Các thiết bị sưởi tạo ra nhiệt do quá trình đốt cháy nhiên liệu không thể hoạt động bình thường nếu không có hệ thống ống khói hoặc đơn giản là ống khói. Thông qua ống khói, các sản phẩm cháy độc hại được thải vào khí quyển, gây nguy hiểm đến sức khỏe và tính mạng con người. Tuy nhiên, cùng với khí thải, một lượng nhiệt hữu ích khá lớn được chuyển vào ống khói, vẫn có thể dùng để sưởi ấm cơ sở. Để ngăn nhiệt lượng quý giá rò rỉ vào ống khói, bạn có thể lắp đặt một bộ trao đổi nhiệt đặc biệt, giúp tăng đáng kể hiệu quả của thiết bị tạo nhiệt.
Nguyên lý làm việc và thiết kế
Hiện nay, có nhiều lựa chọn khác nhau cho các bộ trao đổi nhiệt ống khói, thiết kế và nguyên lý hoạt động của chúng nói chung là tương tự nhau. Bộ trao đổi nhiệt bao gồm một thân rỗng với các ống dẫn vào và ra. Một cơ cấu "phanh" được gắn trong vỏ cho khí thải. Thông thường, đây là một hệ thống van có khía gắn trên trục. Các bộ giảm chấn có thể được xoay, tạo ra một ống khói ngoằn ngoèo có độ dài khác nhau. Việc điều chỉnh các van giúp thiết lập tỷ lệ trao đổi nhiệt và gió lùa hiệu quả nhất trong ống khói, đồng thời không vi phạm các tiêu chuẩn an toàn trong quá trình vận hành. Cũng có những mẫu thiết bị trao đổi nhiệt đơn giản hơn, không có hệ thống van biến thiên.
Sự cần thiết phải lắp bộ trao đổi nhiệt trên ống khói và nguyên lý hoạt động
Để không khí ấm không bị lãng phí, một bộ trao đổi nhiệt được gắn trên ống khói
Bếp xông hơi hiện đại được thiết kế để các thiết bị có thể đạt nhiệt độ tối đa bên trong hộp lửa trong thời gian ngắn và giữ ở mức này trong thời gian dài. Trong quá trình hoạt động, một lượng nhiệt không sử dụng đáng kể thoát ra ngoài qua đường ống từ ống khói. Năng lượng nhiệt của phương án như vậy thích hợp để làm nóng nước hoặc sưởi ấm các phòng nằm bên cạnh phòng xông hơi ướt. Tốt nhất là sử dụng nhiệt thoát ra trong quá trình đốt gỗ và bổ sung cho thiết bị bằng thiết bị trao đổi nhiệt của nhà máy hoặc sản xuất tại nhà. Các yếu tố như vậy để làm nóng nước được chia thành ba loại:
- cuộn dây cho một ống khói tiêu chuẩn được xây dựng trong lò sưởi;
- một bộ trao đổi nhiệt cho một ống khói bên ngoài, được làm nóng từ thành lò;
- một mạch nước thu nhiệt năng từ khói lò.
Cuộn dây được lắp vào hộp cứu hỏa và được định vị sao cho ống không tiếp xúc với ngọn lửa trực tiếp. Phần tử này phải được đặt trong đường dẫn của các sản phẩm cháy đi ra ngoài, trong trường hợp đó, phần tử này sẽ hoạt động lâu nhất có thể và sẽ không bắt đầu cháy hết. Trong các cấu trúc kiểu này, nước sẽ nóng lên đủ nhanh, nhưng đồng thời thiết bị sẽ bắt đầu giảm công suất của thiết bị để sưởi ấm. Thiết bị ngoài trời có thiết kế đơn giản và khả năng chi trả, nhưng không dễ bảo trì và cần phải bổ sung liên tục nguồn cung cấp nước. Những chiếc xe tăng như vậy được treo trên các mặt của hộp cứu hỏa và được làm nóng bằng bức xạ hồng ngoại từ nó.
