Как се прави въздушен топлообменник на комин: пример за печка

Готварска печка за баня с топлообменник - предимства и характеристики на работа

Нека подчертаем основните предимства на печките за вана с топлообменник.

• Системата за баня с такава конструкция решава два проблема едновременно - тя отоплява помещенията на преддверието и парната баня, както и загрява водата.
• Поставянето на резервоара е разрешено в стаята, която е най-близо до парната баня.
• Въпреки сравнително ниската цена на печките за сауна с топлообменник за комин, те се характеризират с дълъг експлоатационен живот поради използването на висококачествени материали при производството.
• Тъй като пещта е оборудвана с модерно огнеупорно стъкло за готварски печки, можете да се наслаждавате на езиците на пламъка и да контролирате процеса на горене.
• Системата е лесна за поддръжка;
• Атрактивен външен вид.
• Малките размери на печката с комин помагат да се спести място в помещението за сауна.
• Мощността на тази система е достатъчна, за да загрее бързо парната баня до желаната температура.

Конструкцията на печките за сауна с топлообменник не е сложна, а резервоарът може да бъде разположен в помещение, съседно на парната баня.

Въпросите за безопасността са от първостепенно значение за всички. Този фактор изисква системата да се експлоатира правилно. Не закрепвайте твърдо към стената тръбите, които свързват резервоара с други части на конструкцията, тъй като линейните параметри на тръбите се променят при нагряване.

Изберете вместимостта на резервоара за вода, като имате предвид, че той трябва да се нагрява в рамките на два часа след запалването на горивото в пещта. В противен случай водата ще се превърне в пара.

Изходът на топлообменника, създаден за димоотвода към печката за сауна, не трябва да влияе на функционирането на самата печка. Допустимото ниво на намаляване на мощността не трябва да надвишава 10 %. Когато системата се нагрява до висока температура, тя не трябва да се пълни с вода.

Монтаж на серпентината върху комина

При по-малките пещи за сауна можете да монтирате топлообменниците директно на комина. Конструкцията на водния конвектор е практически същата като тази на вградения топлообменник, като единственото неудобство е необходимостта от инсталиране на допълнителен резервоар за съхранение на гореща вода.

Много собственици на парни бани инсталират двата вида топлообменници на печката на сауната - вътрешен, изработен от легирана стомана, и външен, изработен от мед или медна сплав. Първият воден кръг се използва за производство на гореща вода и вряла вода, а вторият е постоянно запълнен с течност и е свързан с отоплителната система.

Изработване на топлообменник със собствените си ръце

Невинаги е възможно да се закупи сглобяема конструкция на пещ с топлообменник. Освен това не всеки може да работи сам със заваряване. Но не е толкова трудно да изградите топлообменник за печката за сауна със собствените си ръце. Ако използвате алуминий или мед, можете да избегнете заваряването. При добра подготовка и правилно изчисление това е възможно и не е обременително. Това може да спести от семейния ви бюджет.

Консумативи

След като сте избрали местоположението и размера на топлообменника, трябва да прецените от какво е по-лесно да се изработи топлообменникът. Можете да използвате както изброените по-горе материали, така и чугунени радиатори за отоплениеМожете да използвате чугунени радиатори за отопление, автомобилни радиатори и други подобни. Основното нещо е да се вземе предвид топлопроводимостта. Помислете точно от какви инструменти се нуждаете и ги подгответе предварително. Всички тези дреболии улесняват монтажа.

Алгоритъм за сглобяване

Започнете с проекта - обмислете всички малки детайли и изберете възможностите. Размерът трябва да бъде взет под внимание - ако нагревателят е слаб, непропорционално голям топлообменник само ще навреди. Ако използвате медна тръба за намотка, дължината ѝ не трябва да надвишава три метра.

Най-простият вариант е бобината. Необходима е медна тръба с дължина от 2 до 3 m.

Скоростта на нагряване зависи от дължината на тръбата и броя на намотките. Не забравяйте да вземете предвид размера на печката и горивната камера и не правете намотката прекалено голяма. Прекомерното оразмеряване намалява експлоатационния живот на печката за сауна.

Необходим ви е шаблон за навиване на тръбата на руло. Това е мебел с цилиндрична форма. Диаметърът на шаблона трябва да съответства на размерите на пещта.

След като сте подготвили материалите, трябва да започнете:

• Огънете тръбата и я увийте около подготвения шаблон, за да се получи спирала;
• Спазвайте размерите, в които трябва да се постави намотката;

Средният проектен капацитет на топлообменника е 1 kW на 10 метра подова площ.

