Glavni element bilo kojeg od sustava grijanja je poseban uređaj - izmjenjivač topline za grijanje kuće, u kojem se toplina prenosi iz generatora topline u nosač topline. Na suvremenom tržištu predstavljen je veliki broj različitih kotlova za grijanje, ali sva njihova raznolikost ne ograničava maštu domaćih obrtnika u pogledu neovisne proizvodnje takvih uređaja. U našem ćemo članku čitatelje pitati kako bi saznali zašto je potreban izmjenjivač topline u sustavu grijanja, kako ga napraviti vlastitim rukama i kako ga spojiti.
Funkcija izmjenjivača topline u sustavu grijanja
U sustavima grijanja kućnog zraka najčešće se koriste površinski izmjenjivači topline sustava grijanja, gdje se toplinska energija prenosi kroz površine metalnih zidova ovog uređaja.
Princip grijanja putem izmjenjivača topline najpotpunije se primjenjuje u dizajnu kotlova na plin, kruto gorivo ili električnu energiju. Voda cirkulira kroz cijevi zakrivljene u obliku zavojnice instalirane unutar grijaće jedinice i zagrijava se temperaturom gorućeg goriva. Grijana rashladna tekućina ulazi u cjevovod sustava grijanja, a zamjenjuje je ohlađena voda iz radijatora u izmjenjivaču topline.
Peć je do danas u mnogim pojedinačnim domovima ostao tradicionalni izvor topline. Dobro je za zagrijavanje male kolibe, međutim, u vikendici s više soba, njezin toplinski kapacitet nije dovoljan. Stoga je u privatnoj kući potreban izmjenjivač topline u sustavu grijanja kako bi se peć pretvorila u cjeloviti bojler za grijanje vode. Veličina i oblik domaćeg izmjenjivača topline za grijanje trebaju se uklopiti u dimenzije komore za gorivo u peći. Cijevi i radijatori mogu se spojiti na ovaj uređaj, a zatim će grijanje kuće postati učinkovitije.
Vrste izmjenjivača topline
Praktičniji izmjenjivači vode za grijanje. To je zato što voda prenosi toplinsku energiju puno bolje od zraka. Međutim, primjenu imaju i izmjenjivač zraka za grijanje. Osim vode i zraka, za grijanje se koristi i izmjenjivač topline dimnjaka, koji se postavlja ne iznutra, već izvana.
Svi industrijski uređaji za grijanje opremljeni su izmjenjivačima topline, čiji je dizajn maksimalno prilagođen za učinkovito zagrijavanje vode.
U tvornici su izmjenjivači topline izrađeni od bakra. Cijev je zavojnica, preko zavoja kojih je mnogo ploča, pruža se veliko područje prijenosa topline.
Gotovo je nemoguće izgraditi domaći izmjenjivač topline za grijanje u vašem domu, tako da je sasvim sličan tvorničkom. Stoga morate odabrati lakšu opciju.
Uređaj sustava
Načelo rada kućnog izmjenjivača topline je da štednjak prenosi energiju na njega izgaranjem drva ili ugljena, a grijana voda se kroz cijevi odvaja u sve prostorije. Ova metoda grijanja omogućava stanovnicima kuće da uživaju ravnomjernu raspodjelu topline.Osim toga, sve se sobe zagrijavaju mnogo brže, a troškovi goriva su smanjeni.
Postoje dva načina za poboljšanje grijanja peći u privatnoj kući:
- izgradite peć od nule za određenu veličinu izmjenjivača topline;
- u postojeću peć umetnite domaći izmjenjivač topline izrađen u veličinu peći.
Napravio je izmjenjivač topline za grijanje vlastitim rukama, vlasnik kuće može biti siguran da će njegova peć s vodenim krugom djelovati ništa gore od pravog kotla na kruto gorivo. Jedina razlika je u tome što će u peći mjesto dovoda izmjenjivača topline biti malo više iznad poda nego u tvorničkim bojlerima. To je prilično značajna razlika, koja može utjecati na brzinu prirodne cirkulacije rashladne tekućine.
