Glavne vrste toplotnih izmenjevalnikov v peči in metode njihove namestitve

Kljub široki uporabi sodobnih ogrevalnih kotlov tradicionalne peči ne izgubijo svoje pomembnosti. Vendar pa njihova učinkovitost včasih pušča veliko želenega. Namestitev toplotnega izmenjevalnika za peč bo naredila resnično vsestransko uporabno. Segreje se ne samo okoliški zrak, ampak tudi hladilna tekočina, ki kroži po sistemu. Nakup novega polnopravnega kotla ni vedno priporočljiv. Še posebej, če ima vnet lastnik željo, priložnost in napotke za ukrepanje.

Načelo delovanja in funkcije izmenjevalnika toplote

Naprava za izmenjavo toplote s tekočino je posoda, del konstrukcije peči, opremljena za priključitev na cevovod. Rezervoar se v stiku s produkti zgorevanja goriva segreje in to energijo preda vodi. Voda, ki se giblje skozi sistem, oddaja toploto grelnim napravam - radiatorjem, iz katerih se zrak segreva s konvekcijo. Ogrevanje posode je lahko neposredno ali posredno, kroženje hladilne tekočine pa naravno ali prisilno.

Hladilno sredstvo

Namesto vode se pogosto uporabljajo antifrizi na osnovi etilenglikola, propilenglikola, alkohola ali olja. Njihova glavna prednost je nizko zmrzišče, ki sega od -30 do -70°C. Točne številke so odvisne od kemične sestave in koncentracije tekočine. Uporaba takšne kemije ima številne prednosti:

• zaščita elementov sistema pred poškodbami zaradi odmrzovanja;
• protikorozijska zaščita zaradi ustreznih dodatkov;
• odsotnost abrazivov, soli in drugih nečistoč, ki uničujejo (mašijo) cevovod ali fitinge.

Nekateri izmenjevalniki toplote, na primer za kopel, služijo ne le grelnim napravam, temveč tudi prhi ali ločenemu rezervoarju. Zato se tukaj uporablja voda. Da bi preprečili odmrzovanje, je naprava zasnovana tako, da polnjenje vode ne traja veliko časa. Če se kopališče ali savna pogosto ogreva in so ograjene konstrukcije dobro izolirane, je težava odpravljena.

Propilenglikol je drag, alkohol in olje predstavljata nevarnost požara, etilenglikol pa je zelo strupeno hladilno sredstvo.

Funkcije izmenjevalnika toplote

Funkcija rezervoarja za izmenjavo toplote, kot del strukture peči, je sprejemanje in prenos toplote na hladilno tekočino iz produktov izgorevanja. A kot element širšega sistema (ogrevanje, oskrba z vodo) rešuje več problemov.

• Enakomerno in varčno porazdelite toploto po ogrevanih prostorih.
• Oskrbite svoj dom (kočo, kočo, kopalnico, stanovanje itd.) S toplo vodo.
• Akumulirajte toplotno energijo za uporabo, ko peč ne deluje.

Hranilnik toplote, povezan s toplotnim izmenjevalnikom za peč na drva, hrani energijo zahvaljujoč toplotni kapaciteti hranilnika. Zato ga je mogoče narediti z izolacijo katere koli posode.Sod, prekrit s poliuretansko peno in delno napolnjen z drobljencem ali peskom, je že hranilnik toplote. Če ga opremite s štirimi cevmi in pravilno povežete, bo enota postala funkcionalni element sistema.

Pri ohlajanju za 1°C voda segreje 1 m3 mirujočega zunanjega zraka za 4°C. S tem je povezana uspešna uporaba vodnih hranilnikov toplote.

Vrste izmenjevalnikov toplote

Enostavna naprava je lahko učinkovita na različne načine, odvisno od vrste. Razvrstitev se izvaja po več merilih. Različni modeli tovarniških ali domačih izmenjevalnikov toplote, na primer v kopalnici, se razlikujejo:

• oblikovanje,
• lokacija namestitve,
• material.

Ti dejavniki vplivajo drug na drugega in na značilnosti enote za izmenjavo toplote kot celote: njeni stroški, učinkovitost, produktivnost, prostornina sistema, kompleksnost namestitve itd.

