Les appareils de chauffage qui génèrent de la chaleur en raison de la combustion du combustible ne peuvent pas fonctionner normalement sans cheminée ou simplement sans cheminée. Par la cheminée, des produits de combustion toxiques sont rejetés dans l'atmosphère, qui sont dangereux pour la santé et la vie humaines. Cependant, avec les gaz d'échappement, une quantité assez importante de chaleur utile est évacuée dans la cheminée, qui pourrait encore servir à chauffer les locaux. Afin d'empêcher une chaleur précieuse de s'infiltrer dans la cheminée, un échangeur de chaleur spécial peut être installé, ce qui augmente considérablement l'efficacité du dispositif de génération de chaleur.
Principe de fonctionnement et conception
Actuellement, il existe différentes options pour les échangeurs de chaleur à cheminée, dont la conception et le principe de fonctionnement sont généralement similaires. L'échangeur de chaleur se compose d'un corps creux avec des tuyaux d'entrée et de sortie. Un mécanisme de "frein" est monté dans le carter pour les gaz d'échappement. En règle générale, il s'agit d'un système de vannes crantées montées sur l'essieu. Les registres peuvent être tournés, créant une cheminée en zigzag de différentes longueurs. Le réglage des vannes permet de définir le rapport d'échange thermique et de tirage le plus efficace dans la cheminée, sans violer les normes de sécurité pendant le fonctionnement. Il existe également des modèles plus simples d'échangeurs de chaleur, sans système de vanne variable.
La nécessité d'installer un échangeur de chaleur sur la cheminée et le principe de fonctionnement
Pour que l'air chaud ne soit pas gaspillé, un échangeur de chaleur est monté sur la cheminée
Les poêles de sauna modernes sont conçus pour que les appareils puissent atteindre la température maximale à l'intérieur de la chambre de combustion en peu de temps et la maintenir à ce niveau pendant une longue période. Pendant le fonctionnement, une quantité importante de chaleur inutilisée s'échappe par le tuyau de la cheminée. L'énergie thermique d'un tel plan convient au chauffage de l'eau ou des salles de chauffage situées à côté du hammam. Il est préférable d'utiliser la chaleur générée lors de la combustion du bois et de compléter l'appareil avec un échangeur de chaleur fabriqué en usine ou maison. Ces éléments pour chauffer l'eau sont divisés en trois types:
- serpentin pour une cheminée standard intégrée à l'intérieur de l'appareil de chauffage;
- un échangeur de chaleur pour une cheminée externe, chauffé à partir de la paroi du four;
- un circuit d'eau qui récupère l'énergie thermique des fumées.
La bobine est intégrée à la chambre de combustion et positionnée de manière à ce que le tube ne soit pas exposé à une flamme directe. Cet élément doit être placé sur le trajet des produits de combustion sortants, auquel cas il servira le plus longtemps possible et ne commencera pas à brûler. Dans les structures de ce type, l'eau se réchauffera assez rapidement, mais en même temps, l'appareil commencera à réduire la puissance de l'appareil de chauffage. L'appareil pour une utilisation en extérieur est de conception simple et abordable, mais il n'est pas très facile à entretenir et nécessite un réapprovisionnement constant en eau. Ces réservoirs sont suspendus sur les côtés de la chambre de combustion et chauffés par le rayonnement infrarouge de celui-ci.
La meilleure option est considérée comme les poêles de catégorie sauna avec échangeurs de chaleur sur la cheminée, qui sont des appareils de chauffage à circulation avec une capacité de 5 à 10 litres. À un élément de ce type, vous pouvez attacher une pièce avec un stockage à distance, dont le volume varie de 60 à 120 litres, en tenant compte des caractéristiques de puissance de l'appareil. Pendant le processus de chauffage, l'eau à l'intérieur du réservoir atteint la température requise.
Quel matériel doit être utilisé
Il est préférable de fabriquer un échangeur de chaleur pour une cheminée en acier inoxydable de qualité alimentaire. Même à des températures élevées, les paramètres physiques de ce métal ne changent pas, car les soudures sont assez fortes et le nickel, lorsqu'il réagit avec l'oxygène, crée un film protecteur résistant aux acides et aux sels.
