije služe kao sredstvo za grijanje. Ali najveća popularnost oduvijek je bila, i još uvijek se koristi u neplinificiranim regijama, velikim pećnicama koje griju kuću, kuhaju hranu za sebe ili stoku, peku kruh i suho voće u njima.

Modernizacija takvih struktura traje do danas. Činjenica je da su se ranije kuće gradile male, često za jednu ili dvije sobe, s niskim stropovima. Takav raspored kuće omogućio je da se ne stvori opsežni sistem grijanja, toplina peći bila je dovoljna da ga u potpunosti zagrije. Ali takav nedostatak kao što je koncentracija toplog zraka na vrhu sobe i neposredno uz peć ne dopušta visokokvalitetno grijanje modernih kućišta. Shvativši da ovaj nedostatak treba ispraviti, ljudi su smislili sistem sa grijanjem vode u kući, gdje izmjenjivač toplote ugrađen u peć od opeke djeluje kao kotao. U stanju je visokokvalitetno zagrijati cijelu kuću, zahvaljujući cirkulaciji tople vode kroz cijevi do konvektora.

Princip rada peći sa izmjenjivačem topline

U zatvorenom sistemu voda nakon hlađenja ulazi u izmjenjivač toplote i ponovo se zagrijava. Takvo zagrijavanje može se obaviti ručno, pogotovo ako se stvori nanovo. Obnavljanje već gotove pećnice prilično je problematično. Glavna poteškoća leži u činjenici da izmjenjivač topline mora biti ugrađen u već stvorenu strukturu peći, a njegove dimenzije moraju nužno odgovarati dimenzijama kako bi se osigurao odgovarajući nivo zagrijavanja.

Peći za opeku podijeljene su u dvije glavne skupine:

• održavanje toplote;
• brzo hlađenje.

Prva opcija pretpostavlja da je peć izgrađena na takav način da se dugo zagrijava. Ali istovremeno, nakon kurišta jednom dnevno, u stanju je dugo vremena održavati temperaturu kuće i ne isključuje mogućnost kuhanja bez novog drva za ogrjev. Peći koje se brzo hlade imaju dobru toplotnu provodljivost, brzo se zagrijavaju, oslobađaju energiju u prostoriju, ali zahtijevaju stalni nadzor.

Protiv grejanja vode

Izmjenjivač topline u bilo kojoj peći koju je sagradio iskusni proizvođač peći ili on sam smanjuje vrijeme

držite pećnicu toplom. Ona mora zagrijati ne samo površinu, već i vodu iz sistema. Ovo treba uzeti u obzir prilikom gradnje. Posebno je važno ako se kuća ne koristi zimi, odabrati pravu tekućinu za punjenje sustava. Ako se odluči uliti vodu u izmjenjivač topline i cijevi, što je svojstveno sustavima za grijanje vode, zimi se može smrznuti, što će uzrokovati kvar.

Profesionalci savjetuju da se odluče za posebne tekućine protiv smrzavanja.

Njihovi će troškovi značajno utjecati na cjelokupni proračun prilikom stvaranja sustava grijanja, međutim, instalacija ne podrazumijeva upotrebu vrlo debelih cijevi, a baterije dostupne u svakoj željezariji više nisu one koje su se koristile prije. Njihov oblik i zapremina tečnosti potrebni za rad cijelog kruga dizajnirani su tako da minimiziraju potrošnju goriva.

Vrste registara, karakteristike i pogodnosti

Izmjenjivač toplote može biti u nekoliko konfiguracija. Takođe su gotovi ili individualno dizajnirani. U prvoj su opciji predviđene sve tehnološke nijanse, ali peć mora biti stvorena za određeni izmjenjivač topline. Ako je sistem grijanja već stvoren i treba ga dovršiti, morat će se stvoriti uzimajući u obzir već postojeći dizajn peći. Kada imate vještine u plinskom zavarivanju, možete pokušati izraditi izmjenjivač topline vlastitim rukama, inače biste trebali angažirati stručnjaka.

Postoje dvije glavne vrste struktura registra primjenjive na sustave grijanja domova na bazi vode. Mogu se napraviti od cijevi, u obliku zavojnice, kroz koju tečnost cirkulira, ili od čeličnih ploča. Cijevni izmjenjivač topline peći opremljene zagrijavanjem vode ima veliku površinu grijanja, što poboljšava njegove karakteristike. Ali značajan nedostatak je mogućnost ključanja vode za vrijeme intenzivnog zagrijavanja. To se može izbjeći korištenjem cijevi većeg promjera. Također, ovaj problem se može dogoditi kod zagrijavanja vode ako je cirkulacija tekućine nedovoljna. To se događa zbog nepravilne instalacije sistema, ugradnje izmjenjivača topline vlastitim rukama bez odgovarajućeg iskustva i kvalifikacija.

Sasvim je jednostavno popraviti situaciju, dovoljno je opremiti takav "kotao" crpna stanica, koja će biti tekućina kroz cijevi za vodu, sprečavajući je da stagnira. Tako ga izmjenjivač topline neće moći zagrijati do ključanja, a same baterije uvijek će biti tople i sve prostorije kuće neće se ohladiti.

Cjevasti izmjenjivač topline koristi se ne samo za peći s grijanjem vode kod kuće, već i u pećima,

opremljen štednjakom. Njegov oblik omogućava ugradnju registra u pećnicu kako ne bi smanjio kvalitet grijanja ploče za kuhanje. Ako nema takve potrebe, tada se dodaju dodatne cijevi. Takvo pojačanje pomoći će u povećanju efikasnosti. sistem grijanja. Nedostatak ovog oblika je poteškoća čišćenja. Čađa koja se uvlači između cijevi taloži se na njima i smanjuje propusnost topline, pa je povremeno potrebno nadgledati izmjenjivač vode i očistiti ga.