Oblikovanje

Oblikovne razlike so v veliki meri odvisne od namena izdelka. Na primer, ogrevanje vode za pranje zahteva znatno količino in intenziven prenos toplote. In uporaba samo za ogrevanje zahteva postopen prenos toplote na hladilno tekočino.

• Tuljava je cev, upognjena pod različnimi koti. Hitro se segreje, vendar pogosto nima dovolj glasnosti. Primeren za vgradnjo v kurišče na drva, za kurišče, v kurišče, na dimnik (če je tuljava spiralna).
• Register je analog cevnega radiatorja, morda najbolj priljubljenega, univerzalnega in energetsko učinkovitega. Praviloma je to več cevi velikega premera, povezanih s tankimi cevmi. Izbira določene oblike in lokacije namestitve je omejena z avtorjevo domišljijo, pa tudi s splošno zasnovo.
• Diplomat je ena ali več med seboj povezanih posod s cevmi. To je običajen model, ki ga je enostavno sestaviti in namestiti.Peč za savno s tovrstnim izmenjevalnikom toplote bo zagotovila toploto, toploto in toplo vodo. Slabosti - znatna prostornina zmanjša stopnjo ogrevanja in omejuje izbiro mesta namestitve. Primitivna oblika ne prispeva k popolnemu prenosu toplote, kar moti ogrevanje delov same peči. Zato je primeren samo za vgradnjo v grelnik (če govorimo o savni), za njim ali za kuriščem.
• Vodni plašč je ohišje, nameščeno na delih toplotnega generatorja, ki se segrevajo od znotraj. Pogosto je to valj s cevmi, nameščenimi na dimniku. Težaven za sestavljanje doma, nagnjen k puščanju, vendar ne zahteva razstavljanja peči za namestitev in je zelo učinkovit.

Izbira modela običajno ni povezana toliko z učinkovitostjo in ceno, temveč s kompleksnostjo namestitve. Na primer, nekatere modifikacije vodnih "majic", "tuljav" in "diplomatov" so nameščene brez razstavljanja peči. Največ je nadgradnja dela cevi ali zamenjava litoželezne peči (za kuhanje) z "diplomatom".

Registri prenosa toplote imajo na splošno prednost pred drugimi napravami. Vendar so nameščeni le med gradnjo nove peči ali resno predelavo stare.

Material

Pri načrtovanju peči ali kamina s katerim koli toplotnim izmenjevalnikom inženir (ali izdelovalec peči) upošteva parametre materialov. Potrebne lastnosti so požarna odpornost, elastičnost, odpornost proti koroziji, toplotna kapaciteta, toplotna prevodnost. Samo kovine imajo te lastnosti.

• Jeklo je odlično v vseh pogledih, razen v odpornosti proti koroziji. Če pa je hladilna tekočina vedno napolnjena, ne bo rjavela.
• Nerjaveče jeklo nima slabosti, razen visoke cene in težav pri varjenju.Pocinkano jeklo se skoraj nikoli ne uporablja zaradi strupenih emisij, povezanih z visokimi temperaturami.
• Lito železo, katerega pomanjkljivosti so težave pri varjenju in velika verjetnost razpok (zaradi nenadnih temperaturnih sprememb zaradi neenakomernega segrevanja).
• Baker, ki je dober za vse, razen visoke cene in povezovanja delov s spajkanjem. Spajka ne "drži" močne toplote, če je voda izsušena, zato je uporaba bakra omejena.

Izbira je običajno povezana z razpoložljivostjo ali dostopnostjo gradiva. Pogosto lahko najdete peči za savne z litoželeznim izmenjevalnikom toplote, ki je modificirana baterija. Modifikacija je sestavljena iz varjenja spojev odsekov in čepov v dodatnih luknjah. Tako dobimo register izmenjave toplote, ki ima vse potrebne lastnosti. Njegova slabost je njegova glomaznost, ki omejuje izbiro lokacije.

DIY izdelava

Odločitev, da jo naredite sami, praviloma kaže na prisotnost nekaterih orodij in veščin pri delu z njimi. V idealnem primeru potrebujete popolno delavnico s primežem, varjenjem (dveh vrst), delovno mizo, nakovalo itd. Če oprema pušča veliko želenega, je mogoče sestaviti najpreprostejšo modifikacijo - bakreno spiralno tuljavo .