Ако този тип топлообменник не ви удовлетворява, може да се направи друг тип, например чрез заваряване на стоманени тръби. Тя изглежда по следния начин:

Примери за чертежи, които ще последват:

Как се инсталира?

Когато поставяте нова печка, е лесно да монтирате топлообменника в печката за сауна. Това ви позволява да го монтирате внимателно, като спазвате всички разстояния и размери. Това улеснява правилния монтаж на топлообменника. По-лесно е да се монтира топлообменникът към основата на печката за сауна, като се покрие с тухли, отколкото да се демонтира печката за сауна и да се опитвате да я поставите обратно на мястото ѝ. Но и това е възможно.

Съществуват и важни точки и изисквания, които трябва да се спазват, за да се увеличи експлоатационният живот на отоплителния уред:

• не трябва да закрепвате конструктивните тръби с метални крепежни елементи;
• не пълнете печката с ледена вода, за да избегнете кондензация;
• да се спазват пропорциите между нагревателя и топлообменника, като се избягват големи разлики;
• Използвайте уплътнителни материали с висока устойчивост на топлина;
• да спазвате изцяло всички мерки за пожарна безопасност;

Тези прости правила могат да ви помогнат да избегнете опасни ситуации и да удължите живота на готварската си печка. Не забравяйте за противопожарната безопасност.

Примери за монтаж на снимката:

Предназначение и характеристики на устройството

Целта на тази конструкция е да вземе топлината от нагрятия комин и да я предаде на топлоносителя, който циркулира в топлообменника. Конструкцията на самото устройство зависи от формата и напречното сечение на комина, материала, от който е изработен, мощността на отоплителното устройство и топлоносителя, който може да бъде въздух, вода, масло или различни незамръзващи течности.

В зависимост от циркулиращата в устройството охлаждаща течност всички топлообменници могат да се класифицират като въздушни или течни. Въздушните топлообменници са по-прости за производство, но нямат най-висока ефективност. Ако например е необходимо да се прокара въздуховод във второ помещение, като например сауна или таванско помещение, или ако помещението е достатъчно отдалечено от печката за сауна, трябва да се монтира вентилатор, за да се създаде принудителен въздушен поток.

Топлообменниците с течен топлоносител са по-взискателни по отношение на изработката и материалите, но имат по-висока ефективност. Например един комин с топлообменник, през който циркулира вода, може да служи като цялостна система за затопляне на вода за малка вила, ако се свърже с входът и изходът на устройството са свързани Свържете потока и връщането към един или два радиатора.

Опции за свързване на конструкцията

Топлообменникът на комина може да работи в два основни режима. И във всяка от тях - различен процес на топлообмен от дима към вътрешната тръба на топлообменника.

В първия режим свързваме отдалечен резервоар за студена вода към топлообменника. След това водата кондензира върху вътрешната тръба, така че самият топлообменник се нагрява единствено от топлината на кондензация на водните пари от димните газове. В този случай температурата на стената на тръбата няма да надвишава 100°C. А водата в резервоара ще се затопля дълго време.

При втория режим не се наблюдава кондензация на водни пари върху вътрешната стена на топлообменника. Тук топлинният поток през тръбата е по-значителен и водата се нагрява бързо. За да разберете по-добре този процес, направете следния експеримент: поставете съд със студена вода на газова горелка. Ясно ще видите как по стените на съда се образува конденз и капе върху готварската печка. И въпреки пламъка от 100°C това състояние ще продължи дълго време, докато самата вода в тенджерата се затопли. Ето защо, ако използвате тръбен топлообменник като регистър за подгряване на вода, предпочитайте малка конструкция с дебели вътрешни стени на тръбата - по този начин кондензацията ще бъде много по-малка.

Калаена тръба - проста и дълготрайна!

Тази опция е проста, практична и удобна. По същество тук коминът е просто увит около метална или медна тръба, тя се нагрява постоянно и въздухът, който преминава през нея, бързо се затопля.

Можете да заварите спирала към комина, като използвате аргонова горелка или полуавтоматично заваряване. Можете също така да го запоите с калай - стига да го обезмаслите с фосфорна киселина преди това. Топлообменникът ще бъде особено силен - защото самоварите са запоени с калай и служат наистина дълго време.

Гофрираните тръби са евтини и по-евтини.

Това е най-лесният и евтин вариант. Вземете три алуминиеви меха и ги увийте около комина на тавана или на първия етаж. Въздухът ще бъде топъл в тръбите от стените на комина и може да бъде пренасочен към всяка друга стая. Дори и достатъчно голямо помещение ще бъде топло на допир, стига да загреете печката за сауна. И за да направите топлинното натоварване по-продуктивно, увийте гофрираните намотки в обикновено фолио за храна.

