Το κύριο στοιχείο οποιουδήποτε από τα συστήματα θέρμανσης είναι μια ειδική συσκευή - ένας εναλλάκτης θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού, στον οποίο η θερμότητα μεταφέρεται από μια γεννήτρια θερμότητας σε έναν φορέα θερμότητας. Ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών λέβητα θέρμανσης παρουσιάζονται στη σύγχρονη αγορά, αλλά όλη η ποικιλομορφία τους δεν περιορίζει τη φαντασία των οικιακών τεχνών σχετικά με την ανεξάρτητη κατασκευή τέτοιων συσκευών. Στο άρθρο μας, οι αναγνώστες θα κληθούν να μάθουν γιατί απαιτείται ένας εναλλάκτης θερμότητας σε ένα σύστημα θέρμανσης, πώς να το φτιάξετε με τα χέρια σας και πώς να το συνδέσετε.
Λειτουργία εναλλάκτη θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης
Στα συστήματα οικιακής θέρμανσης αέρα, χρησιμοποιούνται συνήθως οι εναλλάκτες επιφανείας του συστήματος θέρμανσης, όπου η θερμική ενέργεια μεταδίδεται μέσω της επιφάνειας των μεταλλικών τοιχωμάτων αυτής της συσκευής.
Η αρχή της θέρμανσης μέσω εναλλάκτη θερμότητας εφαρμόζεται πληρέστερα στο σχεδιασμό αερίου, στερεών καυσίμων ή ηλεκτρικών λεβήτων. Το νερό κυκλοφορεί μέσω σωλήνων καμπυλωμένων με τη μορφή πηνίου εγκατεστημένου μέσα στη μονάδα θέρμανσης και θερμαίνεται από τη θερμοκρασία του καυσίμου καύσης. Το θερμαινόμενο ψυκτικό πηγαίνει στον αγωγό του συστήματος θέρμανσης και αντικαθίσταται από κρύο νερό από τα θερμαντικά σώματα στον εναλλάκτη θερμότητας.
Μέχρι τώρα, σε πολλά μεμονωμένα σπίτια, η σόμπα παραμένει η παραδοσιακή πηγή θερμότητας. Είναι καλό για τη θέρμανση μιας μικρής καλύβας, ωστόσο, σε ένα εξοχικό σπίτι πολλαπλών δωματίων, η θερμική χωρητικότητά του είναι ανεπαρκής. Επομένως, σε μια ιδιωτική κατοικία, απαιτείται ένας εναλλάκτης θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης για να μετατραπεί η σόμπα σε έναν πλήρη λέβητα θέρμανσης νερού. Το μέγεθος και το σχήμα ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση πρέπει να ταιριάζει στις διαστάσεις του θαλάμου καυσίμου του κλιβάνου. Οι σωλήνες και τα καλοριφέρ μπορούν να συνδεθούν σε αυτήν τη συσκευή και, στη συνέχεια, η θέρμανση του σπιτιού θα γίνει πιο αποτελεσματική.
Τύποι εναλλακτών θερμότητας
Πιο πρακτικοί εναλλάκτες θερμότητας νερού για θέρμανση. Αυτό συμβαίνει επειδή το νερό μεταφέρει θερμική ενέργεια πολύ καλύτερα από τον αέρα. Ωστόσο, ένας εναλλάκτης θερμότητας αέρα για θέρμανση βρίσκει επίσης εφαρμογή. Εκτός από το νερό και τον αέρα, ένας εναλλάκτης θερμότητας καμινάδας χρησιμοποιείται επίσης για θέρμανση, ο οποίος είναι εγκατεστημένος όχι μέσα αλλά έξω.
Όλες οι βιομηχανικές συσκευές θέρμανσης είναι εξοπλισμένες με εναλλάκτες θερμότητας, ο σχεδιασμός των οποίων προσαρμόζεται στο μέγιστο για την αποτελεσματική θέρμανση του νερού.
