DIY warmtewisselaar voor een saunakachel

Verwarmingsapparaten die warmte genereren door de verbranding van brandstof, kunnen niet normaal werken zonder een schoorsteensysteem of gewoon een schoorsteen. Via de schoorsteen worden giftige verbrandingsproducten in de atmosfeer geloosd, die gevaarlijk zijn voor de menselijke gezondheid en het leven. In de schoorsteen wordt echter samen met de uitlaatgassen een vrij grote hoeveelheid nuttige warmte afgevoerd, die nog steeds zou kunnen dienen om het pand te verwarmen. Om te voorkomen dat kostbare warmte in de schoorsteen lekt, kunt u een speciale warmtewisselaar installeren, die het rendement van het warmtegenererende apparaat aanzienlijk verhoogt.

Werkingsprincipe en ontwerp:

Momenteel zijn er verschillende opties voor schoorsteenwarmtewisselaars, waarvan het ontwerp en het werkingsprincipe over het algemeen vergelijkbaar zijn. De warmtewisselaar bestaat uit een hol lichaam met in- en uitlaatleidingen. In de behuizing is een "rem" -mechanisme gemonteerd voor de uitlaatgassen. Meestal is dit een systeem van op de as gemonteerde getande kleppen. De dempers zijn draaibaar waardoor een zigzag schoorsteen van verschillende lengtes ontstaat. Door de kleppen aan te passen, is het mogelijk om de meest effectieve verhouding tussen warmte-uitwisseling en trek in de schoorsteen in te stellen, zonder de veiligheidsnormen tijdens het gebruik te schenden. Er zijn ook eenvoudigere modellen warmtewisselaars, zonder variabel klepsysteem.

Welk materiaal moet worden gebruikt

Het is beter om een ​​warmtewisselaar voor een schoorsteen te maken van roestvrij staal van voedingskwaliteit. Zelfs bij hoge temperaturen veranderen de fysische parameters van dit metaal niet, aangezien de lassen vrij sterk zijn en nikkel, wanneer het met zuurstof reageert, een beschermende film creëert die bestand is tegen zuren en zouten.

Als we het hebben over het gebruik van zink, dan begint het bij verhitting tot 200˚C te verdampen en bij 500˚C bereikt de concentratie van dampen in de lucht een kritiek niveau voor de mens. Maar als u galvanisatie op het apparaat heeft geïnstalleerd en het tegelijkertijd niet opwarmt boven 200˚C, hoeft u zich geen zorgen te maken. En u kunt gegalvaniseerd materiaal gebruiken, omdat dit de menging van de lucht rond het apparaat bevordert. En hoewel een dergelijke warmtewisselaar niet is voorzien voor constante verwarming van de kamer, maar om snel op te warmen, bijvoorbeeld een bad of een zolder, is dit een geschikte optie.

Zelfinstallatie van de warmtewisselaar is vrij eenvoudig en eenvoudig. Dit apparaat kan op een gewone kachel worden gemonteerd en vervolgens worden gemetseld, zoals de oven zelf. Het leggen van stenen kan ook op de rand worden uitgevoerd - de stabiliteit van de constructie zal hier niet onder lijden.

Hoe maak je een zelfgemaakte schoorsteenconvector om de lucht te verwarmen? (+ gedetailleerde video)

Om de eenvoudigste convector te maken die de luchtverwarming verbetert in dezelfde kamer waar de ketel zich bevindt, hebt u het volgende nodig:

1. Lasapparaat.
2. Minstens 8-10 dunne stalen buizen met een diameter van ongeveer 32 mm en een lengte van ongeveer 50-60 cm. Idealiter neemt u roestvrij staal van voedingskwaliteit. Erger nog, maar ook gegalvaniseerd staal voldoet. In vorm - neem meestal ronde buizen, maar vierkante of rechthoekige secties zijn ook geschikt.