Топлообменник със серпентина - за отопление на тавана

Можете също така да поставите топлообменник в коминната част на таванското помещение, който да работи на принципа на печка тип "камбана" - тук горещият въздух се издига и бавно се охлажда. Подобна конструкция има своето огромно предимство - конвенционалният метален комин на първия етаж обикновено се нагрява дотолкова, че не може да бъде докоснат, а подобен топлообменник ще намали значително риска от пожар или случайно изгаряне.

Някои занаятчии покриват такива топлообменници и с мрежа с камъни, за да акумулират топлина и да украсят основата на топлообменника. В този случай таванското помещение е още по-уютно и може да се използва като дневна. На практика температурата на тръбата за сауна не надвишава 160-170 °C, ако на нея има топлообменник. Най-високата температура ще бъде само в областта на комина. Топло и безопасно!

Топлообменник във вани

Препоръчително е да се направи топлообменник за комина в печката за сауна за системи за БГВ (гореща вода). Въздушният топлообменник се използва за отопление на помещението за сауна, а в парната баня има достатъчно топлина и без него. Ако помещението за сауна е отделна сграда, се използва воден топлообменник. Резервоарът за вода обикновено се монтира под тавана в помещение, съседно на парната баня.

Какво трябва да знаете при монтажа на топлообменника за гореща вода

1. Резервоарът за вода трябва да бъде съобразен с капацитета на печката за сауна - за загряването на резервоар с голям капацитет е необходимо повече време. Малкият резервоар бързо ще кипне водата и ще произведе прекомерно количество пара. Оптималната вместимост е 50-100 литра, а 6-10 литра са достатъчни за нагревателния елемент.
2. Самият топлообменник също трябва да е подходящ за капацитета на печката за сауна. В идеалния случай топлообменникът оставя 10-15% от топлината на печката за сауна.
3. Резервоарът за вода трябва да се пълни, докато сауната се нагрява, в противен случай ще се стигне до прегряване на резервоара и разрушаване на цялата топлообменна система.
4. Тръбите в системата на топлообменника не трябва да се закрепват трайно към стените, тъй като при нагряване те се разширяват. Прекалено твърдият монтаж ще повреди цялата структура на топлообмена.

Принцип на действие и конструкция на топлообменника

Съществуват няколко различни модела топлообменници. Конструкцията и принципът им на действие са в общи линии едни и същи. Топлообменникът има кух корпус с входна и изходна връзка. Във вътрешността на корпуса е монтирано така нареченото спирачно устройство за димните газове. Най-разпространената е система от клапи с изрязани отвори, монтирани на осите. Елементите могат да се завъртат, като създават зигзагообразни газови канали с различна дължина. Чрез регулиране на позицията на клапите може да се постигне оптимално съотношение между ефективността на топлопренасяне и тягата в димоотвода, без да се нарушава безопасната експлоатация. Предлагат се и по-опростени версии без регулируема система на амортисьорите.

Структура на топлообменника за печка за сауна Bullerian. Студеният въздух навлиза в конструкцията през отворите в долната част на устройството, нагрява се от продуктите на горенето, преминаващи през комина, и излиза

Благодарение на принципа на конвекцията през отворите в долната част на уреда се вкарва по-хладен въздух. Той преминава през вътрешността, където димните газове, преминаващи през димоотвода, го нагряват. Нагретият въздух се отвежда в отопляваното помещение през горните отвори. По този начин може да се повиши ефективността на отоплителния уред и значително да се намали количеството на изразходваното гориво. Бяха проведени експерименти, които показаха, че разходът на гориво на печката с топлообменник, монтиран на комина, е намален три пъти.

За да се постигне този ефект обаче, е необходимо да се избере правилното устройство. Не бива да се забравя, че отдавайки топлината си в комина, продуктите на горене се охлаждат доста бързо. Това води до намаляване на температурната разлика в комина и съответно до намаляване на тягата в системата. За да се предотврати този неприятен ефект, могат да се направят настройки с помощта на клапи или да се изберат оптимални монтажни размери.

Видео

Въздушен топлообменник

Въздушният топлообменник на комина със собствените ви ръце има прост дизайн. Той има метален корпус с входящи и изходящи връзки вътре. Принципът на работа на продукта е прост и може да се види на тази снимка.

На дъното има студен въздух. Когато влезе в чучурите, тя се нагрява и излиза отгоре, като затопля помещението, в което се намира. Разходът на гориво се намалява от 2 до 3 пъти, тъй като помещението се отоплява по-ефективно.