U konstrukciji od čeličnih limova ovaj je problem minimaliziran. Ali može se koristiti samo za grijanje peći. U oba slučaja, stvaranje registra debljine najmanje četiri centimetra pomoći će izbjeći ključanje vode u sustavu s grijanjem vode. Ako je gornja polica registra zamijenjena trubačkim elementima, ona se također može prilagoditi pećnici za kuhanje.

Šta treba uzeti u obzir prilikom izgradnje peći

Peći su različitih izvedbi, ali ne mogu sve smjestiti izmjenjivač topline. Na primjer, popularni kanalski sustavi jednostavno ne sadrže prostor predviđen za adaptaciju kotla. Nije teško stvoriti takvu peć vlastitim rukama, ali neće moći izvršiti sve funkcije koje se od nje očekuju.

Većina dobra opcija postat će komorna peć. Ulogu komore može igrati pećnica oko koje je stvoren izmjenjivač topline. Dakle, dizajn peći je također prilagođen za kuhanje, grijanje vode i grijanje kuće. Vrući zrak iz registra prolazi kroz komoru, podlijevajući je potrebnom toplotnom energijom, a zatim prolazi u konvektor, zagrijavajući ga cijelom visinom. Konvektor je postavljen duž cijele visine pećnice, nadopunjavajući se grijanje vode, jer on može mirno zagrijati cijelu sobu.

Sama po sebi, izgradnja peći od opeke s izmjenjivačem topline ne razlikuje se od jednostavne. Moguće ga je izgraditi vlastitim rukama. Potreban je poseban materijal. Uobičajeno je da se kao otopina koristi crvena opeka otporna na toplinu, a na mjestima s najvećim temperaturnim utjecajem zamjenjuje se šamotom. Malter najbolje djeluje na glinenoj podlozi.

Izgradnja mora započeti temeljem i hidroizolacijom. Peć od opeke vrlo je teška građevina i potrebe čvrst temelj... Zidarstvo zahtijeva preciznost i preciznost. Mjesta na kojima se opeka neće petljati (peć, lončić, otvori za odlaganje pepela itd.) Potrebno je dodatno ojačati i stvoriti zavojem.

Peć sagrađena prema svim pravilima postat će izvrsna osnova za grijanje tople vode, zagrijati će cijelu kuću uz minimalnu potrošnju drva za ogrjev i trajat će dugi niz godina.

Postoji širok spektar generatora toplote koji se razlikuju u dizajnu i vrstama goriva. Ako se zgrada nalazi daleko od većih naselja ili se periodično koristi, najbolja opcija će biti instalacija sistema za grijanje peći.

Izmjenjivač topline za peć, koji se koristi u ovom dizajnu, pružit će ravnomjerno grijanje cijele kuće, kao i osigurati potreban iznos vruća voda.

Specifičnost primjene

Standardno grijanje peći podrazumijeva neravnomjernu raspodjelu toplotne energije - što je dalje od izvora, to je hladnije. Nakon spajanja radijatora i punjenja vodom, peći djeluju kao analogi kotlova na čvrsto gorivo, pružajući grijanje rashladne tečnosti, dimnih kanala i zidova. Takav sistem tijekom ložišta omogućit će prijenos toplote iz zavojnice na radijatore, a nakon što se gorivo iskoristi, iskoristit će energiju zagrijanih zidova peći.

Prilikom ugradnje izmjenjivača topline treba imati na umu da će njegova instalacija smanjiti korisnu zapreminu odjeljka za gorivo i gorivo će se morati dodavati mnogo češće. Ispravan dizajn vodenog kruga i njegov odnos s dimenzijama grejne komore pomoći će u uklanjanju ovog problema. Uređaj bi bio dobra alternativa.

Takva nadogradnja sistema grijanja ima svoje nijanse. Energija koja se oslobađa tokom sagorijevanja drva počet će zagrijavati jedinicu za izmjenu topline i radni fluid smješten u njoj, ali zidovi peći neće mijenjati temperaturu.

Gornji dio kućišta s dimnim kanalima podvrgnut će se zagrijavanju. Ako se zgrada koristi za privremeni boravak, peć će se neredovno paliti i može zalediti tečnost unutar cijevi. Kako biste spriječili nesreće, preporučuje se zamjena vode antifrizom.

Prednosti

Instaliranje vodenog kruga u sistem grijanja peći poboljšava efikasnost goriva.

Energija izgorene rashladne tečnosti troši se na zagrijavanje tijela, dimnih kanala i zidova, a također osigurava visoku temperaturu vode koja cirkulira cijevima.

Vlasnicima nekretnina ovaj metod pruža dodatne pogodnosti:

• jednostavnost izrade (često se postavljaju u stambene zgrade, a za visokokvalitetnu raspodjelu energije dovoljno je napraviti domaći izmjenjivač topline spajanjem na sistem grijanja zgrade);
• kombinirano grijanje zbog toplog zraka iz pećnice i tople vode iz baterija;
• razne vrste goriva (većina kotlova za grijanje koristi samo jednu vrstu nosača energije, što može biti skupo i neefikasno, a izmjenjivač topline opečne peći radi na štetu bilo kojeg čvrstog goriva);
• ugodan izgled (dizajn ladanjska kuća često se javlja u nacionalnom stilu, ali ugradnja jedinica za izmjenu topline ne krši tradicionalni izgled ruske peći).

Karakteristike dizajna

Ako vlasnik zgrade ima iskustva u zidanju ili pećnica radi, instalacija se može izvršiti ručno. Prije povezivanja sistema za grijanje vode, morat ćete napraviti i jedinicu za izmjenu topline.

