Un intercanviador de calor de fabricació pròpia servirà com a "cor" del sistema de calefacció de la llar

L’element principal de qualsevol dels sistemes de calefacció és un dispositiu especial: un intercanviador de calor per escalfar una casa, en el qual la calor es transmet del generador de calor al refrigerant. Al mercat modern es presenten un gran nombre de calderes de calefacció diferents, però tota la seva varietat no limita la imaginació dels artesans domèstics en termes de producció independent d’aquests dispositius. Al nostre article, es demanarà als lectors que esbrinin per a què es necessita un intercanviador de calor en un sistema de calefacció, com fer-ho vosaltres mateixos i com connectar-lo.

Funció d’intercanviador de calor al sistema de calefacció

En els sistemes de calefacció per aire domèstic, els intercanviadors de calor superficials del sistema de calefacció s’utilitzen més sovint, on l’energia calorífica es transfereix a través de les superfícies de les parets metàl·liques del dispositiu.

El principi de la calefacció mitjançant un bescanviador de calor s’aplica de forma més completa en el disseny de calderes de gas, combustible sòlid o elèctriques. L’aigua circula per les canonades doblegades en forma de bobina, instal·lada a l’interior de la unitat de calefacció, i s’escalfa per la temperatura del combustible que es crema. El refrigerant escalfat entra a la canonada del sistema de calefacció i l’aigua refrigerada dels radiadors entra a l’intercanviador de calor per substituir-la.

Fins ara, a moltes cases individuals, els fogons continuen sent la font tradicional de calor. És bo per escalfar una cabana petita, però en una casa rural de diverses habitacions la seva potència tèrmica és insuficient. Per tant, en una casa privada, cal un intercanviador de calor al sistema de calefacció per convertir l’estufa en una caldera de calefacció d’aigua de ple dret. La mida i la forma d’un intercanviador de calor casolà per escalfar hauria d’adaptar-se a les dimensions de la cambra de combustible del forn. Es poden connectar canonades i radiadors a aquest dispositiu i, per tant, la calefacció de la casa serà més eficient.

Tipus d’intercanviadors de calor

Els intercanviadors de calor per a aigua per escalfar són més pràctics. Això es deu al fet que l’aigua transfereix energia calorífica molt millor que l’aire. Tot i així, també s’utilitza un bescanviador de calor d’aire per escalfar. A més d’aigua i aire, també s’utilitza un bescanviador de calor per a la xemeneia de calefacció, que s’instal·la no a l’interior, sinó a l’exterior.

Tots els dispositius de calefacció industrials estan equipats amb intercanviadors de calor, el disseny dels quals s’adapta al màxim per a un escalfament eficient de l’aigua.

A la fàbrica, els intercanviadors de calor són de coure. La canonada és una bobina, a través dels revolts de la qual hi ha moltes plaques, que proporcionen una gran àrea d'intercanvi de calor.

És gairebé impossible construir un intercanviador de calor casolà per escalfar a casa, de manera que sigui exactament igual que un de fàbrica. Per tant, haureu de triar una opció més senzilla.

Disseny del sistema

El principi de funcionament d’un intercanviador de calor casolà és que l’estufa li transfereix energia a partir de la combustió de la fusta o el carbó i l’aigua escalfada es dispersa a través de les canonades a totes les habitacions. Aquest mètode d’escalfament permet als habitants de la casa gaudir d’una distribució uniforme de la calor. A més, totes les habitacions s’escalfen molt més ràpidament i es redueixen els costos del combustible.

Hi ha dues maneres de millorar la calefacció dels fogons d’una casa particular:

• construir un forn "des de zero" per a una mida específica de l'intercanviador de calor;
• instal·leu un intercanviador de calor casolà, fet per adaptar-se a la mida de la llar de foc, al forn existent.

Després d’haver fet un intercanviador de calor per escalfar amb les seves pròpies mans, el propietari pot estar segur que la seva estufa amb circuit d’aigua no funcionarà pitjor que una autèntica caldera de combustible sòlid. L’única diferència és que a l’estufa, la ubicació de l’entrada de l’intercanviador de calor resultarà ser lleugerament superior per sobre del terra que a les calderes de fàbrica. Es tracta d’una diferència força significativa que pot afectar la velocitat de circulació natural del refrigerant.

