Scambiatore di calore per riscaldamento domestico
Il normale funzionamento di qualsiasi sistema di riscaldamento dipende dallo scambiatore di calore, un dispositivo speciale in cui l'energia termica viene trasferita al liquido di raffreddamento. Per il riscaldamento a casa, è possibile utilizzare non solo il design industriale, ma anche realizzato da solo. In quest'ultimo caso, il generatore di calore è solitamente un forno di mattoni. Qui sotto imparerai le principali funzioni del dispositivo, il suo effetto sul riscaldamento in casa, come puoi farlo da solo e collegarlo secondo lo schema.
Caratteristiche funzionali dello scambiatore di calore
I sistemi di riscaldamento di una casa o di un appartamento privati utilizzano dispositivi di superficie quando l'energia termica viene trasferita al liquido di raffreddamento attraverso le pareti metalliche dell'apparecchiatura.
Questo principio è pienamente implementato nella progettazione di caldaie a combustibile solido, a gas o elettriche:
- Acqua circolante o antigelo lungo i tubi curvi situati all'interno del riscaldatore, riscaldato bruciando carburante.
- Successivamente, il refrigerante riscaldato si muove attraverso la tubazione del circuito di riscaldamento e l'acqua raffreddata dalle batterie inizia a fluire nello scambiatore di calore..
Probabilmente, molti di noi hanno notato che con l'aiuto di un normale forno a mattoni non era possibile riscaldare uniformemente la casa, in cui le stanze non erano venute a contatto con la sua "ruvida". La soluzione al problema può essere uno scambiatore di calore installato, che lo trasformerà in una caldaia per il riscaldamento dell'acqua.
La sua forma e dimensione dovrebbero adattarsi alle dimensioni del focolare. È necessario collegare tubazioni e radiatori al dispositivo, quindi riempire il sistema con liquido refrigerante - acqua o antigelo. Dopo aver installato le batterie in stanze lontane dal forno, sarà possibile effettuare un riscaldamento efficace in casa.
tipi
- Gli scambiatori di calore ad acqua e aria più comuni. I primi sono più pratici, poiché il liquido trasferisce il calore meglio dell'aria.
- C'è anche un dispositivo simile a un serbatoio di stoccaggio, che viene installato all'esterno del camino.
Suggerimento: i sistemi di riscaldamento industriale per la vendita nelle catene di vendita al dettaglio sono già dotati di scambiatori di calore. Il loro design è progettato per riscaldare efficacemente il liquido di raffreddamento.
Spesso in fabbrica tali dispositivi sono fatti di rame. Il tubo assomiglia a una bobina, che ha una moltitudine di piastre trasversalmente alle curve, grazie alle quali è assicurata un'ampia area di scambio termico.
Fare a casa una tale opzione sarebbe abbastanza problematico. Pertanto, è meglio scegliere un modello più semplice.
Come funziona il sistema
Il principio di funzionamento dello scambiatore di calore, e non importa - fabbrica o fatto da sé, lo stesso. Il generatore di calore (caldaia o stufa) trasferisce energia dall'utilizzazione del combustibile ad esso, dopo di che il liquido di raffreddamento lo trasporta attraverso le tubazioni verso tutte le stanze.
Questo metodo di riscaldamento consente di distribuire uniformemente il calore in tutto l'edificio. È anche importante che i locali si riscaldino molto più velocemente, riducendo i costi energetici.
Il riscaldamento della stufa in una casa privata può essere migliorato in due modi:
- posare un nuovo forno sotto una certa dimensione dello scambiatore di calore;
- metti il tuo dispositivo nel dispositivo di riscaldamento esistente, fatto dalle dimensioni della camera del carburante.
Dopo di che, il proprietario della casa può essere sicuro che riceverà il riscaldamento con un circuito idraulico, che funzionerà non peggiore della caldaia a combustibile solido di fabbrica. La differenza sarà solo nel posizionamento dell'ingresso dello scambiatore di calore, che sarà posizionato leggermente sopra il pavimento rispetto alle opzioni industriali. Questo può influenzare il tasso di circolazione naturale dell'acqua.
Suggerimento: collegare lo scambiatore di calore all'impianto di riscaldamento con la condizione che il tubo di ritorno sia posizionato il più in basso possibile.
Uno degli elementi principali è anche il serbatoio di espansione, che dovrebbe essere installato nella parte superiore del circuito. Con il suo aiuto, la variazione del volume del refrigerante riscaldato verrà compensata e l'aria intrappolata nel sistema verrà rilasciata.
Questo schema di riscaldamento richiede di sopportare una certa inclinazione delle tubazioni dal punto più alto all'ultimo radiatore e da esso alla caldaia, circa 10 mm per 1 m.
Suggerimento: se la circolazione naturale non è sufficiente per riscaldare una grande casa, installare una pompa di circolazione nell'impianto di riscaldamento. In questo caso, non vi è alcuna differenza a quale distanza dal pavimento verrà installato il tubo di ritorno.