Uprkos činjenici da građevinsko tržište nudi veliki izbor gotovih konstrukcija, samoproizvodnja je isplativija. Ručno izrađena instalacija omogućuje vam da uzmete u obzir sve parametre ove peći, njen položaj i dimenzije odjeljka za gorivo.

Izmjenjivač topline od cijevi

Uređaj sistema za grijanje peći sa vodenim krugom podrazumijeva ugradnju izmjenjivača toplote u odjeljak za gorivo peći i spajanje cijevi na njega za dovod radne tečnosti. Za peći za grijanje i kuhanje i kuhinjske peći dobro su zavojnice zavarene od cijevi i smještene u metalne posude. Za njihovu proizvodnju potrebna je profesionalnost, a čišćenje od proizvoda izgaranja prilično je naporno, ali površina namotaja omogućit će brzo zagrijavanje.

Cijevi u obliku slova U od 50 mm koje se koriste u konstrukciji mogu se zamijeniti segmentima oblikovane cijevi 40x60 mm. To će pojednostaviti rad za zavarivanje i uvelike olakšati ugradnju. Ako se peć ne koristi za kuhanje, dodatne cijevi malog promjera zavarene su na vrh jedinice za izmjenu topline. Samo-poboljšani dizajn odavat će mnogo više topline.

Uređaji ove vrste koriste se u pećima dizajniranim isključivo za grijanje prostorije. Za njihovu proizvodnju trebat će vam segmenti od lima debljine pola centimetra pravougaone cijevi 40x60 mm, kao i okrugle cijevi istog promjera za dovod vode na radnu površinu. Dimenzije izmjenjivača topline ovise o dimenzijama odjeljaka peći za gorivo.

Sličan sistem grijanja može se koristiti za štednjak za grijanje i kuhanje ili za jednostavnu kuhinjsku peć. Da bi se to učinilo, konstrukcija mora biti montirana tako da se zagrijani plinovi iz komore za gorivo pomiču prema gornjoj polici registra, protoče oko nje i ulaze u dimne kanale.

Alternativna opcija bila bi proizvodnja izmjenjivača topline bez gornje police, čije će stranice biti povezane s okruglim ili pravokutnim cijevima.

Ugradnja uređaja za grijanje

Izmjenjivači toplote za opečne peći može se ručno izraditi od metala debljine 2,5 mm. Konstrukcija će se temeljiti na dva spremnika - cilindričnom gornjem i pravokutnom donjem, koji su povezani cijevima. Spajanje šavova trebalo bi se odvijati s minimalnim razmakom, a promjer cijevi treba izračunati na temelju dimenzija peći i površine grijane prostorije. Nakon provjere točnosti proračuna i ponovnog mjerenja slijepih mjesta, dijelovi se spajaju zavarivanjem.

Čvrstoća gotove konstrukcije određuje se nakon zavarivanja donje cijevi, izlijevanja vode i spajanja izlaznih otvora na spremnike hladnjaka. Kada je instalacija završena, potrebno je sistem napuniti komprimiranim zrakom nadgledajući tlak pomoću manometra. Dobro zavareni šavovi neće curiti. Ako se utvrde curenja ili drugi nedostaci, voda se isušuje i problematična područja se zapečaćuju. Važan parametar tijekom instalacije bit će ukupna dužina cijevi - što je manja, to će se prostorija bolje zagrijavati.

Nijanse instalacije i rada

Kada instalirate jedinice za grijanje i stavljate ih u pogon, morate slijediti tehnologiju ugradnje i izbjegavati izvanredne situacije. Visoka temperatura u komori za grijanje postavlja visoke zahtjeve prema kvaliteti metala, racionalnosti jedinice za izmjenu topline i kvaliteti zavarivanja. Znanje nekoliko jednostavna pravila pomoći će osigurati dugoročan i pouzdan rad sistema grijanja peći.

Noseći krugovi izmjenjivača topline ne smiju biti fiksirani na zidove fiksnim spojevima. Temperatura do koje se cijevi zagrijavaju uzrokuje širenje metala, što može dovesti do promjene njihovih dimenzija.

Bakar će biti dobar materijal za cijevi za grijanje peći. Upotreba ovog metala osigurat će visoku toplinsku vodljivost strukture i jednostavnost izrade zavojnice zbog svoje plastičnosti.

Cjevovodi moraju biti najmanje centimetar. Pri nižim vrijednostima, krug će postati inercijski, a protok tekućine u njemu će se ozbiljno usporiti. Povećanje gubitka toplote u toplovodima dovest će do smanjenja učinkovitosti - postat će hladnije u sobi s istom potrošnjom goriva.

Glavni element bilo kojeg sistema za grijanje je poseban uređaj - u kojem se toplota prenosi od generatora toplote do rashladne tečnosti. Na modernom tržištu predstavljen je veliki broj različitih kotlova za grijanje, ali sva njihova raznolikost ne ograničava maštu domaćih majstora u pogledu neovisne proizvodnje takvih uređaja. U našem članku čitatelji će biti zamoljeni da saznaju zašto je izmjenjivač topline potreban u sustavu grijanja, kako ga sami izraditi i kako ga povezati.

Funkcija izmjenjivača topline u sustavu grijanja

U sistemima za grijanje sa vazduhom za domaćinstvo najčešće se koriste površinski izmjenjivači toplote, gdje se toplotna energija prenosi kroz površine metalnih zidova uređaja.

