أجهزة التسخين التي تولد الحرارة بسبب احتراق الوقود غير قادرة على العمل بشكل طبيعي بدون مدخنة أو مجرد مدخنة. من خلال المدخنة ، يتم تصريف منتجات الاحتراق السامة في الغلاف الجوي ، والتي تشكل خطورة على صحة الإنسان وحياته. ومع ذلك ، جنبًا إلى جنب مع غازات العادم ، يتم نقل كمية كبيرة من الحرارة المفيدة بعيدًا إلى المدخنة ، والتي لا تزال تعمل على تسخين المبنى. من أجل منع تسرب الحرارة الثمينة إلى المدخنة ، يمكن تركيب مبادل حراري خاص ، مما يزيد بشكل كبير من كفاءة جهاز توليد الحرارة.
مبدأ العمل والتصميم
حاليًا ، هناك خيارات مختلفة لمبادلات حرارة المداخن ، التصميم ومبدأ التشغيل متشابهان بشكل عام. يتكون المبادل الحراري من جسم مجوف به أنابيب مدخل ومخرج. يتم تثبيت آلية "الفرامل" في غلاف غازات العادم. عادةً ما يكون هذا نظامًا من الصمامات المسننة المثبتة على المحور. يمكن تدوير المخمدات لإنشاء مدخنة متعرجة بأطوال مختلفة. يتيح ضبط الصمامات ضبط النسبة الأكثر فعالية للتبادل الحراري والجو في المدخنة ، مع عدم انتهاك معايير السلامة أثناء التشغيل. هناك أيضًا نماذج أبسط من المبادلات الحرارية ، بدون نظام صمام متغير.
الحاجة إلى تركيب مبادل حراري على المدخنة ومبدأ التشغيل
حتى لا يضيع الهواء الدافئ ، يتم تركيب مبادل حراري على المدخنة
تم تصميم مواقد الساونا الحديثة بحيث يمكن للأجهزة الوصول إلى أقصى درجة حرارة داخل صندوق الاحتراق في وقت قصير وإبقائها على هذا المستوى لفترة طويلة. أثناء التشغيل ، تتسرب كمية كبيرة من الحرارة غير المستخدمة عبر الأنبوب من المدخنة. الطاقة الحرارية لمثل هذه الخطة مناسبة لتسخين المياه أو غرف التدفئة الموجودة بجوار غرفة البخار. من الأفضل استخدام الحرارة المتولدة أثناء احتراق الخشب ، وتكميل الجهاز بمبادل حراري مصنع أو محلي الصنع. تنقسم عناصر تسخين المياه إلى ثلاثة أنواع:
- ملف لمدخنة قياسية مدمجة داخل السخان ؛
- مبادل حراري لمدخنة خارجية ، يتم تسخينه من جدار الفرن ؛
- دائرة مائية تجمع الطاقة الحرارية من غازات المداخن.
يتم تضمين الملف في صندوق الاحتراق ويتم وضعه بحيث لا يتعرض الأنبوب للهب المباشر. يجب وضع هذا العنصر في مسار نواتج الاحتراق الصادرة ، وفي هذه الحالة سيعمل لأطول فترة ممكنة ولن يبدأ في الاحتراق. في الهياكل من هذا النوع ، سوف يسخن الماء بسرعة كافية ، ولكن في نفس الوقت سيبدأ الجهاز في تقليل طاقة الجهاز للتدفئة. الجهاز للاستخدام في الهواء الطلق بسيط في التصميم والقدرة على تحمل التكاليف ، ولكن ليس من السهل صيانته ويتطلب تجديدًا مستمرًا لإمدادات المياه. يتم تعليق هذه الخزانات من جوانب صندوق الاحتراق وتسخينها بواسطة الأشعة تحت الحمراء منه.
يعتبر الخيار الأفضل هو مواقد فئة الساونا مع مبادلات حرارية على المدخنة ، وهي عبارة عن سخانات تتدفق من خلال سعة 5-10 لترات. لعنصر من هذا النوع ، يمكنك إرفاق جزء بوحدة تخزين عن بُعد ، يتراوح حجمها من 60 إلى 120 لترًا ، مع مراعاة خصائص طاقة الجهاز. أثناء عملية التسخين ، يصل الماء داخل الخزان إلى درجة الحرارة المطلوبة.
ما هي المواد التي يجب استخدامها
من الأفضل عمل مبادل حراري للمدخنة من الفولاذ المقاوم للصدأ بدرجة الطعام. حتى في درجات الحرارة العالية ، لا تتغير المعلمات الفيزيائية لهذا المعدن ، لأن اللحامات قوية جدًا ، والنيكل ، عند تفاعله مع الأكسجين ، يخلق طبقة واقية مقاومة للأحماض والأملاح.