Моля, обърнете внимание: топлообменникът се монтира хоризонтално, както е показано на снимката. Но има и варианти с вертикално разположение

Друго предимство е, че топлообменникът на комина е направен със собствените ви ръце. Нуждаете се само от подробна инструкция. Ето списък с инструменти и материали за работа:

• заваръчна машина;
• мелница;
• Метална ламарина, размер 350h350h1 mm;
• Тръби с различен диаметър;
• Тръби с различен диаметър; - Парче тръба с диаметър 60 mm;
• 20-литрова метална кофа или бъчва.

Сега можете да продължите с разглеждането на технологията на строителството стъпка по стъпка:

Крайните елементи са изработени от листове с размери 350x350x1mm. С помощта на шлайф машина се изрязват два еднакви кръга. Диаметърът на частите (накрайниците) е равен на използвания метален контейнер.
В центъра се изрязва отвор за 60-милиметрова тръба.
В краищата се маркират и изрязват отворите за останалите тръби. Те трябва да са 8 на брой. Вижте

снимка
Към централния отвор се заварява парче тръба с диаметър 60 mm.
Забележка! Важно е всички тръби да са с еднаква дължина.

След това всички 8 тръби се заваряват в кръг. Повторете това във всеки край.
Изходът трябва да изглежда по следния начин

Топлообменникът е почти готов - трябва само да се направи корпус за него.
Ако имате дъно, отрежете го.
Отстрани се правят отвори точно в центъра, равни на диаметъра на комина.
Във всеки отвор се поставя по един щуцер и се заварява със заваръчна машина.
Изработената по-рано сърцевина на тръбата се вкарва в корпуса и се закрепва към него чрез заваряване. Топлообменникът е готов. Сега трябва да го боядисате с термоустойчива боя.

Топлообменникът се монтира на тръбата на комина в сауната, къщата или в друго помещение. Веднага ще усетите разликата в отоплението. Гледайте видеоклип, който ще ви помогне да извършите работата сами.

Вода

Устройството има два сектора, които се нагряват взаимно. Водата циркулира в затворен кръг в резервоара на нагревателя, където се загрява до 180°C. След като премине през инсталираните тръби, водата се насочва към основната система, където температурата на нагряване се увеличава.

За изработката на водния топлообменник подгответе:

• Резервоар във формата на стоманен резервоар. Инсталирайте го в началото на системата. Циркулацията на водата се нуждае от 2 тръбни разклонения - долното за входа на студената вода и горното за входа на горещата вода.
• Проверете резервоара за течове.
• Поставете спирали от медни тръби вътре в резервоара, като 4 метра тръба на 100 литра резервоар са достатъчни.
• Свържете регулатора на захранването към медната тръба.
• За да предотвратите разрушаването на резервоара от колебанията на налягането и температурата, поставете анода по-близо до нагревателния елемент.
• Запечатайте резервоара херметически.
• Напълнете с вода.
• Тествайте системата в работен режим.

Видове поддръжка

Схема и принцип на действие на рекуперативен топлообменник

Принципът на работа се разделя на регенеративни и рекуперативни топлообменници. В първия случай движещите се топлоносители са разделени от стена. Това е най-разпространеният тип, който може да бъде с различни форми и дизайн. Във втория случай горещите и студените топлоносители влизат последователно в контакт с една и съща повърхност. Високата температура нагрява стената на оборудването по време на контакта с горещата среда, след което температурата се предава на студения флуид, когато той влезе в контакт с нея.

Според предназначението си ТО се разделят на два вида: охлаждане - работа със студ течност или газОхлаждане - работят със студена течност или газ, като охлаждат горещия охлаждащ агент; и нагряване - взаимодействат с нагрятата среда, като дават енергия на потоците от студ.

Съществуват няколко вида топлообменници по конструкция.

Сглобяеми.

Състои се от рамка, две крайни камери, отделни плочи, разделени с топлоустойчиви уплътнения, и винтове за закрепване. Това оборудване се характеризира с простота на почистване и възможност за увеличаване на ефективността чрез добавяне на плочи. Но сгъваеми ТО чувствителни към качеството на водата. За да се удължи експлоатационният им живот, е необходимо да се монтират допълнителни филтри, което увеличава разходите по проекта.

Топлообменници с плочи

Пластинчатият топлообменник изисква инсталирането на допълнителни филтри за топлоносителя

Те се различават по начина на свързване на вътрешните плочи:

• При споените TOs гофрираните плочи от неръждаема стомана с дебелина 0,5 mm се формоват студено. Между тях е поставено уплътнение от специална топлоустойчива гума.
• При заварените плочите се заваряват заедно, за да образуват касети, които след това се монтират в стоманените плочи.
• При полузаварените TO касетите се съединяват с помощта на паронитови съединения в структура, съставена от малък брой заварени модули. Тези модули са запечатани с гумени уплътнения и са свързани чрез лазерно заваряване. След това те се закрепват с болтове между двете плочи.

