Das Hauptelement eines der Heizsysteme ist ein spezielles Gerät - ein Wärmetauscher zum Heizen eines Hauses, bei dem Wärme von einem Wärmeerzeuger auf einen Wärmeträger übertragen wird. Auf dem modernen Markt wird eine große Anzahl verschiedener Heizkessel vorgestellt, aber all ihre Vielfalt schränkt die Vorstellungskraft der Heimwerker hinsichtlich der unabhängigen Herstellung solcher Geräte nicht ein. In unserem Artikel werden die Leser gefragt, warum ein Wärmetauscher in einem Heizsystem benötigt wird, wie man es mit eigenen Händen herstellt und wie man es anschließt.
Wärmetauscherfunktion im Heizsystem
In Hausluftheizungssystemen werden am häufigsten Oberflächenwärmetauscher des Heizsystems verwendet, bei denen Wärmeenergie durch die Oberfläche der Metallwände dieser Vorrichtung übertragen wird.
Das Prinzip der Erwärmung durch einen Wärmetauscher wird am besten bei der Auslegung von Gas-, Festbrennstoff- oder Elektrokesseln umgesetzt. Wasser zirkuliert durch Rohre, die in Form einer im Heizgerät installierten Spule gekrümmt sind, und wird durch die Temperatur des brennenden Brennstoffs erwärmt. Das erwärmte Kühlmittel gelangt in die Rohrleitung des Heizungssystems und wird durch gekühltes Wasser aus den Heizkörpern im Wärmetauscher ersetzt.
Bisher ist der Ofen in vielen Einzelhäusern die traditionelle Wärmequelle. Es ist gut zum Heizen einer kleinen Hütte geeignet, in einem Mehrraumhaus ist die Wärmekapazität jedoch unzureichend. In einem Privathaus wird daher ein Wärmetauscher im Heizsystem benötigt, um den Ofen in einen vollwertigen Wasserkocher zu verwandeln. Die Größe und Form eines hausgemachten Wärmetauschers zum Heizen sollte in die Abmessungen der Brennkammer des Ofens passen. An dieses Gerät können Rohre und Heizkörper angeschlossen werden, und dann wird die Heizung des Hauses effizienter.
Arten von Wärmetauschern
Praktischere Wasserwärmetauscher zum Heizen. Dies liegt daran, dass Wasser Wärmeenergie viel besser überträgt als Luft. Ein Luftwärmetauscher zum Heizen findet jedoch auch Anwendung. Neben Wasser und Luft wird zum Heizen auch ein Kaminwärmetauscher verwendet, der nicht innen, sondern außen installiert wird.
Alle industriellen Heizgeräte sind mit Wärmetauschern ausgestattet, deren Design maximal für eine effiziente Erwärmung von Wasser geeignet ist.
In der Fabrik bestehen Wärmetauscher aus Kupfer. Das Rohr ist eine Spule, über deren Biegungen sich viele Platten befinden, die einen großen Wärmeübertragungsbereich bieten.
Es ist fast unmöglich, einen hausgemachten Wärmetauscher zum Heizen in Ihrem Haus so zu bauen, dass er genau dem der Fabrik entspricht. Daher müssen Sie eine einfachere Option wählen.
Systemgerät
Das Funktionsprinzip eines hausgemachten Wärmetauschers besteht darin, dass der Ofen Energie aus der Verbrennung von Brennholz oder Kohle auf ihn überträgt und das erwärmte Wasser durch Rohre in alle Räume fließt. Diese Heizmethode ermöglicht es den Bewohnern des Hauses, eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu genießen.Außerdem erwärmen sich alle Räume viel schneller und die Kraftstoffkosten werden gesenkt.
Es gibt zwei Möglichkeiten, die Ofenheizung eines Privathauses zu verbessern:
- einen Ofen von Grund auf für eine bestimmte Wärmetauschergröße bauen;
- Installieren Sie einen hausgemachten Wärmetauscher in der Größe des Ofens in dem vorhandenen Ofen.
Nachdem der Hausbesitzer einen Wärmetauscher zum Heizen mit eigenen Händen hergestellt hat, kann er sicher sein, dass sein Ofen mit Wasserkreislauf nicht schlechter funktioniert als ein echter Festbrennstoffkessel. Der einzige Unterschied besteht darin, dass im Ofen die Position des Einlasses des Wärmetauschers etwas höher über dem Boden liegt als bei Fabrikkesseln. Dies ist ein ziemlich signifikanter Unterschied, der die natürliche Zirkulationsrate des Kühlmittels beeinflussen kann.
Der Anschluss des Wärmetauschers an das Heizsystem muss so erfolgen, dass das Kaltwasser-Ansaugrohr (Rücklauf) so niedrig wie möglich liegt.