De installatie gaat als volgt: deze leidingen moeten in een cirkel rond de schoorsteen worden gelast, zo dicht mogelijk bij de vuurhaard.

Vergelijkbare berichten

• Wat is een vonkenvanger, waarom is deze nodig op een schoorsteen en hoe maak je deze?

• Overzicht van Furanflex-polymere schoorstenen: kenmerken, voor- en nadelen

Doel en kenmerken

De warmtewisselaar is ontworpen om warmte te onttrekken aan de verwarmde lucht die in de schoorsteen circuleert. Het ontwerp van het apparaat is afhankelijk van de diameter en vorm van de schoorsteen, het materiaal dat is gebruikt om de warmtewisselaar te maken, het vermogen van het warmteopwekkende apparaat en de warmtedrager.

Warmtewisselaars worden, afhankelijk van de warmtedrager, ingedeeld in vloeistof en lucht. Apparaten van het luchttype zijn het gemakkelijkst te vervaardigen, maar ze zijn niet het meest effectief. Dergelijke apparaten vereisen beter materiaal en betere prestaties, maar zijn efficiënter dan apparaten met luchtkoeling.

Het apparaat van warmtewisselaars voor een sauna-houtkachel

Hoge warmteoverdracht van saunakachels, verhoogde intensiteit van brandstofverbranding daarin worden actief gebruikt voor plaatsing erin waterverwarmingstoestellen voor het wassen.

Warmtewisselaars voor baden zijn een holle verzegelde container voor water, spoelvormig (register)geplaatst in de vuurhaard, evenals verzegelde tankgeplaatst op de muur of schoorsteen.

Water verwarming apparaat circulatie type verbonden door een leidingsysteem met een warmwaterboiler.

Het werkingsprincipe van apparaten voor indirecte waterverwarming gebaseerd op vloeistofcirculatie als gevolg van zijn natuurlijke convectie.

Referentie. Natuurlijke convectie van vloeistof vindt plaats wanneer de onderste lagen van de vloeistof opwarmen en lichter worden, naar boven stijgen en de zware en koude dalen, in de plaats van de verwarmde.

Voor de werking van een open vloeistofrecirculatiesysteem (zonder het gebruik van een circulatiepomp), de diameter van de leidingen die water naar de opslagtank voeren, mag niet groter zijn dan een inchom de vereiste omloopsnelheid te garanderen.

Lengte van de leidingen van de warmtewisselaar naar de opslagtank mag niet meer dan 3 meter bedragen. Deze lengte is vaak voldoende om de opslagtank van de stoomkamer naar de aangrenzende wasruimte te verplaatsen.

De capaciteit van warm water, volgens de wetten van natuurlijke convectie, is ingesteld boven het niveau van de warmtewisselaar.

Schroefdraadmondstukken zijn vanaf de inlaat- en uitlaatzijde aan de waterverwarmingsapparatuur gelast voor het verbinden van circulatieleidingen die het apparaat met de tank verbinden.

De meest gebruikte stalen opslagtank volume van 60-120 liter, afhankelijk van het vermogen van de oven.

Een afvoerklep voor wassen is geïnstalleerd op de opslagtank en een afvoerklep voor het afvoeren van de vloeistof uit het systeem is geïnstalleerd op de koudwatercirculatieleiding (onderkant).

Belangrijk! Specialisten niet aan te bevelen installeer een circulatiepomp in waterverwarmingssystemen voor saunakachels.