Στο εργοστάσιο, οι εναλλάκτες θερμότητας είναι κατασκευασμένοι από χαλκό. Ο σωλήνας είναι ένα πηνίο, στις στροφές των οποίων υπάρχουν πολλές πλάκες, παρέχοντας μια μεγάλη περιοχή μεταφοράς θερμότητας.
Για να φτιάξετε έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση στο σπίτι σας έτσι ώστε να είναι ακριβώς όπως το εργοστάσιο, είναι σχεδόν αδύνατο. Επομένως, πρέπει να επιλέξετε μια ευκολότερη επιλογή.
Συσκευή συστήματος
Η αρχή της λειτουργίας ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας είναι ότι η σόμπα μεταφέρει ενέργεια σε αυτήν από την καύση καυσόξυλου ή άνθρακα και το θερμαινόμενο νερό αποκλίνει μέσω σωλήνων σε όλα τα δωμάτια. Αυτή η μέθοδος θέρμανσης επιτρέπει στους κατοίκους του σπιτιού να απολαμβάνουν μια ομοιόμορφη κατανομή θερμότητας.Επιπλέον, όλα τα δωμάτια θερμαίνονται πολύ πιο γρήγορα και το κόστος των καυσίμων μειώνεται.
Υπάρχουν δύο τρόποι για τη βελτίωση της θέρμανσης σόμπας ιδιωτικής κατοικίας:
- φτιάξτε έναν φούρνο από το μηδέν για ένα συγκεκριμένο μέγεθος εναλλάκτη θερμότητας.
- εγκαταστήστε έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας που έχει το μέγεθος του κλιβάνου στον υπάρχοντα κλίβανο.
Κάνοντας έναν εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση με τα χέρια σας, ο ιδιοκτήτης σπιτιού μπορεί να είναι σίγουρος ότι η σόμπα του με ένα κύκλωμα νερού δεν θα λειτουργήσει χειρότερα από έναν πραγματικό λέβητα στερεών καυσίμων. Η μόνη διαφορά είναι ότι στη σόμπα η θέση της εισόδου του εναλλάκτη θερμότητας θα είναι ελαφρώς υψηλότερη πάνω από το δάπεδο από ό, τι στους λέβητες εργοστασίων. Αυτή είναι μια αρκετά σημαντική διαφορά, η οποία μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό φυσικής κυκλοφορίας του ψυκτικού.
Η σύνδεση του εναλλάκτη θερμότητας με το σύστημα θέρμανσης πρέπει να γίνεται έτσι ώστε ο σωλήνας εισαγωγής κρύου νερού (επιστροφή) να βρίσκεται όσο το δυνατόν χαμηλότερα.
Ακριβώς όπως σε ένα συμβατικό σύστημα θέρμανσης, ένα δοχείο διαστολής πρέπει να εγκατασταθεί στην κορυφή των αγωγών. Θα αντισταθμίσει την αλλαγή στον όγκο του θερμαινόμενου νερού και θα απελευθερώσει φυσαλίδες αέρα από το σύστημα. Εάν η θέρμανση μέσω εναλλάκτη θερμότητας με φυσική κυκλοφορία δεν επαρκεί για τη θέρμανση ενός μεγάλου εξοχικού σπιτιού, θα πρέπει να εγκαταστήσετε μια αντλία κυκλοφορίας στο σύστημα.
Για τη σύνδεση ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση, χρησιμοποιούνται 2 εξαρτήματα: το ένα από το κάτω μέρος (είσοδος κρύου νερού) και το άλλο από το πάνω μέρος (καυτή έξοδος). Κατά την εγκατάσταση του εναλλάκτη θερμότητας, είναι απαραίτητο να παρέχετε την απαραίτητη κλίση των σωλήνων, όπως απαιτείται από το σχήμα.
