Los principales tipos de intercambiadores de calor en el horno y sus métodos de instalación.

A pesar del uso generalizado de las modernas calderas de calefacción, las estufas tradicionales no pierden relevancia. Sin embargo, su efectividad a veces deja mucho que desear. La instalación de un intercambiador de calor para el horno lo hará verdaderamente universal. No solo el aire circundante se calentará, sino también el refrigerante que circula por el sistema. Comprar una nueva caldera completa no siempre es aconsejable. Especialmente si el dueño celoso tiene un deseo, una oportunidad y una guía para la acción.

Principio de funcionamiento y función del intercambiador de calor.

Un dispositivo de intercambio de calor líquido es un tanque, parte de la estructura de un horno, equipado para conectarse a una tubería. El tanque se calienta en contacto con los productos de combustión del combustible y transfiere esta energía al agua. El agua que se mueve a través del sistema emite calor a los dispositivos de calefacción: radiadores, desde los cuales el aire se calienta de manera convectiva. El calentamiento del tanque puede ser directo o indirecto, y la circulación del refrigerante puede ser natural o forzada.

Refrigerante

En lugar de agua, se usan a menudo anticongelantes a base de etilenglicol, propilenglicol, alcohol o aceite. Su principal ventaja es la baja temperatura de congelación, que está en el rango de -30 a -70 ° C. Los números exactos dependen de la composición química y la concentración del líquido. El uso de dicha química ofrece varias ventajas:

• protección de los elementos del sistema contra daños por descongelación;
• protección anticorrosiva debido a los aditivos apropiados;
• la ausencia de abrasivos, sales y otras impurezas que destruyen (obstruyen) la tubería o los accesorios.

Algunos intercambiadores de calor, por ejemplo, para un baño, sirven no solo para aparatos de calefacción, sino también para una ducha o un tanque separado. Por lo tanto, el agua se usa aquí. Para evitar la descongelación, el dispositivo está diseñado para que el vertido de agua no tome mucho tiempo. Si la casa de baños o la sauna a menudo se calientan y los sobres del edificio están aislados con alta calidad, el problema se elimina.

El propilenglicol es costoso, el alcohol y el aceite son inflamables, y el etilenglicol es un refrigerante altamente tóxico.

Funciones del intercambiador de calor.

La función del tanque de intercambio de calor, como parte de la estructura del horno, es la recepción y transferencia de calor al refrigerante desde los productos de combustión. Pero como elemento de un sistema más amplio (calefacción, suministro de agua), resuelve varios problemas.

• Distribuya el calor de manera uniforme y económica en habitaciones con calefacción.
• Proporcione una casa (cabaña, cabaña, casa de baños, apartamento, etc.) con agua caliente.
• Acumula energía térmica para usar con una estufa inactiva.

Un acumulador de calor conectado a un intercambiador de calor para una estufa de leña almacena energía debido a la capacidad de calor del agente de almacenamiento. Por lo tanto, se puede hacer aislando cualquier contenedor. Un barril rociado con espuma de montaje y parcialmente lleno de escombros o arena ya es un acumulador de calor. Si lo equipa con cuatro tubos y lo conecta correctamente, la unidad se convertirá en un elemento funcional del sistema.

Enfriando 1 ° C, el agua calienta 1 m3 de aire ambiente quieto a 4 ° C. El uso exitoso de acumuladores de calor de agua está asociado con esto.

Tipos de intercambiadores de calor.

Un dispositivo simple puede ser efectivo de muchas maneras, dependiendo del tipo. La clasificación se lleva a cabo de acuerdo con varios criterios. Los diferentes modelos de intercambiadores de calor de fábrica o artesanales, por ejemplo, en un baño, difieren:

• construcción
• lugar de instalación
• material.

Estos factores se afectan entre sí y a las características de la unidad de intercambio de calor en su conjunto: su costo, eficiencia, productividad, volumen del sistema, complejidad de la instalación, etc.