Lựa chọn tốt nhất được coi là loại bếp phòng xông hơi khô với bộ trao đổi nhiệt trên ống khói, là loại máy sưởi dòng chảy có dung tích từ 5-10 lít. Đối với một phần tử của loại này, bạn có thể gắn một phần với thiết bị lưu trữ di động, thể tích trong đó dao động từ 60-120 lít, có tính đến các đặc tính công suất của thiết bị. Trong quá trình đun, nước bên trong bình đạt nhiệt độ cần thiết.
Vật liệu nào nên được sử dụng
Tốt hơn là làm một bộ trao đổi nhiệt cho ống khói từ thép không gỉ cấp thực phẩm. Ngay cả ở nhiệt độ cao, các thông số vật lý của kim loại này không thay đổi, vì các mối hàn khá bền và niken khi phản ứng với oxy sẽ tạo ra một lớp màng bảo vệ có khả năng chống lại axit và muối.
Nếu chúng ta nói về việc sử dụng kẽm, thì khi được nung nóng đến 200 ° C, nó bắt đầu bay hơi, và ở 500 ° C, nồng độ hơi trong không khí đạt mức nguy hiểm đối với con người. Nhưng nếu bạn đã lắp đặt lớp mạ trên thiết bị, đồng thời nó không nóng lên trên 200 ° C thì bạn không cần phải lo lắng. Và bạn có thể sử dụng vật liệu mạ kẽm, vì nó tăng cường sự hòa trộn của không khí xung quanh thiết bị. Và mặc dù bộ trao đổi nhiệt như vậy không được cung cấp để sưởi ấm liên tục cho căn phòng, nhưng để làm ấm nhanh chóng, chẳng hạn như bồn tắm hoặc gác mái, đây là một lựa chọn phù hợp.
Việc tự lắp đặt bộ trao đổi nhiệt khá dễ dàng và đơn giản. Thiết bị này có thể được gắn trên bếp thông thường và sau đó được làm bằng gạch, giống như chính lò nướng. Việc đặt gạch cũng có thể được thực hiện trên cạnh - sự ổn định của cấu trúc sẽ không bị ảnh hưởng bởi điều này.
Mục đích và tính năng
Bộ trao đổi nhiệt được thiết kế để lấy nhiệt từ không khí được làm nóng lưu thông trong ống khói. Thiết kế của thiết bị phụ thuộc vào đường kính và hình dạng của ống khói, vật liệu được sử dụng để tạo ra bộ trao đổi nhiệt, công suất của thiết bị tạo nhiệt và chất mang nhiệt.
Các chất trao đổi nhiệt được phân loại, tùy thuộc vào chất mang nhiệt, thành chất lỏng và không khí. Tuy nhiên, các thiết bị dạng không khí là loại dễ sản xuất nhất, tuy nhiên, chúng không hiệu quả nhất. Các thiết bị như vậy yêu cầu chất liệu và hiệu suất tốt hơn, nhưng hiệu quả hơn các thiết bị có chất làm mát không khí.
Các loại thiết bị trao đổi nhiệt
Trong quá trình lựa chọn thiết bị được mô tả, bạn có thể tìm thấy các sản phẩm thuộc nhiều loại khác nhau. Bộ trao đổi nhiệt hình cuộn được sử dụng phổ biến nhất. Các thiết bị bằng sóng cũng phổ biến. Ngoài ra, nhiều người sử dụng các sản phẩm trong đó không khí hoạt động như một chất làm mát.
Theo loại chất mang nhiệt, hầu hết tất cả các thiết bị có thể được chia thành các thiết bị sử dụng không khí và các sản phẩm làm nóng nước. Các thiết bị thuộc loại đầu tiên có cấu trúc đơn giản hơn, nhưng kém hiệu quả hơn.