Si nous parlons de l'utilisation du zinc, alors lorsqu'il est chauffé à 200 ° C, il commence à s'évaporer et à 500 ° C, la concentration de vapeurs dans l'air atteint un niveau critique pour l'homme. Mais si vous avez installé la galvanisation sur l'appareil et que, en même temps, il ne chauffe pas au-dessus de 200 ° C, vous n'avez pas à vous inquiéter. Et vous pouvez utiliser un matériau galvanisé, car il améliore le mélange de l'air autour de l'appareil. Et bien qu'un tel échangeur de chaleur ne soit pas prévu pour le chauffage constant de la pièce, afin de réchauffer rapidement, par exemple, un bain public ou un grenier, c'est une option appropriée.
L'auto-installation de l'échangeur de chaleur est assez facile et simple. Cet appareil peut être monté sur une cuisinière ordinaire puis maçonné, comme le four lui-même. La pose de briques peut également être effectuée sur le bord - la stabilité de la structure n'en souffrira pas.
Objectif et caractéristiques
L'échangeur de chaleur est conçu pour capter la chaleur de l'air chauffé circulant dans la cheminée. La conception de l'appareil dépend du diamètre et de la forme de la cheminée, du matériau utilisé pour créer l'échangeur de chaleur, de la puissance du dispositif générateur de chaleur et du caloporteur.
Les échangeurs de chaleur sont classés, en fonction du caloporteur, en liquide et en air. Les appareils de type air sont les plus faciles à fabriquer, mais ils ne sont pas les plus efficaces. De tels dispositifs nécessitent un meilleur matériau et de meilleures performances, mais sont plus efficaces que les dispositifs avec un réfrigérant à air.
Types d'échangeurs de chaleur
Lors de la sélection de l'appareil décrit, vous pouvez trouver des produits de différents types. Les échangeurs de chaleur en forme de serpentin sont les plus couramment utilisés. Les appareils en carton ondulé sont également populaires. De plus, de nombreuses personnes utilisent des produits dans lesquels l'air agit comme un liquide de refroidissement.
Par type de caloporteur, presque tous les appareils peuvent être divisés en ceux qui utilisent de l'air et les produits qui chauffent l'eau. Les dispositifs du premier type ont une structure plus simple, mais sont moins efficaces.
Si vous le souhaitez, vous pouvez créer de vos propres mains un échangeur de chaleur à installer sur une cheminée. Cela nécessitera des outils tels qu'une meuleuse et une machine à souder.
Échangeur de chaleur liquide
L'échangeur de chaleur standard utilisé avec le fluide caloporteur est un serpentin métallique avec un coefficient de conductivité thermique élevé en contraste direct avec la surface intérieure de la cheminée. Pour un meilleur transfert de chaleur et une meilleure sécurité, le serpentin est placé dans un boîtier métallique et bien isolé de l'intérieur avec une isolation incombustible, généralement de la laine de basalte.
La structure entière est montée sur la section de cheminée. Les extrémités du serpentin sont conduites à travers le corps de l'échangeur de chaleur et reliées au système de chauffage, au sommet duquel un vase d'expansion est placé. Le tube de cuivre recuit est le meilleur pour faire la bobine. De plus, un tel échangeur de chaleur, du fait de son coefficient de conductivité thermique élevé, aura des dimensions 7 fois plus petites qu'un dispositif en acier.
Le liquide se réchauffe et, en se dilatant, monte le long de la bobine, après quoi il s'écoule à travers le tuyau par gravité vers le radiateur de chauffage. Lorsqu'il pénètre dans le radiateur, le liquide chauffé déplace le liquide de refroidissement froid, qui se réchauffe à nouveau dans la bobine. Ainsi, la circulation naturelle de l'eau à travers le système est effectuée.Pour créer une circulation du liquide de refroidissement à travers le système, il est nécessaire de calculer avec précision la longueur et le diamètre de la bobine, de maintenir les angles d'inclinaison de l'alimentation et du retour, et bien plus encore. L'importance de ces calculs ne doit pas être sous-estimée, car un dispositif inopérant n'est tout simplement pas aussi grave que les conséquences d'un coup de bélier qui peut survenir lorsque le liquide de refroidissement bout.
Cependant, ce type d'échangeur de chaleur présente également ses inconvénients, à savoir:
- la complexité des calculs et de la fabrication;
- surveillance constante de la température et de la pression dans le système;
- débit élevé du liquide de refroidissement causé par l'évaporation du liquide du vase d'expansion. Et si de l'eau est utilisée, si le système n'est pas utilisé en hiver, le liquide doit être drainé;
- une diminution significative de la température des gaz d'échappement, ce qui peut entraîner une diminution de la poussée et une combustion incomplète du type de carburant utilisé.
