Quale scambiatore di calore installare per una stufa per sauna

I dispositivi di riscaldamento che generano calore a causa della combustione del combustibile non sono in grado di funzionare normalmente senza una canna fumaria o semplicemente una canna fumaria. Attraverso il camino, i prodotti della combustione tossici vengono scaricati nell'atmosfera, che sono pericolosi per la salute e la vita umana. Tuttavia, insieme ai gas di scarico, una quantità piuttosto elevata di calore utile viene trasportata nel camino, che potrebbe ancora servire a riscaldare i locali. Al fine di evitare la fuoriuscita di calore prezioso nel camino, è possibile installare uno speciale scambiatore di calore, che aumenta notevolmente l'efficienza del dispositivo generatore di calore.

Principio di funzionamento e design

Attualmente, ci sono diverse opzioni per gli scambiatori di calore del camino, il cui design e principio di funzionamento sono generalmente simili. Lo scambiatore di calore è costituito da un corpo cavo con tubi di ingresso e uscita. Un meccanismo di "freno" è montato nella carcassa per i gas di scarico. Tipicamente, questo è un sistema di valvole dentate montate sull'assale. Le serrande possono essere ruotate, creando un camino a zig-zag di diverse lunghezze. La regolazione delle valvole consente di impostare il rapporto più efficace tra scambio termico e tiraggio nel camino, senza violare gli standard di sicurezza durante il funzionamento. Esistono anche modelli più semplici di scambiatori di calore, senza un sistema di valvole variabili.

La necessità di installare uno scambiatore di calore sul camino e il principio di funzionamento

Affinché l'aria calda non venga sprecata, uno scambiatore di calore è montato sul camino

Le moderne stufe per sauna sono progettate in modo che i dispositivi possano raggiungere la temperatura massima all'interno del focolare in breve tempo e mantenerla a questo livello per lungo tempo. Durante il funzionamento, una quantità significativa di calore inutilizzato fuoriesce attraverso il tubo dal camino. L'energia termica di un tale piano è adatta per riscaldare l'acqua o riscaldare stanze situate vicino al bagno turco. È meglio utilizzare il calore generato durante la combustione della legna e integrare il dispositivo con uno scambiatore di calore di fabbrica o fatto in casa. Tali elementi per il riscaldamento dell'acqua sono divisi in tre tipi:

• serpentina per canna fumaria standard incorporata all'interno della stufa;
• uno scambiatore di calore per camino esterno, riscaldato dalla parete del forno;
• un circuito idrico che raccoglie l'energia termica dai fumi.

La serpentina è incorporata nel focolare e posizionata in modo che il tubo non sia esposto a fiamme dirette. Questo elemento deve essere posizionato nel percorso dei prodotti della combustione in uscita, nel qual caso servirà il più a lungo possibile e non inizierà a bruciare. In strutture di questo tipo, l'acqua si riscalderà abbastanza rapidamente, ma allo stesso tempo il dispositivo inizierà a ridurre la potenza del dispositivo per il riscaldamento. Il dispositivo per esterno è semplice nel design e conveniente, ma non è molto facile da mantenere e richiede un costante rifornimento di risorse idriche. Tali serbatoi sono sospesi dai lati del focolare e riscaldati dalla radiazione infrarossa da esso.

L'opzione migliore sono le stufe della categoria sauna con scambiatori di calore sul camino, che sono riscaldatori a flusso continuo con una capacità di 5-10 litri. A un elemento di questo tipo, è possibile collegare una parte con una memoria remota, il cui volume varia da 60-120 litri, tenendo conto delle caratteristiche di potenza del dispositivo. Durante il processo di riscaldamento, l'acqua all'interno del serbatoio raggiunge la temperatura richiesta.

Quale materiale dovrebbe essere usato

È meglio realizzare uno scambiatore di calore per un camino in acciaio inossidabile per uso alimentare. Anche ad alte temperature, i parametri fisici di questo metallo non cambiano, poiché le saldature sono piuttosto resistenti e il nichel, quando reagisce con l'ossigeno, crea un film protettivo resistente agli acidi e ai sali.