Keer bekeken

De volgende soorten apparaten worden vaak gebruikt:

• Interieur. De eenvoudigste optie, gemaakt in de vorm van een spoel ingebouwd in de ovenoven, is gericht op het actieve gebruik van de warmte die door de brandstof wordt gegenereerd.
• Extern. Het is een watertank die op de buitenste zijwand van de oven is gemonteerd. De hoge wandtemperatuur verwarmt de tank door er warmtestraling op af te geven. Deze optie is gemakkelijker te vervaardigen dan een interne warmtewisselaar.
• Buitenste. Een watertank die op de schoorsteenpijp is geïnstalleerd, is een effectieve manier om een ​​warmtewisselaar te installeren, die niet veel moeite kost bij de installatie en niet veel ruimte in beslag neemt in de stoomkamer.
• Externe stroom (economizer). Het is een kleine doorstroomverwarmer met een gemiddelde capaciteit van 5 tot 10 lgeïnstalleerd op de schoorsteen en verbonden met de opslagtank door een leidingsysteem. Dit is misschien wel de beste warmtewisselaar voor zijn installatie en gebruik.

Foto 1. Externe warmtewisselaar voor een saunakachel. Het apparaat is gemaakt van roestvrij staal en past over de schoorsteen.

• Gecombineerde modellen. Tegelijkertijd zijn een in de vuurhaard ingebouwde spoel en een externe watertank op de schoorsteenpijp inbegrepen in het ontwerp. Beide units zijn verbonden door een leidingsysteem en hebben een aparte plug-in tank voor het opvangen van hete vloeistof.

Waar zijn ze van gemaakt

Interne warmtewisselaars (registers) in de vorm van een L-vormig rooster zijn gemaakt van gebogen staal, gietijzer of koperen gladwandige buizen met een diameter van 40-50 mm.

De watertanks zijn gemaakt van gesneden en gelast plaatstaal met een dikte van meer dan 2,5 mm.

Het meest populaire materiaal voor de vervaardiging van waterverwarmingsapparaten - roestvrij staal, omdat het een goedkoop metaal is met een hoge temperatuurbestendigheid.

Aandacht! Bij de vervaardiging van warmteverwarmingsinrichtingen van dit type ongewenst gebruik gegalvaniseerd staal, want bij een temperatuur boven 200 graden Celsius zink begint te verdampen.

Nadelen van gietijzeren units - hun kwetsbaarheid en gewicht, en koper - hogere prijs en onvoldoende hittebestendigheid.

Vloeibare warmtewisselaar

De standaard warmtewisselaar die wordt gebruikt met warmteoverdrachtsvloeistof is een metalen spiraal met een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt in direct contrast met het binnenoppervlak van de schoorsteen. Voor een betere warmteoverdracht en veiligheid wordt de batterij in een metalen behuizing geplaatst en van binnenuit goed geïsoleerd met een niet-brandbare isolatie, meestal basaltwol.

De hele constructie is op het schoorsteengedeelte gemonteerd. De uiteinden van de spiraal worden door het warmtewisselaarlichaam naar buiten geleid en aangesloten op het verwarmingssysteem, aan de bovenkant waarvan een expansievat is geplaatst. Gegloeide koperen buis is het beste voor het maken van de spoel. Bovendien zal een dergelijke warmtewisselaar, vanwege zijn hoge warmtegeleidingscoëfficiënt, 7 keer kleiner zijn dan een apparaat van staal.

De vloeistof warmt op, en zet uit, stijgt langs de spoel, waarna het door de zwaartekracht door de buis naar de verwarmingsradiator stroomt. Wanneer het de radiator binnenkomt, verdringt de verwarmde vloeistof het koude koelmiddel, dat weer opwarmt in de spiraal. Zo wordt de natuurlijke watercirculatie door het systeem uitgevoerd. Om een ​​circulatie van het koelmiddel door het systeem te creëren, is het nodig om de lengte en diameter van de spoel nauwkeurig te berekenen, de hellingshoeken van de aanvoer en retour te behouden, en nog veel meer. Het belang van deze berekeningen mag niet worden onderschat, aangezien een apparaat dat niet werkt gewoon niet zo erg is als de gevolgen van een waterslag die kan optreden als het koelmiddel kookt.