Cependant, malgré ces lacunes, un tel échangeur de chaleur peut être réalisé de manière indépendante par toute personne sachant manipuler un outil et ayant au moins des connaissances scolaires en physique.
Échangeur de chaleur à air
Une structure similaire, qui est installée sur la cheminée d'un appareil de génération de chaleur, se compose généralement d'un boîtier métallique dans lequel plusieurs tuyaux d'entrée et de sortie sont montés. Le principe de fonctionnement de ce type d'échangeur de chaleur est assez simple.
Par le bas, selon le principe de la convection, l'air froid entrant dans les buses, après chauffage, quitte la partie supérieure de l'échangeur de chaleur directement dans la pièce chauffée. Ce principe de fonctionnement permet d'augmenter considérablement l'efficacité du dispositif de génération de chaleur et de réduire la consommation de carburant de 2 à 3 fois.
Il est assez simple de fabriquer indépendamment un échangeur de chaleur pour une cheminée, ayant une machine à souder, une meuleuse, des tuyaux métalliques de différents diamètres, le désir et la capacité de manipuler l'outil.
Matériel:
- tôle métallique 350x350x1 mm;
- un tuyau d'un diamètre d'un pouce et quart et d'une longueur de 2,4 m;
- un morceau de tuyau d'un diamètre de 50 mm;
- bidon métallique ou seau de 20 l d'huile moteur.
Fabrication:
- créer des pièces d'extrémité pour lesquelles vous devez découper des cercles dans une feuille de métal. Il faut que le diamètre des bouchons corresponde au diamètre du récipient préparé à l'avance;
- au milieu du bouchon, un trou est percé pour un tuyau central de 60 mm;
- marquez et coupez le long des bords de la circonférence des trous de tuyaux en un pouce et quart;
- il devrait y avoir deux de ces cercles;
- couper un tuyau d'un diamètre de 1¼ avec une meuleuse en 8 tuyaux égaux d'environ 30 cm de long;
- souder un morceau de tuyau de 300 mm d'un diamètre de 60 mm au trou central des bouchons;
- souder 8 sections de tuyau 1¼ autour de la circonférence;
Une construction similaire devrait sortir
Ensuite, vous devez fabriquer un corps d'échangeur de chaleur à partir du conteneur préparé. Cela nécessitera:
- couper le fond du récipient avec une machine de découpe;
- faites un trou au centre à partir des côtés du corps le long du diamètre de la cheminée;
- il est nécessaire de souder des tuyaux du diamètre correspondant aux trous latéraux du corps;
- Insérez le noyau préparé dans le boîtier et soudez-le au boîtier. La structure finie doit être peinte avec une peinture résistante à la chaleur.
Vous devez maintenant installer l'échangeur de chaleur sur le tuyau de cheminée et profiter de la chaleur.
Vous pouvez également regarder la vidéo de l'ensemble du processus de fabrication d'un échangeur de chaleur de vos propres mains.
Comment faire un convecteur de cheminée maison pour chauffer l'air? (+ vidéo détaillée)
Pour créer le convecteur le plus simple qui améliorera le chauffage de l'air dans la même pièce où se trouve la chaudière, vous aurez besoin de:
- Machine de soudage.
- Au moins 8 à 10 tubes en acier minces d'un diamètre d'environ 32 mm et d'une longueur d'environ 50 à 60 cm. Idéalement, prenez de l'acier inoxydable de qualité alimentaire. Pire, mais aussi l'acier galvanisé fera l'affaire.En forme - prennent généralement des tubes ronds, mais des sections carrées ou rectangulaires conviennent également.
L'installation se fait comme suit: ces tuyaux doivent être soudés en cercle autour de la cheminée, le plus près possible de la chambre de combustion.
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Ce type d'échangeur de chaleur est assez pratique et simple. Fondamentalement, la cheminée est enveloppée dans un tuyau en métal ou en cuivre, qui chauffe constamment et l'air qui la traverse devient rapidement chaud. Une spirale peut être soudée à la cheminée en utilisant un soudage semi-automatique ou à l'argon. Vous pouvez également le fixer avec de l'étain, après avoir préalablement dégraissé la cheminée avec de l'acide phosphorique.