Princip grijanja putem izmjenjivača topline najpotpunije je implementiran u projektiranje kotlova na plin, kruto gorivo ili električni pogon. Voda cirkulira cijevima savijenim u obliku zavojnice, instaliranim unutar jedinice za grijanje, i zagrijava se temperaturom gorućeg goriva. Zagrijana rashladna tekućina ide u cjevovod sistema grijanja, a ohlađena voda iz radijatora ulazi u izmjenjivač topline da bi je zamijenila.

Do sada je u mnogim pojedinačnim kućama peć i dalje tradicionalni izvor toplote. Dobro je za grijanje male kolibe, međutim, u višesobnoj kućici toplotna snaga nedovoljno. Zbog toga je u privatnoj kući potreban izmjenjivač topline u sistemu grijanja kako bi se peć pretvorila u punopravni kotao za grijanje vode. Veličina i oblik domaćeg izmjenjivača toplote za grijanje moraju odgovarati dimenzijama komore za gorivo peći. Na ovaj uređaj mogu se povezati cjevovodi i radijatori, a tada će grijanje kuće postati efikasnije.

Vrste izmjenjivača toplote

Vodeni izmjenjivači toplote za grijanje su praktičniji. To je zbog činjenice da voda prenosi toplotnu energiju mnogo bolje od zraka. Međutim, koristi se i vazdušni izmenjivač toplote za grejanje. Pored vode i zraka, izmjenjivač topline koristi se i za dimnjak za grijanje, koji se ugrađuje ne iznutra, već izvana.

Svi industrijski uređaji za grijanje opremljeni su izmjenjivačima topline čiji je dizajn maksimalno prilagođen za učinkovito zagrijavanje vode.

U fabrici su izmenjivači toplote izrađeni od bakra. Cijev je zavojnica, preko zavoja kojih ima mnogo ploča, koje pružaju veliko područje izmjene topline.

Gotovo je nemoguće napraviti domaći izmjenjivač topline za grijanje kod kuće, tako da bude potpuno poput tvorničkog. Stoga ćete morati odabrati lakšu opciju.

Dizajn sistema

Princip rada domaćeg izmjenjivača topline je da mu peć prenosi energiju izgaranjem drva ili ugljena, a zagrijana voda cijevima se širi u sve prostorije. Ovaj način grijanja omogućava stanovnicima kuće da uživaju u ravnomjernoj raspodjeli toplote. Pored toga, sve se sobe zagrijavaju mnogo brže, a troškovi goriva su smanjeni.

Postoje dva načina za poboljšanje grijanja privatne kuće u peći:

• izgraditi peć "od nule" za određenu veličinu izmjenjivača toplote;
• u postojeću peć ugradite domaći izmjenjivač toplote koji je prilagođen veličini kamina.

Nakon što je vlastitim rukama napravio izmjenjivač topline za grijanje, vlasnik kuće može biti siguran da će njegova peć s vodenim krugom raditi nimalo gore od pravog kotla na kruto gorivo. Jedina razlika je u tome što će se u peći mjesto ulaza u izmjenjivač topline pokazati malo višim od poda nego u tvorničkim kotlovima. To je prilično značajna razlika koja može utjecati na brzinu prirodne cirkulacije rashladne tečnosti.

Spajanje izmjenjivača topline na sistem grijanja mora biti izvedeno na takav način da cijev za dovod hladne vode (povratna voda) bude smještena što je moguće niže.

Baš kao i u konvencionalnom sistemu grijanja, ekspanzijski spremnik mora biti instaliran na vrhu cjevovoda. Nadoknadit će promjenu u količini zagrijane vode i ispustiti mjehuriće zraka iz sistema. Ako grijanje kroz prirodni cirkulacijski izmjenjivač topline nije dovoljno za grijanje velike vikendice, morat ćete instalirati cirkulacijsku pumpu u sustav.

Za spajanje domaćeg izmjenjivača topline za grijanje koriste se 2 priključka: jedan odozdo (ulaz hladne vode), drugi odozgo (izlaz vruće). Prilikom ugradnje izmjenjivača topline potrebno je osigurati potreban nagib cijevi, kako zahtijeva šema.

Prednosti grijanja izmjenjivačem topline

Ako razumijete zašto vam je potreban izmjenjivač topline u sustavu grijanja, možete vidjeti nekoliko jasnih prednosti:

1. Jednostavnost izrade . Ako peć već postoji u kući, tada ćete morati potrošiti samo na izradu domaćeg izmjenjivača topline i ugradnju sustava grijanja.
2. ... Pored zagrijavanja kuće s površine peći, dodat će i to sistem vode grijanje
3. Raznolikost goriva. Peć možete grijati bilo kojim čvrstim izvorima energije, za razliku od kotlova koji su fokusirani samo na određenu vrstu goriva.
4. Lijep izgled. Korisno je sačuvati tradicionalni izgled ruske peći prilikom kreiranja interijera u nacionalnom stilu.

Među nedostacima grijanja putem izmjenjivača topline su: manje visoka efikasnost u usporedbi s tvorničkim kotlovima i nedostatak automatske kontrole intenziteta zagrijavanja rashladne tečnosti.

Kako napraviti domaći izmjenjivač toplote

Oblik izmjenjivača topline za samostalno grijanje može biti različit. Najčešća opcija je registar nekoliko čeličnih ili bakarnih cijevi, ali koriste se i uzorci pločastih vrsta.

Temperatura u zoni sagorijevanja je vrlo visoka, posebno kada gori ugljen. Stoga se povećavaju zahtjevi za metalom od kojeg će se izrađivati \u200b\u200belementi izmjenjivača topline, racionalnošću njegove izvedbe i kvalitetom zavarenih spojeva.