Qual è il vantaggio del riscaldamento con uno scambiatore di calore
| Produzione semplice | Quando la casa ha già il riscaldamento a stufa, è necessario spendere soldi solo per la creazione di uno scambiatore di calore fatto in casa e l'installazione di un sistema di riscaldamento dell'acqua. |
| La possibilità di riscaldamento combinato | Oltre al riscaldamento ad aria superficiale delle stanze, il forno di base avrà anche un circuito di riscaldamento dell'acqua. Può essere esteso a posizioni remote. |
| Uso di diversi tipi di carburante | Forni e caldaie a combustibili solidi possono lavorare su legno, carbone, torba, pellet. Se si aggiorna leggermente quest'ultimo, sarà anche in grado di generare calore da gas e combustibili liquidi. |
| aspetto | Non devi distruggere la stufa russa, se ti sforzi di preservare il sapore nazionale all'interno. Lo scambiatore di calore non sarà visibile dall'esterno. |
svantaggi:
- se il dispositivo è installato nel forno di un forno a mattoni, la sua efficienza sarà inferiore alle caldaie di fabbrica;
- Nel forno, non sarà possibile effettuare il controllo automatico sulla velocità di riscaldamento del liquido di raffreddamento.
fabbricazione
In questo caso, lo scambiatore di calore per il riscaldamento potrebbe avere una forma diversa. Molto spesso, assomiglia a un registro composto da diversi tubi di rame o acciaio. Utilizzato anche e scambiatore di calore a piastre del sistema di riscaldamento.
La temperatura nella zona di combustione del combustibile è molto alta, specialmente se si utilizza l'antracite. Pertanto, ci sono maggiori richieste sul metallo, il design del dispositivo e la qualità delle saldature.
materiale
Il dispositivo deve garantire un trasferimento ottimale del calore, quindi il coefficiente di conduttività termica del metallo è molto importante. Ad esempio, un tubo di rame lo trattiene 7 volte meglio dell'acciaio. In questo caso, gli ultimi 25 m possono essere facilmente sostituiti con i primi 3,5 m.
Gli scambiatori di calore in rame sono i più economici in funzione, tuttavia, e il loro prezzo è uno dei più alti. Pertanto, il tubo d'acciaio più spesso usato O32 mm o più.
Suggerimento: quando si presume più spesso di bruciare una stufa con carbone, si consiglia di utilizzare uno scambiatore di calore in ghisa in grado di sopportare la temperatura massima di combustione del carburante. Usi solitamente le sezioni di vecchi radiatori.
Come calcolare il potere
Calcola questo parametro è possibile solo approssimativamente.
Ci sono molti fattori da considerare, tra cui:
- diametro del tubo;
- conducibilità termica del metallo;
- lunghezza della bobina;
- temperatura di combustione del carburante;
- quanto velocemente circola il liquido di raffreddamento.
Solitamente, la reale capacità di un dispositivo di svolgere le sue funzioni viene rilevata solo dopo l'avvio del funzionamento dell'impianto di riscaldamento. Raccomandiamo di tener conto del calcolo di 1 m di tubo O50 mm per circa 1 kW di energia termica.
Consiglio: prendi ad esempio un noto modello di caldaia e produci uno scambiatore di calore in base ai suoi parametri.
disegno
Il registro è uno scambiatore di calore per il circuito di riscaldamento dell'acqua della casa, che è saldato da tubi a pareti lisce. Assomiglia a una sorta di "reticolo", che è la forma più popolare per un dispositivo fatto in casa.
Ci sono anche strutture di forma più semplice - assomigliano a un serbatoio rettangolare o cilindrico. In questo caso, dovresti essere guidato dal fatto che l'area di superficie per lo scambio di calore era il più grande possibile.
Raccomandiamo di osservare le seguenti condizioni durante la sua fabbricazione:
- la larghezza interna dei vuoti deve essere di 5 mm o più, altrimenti l'acqua potrebbe bollire;
- utilizzare tubi con uno spessore della parete di 3 mm, quindi il metallo non brucerà;
- una distanza di 10-15 mm deve rimanere tra le pareti della camera del forno e lo scambiatore di calore, compensando l'espansione del metallo quando viene riscaldato.
montaggio
È meglio installare il dispositivo contemporaneamente con la posa del forno. Altrimenti, dovrai smontare la sua parte.
L'istruzione di processo è la seguente:
- Creare una base per lo scambiatore di calore nella camera di combustione e installarlo.
- Lasciare spazio per l'alimentazione e il ritorno del dispositivo durante la posa successiva.
- Al completamento della costruzione del forno, collegare lo scambiatore di calore all'impianto di riscaldamento, riempirlo con acqua e realizzare un focolare del forno di prova.
conclusione
Non importa quanto sia buona la stufa in mattoni, non sarà sempre in grado di riscaldare uniformemente una casa con molte stanze. In questo caso è necessario acquistare una caldaia o realizzare autonomamente uno scambiatore di calore da tubi in acciaio o rame. In questo modo è possibile aumentare l'efficienza del riscaldatore di diversi ordini di grandezza. Il video nell'articolo fornirà l'opportunità di trovare ulteriori informazioni sull'argomento sopra.