Wie bei einem herkömmlichen Heizsystem muss oben in den Rohrleitungen ein Ausgleichsbehälter installiert werden. Es kompensiert die Änderung des Volumens des erhitzten Wassers und setzt Luftblasen aus dem System frei. Wenn die Heizung durch einen Wärmetauscher mit natürlicher Zirkulation nicht ausreicht, um ein großes Häuschen zu heizen, müssen Sie eine Zirkulationspumpe im System installieren.
Zum Anschließen eines hausgemachten Wärmetauschers zum Heizen werden 2 Armaturen verwendet: eine von unten (Kaltwassereinlass) und die andere von oben (Heißauslass). Bei der Installation des Wärmetauschers muss die erforderliche Neigung der Rohre gemäß dem Schema angegeben werden.
Vorteile der Heizung mit einem Wärmetauscher
Wenn Sie verstehen, warum Sie einen Wärmetauscher im Heizsystem benötigen, können Sie mehrere offensichtliche Vorteile feststellen:
- Einfache Herstellung. Wenn im Haus bereits ein Ofen vorhanden ist, müssen Sie nur einen hausgemachten Wärmetauscher herstellen und ein Heizsystem installieren.
- Kombinierte Heizung. Zusätzlich zur Beheizung des Hauses von der Oberfläche des Ofens wird eine Wasserheizung hinzugefügt.
- Eine Vielzahl von Kraftstoffen. Sie können den Ofen mit jeder festen Energie heizen, im Gegensatz zu Kesseln, die sich nur auf eine bestimmte Art von Brennstoff konzentrieren.
- Schönes Aussehen. Die Beibehaltung des traditionellen Aussehens des russischen Ofens kann nützlich sein, wenn ein Interieur im nationalen Stil geschaffen wird.
Zu den Nachteilen der Erwärmung durch einen Wärmetauscher gehören: ein im Vergleich zu Fabrikkesseln geringerer Wirkungsgrad und das Fehlen einer automatischen Steuerung der Heizintensität des Kühlmittels.
Wie man einen hausgemachten Wärmetauscher macht
Die Form eines Wärmetauschers zum selbstgemachten Heizen kann unterschiedlich sein. Die gebräuchlichste Option ist ein Register mit mehreren Stahl- oder Kupferrohren, es werden jedoch auch Plattenmuster verwendet.
Die Temperatur in der Verbrennungszone ist sehr hoch, insbesondere wenn Kohle verbrennt. Daher werden erhöhte Anforderungen an das Metall gestellt, aus dem die Elemente des Wärmetauschers hergestellt werden, die Rationalität seiner Konstruktion und die Qualität der Schweißnähte.
Materialien für die Herstellung
Die Aufgabe von Wasserwärmetauschern zum Heizen besteht darin, eine optimale Wärmeübertragung sicherzustellen, und der Grad der Wärmeleitfähigkeit des Metalls ist bei diesem Prozess wichtig. Beispielsweise leitet ein Stahlrohr die Wärme siebenmal schwächer als ein Kupferrohr. Daher benötigen Sie bei gleichem Rohrdurchmesser 25 Meter Stahlrohr anstelle von 3,5 Metern Kupfer, um die gleiche Wärmemenge zu übertragen.
Kupferwärmetauscher sind am wirtschaftlichsten im Betrieb, aber auch teuer. Wärmetauscher aus Stahlrohr mit einem Durchmesser von mindestens 32 mm gelten für eine unabhängige Herstellung als zugänglicher.
Wenn der Ofen mit Kohle beheizt werden soll, ist es besser, einen Wärmetauscher aus Gusseisen zu installieren. Dieses Metall ist stärker und die Wände des Geräts brennen lange nicht.
Berechnung der Wärmetauscherleistung
Es ist ziemlich schwierig, die Wärmetauscherkapazität für ein Heizsystem im Voraus zu berechnen. Dazu müssen zu viele Faktoren berücksichtigt werden: Rohrdurchmesser, Spulenlänge, Wärmeleitfähigkeit des Metalls, Brennstoffverbrennungstemperatur, Kühlmittelzirkulationsgeschwindigkeit usw. Die tatsächliche Fähigkeit des Wärmetauschers, seine Funktionen zu erfüllen, wird erst nach dem Start des Heizsystems festgestellt.
Bei den Berechnungen kann davon ausgegangen werden, dass 1 Meter Rohr mit einem Durchmesser von 50 mm, das als Wärmetauscher dient, 1 kW Wärmeleistung ergibt.
Sie können zum Beispiel jedes bekannte Modell des Kessels nehmen und gemäß seinen Parametern Ihren eigenen hausgemachten Wärmetauscher herstellen.