Materijali za izradu

Zadaća izmjenjivača vode za grijanje je osigurati optimalan prijenos topline, a u ovom procesu važan je stupanj toplinske vodljivosti metala. Na primjer, čelična cijev provodi toplotu 7 puta manje od bakrene. Stoga će s istim promjerom cijevi za prijenos iste količine topline biti potrebno 25 metara čeličnih cijevi umjesto 3,5 metra bakra.

Bakreni izmjenjivači toplote najekonomičniji su u radu, ali su i skupi. Izmjenjivači topline izrađeni od čelične cijevi promjera najmanje 32 mm smatraju se pristupačnijima za samoproizvodnju.

Ako treba grijati peć ugljenom, bolje je ugraditi izmjenjivač topline od lijevanog željeza. Ovaj je metal jači, a zidovi uređaja neće dugo izgarati.

Proračun snage izmjenjivača toplote

Prilično je teško unaprijed izračunati kapacitet izmjenjivača topline za sistem grijanja. Da biste to učinili, morate uzeti u obzir previše faktora: promjer cijevi, dužinu zavojnice, toplinsku vodljivost metala, temperaturu izgaranja goriva, brzinu cirkulacije rashladne tečnosti itd. Stvarna sposobnost izmjenjivača topline da se nosi sa svojim funkcijama postat će jasna tek nakon što sustav grijanja počne raditi.

Pri proračunu se može voditi da 1 metar cijevi promjera 50 mm, koja služi kao izmjenjivač topline, daje 1 kW toplotne snage.

Možete uzeti, na primjer, bilo koji poznati model kotla i, u skladu s njegovim parametrima, izraditi vlastiti izmjenjivač toplote.

Karakteristike dizajna

Izmjenjivač topline za grijanje vode kuće, zavaren od glatkih zidnih cijevi, naziva se registrom. Izgleda poput svojevrsne „rešetke“ i najpopularniji je oblik domaćeg izmjenjivača topline. Pored ovog dizajna, napravljeni su i jednostavniji uređaji u obliku pravokutnog ili cilindričnog spremnika. Glavna stvar je da površina za izmjenu topline bude što veća.

Kada izrađujete izmjenjivač toplote vlastitim rukama, mora se poštovati nekoliko uslova:

• širina unutrašnjih praznina u izmjenjivaču topline mora biti najmanje 5 mm, u suprotnom voda u njemu može kipjeti;
• debljina stijenke cijevi mora biti najmanje 3 mm kako metal ne bi izgorio;
• razmak od 10-15 mm između izmjenjivača topline i zidova peći mora nadoknaditi širenje metala tijekom zagrijavanja.

Karakteristike instalacije

Najlakši način je instalirati izmjenjivač topline istovremeno s konstrukcijom peći. Ako ga instalirate u staru pećnicu, morat ćete rastaviti dio opeke.

Postupak:

1. Na pripremljeni temelj peći direktno u šupljinu peći ugrađuje se cjevasti izmjenjivač toplote.
2. Daljim polaganjem redova opeke ostavlja se prostor za ulazne i izlazne cijevi uređaja.
3. Nakon završetka polaganja peći, izmjenjivač topline se spaja na sistem grijanja, sistem se puni vodom i ispaljuje ispitna peć.

Video materijal vas poziva da se upoznate s korisnim savjetima za izradu izmjenjivača toplote sami:

Do sada smo govorili samo o izmjenjivačima topline u sustavu grijanja tople vode. Obratimo pažnju na druga područja njihove primjene.

Grijanje na zrak

Ako okarakteriziramo zračni sustav grijanja, možemo reći da ima više nedostataka nego prednosti. Zračni izmjenjivači topline za grijanje nisu široko korišteni u privatnom rezidencijalnom sektoru, još uvijek nisu poznati.

Prednost ovog sistema naziva se mogućnost kombiniranja grijanja s prisilnom ventilacijom. Međutim, moguće greške u njegovom dizajnu i instalaciji mogu minimizirati koristi. Buka ventilatora čuje se u zračnim kanalima, a u prostorijama se osjeća temperaturna neravnoteža.

Izmenjivači toplote za zagrevanje vazduha postoje i za direktno i za indirektno grejanje. U prvom od njih, plin ili dizel gorivo izgaraju se direktno u samom izmjenjivaču toplote. Ostali modeli koriste srednji medijum za grejanje.

Izmjenjivač toplote za dimnjak

Na daćama i u kupkama "narodnih zanatlija" možete vidjeti domaći izmjenjivač topline vode ili zraka instaliran na dimnjaku male peći. Ispada vrlo isplativo: toplina ne odlazi s dimom, a dio se koristi za zagrijavanje vode.

Ugradnjom izmjenjivača topline na dimnjak za grijanje možete dobiti prilično veliku količinu tople vode. To naravno nije dovoljno za grijanje cijele kuće, ali dovoljno je staviti jedan ili dva radijatora u svlačionicu. Izmjenjivač topline za dimnjak možete koristiti i za grijanje i za brzo zagrijavanje vode u kadi.

Takav uređaj može biti vrlo jednostavan za proizvodnju. Kao osnovu možete uzeti komad velike cijevi promjera 500-700 mm ili zavariti spremnik od nehrđajućeg čelika. U središtu konstrukcije nalazit će se okomita cijev koja odgovara promjeru dimnjaka, a dvije mlaznice moraju biti zavarene odozgo i odozdo.

Davanjem temperature izmjenjivaču topline, proizvodi sagorijevanja koji napuštaju peć brzo se hlade. Zbog toga se propuh u dimnjaku smanjuje, a sagorijevanje goriva donekle usporava.

Izrada izmjenjivača toplote za grijanje vlastitim rukama može biti način uređenja punopravnog grijanja vode u kući bez kupnje skupe opreme.