إذا تحدثنا عن استخدام الزنك ، فعند تسخينه إلى 200 درجة مئوية ، يبدأ في التبخر ، وعند 500 درجة مئوية ، يصل تركيز الأبخرة في الهواء إلى مستوى حرج للبشر. ولكن إذا قمت بتثبيت الجلفنة على الجهاز ، وفي نفس الوقت لا تسخن فوق 200 درجة مئوية ، فلا داعي للقلق. ويمكنك استخدام مادة مجلفنة ، حيث إنها تعزز اختلاط الهواء حول الجهاز. وعلى الرغم من عدم توفير مثل هذا المبادل الحراري للتدفئة المستمرة للغرفة ، ولكن من أجل التسخين السريع ، على سبيل المثال ، الحمام أو العلية ، يعد هذا خيارًا مناسبًا.
التثبيت الذاتي للمبادل الحراري سهل وبسيط للغاية. يمكن تركيب هذا الجهاز على موقد عادي ثم طوبه ، مثل الفرن نفسه. يمكن أيضًا وضع الطوب على الحافة - لن يتأثر استقرار الهيكل.
الغرض والميزات
تم تصميم المبادل الحراري لأخذ الحرارة من الهواء الساخن المتداول في المدخنة. يعتمد تصميم الجهاز على قطر وشكل المدخنة ، والمواد المستخدمة في إنشاء المبادل الحراري ، وقوة جهاز توليد الحرارة وحامل الحرارة.
تصنف المبادلات الحرارية ، حسب الناقل الحراري ، إلى سائل وهواء. الأجهزة من النوع الهوائي هي الأسهل في التصنيع ، لكنها ليست الأكثر فاعلية. تتطلب مثل هذه الأجهزة مواد وأداء أفضل ، ولكنها أكثر كفاءة من الأجهزة التي تحتوي على مبرد هواء.
أنواع المبادلات الحرارية
أثناء اختيار الجهاز الموصوف ، يمكنك العثور على منتجات من أنواع مختلفة. تستخدم المبادلات الحرارية على شكل ملفوف بشكل شائع. الأجهزة المموجة شائعة أيضًا. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الكثير من الناس المنتجات التي يعمل فيها الهواء كمبرد.
حسب نوع الناقل الحراري ، يمكن تقسيم جميع الأجهزة تقريبًا إلى تلك التي تستخدم الهواء والمنتجات التي تسخن الماء. الأجهزة من النوع الأول لها هيكل أبسط ، لكنها أقل كفاءة.
إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك إنشاء مبادل حراري للتركيب على مدخنة بيديك. سيتطلب ذلك أدوات مثل المطحنة وآلة اللحام.
مبادل حراري سائل
المبادل الحراري القياسي المستخدم مع سائل نقل الحرارة عبارة عن ملف معدني ذو معامل توصيل حراري عالي في تباين مباشر مع السطح الداخلي للمدخنة. لتحسين نقل الحرارة وأمانها ، يتم وضع الملف في علبة معدنية ومعزول جيدًا من الداخل مع عزل غير قابل للاحتراق ، وعادة ما يكون صوف البازلت.
تم تركيب الهيكل بأكمله على قسم المدخنة. يتم إخراج نهايات الملف من خلال جسم المبادل الحراري ومتصلة بنظام التدفئة ، حيث يتم وضع خزان التمدد في الجزء العلوي منه. الأنبوب النحاسي الملدّن هو الأفضل لصنع الملف. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مثل هذا المبادل الحراري ، نظرًا لمعاملته العالية للتوصيل الحراري ، سيكون له أبعاد أصغر 7 مرات من الجهاز المصنوع من الفولاذ.
يسخن السائل ، ويتمدد ، يرتفع على طول الملف ، وبعد ذلك يتدفق عبر الأنبوب عن طريق الجاذبية إلى مشعاع التسخين. عندما يدخل المبرد ، يقوم السائل الساخن بإزاحة المبرد البارد ، والذي يسخن مرة أخرى في الملف. وبالتالي ، يتم إجراء الدوران الطبيعي للمياه من خلال النظام.لإنشاء دوران سائل التبريد من خلال النظام ، يلزم حساب طول وقطر الملف بدقة ، والحفاظ على زوايا ميل الإمداد والعودة ، وغير ذلك الكثير. لا ينبغي التقليل من أهمية هذه الحسابات ، لأن الجهاز غير الفعال ليس سيئًا مثل عواقب المطرقة المائية التي يمكن أن تحدث عندما يغلي المبرد.
ومع ذلك ، فإن هذا النوع من المبادلات الحرارية له أيضًا عيوبه ، وهي:
- تعقيد العمليات الحسابية والتصنيع ؛
- المراقبة المستمرة لدرجة الحرارة والضغط في النظام ؛
- ارتفاع معدل التدفق لسائل التبريد الناتج عن تبخر السائل من خزان التمدد. وإذا تم استخدام الماء ، فعند عدم استخدام النظام في الشتاء ، يجب تصريف السائل ؛
- انخفاض كبير في درجة حرارة غازات العادم ، مما قد يؤدي إلى انخفاض الدفع والاحتراق غير الكامل لنوع الوقود المستخدم.