Design-Merkmale
Ein Wärmetauscher für die Warmwasserbereitung zu Hause, der aus glattwandigen Rohren geschweißt ist, wird als Register bezeichnet. Es sieht aus wie eine Art "Gitter", und dies ist die beliebteste Form eines hausgemachten Wärmetauschers. Zusätzlich zu dieser Konstruktion stellen sie auch einfachere Vorrichtungen in Form eines rechteckigen oder zylindrischen Tanks her. Hauptsache, die Oberfläche für den Wärmeaustausch ist so groß wie möglich.
Wenn Sie einen Wärmetauscher mit Ihren eigenen Händen herstellen, müssen verschiedene Bedingungen beachtet werden:
- Die Breite der inneren Hohlräume im Wärmetauscher muss mindestens 5 mm betragen, da sonst das Wasser darin kochen kann.
- Die Rohrwandstärke sollte mindestens 3 mm betragen, damit das Metall nicht ausbrennt.
- Ein Spalt von 10–15 mm zwischen dem Wärmetauscher und den Wänden des Ofens sollte die Ausdehnung des Metalls während des Erhitzens ausgleichen.
Montagefunktionen
Am einfachsten ist es, gleichzeitig mit dem Bau des Ofens einen Wärmetauscher zu installieren. Wenn Sie es in einem alten Ofen installieren, müssen Sie einen Teil des Mauerwerks zerlegen.
Verfahren:
- Ein rohrförmiger Wärmetauscher wird direkt auf dem vorbereiteten Fundament des Ofens direkt in den Ofenhohlraum eingebaut.
- Beim weiteren Verlegen der Ziegelreihen lassen sie Platz für die Einlass- und Auslassrohre des Gerätes.
- Nach Fertigstellung des Mauerwerks wird der Wärmetauscher an das Heizsystem angeschlossen, das System mit Wasser gefüllt und ein Testofen des Ofens hergestellt.
Das Videomaterial bietet nützliche Tipps zur Selbstherstellung eines Wärmetauschers:
Bisher haben wir nur über Wärmetauscher in einer Wasserheizung gesprochen. Achten wir auf andere Bereiche ihrer Anwendung.
Luftheizung
Wenn Sie das Luftheizungssystem charakterisieren, können wir sagen, dass es mehr Minuspunkte als Pluspunkte hat. Luftwärmetauscher zum Heizen sind im privaten Wohnbereich nicht üblich, sie sind noch nicht bekannt.
Der Vorteil dieses Systems ist die Möglichkeit, Heizung mit Zwangsbelüftung zu kombinieren. Mögliche Fehler bei Design und Installation können jedoch die Vorteile minimieren. In den Kanälen sind Lüftergeräusche zu hören, und in den Räumen ist ein Temperaturungleichgewicht zu spüren.
Wärmetauscher für die Luftheizung existieren sowohl direkt als auch indirekt. Im ersten Fall verbrennt Gas oder Diesel direkt im Wärmetauscher. Andere Modelle verwenden ein Zwischenkühlmittel.
Schornsteinwärmetauscher
In den Hütten und Badehäusern der "Handwerker" können Sie einen hausgemachten Wasser- oder Luftwärmetauscher sehen, der am Schornstein eines kleinen Ofens montiert ist. Es stellt sich als sehr profitabel heraus: Die Wärme geht mit dem Rauch nicht weg und ein Teil davon dient dazu, das Wasser zu erwärmen.
Durch die Installation eines Wärmetauschers im Schornstein zum Heizen können Sie eine ziemlich große Menge heißes Wasser erhalten. Dies reicht natürlich nicht aus, um das ganze Haus zu wärmen, sondern um ein oder zwei Heizkörper in die Umkleidekabine zu stellen.Es ist möglich, einen Wärmetauscher für einen Schornstein sowohl zum Heizen als auch zum schnellen Erhitzen von Wasser in einem Badehaus zu verwenden.
Eine solche Vorrichtung kann sehr einfach herzustellen sein. Als Basis können Sie ein Segment eines großen Rohrs mit einem Durchmesser von 500-700 mm nehmen oder einen Tank aus Edelstahl schweißen. In der Mitte der Struktur befindet sich ein vertikales Rohr, das dem Durchmesser des Kamins entspricht, und zwei Rohre sollten oben und unten angeschweißt werden.
Durch die Abgabe der Temperatur an den Wärmetauscher kühlen die den Ofen verlassenden Verbrennungsprodukte schnell ab. Aus diesem Grund nimmt der Luftzug im Schornstein ab und die Kraftstoffverbrennung verlangsamt sich etwas.
Die Herstellung eines Wärmetauschers zum Heizen mit eigenen Händen kann eine Möglichkeit sein, eine vollwertige Warmwasserbereitung im Haus zu arrangieren, ohne teure Geräte zu erwerben.