Nếu muốn, bạn có thể tự tay mình tạo ra một bộ trao đổi nhiệt để lắp đặt trên ống khói. Điều này sẽ yêu cầu các công cụ như máy mài và máy hàn.
Bộ trao đổi nhiệt chất lỏng
Bộ trao đổi nhiệt tiêu chuẩn được sử dụng với chất lỏng truyền nhiệt là một cuộn dây kim loại có hệ số dẫn nhiệt cao đối lập trực tiếp với bề mặt bên trong của ống khói. Để trao đổi nhiệt tốt hơn và an toàn hơn, cuộn dây được đặt trong một vỏ kim loại và được cách nhiệt tốt từ bên trong bằng lớp cách nhiệt không cháy, thường là len bazan.
Toàn bộ cấu trúc được gắn trên phần ống khói. Các đầu của cuộn dây được dẫn ra ngoài qua thân của bộ trao đổi nhiệt và kết nối với hệ thống sưởi, trên đỉnh có đặt một bình giãn nở. Ống đồng được ủ là tốt nhất để làm cuộn dây. Ngoài ra, một thiết bị trao đổi nhiệt như vậy, do có hệ số dẫn nhiệt cao, sẽ có kích thước nhỏ hơn 7 lần so với thiết bị làm bằng thép.
Chất lỏng nóng lên, và nở ra, dâng lên dọc theo cuộn dây, sau đó nó chảy qua đường ống theo trọng lực đến bộ tản nhiệt làm nóng. Khi nó đi vào bộ tản nhiệt, chất lỏng được làm nóng sẽ thay thế chất làm mát lạnh, chất lỏng này lại nóng lên trong cuộn dây. Do đó, quá trình tuần hoàn tự nhiên của nước qua hệ thống được thực hiện.Để tạo ra sự lưu thông của chất làm mát qua hệ thống, cần phải tính toán chính xác chiều dài và đường kính của cuộn dây, duy trì các góc nghiêng của nguồn cung cấp và đường trở lại, v.v. Không nên đánh giá thấp tầm quan trọng của những tính toán này, vì một thiết bị không hoạt động đơn giản không tệ bằng hậu quả của búa nước có thể xảy ra khi chất làm mát sôi.
Tuy nhiên, loại thiết bị trao đổi nhiệt này cũng có những mặt hạn chế, đó là:
- sự phức tạp của tính toán và chế tạo;
- giám sát liên tục nhiệt độ và áp suất trong hệ thống;
- tốc độ dòng chảy của chất làm mát cao do sự bay hơi của chất lỏng từ bình giãn nở. Và nếu sử dụng nước, thì nếu hệ thống không được sử dụng vào mùa đông, chất lỏng phải được xả;
- giảm đáng kể nhiệt độ của khí thải, có thể gây ra giảm lực đẩy và đốt cháy không hoàn toàn loại nhiên liệu được sử dụng.
Tuy nhiên, bất chấp những thiếu sót này, một thiết bị trao đổi nhiệt như vậy có thể được chế tạo độc lập bởi bất kỳ người nào biết cách xử lý thiết bị và có ít nhất kiến thức vật lý ở trường.
Bộ trao đổi nhiệt không khí
Một cấu trúc tương tự, được lắp đặt trên ống khói của thiết bị tạo nhiệt, theo quy luật, bao gồm một vỏ kim loại, trong đó một số đường ống đầu vào và đầu ra được gắn vào. Nguyên lý hoạt động của loại thiết bị trao đổi nhiệt này khá đơn giản.
Từ bên dưới, theo nguyên lý đối lưu, không khí lạnh đi vào các đầu phun, sau khi sưởi ấm sẽ rời phần trên của dàn trao đổi nhiệt trực tiếp vào phòng được sưởi ấm. Nguyên lý hoạt động này giúp tăng đáng kể hiệu suất của thiết bị sinh nhiệt và giảm tiêu hao nhiên liệu từ 2-3 lần.