Prednosti te možnosti:

• Baker je razmeroma enostavno kriviti in spajkati.
• Tuljava ne vsebuje povezav, ki so izpostavljene visoki temperaturi.
• Spiralna oblika je preprosta, vsestranska in za ustvarjanje ne potrebuje zapletene opreme.
• Vgradnja takšne naprave za izmenjavo toplote ne bo zahtevala večje posodobitve strukture peči.

Peč za savno s takšnim toplotnim izmenjevalnikom bo kos vsemu, kar lahko od nje pričakujemo: zagotavljala bo delovanje 2-3 radiatorjev in ogrevala vodo v majhnem rezervoarju.Vendar je grelec odgovoren za mikroklimo v parni sobi.

Potrošni material

Od posebnih orodij za delo z bakrom je potreben le plinski gorilnik. Strokovnjak bo potreboval rezalnik cevi, odstranjevalec poševnih robov in kovinsko krtačo potrebne velikosti. Vse to pa nadomestijo brusilka, pila (rašpa) in mehka abrazivna goba. Potrebovali boste tudi najmanj potrošnega materiala:

• žarjena bakrena cev v tuljavi d32, dolžine 3,5 - 4,5 m (odvisno od d dimnika);
• adapterske vodne vtičnice (navojno spajkanje) d32 * 1,25” – 2 kom.;
• navadna nizkotemperaturna in trda bakrena spajka za srednjetemperaturno spajkanje (650 - 750°C);
• fluksna pasta;
• mehka abrazivna goba;
• plin propan-butan za srednjetemperaturno spajkanje – 1 jeklenka (0,5 l);
• opran, presejan fin pesek - 5 - 6 kg;
• cevovod, pipe, ventili Mayevsky, radiatorji.

Potrebujete "upogibalko cevi" - gladek okrogel hlod. Z njegovo pomočjo bo izmenjevalnik toplote za peč za savno dobil obliko spiralne tuljave. Dolžina polena je najmanj 1 m, premer pa enak dimenzijam dimnika na izhodu iz peči. Praviloma je parameter odvisen od velikosti kurišča in nikoli ni manjši od 10 cm.

Hlod mora biti trdno pritrjen tako, da ga pritrdite z močnimi vijaki/mozniki med dve drevesi ali steni.

Algoritem sestavljanja

Najtežji del sestavljanja je ustvarjanje spiralne oblike. Da bi to naredili, bo treba cev upogniti s togo nameščenim hlodom. Nežarjenega bakra ni mogoče upogniti, zato morate kupiti točno takšnega, ki je na voljo v kolutih. Toplotni izmenjevalnik “tuljava” najlažje vgradimo v zidano peč (za ogrevanje) tako, da ga namestimo na dimnik. Algoritem dejanj:

1. En konec cevi varno zamašite, na primer z zaprtim tovarniškim čepom.
2. Cev napolnite s peskom, polivanjem z vodo, udarjanjem s kladivom, stiskanjem z "ramrodom". Lahko je kovinsko-plastična cev ali zamašena gumijasta cev.
3. Ko je cev polna, čim bolj stisnite polnilo, nato zamašite drugi konec. Poskusite, da se pesek ne zrahlja.
4. Na hlod privijte objemko v obliki črke U ali okroglo, ki bo trdno držala cev. Osnova "P" je pravokotna na upogib cevi bližje koncu, obodna lokacija pa ni pomembna.
5. Konec tuljave vstavite v objemko in počasi začnite navijati cev na hlod.
6. Če se nekje pojavi guba, pomeni, da pesek na tem mestu ni dovolj gost. Priporočljivo je, da začnete znova, vendar teoretično lahko poskusite gubo udariti s kladivom.
7. Če je d dimnika 150 in dolžina zaliva 4,5, bi morali dobiti 8-9 obratov spirale (ne več kot 35-40 cm visoko), kot tudi dva "repa" 30-40 cm vsakega.
8. Odrežite čepe, očistite pesek in sperite tuljavo.
9. Prispajkajte vtičnice adapterjev na konce spirale.
10. Odstranite pokrov, ki prekriva grelec ali demontirajte loputo (odstranite del dimnika).
11. Postavite "tuljavo" na cev čim bližje peči.
12. Ponovno sestavite dimnik, pri čemer upoštevajte potrebna tesnila in navitja (če obstajajo).