ومع ذلك ، على الرغم من أوجه القصور هذه ، يمكن صنع مثل هذا المبادل الحراري بشكل مستقل من قبل أي شخص يعرف كيفية التعامل مع أداة ولديه على الأقل معرفة مدرسية بالفيزياء.
مبادل حراري للهواء
يتكون الهيكل المماثل ، المثبت على مدخنة جهاز توليد الحرارة ، كقاعدة عامة ، من علبة معدنية ، يتم فيها تركيب العديد من أنابيب المدخل والمخرج. مبدأ تشغيل هذا النوع من المبادلات الحرارية بسيط للغاية.
من الأسفل ، وفقًا لمبدأ الحمل الحراري ، يدخل الهواء البارد إلى الفتحات ، بعد التسخين ، يترك الجزء العلوي من المبادل الحراري مباشرة إلى الغرفة الساخنة. يتيح مبدأ التشغيل هذا زيادة كفاءة جهاز توليد الحرارة بشكل كبير وتقليل استهلاك الوقود بمقدار 2-3 مرات.
من السهل جدًا إنشاء مبادل حراري للمدخنة بشكل مستقل ، مع وجود آلة لحام ، وطاحونة ، وأنابيب معدنية بأقطار مختلفة ، والرغبة والقدرة على التعامل مع الأداة.
مادة:
- صفائح معدنية 350x350x1 مم ؛
- أنبوب يبلغ قطره بوصة وربع وطوله 2.4 متر ؛
- قطعة من الأنابيب بقطر 50 مم ؛
- حاوية معدنية أو دلو 20 لترًا من زيت المحرك.
تصنيع:
- قم بإنشاء أجزاء نهائية ، والتي تحتاج إلى قطع دوائر من ورقة معدنية. من الضروري أن يتوافق قطر المقابس مع قطر الحاوية المعدة مسبقًا ؛
- في منتصف القابس ، يتم قطع فتحة لأنبوب مركزي 60 مم ؛
- تعليم وقطع على طول حواف محيط فتحات الأنابيب بوصة وربع ؛
- يجب أن تكون هناك دائرتان من هذا القبيل ؛
- قطع أنبوب بقطر 1¼ مع مطحنة إلى 8 أنابيب متساوية يبلغ طولها حوالي 30 سم ؛
- لحام قطعة من الأنابيب 300 مم بقطر 60 مم في الفتحة المركزية للقوابس ؛
- لحام 8 أقسام من 1¼ أنبوب حول المحيط ؛
يجب أن يخرج بناء مماثل
بعد ذلك ، تحتاج إلى إنشاء جسم مبادل حراري من الحاوية المعدة. سيتطلب ذلك:
- قطع الجزء السفلي من الحاوية بآلة القطع ؛
- اصنع ثقبًا في الوسط من جانبي الجسم على طول قطر المدخنة ؛
- من الضروري لحام الأنابيب ذات القطر المقابل للفتحات الجانبية للجسم ؛
- أدخل اللب المحضر في الغلاف ولحمه بالغلاف. يجب طلاء الهيكل النهائي بطلاء مقاوم للحرارة.
أنت الآن بحاجة إلى تثبيت المبادل الحراري على أنبوب المدخنة والاستمتاع بالدفء.
يمكنك أيضًا مشاهدة الفيديو الخاص بالعملية الكاملة لصنع مبادل حراري بيديك.
كيفية صنع مسخن مدخنة منزلي لتسخين الهواء؟ (+ فيديو مفصل)
لإنشاء أبسط مسخن من شأنه تحسين تسخين الهواء في نفس الغرفة التي يوجد بها المرجل ، ستحتاج إلى:
- آلة لحام.
- ما لا يقل عن 8-10 أنابيب فولاذية رفيعة بقطر حوالي 32 مم وطول حوالي 50-60 سم. والأسوأ من ذلك ، أن الفولاذ المجلفن سيفي بالغرض.في الشكل - عادة ما تأخذ أنابيب دائرية ، ولكن المقاطع المربعة أو المستطيلة مناسبة أيضًا.
يتم التثبيت على النحو التالي: يجب أن يتم لحام هذه الأنابيب في دائرة حول المدخنة ، في أقرب مكان ممكن من صندوق الاحتراق.
نظرة عامة على مداخن فورانفليكس بوليمر: الخصائص والإيجابيات والسلبيات
كيفية تنظيف المدخنة من السخام بقشور البطاطس؟
وظائف مماثلة
البوق على القصدير
هذا النوع من المبادلات الحرارية عملي وبسيط للغاية. في الأساس ، يتم لف المدخنة بأنبوب معدني أو نحاسي ، والذي يسخن باستمرار ويصبح الهواء المتحرك خلاله دافئًا بسرعة. يمكن لحام اللولب بالمدخنة باستخدام اللحام شبه الأوتوماتيكي أو اللحام بالأرجون. يمكنك أيضًا إصلاحه بالقصدير ، بعد أن أزلت المدخنة مسبقًا بحمض الفوسفوريك.