Việc chế tạo độc lập bộ trao đổi nhiệt cho ống khói khá đơn giản, có máy hàn, máy mài, các ống kim loại có đường kính khác nhau, mong muốn và khả năng xử lý công cụ.
Vật chất:
- tấm kim loại 350x350x1 mm;
- một ống có đường kính một inch và một phần tư và dài 2,4 m;
- một đoạn ống có đường kính 50 mm;
- thùng kim loại hoặc xô 20 l dầu động cơ.
Chế tạo:
- tạo các bộ phận cuối mà bạn cần cắt các vòng tròn từ một tấm kim loại. Điều cần thiết là đường kính của phích cắm tương ứng với đường kính của vật chứa đã chuẩn bị trước;
- ở giữa phích cắm, khoét một lỗ cho ống trung tâm 60 mm;
- đánh dấu và cắt một inch và một phần tư lỗ ống dọc theo các cạnh của hình tròn;
- nên có hai vòng tròn như vậy;
- cắt ống có đường kính 1¼ bằng máy mài thành 8 ống bằng nhau dài khoảng 30 cm;
- hàn một đoạn ống 300 mm có đường kính 60 mm vào lỗ trung tâm của phích cắm;
- hàn 8 phần của 1¼pipe xung quanh chu vi;
Một công trình tương tự sẽ xuất hiện
Tiếp theo, bạn cần làm một thân bộ trao đổi nhiệt từ thùng chứa đã chuẩn bị. Điều này sẽ yêu cầu:
- cắt đáy thùng chứa bằng máy cắt;
- tạo một lỗ ở trung tâm từ các bên của cơ thể dọc theo đường kính của ống khói;
- cần phải hàn các ống có đường kính tương ứng với các lỗ bên của thân;
- Đưa lõi đã chuẩn bị vào vỏ và hàn vào vỏ. Kết cấu hoàn thiện phải được sơn bằng sơn chống nóng.
Bây giờ bạn cần lắp bộ trao đổi nhiệt trên đường ống ống khói và tận hưởng hơi ấm.
Bạn cũng có thể xem video toàn bộ quá trình tự tay chế tạo một bộ trao đổi nhiệt.
Làm thế nào để tạo ra một bộ đối lưu ống khói tự chế để làm nóng không khí? (+ video chi tiết)
Để tạo ra một bộ đối lưu đơn giản nhất sẽ cải thiện việc sưởi ấm không khí trong cùng một căn phòng nơi đặt lò hơi, bạn sẽ cần:
- Máy hàn.
- Ít nhất 8-10 ống thép mỏng có đường kính khoảng 32 mm và chiều dài khoảng 50-60 cm. Tốt nhất, hãy chọn loại thép không gỉ cấp thực phẩm. Tệ hơn nữa, nhưng thép mạ kẽm cũng sẽ làm được.Về hình dạng - thường lấy ống tròn, nhưng hình vuông hoặc hình chữ nhật cũng phù hợp.
Việc lắp đặt được thực hiện như sau: các đường ống này phải được hàn theo hình tròn xung quanh ống khói, càng gần hộp cứu hỏa càng tốt.
Tổng quan về ống khói polyme Furanflex: đặc điểm, ưu nhược điểm
Làm thế nào để làm sạch ống khói khỏi bồ hóng bằng vỏ khoai tây?
Bài viết tương tự
Trumpet trên Tin
Đây là loại thiết bị trao đổi nhiệt khá thiết thực và đơn giản. Về nguyên tắc, ống khói được bọc trong một ống kim loại hoặc đồng, nóng lên liên tục và không khí di chuyển qua nó nhanh chóng trở nên ấm áp. Một đường xoắn ốc có thể được hàn vào ống khói bằng cách sử dụng hàn bán tự động hoặc hàn argon. Bạn cũng có thể sửa nó bằng thiếc, trước đó đã tẩy dầu mỡ ống khói bằng axit photphoric.