Dit type warmtewisselaar heeft echter ook zijn nadelen, namelijk:

• de complexiteit van berekeningen en fabricage;
• constante bewaking van temperatuur en druk in het systeem;
• hoge stroomsnelheid van de koelvloeistof veroorzaakt door de verdamping van vloeistof uit het expansievat. En als er water wordt gebruikt, moet de vloeistof worden afgetapt als het systeem in de winter niet wordt gebruikt;
• een aanzienlijke afname van de temperatuur van de uitlaatgassen, wat een afname van de stuwkracht en onvolledige verbranding van het gebruikte type brandstof kan veroorzaken.

Ondanks deze tekortkomingen kan een dergelijke warmtewisselaar echter onafhankelijk worden gemaakt door iedereen die weet hoe hij met een hulpmiddel moet omgaan en die op zijn minst kennis van de natuurkunde op school heeft.

Soorten apparaat en werkingsprincipe

Er is een basisclassificatie van warmtewisselaars - door het type warmtedrager, dat ze in water en lucht verdeelt.

Water-warmtewisselaars

Waterwarmtewisselaars zijn de eenvoudigste en meest voorkomende apparatuur. Hun werk is gebaseerd op de basiswetten van de fysica: bij verhitting zet een vloeistof uit, neemt de dichtheid af.Onder de druk van dichter koud water dat zich in het onderste deel van het circuit bevindt, komt de verwarmde vloeistof het expansievat binnen en van daaruit - terug naar de warmtewisselaar, bewegend in een gesloten cirkel.

We raden u aan vertrouwd te raken met: Hoe u zelf verwarmingsregisters kunt berekenen en monteren

Door circulatie door leidingen en constante verwarming van water tot de gewenste temperatuur kunt u een optimale werking van het aangesloten circuit behouden. Het voorkomt ook overkoeling van de schoorsteenpijp, wat kan leiden tot condensvorming.

De eenvoudigste warmtewisselaar is een metalen tank of spiraal (spiraalbuis), die de warmtedrager bevat - heet water. De warmtebron is de hete schoorsteenpijp, die in direct contact staat met de warmtebron.

Een apparaat op basis van een waterkoelmiddel werkt volgens het principe van een samovar. Het systeem heeft een expansievat voor warm water. Via de uitlaataansluiting van de warmtewisselaar stroomt water via een leiding in het expansievat. Onderaan de tank bevindt zich een uitlaatfitting met een pijp waardoor het gekoelde water de tank verlaat en weer in de warmtewisselaar komt. Het natuurlijke fysische proces van warmte-uitwisseling bepaalt de constante circulatie van de vloeistof en het handhaven van een constante temperatuur.

Lucht-warmtewisselaars

Het werkingsprincipe van luchtwarmtewisselaars is dat hete gassen de buizen in het apparaat verwarmen, zonder extra verwarming te creëren, maar alleen thermische energie naar buiten te leiden. Structureel gezien is de luchtwarmtewisselaar een cilinder met meerdere holle buizen aan de binnenkant, de lucht wordt van onderaf in de cilindrische tank gezogen, warmt op in de buis en gaat naar buiten vanuit de warmtewisselaar, waardoor het verwarmingsniveau van de kamer met 15% wordt verhoogd. 20%.

Opmerking! Met behulp van een luchtwarmtewisselaar kunnen aangrenzende kamers worden verwarmd vanaf één kachel als daar een luchtleiding naar buiten wordt gebracht. Met behulp van een luchtwarmtewisselaar kunt u een eenvoudige potkachel of een gewone kachel verbeteren door deze op een schoorsteen te installeren.

Naast de traditionele metalen tank of spoel zijn er klokmodellen die worden gebruikt om de zolder te verwarmen.Dit principe van de structuur van de oven werd voorgesteld door I.V. Kuznetsov, en de klokvormige kachel is naar hem vernoemd. De werking van klokwarmtewisselaars is gebaseerd op het laten opstijgen van de verwarmde lucht door de schoorsteen met behulp van een speciale afzuigkap die onder het plafond is geïnstalleerd. De beweging van lucht in de leiding vindt plaats door natuurlijke fysieke processen.