Diseño

Las diferencias de diseño dependen en gran medida del propósito del producto. Por ejemplo, calentar agua de lavado implica una cantidad sustancial y una intensa transferencia de calor. Y usar solo para calentar requiere una transferencia gradual de calor al refrigerante.

• La bobina es una tubería doblada en diferentes ángulos. Se calienta rápidamente, pero a menudo no tiene suficiente volumen. Adecuado para instalar en una caja de leña, detrás de una caja de fuego, en una estufa, en una chimenea (si la bobina es espiral).
• El registro es un análogo de un radiador de tubería, quizás el más popular, universal y de bajo consumo. Como regla, estos son varios tubos de gran diámetro conectados por tubos delgados. La elección de un formulario específico y una ubicación de instalación está limitada por la imaginación del autor, así como por el esquema general.
• Diplomático: uno o más recipientes interconectados con boquillas. Este es un modelo común, fácil de montar e instalar. Un horno de baño con un intercambiador de calor de este tipo proporcionará calor, calor y agua caliente. Desventajas: una cantidad significativa reduce la velocidad de calentamiento, limita la elección del lugar para la instalación. La forma primitiva no contribuye a la transferencia completa de calor, interfiriendo con el calentamiento de partes de la estufa. Por lo tanto, es adecuado solo para la instalación dentro del calentador (si hablamos del baño), para él o para el horno.
• Chaqueta de agua: una carcasa instalada en las partes del generador de calor calentadas desde el interior. A menudo se trata de un cilindro con boquillas, usado en la chimenea. Es difícil para el ensamblaje de artesanías, es propenso a fugas, pero no requiere desmontar la estufa para la instalación y es bastante efectivo.

La elección del modelo generalmente se asocia no tanto con la eficiencia y el precio como con la complejidad de la instalación. Por ejemplo, algunas modificaciones de "camisas", "bobinas" y "diplomáticos" de agua se montan sin desmontar el horno. El máximo es la modernización de una parte de la tubería o el reemplazo de una placa de hierro fundido (para cocinar) con un "diplomático".

Los registros de transferencia de calor son generalmente preferibles a otros dispositivos. Sin embargo, se instalan solo durante la construcción de una estufa nueva o una alteración grave de la antigua.

Material

Al diseñar una estufa o chimenea con un intercambiador de calor, un ingeniero (o estufa) tiene en cuenta los parámetros de los materiales. Propiedades necesarias: resistencia al fuego, elasticidad, resistencia a la corrosión, capacidad térmica, conductividad térmica. Solo los metales poseen estas características.

• El acero es perfecto en todos los aspectos, excepto la resistencia a la corrosión. Sin embargo, si el refrigerante siempre está lleno, no se oxidará.
• El acero inoxidable no tiene inconvenientes, excepto por el alto precio y la complejidad de la soldadura. El acero galvanizado casi nunca se usa debido a las emisiones tóxicas asociadas con las altas temperaturas.
• Hierro fundido, cuyas desventajas son la complejidad de la soldadura y la alta probabilidad de agrietamiento (debido a cambios repentinos de temperatura durante un calentamiento desigual).
• Cobre, que es bueno para todos, excepto por el alto precio y la soldadura de las piezas. La soldadura "no retiene" el calor fuerte si se drena el agua, por lo que el uso de cobre es limitado.

La elección generalmente está relacionada con la disponibilidad o disponibilidad de material. A menudo hay estufas de baño con un intercambiador de calor de hierro fundido, que es una batería modificada. El refinamiento consiste en hervir las juntas de las secciones y los tapones en los agujeros adicionales. De este modo, se obtiene un registro de transferencia de calor que tiene todas las propiedades necesarias. Su desventaja es la molestia que limita la elección del lugar.

Fabricación de bricolaje

Tomar una decisión sobre la autoproducción, como regla, indica la presencia de alguna herramienta y habilidades para trabajar con ella. Idealmente, necesita un taller completo con una prensa, soldadura (dos tipos), un banco de trabajo, un yunque, etc.Si el equipo deja mucho que desear, la opción de ensamblar la modificación más simple es posible: una bobina espiral de cobre.