Priključivanje izmjenjivača topline na sustav grijanja mora se obaviti tako da se cijev za dovod hladne vode (povratak) nalazi što je moguće niže.
Baš kao u uobičajenom sustavu grijanja, ekspanzijski spremnik mora biti instaliran na vrhu cjevovoda. Nadoknadit će promjenu volumena grijane vode i osloboditi mjehuriće zraka iz sustava. Ako grijanje putem izmjenjivača topline s prirodnom cirkulacijom nije dovoljno za zagrijavanje velike kućice, morat ćete instalirati cirkulacijsku pumpu u sustav.
Za spajanje domaćeg izmjenjivača topline za grijanje koriste se 2 okova: jedan odozdo (ulaz hladne vode), a drugi odozgo (topli otvor). Prilikom postavljanja izmjenjivača topline potrebno je osigurati potrebni nagib cijevi, kako to zahtijeva shema.
Prednosti grijanja s izmjenjivačem topline
Ako razumijete zašto vam je potreban izmjenjivač topline u sustavu grijanja, možete primijetiti nekoliko očiglednih prednosti:
- Jednostavnost izrade. Ako u kući već postoji peć, morat ćete potrošiti samo na izradu domaćeg izmjenjivača topline i ugradnju sustava grijanja.
- Kombinirano grijanje. Osim zagrijavanja kuće s površine peći, bit će dodan sustav grijanja vodom.
- Raznovrsna goriva. Peć možete grijati bilo kojom čvrstom energijom, za razliku od kotlova koji se usredotočuju samo na određenu vrstu goriva.
- Prekrasan izgled. Očuvanje tradicionalnog izgleda ruske peći može biti korisno prilikom stvaranja interijera u nacionalnom stilu.
Među nedostatcima grijanja putem izmjenjivača topline su: manja visoka učinkovitost u usporedbi s tvorničkim bojlerima i nedostatak automatske kontrole intenziteta zagrijavanja rashladne tekućine.
Kako napraviti domaći izmjenjivač topline
Oblik izmjenjivača topline za samostalno grijanje može biti različit. Najčešća opcija je registar nekoliko čeličnih ili bakrenih cijevi, ali se koriste i pločasti uzorci.
Temperatura u zoni izgaranja je vrlo visoka, posebno kad gori ugljen. Stoga se povećavaju zahtjevi za metalom od kojeg će se izrađivati elementi izmjenjivača topline, racionalnošću njegovog dizajna i kvalitetom zavarenih spojeva.
Materijali za izradu
Zadaća vodenih izmjenjivača topline za grijanje je osigurati optimalan prijenos topline, a stupanj toplinske vodljivosti metala važan je u ovom procesu. Na primjer, čelična cijev provodi toplinu 7 puta slabiju od bakrene. Stoga, s istim promjerom cijevi, za prijenos iste količine topline, trebat će vam 25 metara čelične cijevi, umjesto 3,5 metara bakra.
Bakreni izmjenjivači topline su najekonomičniji u radu, ali i skupi. Izmjenjivači topline napravljeni od čeličnih cijevi promjera najmanje 32 mm smatraju se pristupačnijim za neovisnu proizvodnju.
Ako treba zagrijati peć ugljenom, bolje je ugraditi izmjenjivač topline od lijevanog željeza. Ovaj je metal jači, a zidovi uređaja neće dugo izgorjeti.
Proračun snage izmjenjivača topline
Prilično je teško unaprijed izračunati kapacitet izmjenjivača topline za sustav grijanja. Da biste to učinili, potrebno je uzeti u obzir previše faktora: promjer cijevi, duljina zavojnice, toplinska vodljivost metala, temperatura izgaranja goriva, brzina cirkulacije rashladnog sredstva itd. Stvarna sposobnost izmjenjivača topline da se nosi sa svojim funkcijama saznat ćemo tek nakon pokretanja sustava grijanja.
U proračunima se može orijentirati da će 1 metar cijevi promjera 50 mm, koji služi kao izmjenjivač topline, dati 1 kW toplinske snage.
Možete uzeti za primjer bilo koji poznati model kotla i, u skladu s njegovim parametrima, napraviti svoj domaći izmjenjivač topline.