We raden u aan vertrouwd te raken met: Het gebruik van koperen leidingen in verschillende leidingsystemen - voor- en nadelen

Luchtwarmtewisselaar

Een vergelijkbare structuur, die op de schoorsteen van een warmtegenererend apparaat is geïnstalleerd, bestaat in de regel uit een metalen behuizing waarin verschillende inlaat- en uitlaatleidingen zijn gemonteerd. Het werkingsprincipe van dit type warmtewisselaar is vrij eenvoudig.

Van onderaf verlaat, volgens het convectieprincipe, koude lucht die de nozzles binnenkomt, na verwarming, het bovenste deel van de warmtewisselaar rechtstreeks in de verwarmde kamer. Dit werkingsprincipe maakt het mogelijk om de efficiëntie van het warmtegenererende apparaat aanzienlijk te verhogen en het brandstofverbruik 2-3 keer te verminderen.

Het is vrij eenvoudig om onafhankelijk een warmtewisselaar voor een schoorsteen te maken, met een lasmachine, een slijper, metalen buizen met verschillende diameters, de wens en het vermogen om het gereedschap te hanteren.

Materiaal:

• metalen plaat 350x350x1 mm;
• een buis met een diameter van een inch en een kwart en een lengte van 2,4 m;
• een stuk buis met een diameter van 50 mm;
• metalen container of 20 l emmer motorolie.

Fabricage:

1. maak einddelen, waarvoor u cirkels uit een plaat metaal moet snijden. Het is noodzakelijk dat de diameter van de pluggen overeenkomt met de diameter van de vooraf voorbereide houder;
2. in het midden van de plug wordt een gat uitgesneden voor een centrale buis van 60 mm;
3. markeer en snijd langs de randen van de omtrek van de pijpgaten in een inch en een kwart;
4. er zouden twee van dergelijke cirkels moeten zijn;
5. snijd een buis met een diameter van 1¼ met een slijper in 8 gelijke buizen van ongeveer 30 cm lang;
6. las een stuk buis van 300 mm met een diameter van 60 mm aan het centrale gat van de pluggen;
7. las 8 secties van 1¼ pijp rond de omtrek;

Een vergelijkbare constructie zou eruit moeten komen

Vervolgens moet u een warmtewisselaarlichaam maken van de voorbereide container. Dit vereist:

1. snijd de bodem van de container af met een snijmachine;
2. maak een gat in het midden vanaf de zijkanten van het lichaam langs de diameter van de schoorsteen;
3. het is noodzakelijk om buizen met de overeenkomstige diameter aan de zijgaten van het lichaam te lassen;
4. Steek de voorbereide kern in de behuizing en las deze aan de behuizing. De afgewerkte structuur moet worden geverfd met hittebestendige verf.

Nu moet je de warmtewisselaar op de schoorsteenpijp installeren en genieten van de warmte.

Je kunt ook de video bekijken van het hele proces van het maken van een warmtewisselaar met je eigen handen.

Warmtewisselaar: mechanica van het werk

Verbranding van stookolie zorgt voor een temperatuur van meer dan 500 ° C bij het betreden van de schoorsteen. Dergelijke indicatoren zijn overbodig, omdat de schoorsteen zelfs bij 300-400 ° C trek behoudt. Zonder de kachel te beschadigen, kan een deel van de warmte worden omgeleid naar verwarmingswater in verwarmingssystemen, watervoorziening of binnenlucht. De functie van de warmtewisselaar is om te zorgen voor de overdracht (uitwisseling) van warmte van gassen in de schoorsteen naar water of lucht.