Ventajas de esta opción:

• El cobre es relativamente fácil de doblar, soldar.
• La bobina no contiene compuestos que están expuestos al calor extremo.
• La forma en espiral es simple, universal, y no se necesita un equipo complejo para darle.
• La instalación de dicho dispositivo de intercambio de calor no requiere una modernización importante del diseño del horno.

Una estufa de baño con dicho intercambiador de calor hará frente a todo lo que se puede esperar de ella: proporcionará 2–3 radiadores de calefacción, calentará el agua en un tanque pequeño. Para el microclima en la sala de vapor, sin embargo, el calentador responde.

Materiales de consumo

De las herramientas especiales para trabajar con cobre, solo se necesita un quemador de gas. Un profesional necesitará un cortatubos, un chaflán, un cepillo de metal del tamaño correcto. Sin embargo, todo esto se reemplaza por un molinillo, una lima (escofina), una esponja abrasiva suave. Los suministros también necesitarán un mínimo:

• tubo de cobre recocido en la bahía d32, longitud 3.5 - 4.5 m (dependiendo de la chimenea d);
• tomas de agua de transición (soldadura de hilo) d32 * 1.25 ”- 2 piezas;
• soldadura convencional de cobre duro y baja temperatura para soldadura fuerte a temperatura media (650 - 750 ° C);
• pasta fundente;
• esponja abrasiva suave;
• gas propano-butano para soldadura fuerte a temperatura media - 1 cilindro (0.5 L);
• arena fina tamizada lavada - 5 - 6 kg;
• tubería, grifos, válvulas "Mayevsky", radiadores.

Se requiere un "doblador de tubos", un tronco redondo redondo. Con su ayuda, el intercambiador de calor para la estufa de baño recibirá la forma de una bobina espiral. La longitud del tronco es de al menos 1 m, y el diámetro es igual a las dimensiones de la chimenea en la salida de la estufa. Como regla general, el parámetro depende del tamaño del horno y no ocurre a menos de 10 cm.

El tronco debe estar rígidamente fijado, fijándolo con poderosos tornillos / tacos entre dos árboles o paredes.

Construir algoritmo

La parte más difícil del ensamblaje es la forma en espiral. Para hacer esto, la tubería tendrá que doblarse usando un registro rígidamente instalado. El cobre no quemado no se puede doblar, por lo que debe comprar exactamente el que está en las bahías. La forma más fácil de instalar un intercambiador de calor de "bobina" en un horno de ladrillos (para calentar) es instalarlo en una chimenea. Algoritmo de acciones:

1. Conecte con seguridad un extremo del tubo con, por ejemplo, un tapón sellado de fábrica.
2. Llenar la tubería con arena, derramarla con agua, golpearla con un martillo y sellarla con una "baqueta". Puede ser una tubería de plástico o una manguera de goma ahogada.
3. Cuando la tubería esté llena, selle el relleno tanto como sea posible, luego tape el otro extremo. Trate de no "aplanar" la arena.
4. Atornille una abrazadera en forma de U o redonda al tronco que sujetará firmemente la tubería. La base "P" es perpendicular al doblador de tubos más cerca del extremo, y la disposición circunferencial no juega un papel.
5. Inserte el extremo de la bahía en la abrazadera, comience, lentamente, enrolle la tubería en el tronco.
6. Si en algún lugar apareció un pasillo, significa que en este lugar la arena no es lo suficientemente apretada. Es recomendable comenzar de nuevo, pero, en teoría, puede intentar golpear la sala con un martillo.
7. Si la chimenea d es 150, y la longitud de la bahía es de 4.5, debe obtener 8 - 9 vueltas de una espiral (altura no más de 35 - 40 cm), así como dos "colas" de 30 - 40 cm.
8. Cortar los tapones, limpiar la arena, enjuagar la espiral.
9. Suelde tomas de agua de transición a los extremos de la espiral.
10. Retire la cubierta que cubre el calentador, o retire la compuerta deslizante (retire parte de la chimenea).
11. Coloque la "bobina" en la tubería lo más cerca posible de la estufa.
12. Vuelva a montar la chimenea, teniendo en cuenta los selladores necesarios, los devanados (si lo fueran).