La connexió de l'intercanviador de calor al sistema de calefacció s'ha de fer de manera que la canonada de subministrament d'aigua freda (retorn) estigui el més baixa possible.

Igual que en un sistema de calefacció convencional, cal instal·lar un tanc d’expansió a la part superior de les canonades. Compensarà el canvi del volum d’aigua escalfada i alliberarà bombolles d’aire del sistema. Si l'escalfament a través d'un intercanviador de calor de circulació natural no és suficient per escalfar una casa gran, haureu d'instal·lar una bomba de circulació al sistema.

Per connectar un intercanviador de calor casolà per a la calefacció, s’utilitzen 2 accessoris: un a la part inferior (entrada d’aigua freda) i l’altre a la part superior (sortida de calor). En instal·lar l'intercanviador de calor, cal proporcionar el pendent necessari de les canonades, tal com requereix l'esquema.

Avantatges de la calefacció amb un intercanviador de calor

Si enteneu per què necessiteu un intercanviador de calor en un sistema de calefacció, podeu veure alguns avantatges clars:

1. Facilitat de fabricació. Si ja hi ha una estufa a la casa, haurà de gastar només en fer un intercanviador de calor casolà i instal·lar un sistema de calefacció.
2. Calefacció combinada. A més d’escalfar la casa des de la superfície de l’estufa, s’afegirà un sistema de calefacció d’aigua.
3. Varietat de combustibles. Podeu escalfar l’estufa amb qualsevol font d’energia sòlida, a diferència de les calderes que es centren només en un determinat tipus de combustible.
4. Bon aspecte. És útil conservar l’aspecte tradicional de l’estufa russa quan es crea un interior a l’estil nacional.

Entre els desavantatges de la calefacció mitjançant un bescanviador de calor es troben: una eficiència menys alta en comparació amb les calderes de fàbrica i la manca de control automàtic sobre la intensitat de calefacció del refrigerant.

Com fer un intercanviador de calor casolà

La forma d’un bescanviador de calor per a la calefacció de bricolatge pot ser diferent. L'opció més comuna és un registre de diverses canonades d'acer o coure, però també s'utilitzen mostres tipus placa.

La temperatura a la zona de combustió és molt elevada, especialment quan es crema carbó. Per tant, s’imposen majors requisits al metall a partir del qual es fabricaran els elements de l’intercanviador de calor, la racionalitat del seu disseny i la qualitat de les soldadures.

Materials per a la fabricació

La tasca dels intercanviadors de calor d’aigua per escalfar és proporcionar una transferència de calor òptima i, en aquest procés, el grau de conductivitat tèrmica del metall és important. Per exemple, una canonada d’acer condueix la calor 7 vegades menys que una canonada de coure. Per tant, amb el mateix diàmetre de canonada, per transferir la mateixa quantitat de calor, caldran 25 metres de canonada d’acer en lloc de 3,5 metres de coure.

Els intercanviadors de calor de coure són els més econòmics d’operar, però també són cars. Els intercanviadors de calor fets amb una canonada d’acer amb un diàmetre d’almenys 32 mm es consideren més assequibles per a l’autoproducció.

Si se suposa que calenta l'estufa amb carbó, és millor instal·lar un intercanviador de calor de ferro colat. Aquest metall és més resistent i les parets del dispositiu no es cremaran durant molt de temps.

Càlcul de potència de l'intercanviador de calor

És bastant difícil calcular per endavant la capacitat d’un intercanviador de calor per a un sistema de calefacció. Per fer-ho, heu de tenir en compte massa factors: diàmetre de la canonada, longitud de la bobina, conductivitat tèrmica metàl·lica, temperatura de combustió del combustible, velocitat de circulació del refrigerant, etc. després que el sistema de calefacció comenci a funcionar.

Quan es calcula, es pot guiar que 1 metre d’una canonada amb un diàmetre de 50 mm, que serveix d’intercanviador de calor, donarà 1 kW de potència tèrmica.

Podeu prendre, per exemple, qualsevol model de caldera conegut i, d'acord amb els seus paràmetres, fabricar el vostre propi intercanviador de calor casolà.