Bestaande modellen

Deskundigen zijn van mening dat 3 ontwerpoplossingen voor het uitrusten van een warmtewisselaar voor een schoorsteen optimaal zijn:

1. spoel;
2. een cilinder met een koelvloeistof rond de pijp - "watermantel";
3. wijziging van het schoorsteenkanaal voor een getrapt labyrint om de beweging van gassen te vertragen en de warmteoverdracht te vergroten.

Opties nr. 1 en nr. 2 worden gebruikt om warmte te leveren voor het verwarmen van water en in verwarmingssystemen, nr. 3 - voor het verwarmen van kamers.

Eigenschappen van verschillende soorten warmtewisselaars

Alle warmtewisselaars hebben kenmerken waarvan onwetendheid zal leiden tot defecten in het warmtewisselingssysteem. Als we thermische energie aan water overdragen, treedt vaak het effect van overmatige warmteoverdracht op. De instroom van koud water in de warmtewisselaar op de pijp met een verwarmde schoorsteen leidt tot verstopping van het kanaal met rook en de vorming van condensaat uit uitlaatgassen.

Een andere niet de beste oplossing die de werking van de warmtewisselaar snel zal verstoren, is de installatie van een watertoevoerleiding in de schoorsteen zelf. Koolmonoxide in de schoorsteen is het halve probleem, het grootste risico is koolmonoxidevergiftiging.

Wanneer u de warmtewisselaar zelf installeert, is het beter om de bewezen oplossingen te volgen en niet te experimenteren, in een poging de auteursversie van het apparaat te maken.

Voor een ononderbroken en veilige werking van het warmtewisselingssysteem wordt aanbevolen om de zes maanden preventief onderhoud uit te voeren - visuele inspectie, reiniging van verbranding en kalkaanslag, reparaties (indien nodig). Door een zorgvuldige houding ten opzichte van de warmtewisselaar te gebruiken, kan deze tientallen jaren dienst doen.

Vereisten

• Het beste materiaal voor de warmtewisselaar-tank is roestvrij staal, dat bestand is tegen hoge temperaturen en plotselinge veranderingen.
• De warmtewisselaar wordt geselecteerd op basis van het vermogen van de verwarmer. Overtreding van deze regel zal leiden tot een verlies aan efficiëntie van de oven zelf.
• De warmtewisselaar is niet “strak” op de buis gemonteerd - de constructie moet gemakkelijk verwijderd kunnen worden voor reparatie of reiniging.
• Bij warmtewisselaars met een "watermantel" (watercircuit) is een warmteopslagtank nodig zodat koud water niet in de warmtewisselaar zelf komt.

Trompet op Tin

Dit type warmtewisselaar is vrij praktisch en eenvoudig. Kortom, de schoorsteen is gewikkeld in een metalen of koperen buis, die constant opwarmt en de lucht die er doorheen stroomt snel warm wordt.Door middel van halfautomatisch of argonlassen kan een spiraal aan de schoorsteen worden gelast. Je kunt het ook met tin fixeren, nadat je de schoorsteen eerder hebt ontvet met fosforzuur.

Warmtewisselaar fabricage

Hier zijn stapsgewijze instructies om zelf zo'n apparaat te maken.

1. Knip twee cirkels uit met een diameter van 30 cm (afdekkappen). Overweeg de afmetingen op basis van uw schoorsteen.
2. Markeer op elk vel de locatie van de pijpen, de grootste moet in het midden zijn. De middelste buis is 58 mm, acht kleine zijn 32 mm.
3. Las de leidingen één voor één aan de pluggen
4. Las de tweede plug aan de leidingen.
5. Maak een tank.
6. Perforeer twee gaten aan de zijkant van de metalen behuizing, aan weerszijden.
7. Maak op de wanden van de warmtewisselaar een uitlaat onder de leidingen.
8. Steek de afgewerkte kern in de behuizing. Veilig door lassen.
9. Las de warmtewisselaar aan de schoorsteen.
10. Behandel de structuur met hittebestendige verf.

Zelfgemaakte warmtewisselaar