Izmjenjivači toplote, zavojnice - ovi pojmovi su nerazumljivi za većinu nas. Druga su stvar radijatori, sušilice i baterije, jer se s njima susrećemo svakodnevno. Inače, ovo su takođe izmjenjivači toplote, tačnije, neke vrste.

Ovaj članak usredotočit će se na to kako sami napraviti izmjenjivač topline.

Karakteristike izmjenjivača toplote

Stvaranje izmjenjivača topline teško je moguće bez prethodnog proučavanja karakteristika i principa rada ovog uređaja. Općenito, izmjenjivač topline je uređaj za razmjenu toplotne energije između dva medija koja nemaju vlastiti izvor energije. Štednjak, na primjer, nije izmjenjivač topline, dok je štednjak koji prolazi kroz sebe dimne plinove i njime zagrijava zrak u sobi.

Druga, primitivnija vrsta izmjenjivača toplote može se smatrati postupkom hlađenja boce pod pritiskom hladne vode iz slavine. U tom se slučaju voda zagrijava, a tečnost unutar boce hladi.

Šta određuje efikasnost izmjenjivača toplote

1. Prije svega, na učinkovitost ovog uređaja utječe razlika u temperaturi između dva medija - što je veća, to je veća veliki iznos energiju koju razmjenjuju.
2. Drugi jednako važan faktor je toplotna provodljivost materijala.
3. Konačno, područje prenosa toplote je direktno proporcionalno efikasnosti uređaja.

Bitan! Bilo koji cjevovod kojim tekućina cirkulira s temperaturom koja nije temperatura zraka smatra se izmjenjivačem topline.

Od čega su napravljeni izmjenjivači toplote

Danas postoji veliki broj dizajna ovog uređaja. Svaki narodni majstor koji se bavio proizvodnjom izmjenjivača topline pokušao je predstaviti nešto svoje, nekako to poboljšati. Stoga je nemoguće razmotriti sve mogućnosti. U međuvremenu, najpopularnije komponente dati su u nastavku:

• sakupljači;
• radijatori od automobila;
• registri;
• radijatori za grijanje;
• metalne posude;
• zavojnice.

Tehnologija proizvodnje

Najjednostavnijim uređajem ove vrste može se smatrati bakrena cijev dugačka nekoliko metara, namotana u prstenove i ugrađena u bačvu s vodom na takav način da vani ostaju samo ulaz i izlaz. Ovaj dizajn (nazvan "zavojnica") može hladiti ili zagrijavati tekućinu u cijevi, ovisno o tome što je potrebno (u većini slučajeva potrebno je grijanje).

"Zavojnica" se zareže u cjevovod pored pećnice ili u spremnik. Spiralna cijev je instalirana na visini od 1,5-2 m i postaje dodatni izvor topline.

Bitan! Ako se peć koristi ne samo za grijanje, već i za opskrbu toplom vodom, izmjenjivač topline ne bi trebao uzimati više od desetine topline koja se njime stvara.

Odvojeno je vrijedno razgovarati o tome koliko će cijev biti jednaka, na primjer, 2 kilovata. Glavni kriterij u ovom slučaju je toplotna provodljivost materijala. Recimo da je promjer cijevi 2 cm, a temperaturna razlika 40 ° C. Ako napravite jednostavne proračune, ispada da je:

• metal-plastične cijevi s koeficijentom toplinske vodljivosti od 0,3 zahtijevat će više od 4 km;
• čelične cijevi s pokazateljem 50 - 25 m;
• bakarne cijevi s toplinskom vodljivošću preko 380 - samo 3 m.

Nakon takvih aritmetičkih problema, sasvim je očito da najviše odgovarajući materijal je bakar. Štoviše, ovaj se metal lako savija i povezuje navojnim nastavkom.

Najprikladnija opcija za kotao ili peć. Za njegovu proizvodnju bit će potrebni metalni spremnik od dvadeset litara i dvije bakrene cijevi.

Prvi korak. Ako nema odgovarajućeg spremnika, tada se uzima čelični lim debljine 2,5 mm i od njega se zavaruje spremnik potrebne zapremine. Zavarivanje treba izvoditi s minimalnom debljinom šava.

Korak dva. Spremnik se postavlja na visini od 1 m od poda, ali ne više od 3 m od peći za grijanje. U njemu su napravljene dvije rupe: jedna s desne strane, blizu dna konstrukcije, druga s lijeve strane, na najvišoj točki.

Treći korak. Donji izlaz vodi do peći s minimalnim nagibom od 2ᵒ. U ovom je slučaju gornji krak povezan s nagibom od 20ᵒ, ali u drugom smjeru.

Četvrti korak. Na izlazu iz donjeg izlaza presječe se odvodni spremnik spremnika. Na najnižoj točki iste utičnice usječe se još jedna slavina za ispuštanje cijelog sistema.

Korak pet. Po završetku instalacije, izmjenjivač topline provjerava se na nepropusnost. Radi provjere, puni se vodom pod blagim pritiskom - to će omogućiti otkrivanje curenja, ako ih ima.

Daska za cijev

Izmjenjivač topline sa tako zamršenim nazivom može se izraditi i ručno, iako će to zahtijevati iskusnog zavarivača ili vještine u radu sa aparatom za zavarivanje.

Za proizvodnju će vam trebati:

• zatvoreni metalni rezervoari, 2 kom;
• bakarne cijevi malog promjera, 15-20 kom.

Rezervoari su smješteni na rubovima i međusobno su povezani bakarnim cijevima instaliranim pod kutom na različitim točkama spremnika. Voda će se premještati iz jednog u drugi rezervoar, a između njih na mjestu gdje prolaze spojne cijevi i izmjenjivat će se toplina.

Bitan! Ova shema činila je osnovu za grijanje višespratnica.