Funcions de disseny

Un intercanviador de calor per escalfar l’aigua d’una casa, soldat a partir de canonades de parets llises, s’anomena registre. Sembla una mena de "gelosia" i és la forma més popular d'intercanviador de calor casolà. A més d’aquest disseny, es fabriquen dispositius més senzills en forma de dipòsit rectangular o cilíndric. El més important és que la superfície per a l’intercanvi de calor és la més gran possible.

En fer un intercanviador de calor amb les seves pròpies mans, s’han de respectar diverses condicions:

• l'amplada dels buits interns de l'intercanviador de calor ha de ser com a mínim de 5 mm, en cas contrari l'aigua que hi pot bullir;
• el gruix de la paret de les canonades ha de ser com a mínim de 3 mm perquè el metall no es cremi;
• un espai de 10 a 15 mm entre l'intercanviador de calor i les parets del forn ha de compensar l'expansió del metall durant l'escalfament.

Funcions d’instal·lació

La forma més senzilla és instal·lar l'intercanviador de calor simultàniament amb la construcció del forn. Si l’instal·leu en un forn antic, haureu de desmuntar part de la seva obra.

Procediment:

1. Sobre la base preparada del forn, s’instal·la un intercanviador de calor tubular directament a la cavitat del forn.
2. Amb la col.locació posterior de les files de maons, queda espai per a les canonades d’entrada i sortida del dispositiu.
3. Després de completar la col·locació del forn, l'intercanviador de calor es connecta al sistema de calefacció, el sistema s'omple d'aigua i es dispara un forn de prova.

El material de vídeo us convida a familiaritzar-vos amb consells útils per fabricar un intercanviador de calor:

Fins ara, només hem parlat d’intercanviadors de calor en un sistema de calefacció d’aigua calenta. Fixem-nos en altres àrees de la seva aplicació.

Calefacció per aire

Si caracteritzem el sistema de calefacció per aire, podem dir que té més desavantatges que avantatges. Els intercanviadors de calor d’aire per a calefacció no s’utilitzen àmpliament al sector residencial privat, encara no s’han convertit en un lloc habitual.

L’avantatge d’aquest sistema és la possibilitat de combinar calefacció amb ventilació forçada. No obstant això, possibles errors en el seu disseny i instal·lació poden minimitzar els avantatges. Es pot sentir soroll del ventilador als conductes d’aire i el desequilibri de temperatura es nota a les habitacions.

Hi ha intercanviadors de calor per escalfar aire tant per a calefacció directa com indirecta. En el primer d'ells, el gas o el gasoil es cremen directament al propi intercanviador de calor. Altres models utilitzen un mitjà de calefacció intermedi.

Intercanviador de calor per xemeneies

A les dachas i als banys dels "artesans populars" es pot veure un bescanviador de calor d’aigua o aire casolà instal·lat a la xemeneia d’una petita estufa. Resulta molt rendible: la calor no desapareix amb fum i una part s’utilitza per escalfar aigua.

Si instal·leu un bescanviador de calor a la xemeneia per escalfar-la, podeu obtenir una quantitat d’aigua calenta força gran. Per descomptat, això no és suficient per escalfar tota la casa, però n’hi ha prou amb posar un o dos radiadors al vestidor. Podeu utilitzar un intercanviador de calor per a la xemeneia tant per escalfar com per escalfar ràpidament aigua al bany.

Aquest dispositiu pot ser molt senzill de fabricar. Com a base, podeu agafar un tros d’una canonada gran amb un diàmetre de 500-700 mm o soldar un dipòsit d’acer inoxidable. Al centre de l’estructura hi haurà una canonada vertical que correspon al diàmetre de la xemeneia i s’hauran de soldar dues canonades a la part superior i inferior.

En donar la seva temperatura a l’intercanviador de calor, els productes de combustió que surten del forn es refreden ràpidament. A causa d’això, la corrent d’aire de la xemeneia disminueix i la combustió del combustible s’alenteix una mica.

Fer un bescanviador de calor per escalfar amb les vostres pròpies mans pot ser una manera d’organitzar escalfament complet d’aigua en una casa sense comprar equips cars.