Značajke dizajna
Izmjenjivač topline za grijanje vode kod kuće, zavaren iz glatkih zidnih cijevi, naziva se registar. Izgleda kao neka vrsta "rešetke", a ovo je najpopularniji oblik domaćeg izmjenjivača topline. Osim ovog dizajna, oni također izrađuju jednostavnije uređaje u obliku pravokutnog ili cilindričnog spremnika. Glavna stvar je da površina površine za izmjenu topline bude što veća.
Prilikom izrade izmjenjivača topline vlastitim rukama mora se poštivati nekoliko uvjeta:
- širina unutarnjih praznina u izmjenjivaču topline mora biti najmanje 5 mm, inače voda u njemu može ključati;
- debljina stijenke cijevi treba biti najmanje 3 mm kako metal ne bi izgorio;
- razmak 10–15 mm između izmjenjivača topline i zidova peći trebao bi nadoknaditi širenje metala tijekom zagrijavanja.
Značajke montaže
Najlakši način je ugraditi izmjenjivač topline istodobno s izgradnjom peći. Ako ga instalirate u staru pećnicu, morat ćete rastaviti dio njegove opeke.
Postupak:
- Cjevasti izmjenjivač topline ugrađuje se izravno na pripremljeni temelj peći izravno u šupljinu peći.
- Daljnjim polaganjem redova cigle ostavljaju prostor za ulazne i odvodne cijevi uređaja.
- Nakon završetka zidanja, izmjenjivač topline priključuje se na sustav grijanja, sustav se napuni vodom i proizvede se ispitna peć peći.
Video materijal nudi upoznavanje s korisnim savjetima o samostalnoj proizvodnji izmjenjivača topline:
Do sada smo govorili samo o izmjenjivačima topline u sustavu grijanja vode. Obratimo pozornost na druga područja njihove primjene.
Grijanje zraka
Ako okarakterizirate sustav grijanja zraka, možemo reći da ima više minusa nego pluseva. Zračni izmjenjivači topline za grijanje nisu uobičajeni u privatnom stambenom sektoru, još se nisu upoznali.
Prednost ovog sustava je mogućnost kombiniranja grijanja s prisilnom ventilacijom. Međutim, moguće pogreške u dizajnu i ugradnji mogu umanjiti prednosti. Buka ventilatora čuje se u kanalima, a neravnoteža temperature osjeća se u sobama.
Izmjenjivači topline za grijanje zraka postoje izravno grijanje, kao i neizravno. U prvom od njih gorivo plina ili dizela gori izravno u samom izmjenjivaču topline. Ostali modeli koriste srednje sredstvo za hlađenje.
Izmjenjivač topline za dimnjake
U kućicama i kupaonicama "obrtnika" možete vidjeti domaći izmjenjivač topline vode ili zraka montiran na dimnjaku male peći. Ispada vrlo profitabilno: toplina ne odlazi s dimom, a dio služi za zagrijavanje vode.
Instaliranjem izmjenjivača topline u dimnjak za grijanje, možete dobiti prilično veliku količinu tople vode. To, naravno, nije dovoljno za zagrijavanje cijele kuće, već je dovoljno da se u svlačionicu stave jedan ili dva radijatora.Moguće je koristiti izmjenjivač topline za dimnjak i za grijanje i za brzo zagrijavanje vode u kupaonici.
Takav uređaj može biti vrlo jednostavan za proizvodnju. Kao osnova možete uzeti segment velike cijevi promjera 500-700 mm ili zavariti spremnik od nehrđajućeg čelika. U sredini konstrukcije nalazit će se vertikalna cijev koja odgovara promjeru dimnjaka, a dvije cijevi treba zavariti na vrhu i na dnu.
Dajući temperaturu izmjenjivaču topline, proizvodi izgaranja koji napuštaju peć brzo se hlade. Zbog toga se propuh u dimnjaku smanjuje i izgaranje goriva donekle usporava.
Izrada izmjenjivača topline za grijanje vlastitim rukama može biti način da uredite potpuno ispravno grijanje vode u kući bez nabave skupe opreme.