Vodena jakna

Jednako popularan tip izmjenjivača topline je takozvana vodena jakna. Sastoji se od dva zatvorena rezervoara različitih promjera, od kojih je jedan smješten u drugi. Ali odmah napominjemo da je takav dizajn prilično teško izraditi i nemoguće je samostalno se nositi s njim bez posebnih vještina.

Šta se još može koristiti

Ako iz jednog ili drugog razloga nije uspjelo pronaći bakrenu cijev, tada možete pokušati pronaći nešto prikladno na "kućnom" odlagalištu starog metala (to bi trebao imati svaki vlasnik). Na primjer, zavojnicu možete zamijeniti starom grijaćom tračnicom za ručnike, možete koristiti i baterije od lijevanog željeza, prethodno ih provjerivši da li cure.

Gotovi izmjenjivači toplote mogu se smatrati i radijatorima iz auto peći. Mogu se koristiti kao grijaći elementi, prethodno razmislivši o adapterima i, ako je potrebno, povezivanjem nekoliko radijatora za povećanje ukupne površine izmjene topline.

Odlični su i stari plinski bojleri. Štoviše, u ovom slučaju ne morate ništa ni prepravljati.

Karakteristike rada

Postoji niz zahtjeva kojih se morate pridržavati prilikom upotrebe ovog uređaja kako bi trajao što je duže moguće, a da ne nanese apsolutno nikakvu štetu.

1. Neželjeno je pričvrstiti cijevi izmjenjivača toplote (ako ih ima) na zidove prostorije fiksnim pričvršćivačima zbog visoke temperature i, kao posljedica toga, širenje metala.
2. Ako je potrebno zabrtviti priključak cijevi na izmjenjivač topline, tada se može koristiti samo materijal koji može izdržati visoke temperature.
3. Ne ulivajte vodu u već zagrijanu peć od opeke s izmjenjivačem topline.
4. Ako je produktivnost peći niska, tada je nepoželjno na nju ugraditi ukupni izmjenjivač toplote, jer će joj uzeti previše energije.

Ova je opcija pogodna za one koji planiraju grejati nekoliko soba, ali istovremeno vole živu vatru.

Dizajn

Glavni element takvog sistema je kaminska peć, iz koje brojne cijevi, ispunjene rashladnom tekućinom (često vodom), vode u svim smjerovima.

Tečnost može cirkulirati i prirodno i prisilno - pomoću posebnih pumpi. Drugim riječima, peć zagrijava rashladnu tekućinu, a pumpe je prenose po cijelom grijanom području.

Ugradnjom izmjenjivača topline možete značajno povećati učinkovitost generatora topline, a umjesto jedne prostorije, kao u prethodnim verzijama, možete grijati dvije odjednom bez ikakvih posebnih troškova.

Glavni tipovi

Moderno tržište nudi puno različitih kaminskih peći, a sve one mogu biti opremljene izmjenjivačem topline ako trebate zagrijati veliku površinu. U isto vrijeme, neko obraća pažnju na vrstu goriva koje se koristi, neko na napajanje. O najpopularnijim opcijama govori se u nastavku.

Uređaj na bazi peleta, kao što mu samo ime govori, razlikuje se po tome što se umjesto drva napaja peletima, ekološki prihvatljivim gorivom koje se proizvodi prešanjem otpada iz drvne industrije i isporučuje u obliku peleta.

Glavni razlog popularnosti ove vrste goriva je niska cijena. Štoviše, prilikom sagorijevanja praktički ne odaje čađu, pa je općeprihvaćeno da mu pripada budućnost.

Nisu manje popularni peći za kuhanje, a razlog tome je polifunkcionalnost. Uz njihovu pomoć možete ne samo zagrijati sobu, već i kuhati hranu. Izvorno, praktično i vjerojatno čak i romantično (mislim na kuhanje nad kaminom).

zaključci

Sada, nakon čitanja članka, trebali biste razumjeti što je izmjenjivač topline peći i koja je njegova svrha, kao i kako sami napraviti njegove najjednostavnije verzije. To nije tako teško kao što se čini na prvi pogled, samo trebate odlučiti o vrsti izmjenjivača topline i odabrati najbolju opciju za sustav grijanja.

Video - Kaminska peć sa izmjenjivačem topline. Uradi sam izmjenjivač topline

Zavojnicu možete napraviti vlastitim rukama od okruglih ili oblikovanih cijevi. Za različite radne uvjete odabire se jedan ili drugi materijal. Takvi proizvodi se koriste za prenos toplote u sistemima za grejanje vode. Mogu se čak ugraditi u kamine ili peći, što im omogućava da se koriste kao kotlovnica za grijanje svih prostorija kuće.

Vrste spiralnih izmjenjivača toplote

Držač grijanih ručnika je također izmjenjivač toplote.

Zavojnicu možete napraviti vlastitim rukama različitih dizajna i od nekoliko vrsta metala (čelik, bakar, aluminij, lijevano željezo). Aluminijum i proizvodi od livenog gvožđa su žigosane u fabrikama, jer se potrebni uslovi za rad sa ovim metalima mogu postići samo u proizvodnim uslovima. Bez toga će raditi samo sa čelikom ili bakrom. Najbolje je koristiti bakar jer je kovan i ima visok stupanj toplotne vodljivosti. Postoje dvije sheme za izradu zavojnice:

• vijak;
• paralelno.

Spiralna shema podrazumijeva položaj spiralnih zavoja duž zavojne linije. Rashladna tečnost u takvim izmjenjivačima topline kreće se u jednom smjeru. Ako je potrebno, radi povećanja toplotne snage može se kombinirati nekoliko spirala prema principu "cijev u cijevi".

