Schimbătorul de căldură aerian pe coșul de fum, realizat manual: exemple de fabricație și sfaturi de la meșteri

Productivitatea cazanului, a sobei de încălzire sau de saună poate fi crescută instalând pe conductă un dispozitiv simplu și în același timp eficient – schimbătorul de căldură. Cu toate acestea, pentru funcționarea sa eficientă, trebuie să cunoașteți caracteristicile constructive și regulile de fabricare a dispozitivului. Sunteți de acord?

Vă vom povesti cum să realizați un schimbător de căldură pentru coșul de fum cu propriile mâini. Vom enumera ce modificări sunt potrivite pentru montarea independentă și vom explica prin ce diferă modelul cu aer de cel cu apă. Ținând cont de recomandările noastre, veți putea crește semnificativ randamentul termic al agregatelor de încălzire.

Principiul de funcționare al schimbătorului de căldură cu aer

Scopul principal al schimbătorului de căldură este de a transmite energia de la produsele de ardere din coșul de fum către agentul termic, care poate fi apa sau aerul. Schimbătoarele de căldură montate în coșurile de fum (acest lucru se referă la modificările cu apă) sunt adesea numite economizoare.

Aceste dispozitive colectează și transmit în încăpere căldura care altfel ar ieși în atmosferă, datorită cărui fapt energia termică produsă de sobă este utilizată la maximum. Pe lângă apa obișnuită de la rețea, se folosesc uneori și alte lichide – ulei sau «antigel».

În acest sens, toate dispozitivele se împart în două categorii mari:

• cu aer;
• cu lichid (cu apă).

Alegerea unuia sau altuia dintre tipuri depinde de mai mulți factori. Cei mai importanți dintre aceștia sunt configurația și materialul coșului de fum, precum și caracteristicile dispozitivului propriu-zis.

Schema schimbătorului de căldură cu aer. Acesta este considerat mai puțin eficient decât analogul cu lichid, dar are o construcție simplă, ceea ce îl face potrivit pentru fabricarea independentă

Să analizăm cum funcționează modelul cu aer. Construcția dispozitivului este simplă: o carcasă robustă cu spațiul interior compartimentat. Rolul compartimentărilor îl joacă plăci sau tuburi, a căror funcție principală este de a încetini mișcarea gazelor încălzite și de a direcționa căldura în direcția dorită.

Unele compartimentări (clapete) nu se sudează, ci se fac mobile. Prin împingerea/tragerea plăcilor metalice se poate regla forța de tiraj, reducând sau mărind astfel randamentul dispozitivului de încălzire.

Schimbătoarele de căldură cu aer sunt numite convectoare, deoarece principiul lor de funcționare se bazează pe convecție. Aerul rece din încăpere intră în interiorul dispozitivului, unde temperatura acestuia crește sub acțiunea gazelor fierbinți de ardere. În stare încălzită, acesta se deplasează mai departe printr-un alt orificiu – înapoi în încăpere sau în sistemul de încălzire.

Tipuri de dispozitive pentru coșul de fum

Printre variantele cu aer, modelul tradițional pentru fabricarea proprie este considerat schimbătorul de căldură tubular, deși există și multe alte opțiuni.

Să analizăm principalele tipuri care sunt relevante pentru montarea pe coșul de fum al sobelor cu ardere lungă, al sobelor mici de tip burjui, al sobelor pe ulei uzat. Căldura pe care o transformă din energia produselor de ardere este numită căldură uscată.

Dacă ne imaginăm schematic partea interioară a dispozitivelor, aceasta poate avea următoarele variante.

Țevi dispuse orizontal sau vertical, sudate pe corpul focarului. Dispunerea verticală este mai eficientă, deoarece aerul trece mai bine prin canale. Materialul de fabricație – oțel.

Pentru sudarea pe pereți se pot folosi fragmente de țevi cu diametrul de la 50 mm la 200 mm. Se consideră că forma secțiunii – dreptunghiulară sau circulară – nu este importantă în principiu.

Țeavă înfășurată în jurul focarului. Pentru o bună degajare a căldurii, sunt suficiente 2-3 spire, care este mai bine să fie ușor depărtate pentru a mări suprafața de încălzire.

Performanța depinde în mare măsură de diferența dintre nivelurile de intrare și ieșire a aerului. Forța de tiraj este determinată de diferența de temperatură, de aceea orificiul responsabil de admisie este adesea scos afară.

Pereți despărțitori în interiorul carcasei. Un labirint aparte este alcătuit din plăci metalice instalate vertical. Grosimea optimă a pieselor – de la 6 mm la 8 mm.

Orificiile de intrare și ieșire ale conductei de aer trebuie să fie situate vizavi de începutul și sfârșitul labirintului. Deasupra se instalează și se sudează un capac metalic, care asigură etanșeitatea carcasei.

Țevi care trec prin focar.

Construcția integrată trebuie creată la asamblarea sobei de casă, înainte ca pereții să fie sudați. Canalele sunt amplasate paralel, la o anumită distanță unul de celălalt. Secțiunea țevilor – 50 mm și mai mult.

Atunci când canalele sunt dispuse vertical, mișcarea aerului este mai intensă, prin urmare, performanța dispozitivului este crescută. Dar în unele cazuri sunt potrivite dispozitivele cu țevi dispuse orizontal sau cu pereți despărțitori. Fiecare dintre modelele menționate este potrivit pentru fabricarea proprie, dacă aveți abilități de sudură.

Care material este mai bun?