Ahora puede instalar y conectar los elementos restantes del sistema de calefacción, incluido el tanque de expansión abierto del tipo samovar, tuberías, grifos, radiadores, válvulas de aire. Para mejorar la circulación natural, el diámetro de la tubería no debe ser mucho más pequeño que el tamaño de la bobina.Idealmente, también será cobre, del mismo diámetro.

La dificultad probable es una disminución en el tiro debido a la eliminación involuntaria de calor de la chimenea. La solución es aumentar la longitud de la chimenea.

Opciones de diseño de intercambio de calor

La instalación de un dispositivo de intercambio de calor de cualquier tipo implica una cantidad considerable de trabajo, especialmente si su efectividad es de gran importancia. Por ejemplo, la espiral más simple en una chimenea puede calentarse ligeramente y no puede haber circulación sin una bomba. Luego debe tomar medidas, hasta el rechazo de dicho diseño. En la práctica, un solo intercambiador de calor para el horno, instalado en diferentes lugares, proporciona una eficiencia diferente. Es condicionalmente posible hacer un TOP así, comenzando con la variedad más efectiva:

• registro de hierro fundido o acero en forma de U en el horno;
• una camisa de agua alrededor de la cámara de combustión o en cualquiera de sus superficies;
• Diplomático en forma de U en una caja de fuego;
• un diplomático directamente encima o detrás de la cámara de combustión con el máximo contacto;
• camisa de agua alrededor del calentador;
• registro, diplomático o bobina en el calentador;
• un diplomático o una bobina detrás de un calentador;
• camisa de agua en la chimenea.

La bobina de la chimenea es condicionalmente la opción menos efectiva. Sin embargo, la simplicidad del dispositivo a menudo elimina las desventajas. Además, la eficiencia se mejora de varias maneras. Entre ellos, el revestimiento de la bobina con una carcasa aislada térmicamente con el llenado de los huecos con arena o la instalación de la estructura directamente en el calentador.

Todos los nombres son condicionales. Por ejemplo, tal construcción de fábrica no es infrecuente cuando se construye un recipiente de forma cúbica sobre el calentador. Ella puede ser considerada una camisa o un diplomático.

Conexión adecuada

Una estufa de leña o chimenea con cualquier intercambiador de calor es solo parte del sistema. Para su operación de bajo consumo, la circulación del refrigerante sigue siendo un factor clave. Incluso cuando el uso de una bomba es claramente necesario (por ejemplo, en una casa grande de dos o tres pisos), la circulación natural es algo importante. Gracias a él, las tuberías no explotan debido a la descongelación demasiado rápida, y el agua no hierve tan fácilmente si se corta la electricidad. Para mejorar la circulación, es aconsejable cumplir con las siguientes reglas:

• cuanto mayor sea la altura de las boquillas del intercambiador de calor en altura, mejor;
• el tanque de expansión se coloca lo más alto posible, al lado de la estufa;
• una tubería va al tanque desde la tubería superior;
• la tubería del tanque de expansión va a la entrada inferior del radiador;
• todas las secciones horizontales están hechas en ángulo (al menos 3 mm por 1 m);
• salida del radiador solo desde el lado opuesto o en diagonal.

Otro punto importante es la capacidad a través del país de la tubería. Cuanto más alto sea, mejor. Por lo tanto, no debe reducir el diámetro, construir curvas excesivas, accesorios, y tampoco usar tuberías oxidadas o de plástico.

El intercambiador de calor se instala en la etapa de ensamblaje del horno. Si hablamos de un diseño antiguo, no es necesario ser flojo para desmontarlo. En este caso, será posible instalar el dispositivo más eficiente donde sea necesario. De paso, se llevará a cabo una inspección detallada de la mampostería, así como otros detalles. Los defectos y defectos serán eliminados.