Se parliamo dell'uso dello zinco, quando viene riscaldato a 200 ° C, inizia ad evaporare ea 500 ° C la concentrazione di vapori nell'aria raggiunge un livello critico per l'uomo. Ma se hai installato la zincatura sul dispositivo e allo stesso tempo non si riscalda oltre i 200 ° C, non devi preoccuparti. E puoi usare materiale zincato, poiché migliora la miscelazione dell'aria intorno al dispositivo. E sebbene un tale scambiatore di calore non sia previsto per il riscaldamento costante della stanza, al fine di riscaldare rapidamente, ad esempio, uno stabilimento balneare o un attico, questa è un'opzione adatta.

L'autoinstallazione dello scambiatore di calore è abbastanza facile e semplice. Questo dispositivo può essere montato su una normale stufa e quindi murata, come il forno stesso. La posa dei mattoni può anche essere eseguita sul bordo: la stabilità della struttura non ne risentirà.

Scopo e caratteristiche

Lo scambiatore di calore è progettato per prelevare calore dall'aria riscaldata che circola nel camino. Il design del dispositivo dipende dal diametro e dalla forma del camino, dal materiale utilizzato per creare lo scambiatore di calore, dalla potenza del dispositivo di generazione di calore e dal vettore di calore.

Gli scambiatori di calore sono classificati, a seconda del vettore di calore, in liquido e aria. I dispositivi di tipo pneumatico sono i più facili da produrre, tuttavia non sono i più efficaci. Tali dispositivi richiedono materiali e prestazioni migliori, ma sono più efficienti dei dispositivi con refrigerante ad aria.

Tipi di scambiatori di calore

Durante la selezione del dispositivo descritto, puoi trovare prodotti di vario tipo. Gli scambiatori di calore a serpentina sono i più comunemente usati. Anche i dispositivi ondulati sono popolari. Inoltre, molte persone utilizzano prodotti in cui l'aria funge da refrigerante.

In base al tipo di portatore di calore, quasi tutti i dispositivi possono essere suddivisi in quelli che utilizzano aria e prodotti che riscaldano l'acqua. I dispositivi del primo tipo hanno una struttura più semplice, ma sono meno efficienti.

Se lo desideri, puoi creare uno scambiatore di calore per l'installazione su un camino con le tue mani. Ciò richiederà strumenti come una smerigliatrice e una saldatrice.

Scambiatore di calore liquido

Lo scambiatore di calore standard utilizzato con fluido termovettore è una serpentina metallica con un elevato coefficiente di conducibilità termica in diretto contrasto con la superficie interna del camino. Per una migliore trasmissione del calore e sicurezza, la bobina è collocata in una custodia metallica e ben isolata dall'interno con un isolamento non combustibile, solitamente lana di basalto.

L'intera struttura è montata sulla sezione del camino. Le estremità della batteria vengono fatte uscire attraverso il corpo dello scambiatore di calore e collegate all'impianto di riscaldamento, alla cui sommità è posto un vaso di espansione. Il tubo di rame ricotto è il migliore per realizzare la bobina. Inoltre, un tale scambiatore di calore, a causa del suo alto coefficiente di conduttività termica, avrà dimensioni 7 volte più piccole di un dispositivo in acciaio.

Il liquido si riscalda e, espandendosi, sale lungo la serpentina, dopodiché scorre attraverso il tubo per gravità fino al radiatore di riscaldamento. Quando entra nel radiatore, il liquido riscaldato sposta il refrigerante freddo, che si riscalda nuovamente nella serpentina. Pertanto, viene eseguita la circolazione naturale dell'acqua attraverso il sistema.Per creare una circolazione del liquido di raffreddamento attraverso il sistema, è necessario calcolare con precisione la lunghezza e il diametro della bobina, mantenere gli angoli di inclinazione della mandata e del ritorno e molto altro ancora. Il significato di questi calcoli non deve essere sottovalutato, poiché un dispositivo non funzionante semplicemente non è così grave come le conseguenze di un colpo d'ariete che può verificarsi quando il liquido di raffreddamento bolle.

Tuttavia, questo tipo di scambiatore di calore ha anche i suoi svantaggi, vale a dire:

• la complessità dei calcoli e della produzione;
• monitoraggio costante della temperatura e della pressione nell'impianto;
• elevata portata del liquido di raffreddamento causata dall'evaporazione del liquido dal vaso di espansione. E se viene utilizzata acqua, se il sistema non viene utilizzato in inverno, il liquido deve essere drenato;
• una significativa diminuzione della temperatura dei gas di scarico, che può causare una diminuzione della spinta e una combustione incompleta del tipo di carburante utilizzato.