Πλεονεκτήματα της θέρμανσης με εναλλάκτη θερμότητας
Εάν καταλαβαίνετε γιατί χρειάζεστε εναλλάκτη θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης, μπορείτε να παρατηρήσετε αρκετά προφανή πλεονεκτήματα:
- Ευκολία κατασκευής. Εάν υπάρχει ήδη φούρνος στο σπίτι, τότε θα πρέπει να ξοδέψετε μόνο για την κατασκευή ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας και την εγκατάσταση ενός συστήματος θέρμανσης.
- Συνδυασμένη θέρμανση. Εκτός από τη θέρμανση του σπιτιού από την επιφάνεια της σόμπας, θα προστεθεί ένα σύστημα θέρμανσης νερού.
- Μια ποικιλία καυσίμων. Μπορείτε να θερμάνετε τον κλίβανο με οποιαδήποτε στερεή ενέργεια, σε αντίθεση με τους λέβητες που εστιάζουν μόνο σε έναν συγκεκριμένο τύπο καυσίμου.
- Όμορφη εμφάνιση. Η διατήρηση της παραδοσιακής εμφάνισης της ρωσικής σόμπας μπορεί να είναι χρήσιμη κατά τη δημιουργία ενός εσωτερικού σε εθνικό στυλ.
Μεταξύ των μειονεκτημάτων της θέρμανσης μέσω εναλλάκτη θερμότητας είναι: λιγότερη υψηλή απόδοση σε σύγκριση με τους εργοστασιακούς λέβητες και την έλλειψη αυτόματου ελέγχου της έντασης της θέρμανσης του ψυκτικού.
Πώς να φτιάξετε έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας
Το σχήμα ενός εναλλάκτη θερμότητας για αυτόνομη θέρμανση μπορεί να είναι διαφορετικό. Η πιο συνηθισμένη επιλογή είναι ένα μητρώο διαφόρων σωλήνων χάλυβα ή χαλκού, αλλά χρησιμοποιούνται επίσης δείγματα τύπου πλάκας.
Η θερμοκρασία στη ζώνη καύσης είναι πολύ υψηλή, ειδικά όταν καίγεται άνθρακας. Επομένως, αυξάνονται οι απαιτήσεις στο μέταλλο από το οποίο θα κατασκευαστούν τα στοιχεία του εναλλάκτη θερμότητας, ο ορθολογισμός του σχεδιασμού του και η ποιότητα των συγκολλήσεων.
Υλικά για την κατασκευή
Το καθήκον των εναλλακτών θερμότητας νερού για θέρμανση είναι να διασφαλίσει τη βέλτιστη μεταφορά θερμότητας, και ο βαθμός της μεταλλικής θερμικής αγωγιμότητας είναι σημαντικός σε αυτήν τη διαδικασία. Για παράδειγμα, ένας χαλύβδινος σωλήνας μεταφέρει θερμότητα 7 φορές ασθενέστερη από αυτήν του χαλκού. Επομένως, με την ίδια διάμετρο του σωλήνα, για να μεταφέρετε την ίδια ποσότητα θερμότητας, θα χρειαστείτε 25 μέτρα χαλύβδινου σωλήνα αντί 3,5 μέτρων χαλκού.
Οι εναλλάκτες θερμότητας χαλκού είναι οι πιο οικονομικοί στη λειτουργία, αλλά και ακριβοί. Οι εναλλάκτες θερμότητας από ατσάλινο σωλήνα με διάμετρο τουλάχιστον 32 mm θεωρούνται πιο προσιτοί για ανεξάρτητη κατασκευή.