Da biste smanjili gubitak toplote, morate odabrati. Ovisi i o materijalu zidova.

To bi trebalo uraditi na osnovu paropropusnosti toplotne izolacije.

U paralelnom krugu, rashladna tekućina neprestano mijenja smjer kretanja. Takav izmjenjivač topline izrađen je od ravnih cijevi povezanih laktom od 180 stepeni. U nekim slučajevima, na primjer, za izradu registra grijanja, zakretna koljena se možda neće koristiti. Umjesto toga, instalira se direktna premosnica koja se može nalaziti i na jednom i na oba kraja cijevi.

Metode prenosa toplote

Princip izmjenjivača topline u zavojnici je zagrijavanje jedne supstance toplinom druge. Tako se voda u izmjenjivaču topline može zagrijavati otvorenim plamenom. U tom će slučaju djelovati kao hladnjak. Ali i sama zavojnica može djelovati kao izvor toplote. Na primjer, kada rashladno sredstvo teče kroz cijevi, zagrijava se u kotlu ili pomoću ugrađenog električnog grijaćeg elementa, a njegova toplina se prenosi u vodu iz sustava grijanja. U osnovi, krajnji cilj prijenosa topline je zagrijavanje unutarnjeg zraka.

Gdje su ugrađeni izmjenjivači topline u zavojnici

Način izmjene topline ovisi o tome gdje je zavojnica instalirana:

• bojler;

Kotao sadrži rebraste zavojnice.

U kotlu plamen zagrijava vodu u zavojnici, a zatim se raspršuje kroz čitav sistem, odajući toplotnu energiju sobi konvektivnom metodom. Neki od njih su takođe klasifikovani kao spiralni izmjenjivači toplote. Na primjer, grede za ručnike i od okrugle ili profilne cijevi.

Kontakt s otvorenim plamenom nameće neke zahtjeve u pogledu svojstava metala koji se koristi u proizvodnji. Naglasak je na pouzdanosti i trajnosti. Stoga se najčešće koriste čelik i liveno gvožđe. Ovo drugo se smatra najboljom opcijom.

U kotlu i akumulatoru topline prioritet je brzina izmjene topline i otpornost na koroziju. U ovom slučaju ne postoji ništa bolje od bakra. Glavna stvar je da ne dolazi u kontakt sa aluminijumom. Između ovih metala dolazi do reakcije koja dovodi do hemijske korozije.

Kako izračunati izmjenjivač toplote

Neophodno je izračunati izmjenjivač topline u zavojnici, inače njegova toplotna snaga možda neće biti dovoljna za grijanje prostorije. Sistem grijanja je dizajniran da nadoknadi gubitak toplote. U skladu s tim, tačnu količinu potrebne toplotne energije možemo saznati samo na osnovu gubitka toplote zgrade. Izračun je prilično teško napraviti, pa u prosjeku treba 100 W po 1 kvadratnom metru s visinom stropa od 2,7 m.

Između zavoja mora postojati razmak.

Također, za izračun su potrebne sljedeće vrijednosti:

• pi;
• prečnik dostupne cijevi (uzmite 10 mm);
• lambda-toplotna provodljivost metala (za bakar 401 W / m * K);
• delta temperature dovoda i povrata rashladne tečnosti (20 stepeni).

Da biste odredili dužinu cijevi, morate podijeliti ukupnu toplinsku snagu u W umnoškom gore navedenih faktora. Razmotrimo na primjeru bakrenog izmjenjivača toplote potrebne toplotne snage od 3 kW - to je 3000 W.

3000 / 3,14 (Pi) * 401 (lambda toplotna vodljivost) * 20 (delta temperature) * 0,01 (promjer cijevi u metrima)

Iz ovog proračuna ispada da vam treba 11,91 m bakarna cijev promjera 10 mm tako da toplotna snaga zavojnice iznosi 3 kW.

Kako napraviti spiralnu zavojnicu

Nakon što izvršite proračun zavojnice izmjenjivača topline, možete pristupiti izravno proizvodnji. Struktura vijaka je vrlo jednostavna za izradu. Promjer petlje mora se odabrati na osnovu veličine spremnika u kojem će se izvesti instalacija. Potrebno je da cijevi ne dodiruju tijelo.

Trebate namotati zavoje na okrugli prazan prostor. Bakar se lako savija, tako da nisu potrebni dodatni alati. Preporučljivo je primijetiti mali razmak između zavoja tako da rashladna tekućina kontaktira cijev sa svih strana. To će povećati područje izmjene topline, što će nam omogućiti da postignemo maksimalni izlaz toplote koji smo izračunali.

Kako napraviti izmjenjivač topline od ravnih cijevi

Da biste napravili zavojnicu u paralelnom krugu, morate imati vještine zavarivanja metala. Za takav rad koristite čelične cijevi, što je vrlo problematično saviti, iako je još uvijek moguće imati dobro savijanje cijevi. Ali u većini slučajeva morate pribjeći zavarivanju.

Čelična zavojnica od okruglih cijevi.

Algoritam rada:

• rezati ravne dužine čeličnih cijevi;
• položite ih paralelno na ravnu površinu;
• spojite ih koljenima s okretanjem za 180 stupnjeva - ako takvih koljena nema, tada možete zavariti dva ugla od 90 stupnjeva;
• zavarite čepove s odvojnom cijevi za spajanje na sistem grijanja na donji i gornji kraj.

Pored toga, u donji dio možete ugraditi čep u čijem je središtu izrezana rupa. Zatim se u ovu rupu zavari matica. Njegov unutarnji promjer mora biti prikladan za standardni električni grijaći element. U tom će slučaju biti moguće koristiti domaći izmjenjivač topline kao električnu grijač.