Пластинчатите топлообменници се използват за високо налягане и екстремни температури. Тези агрегати изискват минимална поддръжка, икономични са и са високоефективни. Освен това ефективността може да се увеличава или намалява според нуждите чрез увеличаване или намаляване на броя на стоманените плочи.

Единственият недостатък на гофрираните топлообменници от неръждаема стомана е, че те са чувствителни към качеството на топлоносителя и трябва да се инсталират допълнителни филтри.

Шел и тръбни топлообменници

Състои се от цилиндрично тяло, в което са разположени снопове тръби, събрани в решетки. Краищата на тръбите се придържат на място чрез компенсатори, чрез заваряване или спояване. Предимството на това оборудване е, че не изисква качество на охлаждащата течност и може да се използва в технически процеси с корозивна среда и високо налягане (в нефтената, газовата и химическата промишленост). Недостатъците на кожухотръбните топлообменници са сравнително ниската им топлинна мощност, големите размери, високата цена и сложността на ремонта.

Спирала

Състои се от два метални листа, навити на спирали. Вътрешните ръбове са свързани с преградна плоча и са закрепени с щифтове. Тези топлообменници са компактни и имат ефект на самопочистване. Те могат да обработват хетерогенни течности с всякакви качества. С увеличаването на скоростта на флуида се увеличава и скоростта на топлообмен. Недостатъци: конструкцията и ремонтът са трудни, а налягането на работната течност е ограничено до 10 kgf/cm².

Спирала
Корпус и тръба

Двойна тръба и тръба в тръба

Топлообменници тип "тръба в тръба

Първите се състоят от тръби с различен диаметър. Топлоносителят е течност или газ. Устройствата се използват на места с по-високо налягане и имат висока степен на топлопренасяне. Те се отличават с простота на монтажа и поддръжката. Единственият недостатък - висока цена.

Топлообменникът "тръба в тръба" се състои от две тръби с различен диаметър, свързани помежду си. Те се използват за малки потоци от топлоносители и за оборудване на комини.

Няколко общи съвета

При използването на топлообменници възникват някои проблеми, които могат да "развалят настроението". Какви са тези проблеми и как могат да бъдат решени?

Температура на отоплителната вода в резервоара

Температура на загряване на водата в резервоара

Трябва да "хванете" момента, в който това е приемливо, но такъв "момент" е почти невъзможно да се улови. Проблемът е, че по време на къпане нагревателят остава включен и температурата на водата се повишава постоянно. Какво можете да направите? Гасенето на пожара във фурната не е решение.

Предлагаме да решим проблема с помощта на смесителна батерия. Ако в сауната ви има кран за вода - чудесно! Той не само ще създаде комфортна температура, но можете да използвате най-простата автоматична система за автоматично пълнене на резервоара за вода. Можете да миете, без да пестите вода, а рискът от кипване в топлообменника е донякъде намален. Ако няма водоснабдяване, препоръчваме да инсталирате допълнителен резервоар за студена вода до резервоара за топла вода. Той трябва да бъде свързан към душа чрез смесителна батерия.

Схема на свързване

Водата кипи в топлообменника

Водата изкипява в топлообменника

Това се случва често, особено когато топлообменникът е монтиран директно в печката на сауната. Гарантираме, че никога няма да успеете да изчислите параметрите на топлообменника, за да елиминирате напълно това явление. Изчисленията са твърде сложни и има твърде много неизвестни и несигурности. Изчисляване на скоростта дебит на водата може да се извърши само от квалифициран инженер-проектант, който отлично познава законите на топлотехниката, хидравликата и монтажа. Но най-важната неизвестна величина е пламъкът в пещта.

Никой никога няма да може да каже колко точно топлина произвежда нагревателят във всеки един момент. Не е възможно да се увеличи или намали интензивността на пламъка в зависимост от температурата на водата. Проблемът с кипящата вода може да бъде решен с помощта на обикновени еднофазни водни помпи за отоплителни системи. Монтират се директно в тръбопровод с номинална мощност 100÷300 W. Монтирането на циркулационна помпа не само елиминира риска от кипене, но и значително ускорява времето за загряване на водата.

Схематична диаграма Електрическа схема на циркулационна помпа

Надяваме се, че нашата информация ще бъде полезна за собствениците на бани и ще позволи не само да се решат проблемите с топлообменниците, но и да се предотврати появата им на етапа на производство и монтаж.