Εάν υποτίθεται ότι θερμαίνει τον κλίβανο με άνθρακα, είναι καλύτερα να εγκαταστήσετε έναν εναλλάκτη θερμότητας από χυτοσίδηρο. Αυτό το μέταλλο είναι ισχυρότερο και τα τοιχώματα της συσκευής δεν θα καούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Υπολογισμός ισχύος εναλλάκτη θερμότητας
Είναι πολύ δύσκολο να υπολογιστεί εκ των προτέρων η χωρητικότητα του εναλλάκτη θερμότητας για ένα σύστημα θέρμανσης. Για να γίνει αυτό, πρέπει να ληφθούν υπόψη πάρα πολλοί παράγοντες: διάμετρος σωλήνων, μήκος πηνίου, θερμική αγωγιμότητα μετάλλου, θερμοκρασία καύσης καυσίμου, ταχύτητα κυκλοφορίας ψυκτικού κ.λπ. Η πραγματική ικανότητα του εναλλάκτη θερμότητας να αντιμετωπίσει τις λειτουργίες του θα ανακαλυφθεί μόνο μετά την εκκίνηση του συστήματος θέρμανσης.
Στους υπολογισμούς, μπορεί να προσανατολιστεί ότι 1 μέτρο σωλήνα με διάμετρο 50 mm, που χρησιμεύει ως εναλλάκτης θερμότητας, θα δώσει 1 kW θερμικής ισχύος.
Μπορείτε να πάρετε για παράδειγμα οποιοδήποτε γνωστό μοντέλο του λέβητα και, σύμφωνα με τις παραμέτρους του, να φτιάξετε τον δικό σας σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας.
Χαρακτηριστικά σχεδίου
Ένας εναλλάκτης θερμότητας για θέρμανση νερού στο σπίτι, συγκολλημένος από σωλήνες λείου τοίχου, ονομάζεται μητρώο. Μοιάζει με ένα είδος "δικτυωτού πλέγματος" και αυτή είναι η πιο δημοφιλής μορφή ενός σπιτικού εναλλάκτη θερμότητας. Εκτός από αυτόν τον σχεδιασμό, κάνουν επίσης απλούστερες συσκευές με τη μορφή ορθογώνιας ή κυλινδρικής δεξαμενής. Το κύριο πράγμα είναι ότι η επιφάνεια για την ανταλλαγή θερμότητας είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη.
Όταν κατασκευάζετε εναλλάκτη θερμότητας με τα χέρια σας, πρέπει να τηρούνται διάφορες συνθήκες:
- το πλάτος των εσωτερικών κενών στον εναλλάκτη θερμότητας πρέπει να είναι τουλάχιστον 5 mm, διαφορετικά το νερό σε αυτό μπορεί να βράσει ·
- το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 mm έτσι ώστε το μέταλλο να μην καεί ·
- Ένα διάκενο 10–15 mm μεταξύ του εναλλάκτη θερμότητας και των τοιχωμάτων του κλιβάνου πρέπει να αντισταθμίσει την επέκταση του μετάλλου κατά τη θέρμανση.
Χαρακτηριστικά συναρμολόγησης
Ο ευκολότερος τρόπος είναι να εγκαταστήσετε έναν εναλλάκτη θερμότητας ταυτόχρονα με την κατασκευή του κλιβάνου. Εάν το εγκαταστήσετε σε έναν παλιό φούρνο, θα πρέπει να αποσυναρμολογήσετε μέρος της πλινθοδομής του.
Διαδικασία:
- Ένας σωληνωτός εναλλάκτης θερμότητας εγκαθίσταται απευθείας στην προετοιμασμένη βάση του κλιβάνου απευθείας στην κοιλότητα του κλιβάνου.
- Με την περαιτέρω τοποθέτηση των σειρών τούβλων, αφήνουν χώρο για τους σωλήνες εισόδου και εξόδου της συσκευής.
- Μετά την ολοκλήρωση της τοιχοποιίας, ο εναλλάκτης θερμότητας συνδέεται με το σύστημα θέρμανσης, το σύστημα γεμίζει με νερό και παράγεται ένας φούρνος δοκιμής του κλιβάνου.