Zdaj lahko namestite in priključite preostale elemente ogrevalnega sistema, vključno z odprto ekspanzijsko posodo tipa samovar, cevovodom, pipami, radiatorji in zračnimi ventili. Za izboljšanje naravne cirkulacije premer cevovoda ne sme biti veliko manjši od velikosti tuljave. V idealnem primeru bo tudi baker, enakega premera.

Verjetna težava je zmanjšanje vleke zaradi nepredvidenega odvzema toplote iz dimnika. Rešitev je povečanje dolžine dimnika.

Možnosti namestitve strukture za izmenjavo toplote

Namestitev kakršne koli naprave za izmenjavo toplote zahteva veliko dela, še posebej, če je njena učinkovitost zelo pomembna. Na primer, najpreprostejša spirala na dimniku se lahko slabo segreje in brez črpalke sploh ne bo kroženja. Potem morate sprejeti ukrepe, vključno z opustitvijo takšne zasnove. V praksi en izmenjevalnik toplote za peč, nameščen na različnih mestih, proizvaja različne izkoristke. Običajno lahko naredite tak TOP, začenši z najučinkovitejšo sorto:

• litoželezni ali jekleni register v obliki črke U v kurišču;
• vodni plašč okoli kurišča ali na kateri koli njegovi površini;
• Diplomat v obliki črke U v kurišču;
• diplomat neposredno nad ali za kuriščem, z največjim stikom;
• vodni plašč okoli grelnika;
• register, diplomat ali tuljava v grelniku;
• diplomat ali tuljava za grelcem;
• vodni plašč na dimniku.

Tuljava na dimniku je običajno najmanj učinkovita možnost. Vendar pa preprostost naprave pogosto izravna pomanjkljivosti. Poleg tega se učinkovitost poveča na različne načine. Med njimi je oblaganje tuljave s toplotno izoliranim ohišjem in polnjenje praznin s peskom ali namestitev strukture neposredno v grelec.

Vsa imena so pogojna. Na primer, ni neobičajno, da je tovarniška zasnova, kjer je nad grelnikom vgrajena posoda kubične oblike. Lahko se šteje za srajco ali aktovko.

Pravilna povezava

Peč na drva ali kamin s poljubnim toplotnim izmenjevalnikom je le del sistema. Za njegovo energetsko učinkovito delovanje ostaja kroženje hladilne tekočine ključni dejavnik. Tudi kadar je uporaba črpalke očitno potrebna (na primer v veliki dvo- ali trinadstropni hiši), je naravna cirkulacija pomembna.Zahvaljujoč njej cevi ne bodo popokale zaradi prehitrega odmrzovanja, voda pa ne bo tako zlahka zavrela, če zmanjka elektrike. Za izboljšanje cirkulacije je priporočljivo upoštevati naslednja pravila:

• višja kot je višina cevi izmenjevalnika toplote, tem bolje;
• ekspanzijska posoda je nameščena čim višje, poleg peči;
• cev gre v rezervoar iz zgornje cevi;
• cev iz ekspanzijske posode gre do spodnjega dovoda radiatorja;
• vsi vodoravni odseki so izdelani pod kotom (vsaj 3 mm na 1 m);
• Izhod iz radiatorja je samo na nasprotni strani ali diagonalno.

Druga pomembna točka je prepustnost cevovoda. Višja kot je, bolje je. Zato ne smete zožiti premera, vgraditi dodatnih kolen, fitingov ali uporabiti zarjavelih ali plastičnih cevi od znotraj.

Toplotni izmenjevalnik je nameščen v fazi montaže peči. Če govorimo o stari strukturi, ni treba biti len, da bi jo razstavili. V tem primeru bo mogoče namestiti najučinkovitejšo napravo, kjer je to potrebno. Na poti bo opravljen natančen pregled zidakov, pa tudi drugih podrobnosti. Napake in napake bodo odpravljene.