Tuttavia, nonostante queste carenze, un tale scambiatore di calore può essere realizzato indipendentemente da qualsiasi persona che sappia come maneggiare uno strumento e abbia almeno una conoscenza scolastica di fisica.

Scambiatore di calore ad aria

Una struttura simile, che è installata sul camino di un dispositivo di generazione di calore, di regola, è costituita da una custodia metallica, in cui sono montati diversi tubi di ingresso e uscita. Il principio di funzionamento di questo tipo di scambiatore di calore è abbastanza semplice.

Dal basso, secondo il principio della convezione, l'aria fredda in ingresso negli ugelli, dopo il riscaldamento, lascia la parte superiore dello scambiatore di calore direttamente nell'ambiente riscaldato. Questo principio di funzionamento consente di aumentare significativamente l'efficienza del dispositivo di generazione di calore e ridurre il consumo di carburante di 2-3 volte.

È abbastanza semplice realizzare autonomamente uno scambiatore di calore per un camino, avere una saldatrice, una smerigliatrice, tubi metallici di vari diametri, desiderio e capacità di maneggiare lo strumento.

Materiale:

• lamiera 350x350x1 mm;
• un tubo con un diametro di un pollice e un quarto e una lunghezza di 2,4 m;
• un pezzo di tubo con un diametro di 50 mm;
• contenitore di metallo o secchio da 20 l di olio motore.

Produzione:

1. creare parti terminali, per le quali è necessario tagliare cerchi da un foglio di metallo. È necessario che il diametro dei tappi corrisponda al diametro del contenitore preparato in anticipo;
2. al centro del tappo è ricavato un foro per un tubo centrale da 60 mm;
3. segnare e tagliare lungo i bordi della circonferenza dei fori dei tubi in un pollice e un quarto;
4. dovrebbero esserci due di questi cerchi;
5. tagliare un tubo del diametro di 1¼ con una smerigliatrice in 8 tubi uguali lunghi circa 30 cm;
6. saldare al foro centrale dei tasselli un pezzo di tubo da 300 mm di diametro 60 mm;
7. saldare 8 sezioni di 1¼pipe attorno alla circonferenza;

Dovrebbe uscire una costruzione simile

Successivamente, è necessario creare un corpo dello scambiatore di calore dal contenitore preparato. Ciò richiederà:

1. tagliare il fondo del contenitore con una macchina da taglio;
2. fare un foro al centro dai lati del corpo lungo il diametro del camino;
3. è necessario saldare tubi del diametro corrispondente ai fori laterali del corpo;
4. Inserire l'anima preparata nell'alloggiamento e saldarlo all'alloggiamento. La struttura finita deve essere verniciata con vernice resistente al calore.

Ora è necessario installare lo scambiatore di calore sul tubo del camino e godersi il calore.

Puoi anche guardare il video dell'intero processo di creazione di uno scambiatore di calore con le tue mani.

Come fare un termoconvettore a camino fatto in casa per riscaldare l'aria? (+ video dettagliato)

Per creare il termoconvettore più semplice che migliorerà il riscaldamento dell'aria nella stessa stanza in cui si trova la caldaia, avrai bisogno di:

1. Saldatrice.
2. Almeno 8-10 tubi di acciaio sottili con un diametro di circa 32 mm e una lunghezza di circa 50-60 cm Idealmente, prendere acciaio inossidabile per uso alimentare. Peggio, ma anche l'acciaio zincato andrà bene.In forma - di solito prendono tubi tondi, ma sono adatte anche sezioni quadrate o rettangolari.

L'installazione viene eseguita come segue: questi tubi devono essere saldati in cerchio attorno al camino, il più vicino possibile al focolare.

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Tromba su stagno

Questo tipo di scambiatore di calore è abbastanza pratico e semplice. Fondamentalmente, il camino è avvolto in un tubo metallico o di rame, che si riscalda costantemente e l'aria che si muove attraverso di esso diventa rapidamente calda. Una spirale può essere saldata al camino mediante saldatura semiautomatica o ad argon. Puoi anche fissarlo con lo stagno, avendo precedentemente sgrassato il camino con acido fosforico.