Το υλικό βίντεο προσφέρει εξοικείωση με χρήσιμες συμβουλές για την αυτοπαραγωγή ενός εναλλάκτη θερμότητας:
Μέχρι στιγμής, έχουμε μιλήσει μόνο για τους εναλλάκτες θερμότητας σε ένα σύστημα θέρμανσης νερού. Ας δώσουμε προσοχή σε άλλους τομείς της εφαρμογής τους.
Θέρμανση αέρα
Εάν χαρακτηρίζετε το σύστημα θέρμανσης αέρα, μπορούμε να πούμε ότι έχει περισσότερα μειονεκτήματα από τα συν. Οι εναλλάκτες θερμότητας αέρα για θέρμανση δεν είναι συνηθισμένοι στον ιδιωτικό τομέα κατοικιών, δεν έχουν ακόμη εξοικειωθεί.
Το πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι η δυνατότητα συνδυασμού θέρμανσης με εξαναγκασμένου εξαερισμού. Ωστόσο, πιθανά σφάλματα στο σχεδιασμό και την εγκατάστασή του μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τα οφέλη. Ο θόρυβος του ανεμιστήρα ακούγεται στους αγωγούς και η ανισορροπία θερμοκρασίας γίνεται αισθητή στα δωμάτια.
Εναλλάκτες θερμότητας για θέρμανση αέρα υπάρχουν άμεση θέρμανση καθώς και έμμεση. Στην πρώτη από αυτές, το καύσιμο φυσικού αερίου ή ντίζελ καίγεται απευθείας στον ίδιο τον εναλλάκτη θερμότητας. Άλλα μοντέλα χρησιμοποιούν ενδιάμεσο ψυκτικό.
Εναλλάκτης θερμότητας καμινάδας
Στις εξοχικές κατοικίες και τα λουτρά των «τεχνιτών» μπορείτε να δείτε έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας νερού ή αέρα τοποθετημένο στην καμινάδα μιας μικρής σόμπας. Αποδεικνύεται πολύ επικερδές: η θερμότητα δεν εξαφανίζεται με τον καπνό και μέρος του χρησιμεύει για τη θέρμανση του νερού.
Εγκαθιστώντας έναν εναλλάκτη θερμότητας στην καμινάδα για θέρμανση, μπορείτε να πάρετε μια αρκετά μεγάλη ποσότητα ζεστού νερού. Φυσικά, αυτό δεν είναι αρκετό για να ζεσταθεί ολόκληρο το σπίτι, αλλά αρκετό για να βάλετε ένα ή δύο θερμαντικά σώματα στο καμαρίνι.Είναι δυνατή η χρήση εναλλάκτη θερμότητας για μια καμινάδα τόσο για θέρμανση όσο και για γρήγορη θέρμανση νερού σε λουτρό.
Μια τέτοια συσκευή μπορεί να είναι πολύ απλή στην κατασκευή. Βασικά, μπορείτε να πάρετε ένα τμήμα ενός μεγάλου σωλήνα με διάμετρο 500-700 mm ή να συγκολλήσετε μια δεξαμενή από ανοξείδωτο ατσάλι. Στο κέντρο της κατασκευής θα υπάρχει ένας κάθετος σωλήνας που θα αντιστοιχεί στη διάμετρο της καμινάδας και δύο σωλήνες θα πρέπει να συγκολλούνται πάνω και κάτω.
Δίνοντας τη θερμοκρασία του στον εναλλάκτη θερμότητας, τα προϊόντα καύσης που αφήνουν τον κλίβανο κρυώνουν γρήγορα. Εξαιτίας αυτού, το ρεύμα στην καμινάδα μειώνεται και η καύση καυσίμου επιβραδύνεται κάπως.
Η κατασκευή ενός εναλλάκτη θερμότητας για θέρμανση με τα χέρια σας μπορεί να είναι ένας τρόπος για να κανονίσετε την πλήρη θέρμανση νερού στο σπίτι χωρίς να αποκτήσετε ακριβό εξοπλισμό.