La construirea schimbătorului de căldură se folosesc piese metalice – foi galvanizate, butelii de gaz, țevi de diferite diametre, piese din fontă etc. Nu se recomandă utilizarea fontei, deoarece, în comparație cu oțelul, este fragilă și grea, ceea ce îngreunează montarea acesteia pe coșul de fum.

Varianta optimă – oțelul austenitic. Oțelul inoxidabil suportă ușor fluctuațiile termice, este rezistent la deteriorări mecanice, poate fi prelucrat și sudat independent.

Tabelul principalelor caracteristici tehnice ale oțelurilor austenitice AISI. Se poate urmări cum se modifică proprietățile materialului tipurilor 304 (304L) și 316 (316L) la încălzire.

Oțelul galvanizat este inferior oțelului aliat sau austenitic, deoarece nu este destinat încălzirii. Regimul de temperatură înaltă duce la eliberarea de oxizi de zinc, nocivi pentru sănătate, prin urmare, dacă se preconizează creșterea temperaturii în coșul de fum până la +419,5 °C, trebuie să renunțați la galvanizare. Este mai bine să achiziționați un material scump, dar sigur.

Variante de fabricare a dispozitivelor cu propriile mâini

Vă propunem câteva proiecte simple de producție independentă, care, dacă doriți, pot fi realizate din piese metalice cu ajutorul sudurii și al uneltelor electrice.

Prezentare generală a schimbătorului de căldură dintr-un butoi de gaz

Dacă instalați un dispozitiv de casă pe o sobă de tip burghiu, eficiența încălzirii în încăpere va crește cu 30-40%. Cu cât suprafața garajului sau atelierului este mai mică, cu atât mai mare este productivitatea dispozitivului.

Vă propunem să luați în considerare o variantă care se potrivește perfect pentru sobele mici de tip burghiu, utilizate activ pentru încălzirea garajelor.

În general, dintr-o butelie de gaz se obține un schimbător de căldură destul de îngrijit și productiv pentru o sobă care încălzește o încăpere mică. Pentru a crește și mai mult eficiența încălzirii fără a modifica radical construcția, pe țevi se pot instala ventilatoare, iar numărul de țevi poate fi mărit la 4-5.

Prezentare foto a economizorului Feringer

Ca model pentru fabricație pot servi modelele de fabrică ale producătorilor populari. De exemplu, compania Ferringer, cunoscută pentru producerea de sobe, oferă coșuri de fum gata făcute, care, în esență, sunt schimbătoare de căldură.

Vom analiza modele cu o construcție simplă. Toate piesele din care sunt compuse pot fi realizate independent.

Ideea principală care poate fi preluată de la modelele avansate Ferringer – utilizarea a patru țevi în loc de una. Dacă soba este deja instalată în garaj sau în anexă, îndepărtăm o parte a coșului de fum, instalăm în locul acestuia un economizor cu patru țevi – iar temperatura din încăpere crește imediat cu câteva grade.

Convector cu aer de casă

Modelul propus este realizat în întregime din piese de oțel. Acesta este un schimbător de căldură care, ca dimensiuni, este de aproximativ 1,5 ori mai voluminos decât coșul de fum.

Acesta reprezintă un tambur cu tuburi dispuse perpendicular pe țeava de evacuare a fumului. Oțelul inoxidabil nu a fost ales degeaba – suportă cu ușurință temperaturi înalte, se curăță bine și nu se arde.

Pentru lucrare veți avea nevoie de:

• țeavă de oțel cu diametrul de 30 mm (pentru fabricarea a 8 segmente identice);
• fragment de țeavă de 50 mm (pentru canalul central);
• foaie metalică cu grosimea de 2 mm (pentru fabricarea a 2 plăci rotunde și a carcasei);
• o cutie de vopsea de 20 l (pentru adaptorul la coșul de fum).

De asemenea, este necesar să pregătiți unelte pentru tăierea și sudarea metalului.

Aceasta este una dintre cele mai bune variante de schimbător de căldură aerian pentru coșul de fum al sobei pentru garaj sau al încăperii anexe. Construcția poate fi simplificată, sudând în locul tuburilor despărțitori metalici, însă principiul de funcționare rămâne același: aerul încălzit din coșul de fum va fi o sursă suplimentară de căldură pentru încăpere.

Procesului de fabricare propriu-zis a coșului de fum pentru soba de tip burjui îi este dedicat articolul pe care vi-l recomandăm. Conducta de fum, chiar în timpul fabricării, este mai bine să fie dotată cu un schimbător de căldură.

Concluzii și material video util pe această temă

Câteva recomandări video vă vor ajuta să înțelegeți mai bine structura și principiul de funcționare al schimbătorului de căldură artizanal.

Video #1. Sfaturi pentru fabricarea modelului din țevi:

Video #2. Model din tablă ondulată de aluminiu:

Video #3. Varianta simplă din materiale la îndemână:

După cum vedeți, pentru a mări randamentul sobei din garaj, încăperea anexă sau saună, nu este necesar să cheltuiți bani pe aparate scumpe, ci puteți confecționa un dispozitiv eficient cu propriile mâini. Pentru lucru sunt necesare abilități de prelucrare a metalului și o schemă aproximativă de asamblare.

Știți cum să faceți o variantă originală de schimbător de căldură pentru instalarea pe un coș de fum cu propriile mâini? Apar întrebări în timp ce vă familiarizați cu informațiile prezentate sau aveți informații utile pentru vizitatorii site-ului și pentru noi? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos.