Jak vyrobit vzduchový výměník tepla na komíně: příklad kamen

Vanový sporák s výměníkem tepla - výhody a provozní vlastnosti

Vyzdvihněme hlavní výhody vanových sporáků s výměníkem tepla.

• Koupelnový systém takové konstrukce řeší dva problémy najednou - vytápí prostory předsíně a parní lázně a zároveň ohřívá vodu.
• Umístění nádrže je povoleno v místnosti, která je nejblíže parní lázni.
• I přes relativně nízkou cenu saunových kamen s výměníkem tepla pro komín se vyznačují dlouhou životností díky použití kvalitních materiálů při výrobě.
• Protože je pec vybavena moderním ohnivzdorným sklem, můžete se kochat jazyky plamene a kontrolovat proces hoření.
• Systém se snadno udržuje;
• Atraktivní vzhled.
• Malé rozměry komínového vařiče pomáhají šetřit místo v saunové místnosti.
• Výkon tohoto systému je dostatečný k rychlému ohřátí parní místnosti na požadovanou teplotu.

Konstrukce saunových vařičů s výměníkem tepla není složitá a nádrž může být umístěna v místnosti sousedící s parní lázní.

Otázky bezpečnosti jsou pro všechny nesmírně důležité. Tento faktor vyžaduje, aby byl systém správně provozován. Trubky, které spojují nádrž s ostatními částmi konstrukce, nepřipevňujte pevně ke stěně, protože při zahřívání se mění lineární parametry trubek.

Objem nádrže na vodu musí být zvolen s ohledem na to, že musí být ohřátá do dvou hodin od okamžiku zapálení paliva v topeništi. Jinak se voda změní v páru.

Výkon výměníku tepla vytvořeného pro komínový průduch k saunovým kamnům nesmí ovlivnit funkci samotných kamen. Přípustná úroveň snížení výkonu nesmí překročit 10 %. Pokud je systém zahřátý na vysokou teplotu, nesmí být naplněn vodou.

Instalace cívky na komín

U menších saunových kamen můžete instalovat výměníky tepla přímo na komín. Konstrukce vodního výměníku je prakticky stejná jako u vestavěného výměníku tepla, jedinou nepříjemností je nutnost instalace dalšího zásobníku teplé vody.

Mnoho majitelů parních saun instaluje na saunová kamna oba typy výměníků tepla, vnitřní z legované oceli a vnější z mědi nebo slitiny mědi. První vodní okruh slouží k přípravě teplé a vařící vody, druhý je trvale naplněn kapalinou a napojen na topný systém.

Výroba výměníku tepla vlastníma rukama

Ne vždy je možné koupit projekt prefabrikované pece s výměníkem tepla. Také ne každý může pracovat se svařováním sám. Postavit výměník tepla pro topnou pec vlastníma rukama však není tak obtížné. Pokud použijete hliník nebo měď, můžete se vyhnout svařování. Při dobré přípravě a správném výpočtu je to možné a není to zatěžující. To může ušetřit váš domácí rozpočet.

Spotřební materiál

Po výběru místa a velikosti výměníku tepla je třeba zvážit, z čeho je snazší výměník tepla postavit. Můžete použít jak výše uvedené materiály, tak litinové radiátory pro vytápěníMůžete použít litinová topná tělesa, radiátory do auta apod. Hlavní je vzít v úvahu tepelnou vodivost. Přesně si rozmyslete, jaké nástroje budete potřebovat, a připravte si je předem. Všechny tyto drobnosti usnadňují instalaci.

Algoritmus sestavování

Začněte s projektem - promyslete si všechny drobné detaily a vyberte si možnosti. Je třeba zvážit velikost - pokud je topné těleso slabé, nepřiměřeně velký výměník je jen na škodu. Pokud používáte měděné potrubí jako svitek, neměla by jeho délka přesáhnout tři metry.

Nejjednodušší možností je cívka. Vyžaduje měděnou trubku o délce 2 až 3 m.

Rychlost ohřevu závisí na délce potrubí a počtu spirál. Nezapomeňte vzít v úvahu velikost saunových kamen a topeniště a nevytvářejte příliš velkou spirálu. Předimenzování snižuje životnost saunových kamen.

Potřebujete šablonu pro navíjení trubky do cívky. Jedná se o kus nábytku válcovitého tvaru. Průměr šablony musí odpovídat rozměru pece.

Připravte si materiály a začneme:

• Trubku ohněte a omotejte kolem připravené šablony, aby vznikla spirála;
• Dodržujte rozměry, do kterých má být cívka umístěna;

Průměrný projektovaný výkon výměníku tepla je 1 kW na 10 metrů podlahové plochy.

Pokud vám tento typ výměníku tepla nevyhovuje, lze vyrobit jiný typ, např. svařením ocelových trubek. Vypadá to asi takto:

Příklady výkresů, které budou následovat:

Jak nainstalovat?

Při pokládání nových kamen je snadné namontovat výměník tepla do saunových kamen. To vám umožní důkladnou instalaci s dodržením všech vůlí a rozměrů. To usnadňuje správnou instalaci výměníku tepla. Je snazší připevnit výměník tepla k základu saunových kamen tím, že jej zakryjete cihlami, než saunová kamna demontovat a pokoušet se je vrátit na místo. Ale i to je možné.

Existují také důležité body a požadavky, které je třeba dodržet, aby se prodloužila životnost topného tělesa:

• neměli byste upevňovat konstrukční trubky kovovými spojovacími prvky;
• nenaplňujte saunová kamna ledovou vodou, aby nedošlo ke kondenzaci;
• dodržovat poměry mezi topným tělesem a výměníkem, aby nedocházelo k velkým rozdílům;
• Používejte těsnicí materiály s vysokou tepelnou odolností;
• plně dodržovat všechna protipožární opatření;

Tato jednoduchá pravidla vám pomohou vyhnout se nebezpečným situacím a prodloužit životnost vašeho sporáku. Nezapomeňte na požární bezpečnost.

Příklady instalace na fotografii:

Účel a funkce zařízení

Účelem této konstrukce je odebírat teplo z vyhřívaného komína a předávat ho teplonosné látce, která cirkuluje ve výměníku tepla. Samotná konstrukce takového zařízení závisí na tvaru a průřezu komína, materiálu, ze kterého je vyroben, výkonu topného zařízení a teplonosném médiu, kterým může být vzduch, voda, olej nebo různé nemrznoucí kapaliny.

Všechny výměníky tepla lze rozdělit na vzduchové a kapalinové výměníky tepla podle toho, jaké teplonosné médium v zařízení cirkuluje. Vzduchové výměníky tepla jsou jednodušší na výrobu, ale nemají nejvyšší účinnost. Pokud je například třeba rozvést vzduch do druhé místnosti, jako je sauna nebo podkroví, nebo pokud je místnost dostatečně vzdálená od saunového topidla, je třeba nainstalovat ventilátor, který vytvoří nucené proudění vzduchu.

Výměníky tepla s kapalným teplonosným médiem jsou náročnější na zpracování a materiál, ale mají vyšší účinnost. Například komín s výměníkem tepla, přes který cirkuluje voda, může sloužit jako kompletní systém ohřevu vody pro malou chatu, pokud se připojíte na vstup a výstup zařízení jsou propojeny. Připojte přívod a zpátečku k jednomu nebo dvěma radiátorům.

Možnosti stavebního připojení

Výměník tepla na komíně může pracovat ve dvou základních režimech. A v každém z nich probíhá jiný proces přenosu tepla z kouře do vnitřní trubky výměníku tepla.

V prvním režimu tedy připojíme k výměníku tepla vzdálený zásobník studené vody. Voda pak kondenzuje na vnitřním potrubí, takže samotný výměník tepla je ohříván pouze kondenzačním teplem vodní páry spalin. V tomto případě teplota na stěně potrubí nepřekročí 100 °C. A voda v nádrži se dlouho ohřívá.

V druhém režimu nedochází ke kondenzaci vodní páry na vnitřní stěně výměníku tepla. Zde je tepelný tok potrubím výraznější a voda se rychle ohřívá. Chcete-li tento proces lépe pochopit, proveďte tento pokus: postavte hrnec se studenou vodou na plynový hořák. Zřetelně uvidíte, jak se na stěnách pánve tvoří kondenzát a kape na plotnu. A navzdory plameni o teplotě 100 °C bude tento stav trvat dlouho, dokud se voda v hrnci sama neohřeje. Pokud tedy používáte trubkový výměník tepla jako registr pro ohřev vody, volte raději malé provedení se silnými vnitřními stěnami trubek - tak bude docházet k mnohem menší kondenzaci.

Cínová trubka - jednoduchá a trvanlivá!

Tato možnost je jednoduchá, praktická a pohodlná. V podstatě jde o to, že komín je jednoduše omotán kolem kovové nebo měděné trubky, která se neustále zahřívá a vzduch, který jí prochází, se rychle ohřívá.

Spirálu můžete ke komínu přivařit pomocí argonového hořáku nebo poloautomatického svařování. Můžete jej také pájet cínem - pokud jej předtím odmastíte kyselinou fosforečnou. Výměník tepla na něm bude obzvlášť silný - protože samovary jsou pájené cínem a slouží opravdu dlouho.

Vlnité trubky jsou levné a levnější.

Jedná se o nejjednodušší a nejlevnější možnost. Vezměte tři hliníkové měchy a omotejte je kolem komína v podkroví nebo v prvním patře. Vzduch se v potrubí od stěn komína ohřeje a může být přesměrován do jiné místnosti. I dostatečně velká místnost bude na dotek teplá, pokud budete topit v saunových kamnech. A abyste zvýšili tepelný zisk, zabalte vlnité cívky do obyčejné potravinářské fólie.

Cívkový výměník tepla - pro vytápění podkroví

Do komínové části půdního prostoru můžete také umístit výměník tepla, který by fungoval na principu zvonového vařiče - to znamená, že horký vzduch stoupá vzhůru a pomalu se ochlazuje. Taková konstrukce má svou obrovskou výhodu - běžný kovový komín v prvním patře se obvykle rozžhaví natolik, že se ho nelze dotknout, a takový výměník tepla výrazně sníží riziko požáru nebo náhodného popálení.

Někteří řemeslníci také pokrývají takové výměníky tepla pletivem s kameny, které akumulují teplo a zdobí základnu výměníku tepla. Podkroví je v tomto případě ještě útulnější a lze ho využít jako obývací pokoj. V praxi teplota saunového sporáku nepřesahuje 160-170 °C, pokud je na něm umístěn výměník tepla. Nejvyšší teplota bude pouze v oblasti komína. V teple a bezpečí!

Výměník tepla ve vanách

Pro systémy TUV (teplé vody) se doporučuje zhotovit výměník tepla pro komín v saunových kamnech. Vzduchový výměník slouží k vytápění sauny a v parní místnosti je dostatek tepla i bez něj. Pokud je saunová místnost samostatnou budovou, používá se vodní výměník tepla. Nádrž na vodu je obvykle umístěna pod stropem v místnosti sousedící s parní lázní.

Co musíte vědět při instalaci výměníku tepla pro ohřev vody

1. Nádrž na vodu musí odpovídat kapacitě saunových kamen - velká nádrž se zahřívá déle. V malé nádrži se voda rychle vaří a vzniká nadměrné množství páry. Optimální objem je 50-100 litrů, přičemž pro topné těleso stačí 6-10 litrů.
2. Samotný výměník tepla musí být také vhodný pro výkon kamen. Ideální je, když výměník tepla ponechává 10-15 % tepla saunových kamen.
3. Nádrž na vodu musí být naplněna během topení v saunových kamnech, jinak dojde k přehřátí nádrže a kolapsu celého systému výměny tepla.
4. Trubky v systému výměníku tepla nesmí být připevněny ke stěnám, protože se při zahřívání rozpínají. Příliš tuhá montáž poškozuje celou konstrukci výměníku tepla.

Princip činnosti a konstrukce výměníku tepla

Existuje několik různých modelů výměníků tepla. Jejich konstrukce a princip fungování jsou v podstatě stejné. Výměník tepla má dutý plášť se vstupním a výstupním připojením. Uvnitř pláště je instalováno tzv. brzdné zařízení pro spaliny. Nejčastěji se jedná o systém klapek s výřezy namontovanými na nápravách. Prvky se mohou otáčet a vytvářet klikaté plynové potrubí různých délek. Nastavením polohy klapek lze dosáhnout optimálního poměru účinnosti přenosu tepla a tahu ve spalinovém kanálu, aniž by byl ohrožen bezpečný provoz. K dispozici jsou také jednodušší verze bez nastavitelného tlumicího systému.

Konstrukce tepelného výměníku pro saunu Bullerian. Studený vzduch vstupuje do konstrukce otvory ve spodní části zařízení, je ohříván produkty spalování procházejícími komínem a vychází ven.

Díky principu konvekce je chladnější vzduch nasáván otvory ve spodní části jednotky. Prochází vnitřním prostorem, kde ho ohřívají spaliny procházející kouřovodem. Ohřátý vzduch je horními otvory odváděn do vytápěné místnosti. Tímto způsobem lze zvýšit účinnost ohřívače a výrazně snížit množství spotřebovaného paliva. Byly provedeny pokusy, které ukázaly, že spotřeba paliva kamen s výměníkem tepla umístěným na komíně se snížila třikrát.

Pro dosažení tohoto efektu je však nutné zvolit správné zařízení. Nemělo by se zapomínat, že produkty spalování se v komíně poměrně rychle ochlazují. To vede ke snížení teplotního rozdílu v komíně a následně ke snížení tahu v systému. Aby se tomuto nepříjemnému efektu předešlo, lze provést úpravy komínové klapky nebo zvolit optimální velikost konstrukce.

Video

Vzduchový výměník tepla

Výměník tepla vzduchu na komíně vlastníma rukama má jednoduchou konstrukci. Má kovový plášť se vstupními a výstupními přípojkami uvnitř. Princip fungování výrobku je jednoduchý a je vidět na této fotografii.

Na dně je studený vzduch. Když vstupuje do vývodů, ohřívá se a vychází z horní části, čímž vytápí místnost, ve které se nachází. Spotřeba paliva se pak sníží 2 až 3krát, protože místnost je vytápěna efektivněji.

Upozornění: Výměník tepla se instaluje vodorovně, jak je znázorněno na fotografii. Existují však i varianty s vertikálním uspořádáním

Další výhodou je, že výměník tepla na komíně je vyroben vlastníma rukama. Potřebujete pouze podrobný návod. Zde je seznam nástrojů a materiálů pro práci:

• svařovací stroj;
• mlýnek;
• Plech, rozměr 350h350h1 mm;
• Trubky různých průměrů;
• Kus trubky o průměru 60 mm;
• 20litrový kovový kbelík nebo sud.

Nyní můžete pokračovat v postupném pohledu na technologii výstavby:

Koncové díly jsou vytvořeny z plechů 350x350x1 mm. Pomocí brusky se vyříznou dva stejné kruhy. Průměr dílů (dříků) je shodný s použitou kovovou nádobou.
Uprostřed je vyříznut otvor pro 60mm trubku.
Na okrajích se vyznačí a vyříznou otvory pro ostatní trubky. Mělo by jich být 8. Viz .

foto
Do středového otvoru se přivaří kus trubky o průměru 60 mm.
Poznámka! Je důležité, aby všechny trubky byly stejně dlouhé.

Poté se všech 8 trubek svaří do kruhu. Tento postup opakujte na obou koncích.
Výstup by měl vypadat takto

Výměník tepla je téměř hotový - zbývá vyrobit jeho plášť.
Pokud máte spodní část, odřízněte ji.
Na bocích jsou přesně uprostřed zhotoveny otvory o průměru shodném s průměrem komína.
Do každého otvoru se vloží trn a svaří se svářečkou.
Dříve vyrobené jádro trubky se vloží do pláště a svařením se k němu upevní. Výměník tepla je připraven. Nyní ji musíte natřít žáruvzdornou barvou.

Výměník tepla se instaluje na komínovou rouru v sauně, domě nebo v jiné místnosti. Rozdíl ve vytápění pocítíte okamžitě. Podívejte se na video, které vám pomůže provést tuto práci samostatně.

Voda

Zařízení má dva sektory, které se navzájem zahřívají. Voda cirkuluje v uzavřeném okruhu v nádrži ohřívače, kde se ohřívá na 180 °C. Po obtékání instalovaného potrubí je voda vedena do hlavního systému, kde se zvyšuje teplota ohřevu.

Pro výrobu vodního výměníku tepla připravte:

• Nádrž ve tvaru ocelové nádrže. Nainstalujte jej na začátek systému. Cirkulace vody potřebuje 2 větve potrubí, spodní pro přívod studené vody a horní pro přívod teplé vody.
• Zkontrolujte, zda nádrž netěsní.
• Uvnitř nádrže umístěte měděné trubky ve tvaru spirály, postačí 4 metry trubek na 100 litrů nádrže.
• Připojte regulátor výkonu k měděné trubce.
• Abyste zabránili zničení nádrže kolísáním tlaku a teploty, umístěte anodu blíže k topnému tělesu.
• Nádrž hermeticky uzavřete.
• Naplňte ji vodou.
• Otestujte systém v provozu.

Typy údržby

Schéma a princip činnosti rekuperačního výměníku tepla

Princip činnosti se dělí na regenerační a regenerační výměníky tepla. V prvním případě jsou pohybující se teplonosné látky odděleny stěnou. Jedná se o nejběžnější typ, který může mít různé tvary a provedení. V druhém případě se teplé a studené teplonosné médium střídavě dotýkají stejného povrchu. Vysoká teplota zahřívá stěnu zařízení při kontaktu s horkým médiem, teplota se pak při kontaktu s ním přenáší na studenou kapalinu.

Podle účelu se TO dělí na dva typy: chlazení - práce s chladem. kapalina nebo plynChlazení - práce se studenou kapalinou nebo plynem, ochlazování horkého chladiva; a ohřev - interakce s ohřívaným médiem, předávání energie proudům chladu.

Podle konstrukce existuje několik typů výměníků tepla.

Prefabrikované .

Skládá se z rámu, dvou koncových komor, jednotlivých desek oddělených žáruvzdorným těsněním a upevňovacích šroubů. Takové zařízení se vyznačuje jednoduchostí čištění a možností zvýšení účinnosti přidáním desek. Ale skládací TO citlivé na kvalitu vody. Pro prodloužení jejich životnosti je nutné instalovat další filtry, což zvyšuje náklady na projekt.

Deskové výměníky tepla

Deskový výměník tepla vyžaduje instalaci dalších filtrů pro teplonosné médium.

Liší se způsobem připojení vnitřních desek:

• U pájených TO jsou za studena tvarovány vlnité plechy z nerezové oceli o tloušťce 0,5 mm. Mezi nimi je umístěno těsnění ze speciální žáruvzdorné pryže.
• U svařovaných desek jsou desky svařeny dohromady a tvoří kazety, které jsou pak namontovány uvnitř ocelových desek.
• U polosvařovaných TO jsou kazety spojeny paronitovými spoji do konstrukce složené z malého počtu svařovaných modulů. Tyto moduly jsou utěsněny pryžovými těsněními a spojeny laserovým svařováním. Poté se sešroubují mezi obě desky.

Deskové výměníky tepla se používají pro vysoké tlaky a extrémní teploty. Tyto jednotky vyžadují minimální údržbu, jsou úsporné a vysoce účinné. Kromě toho lze účinnost zvýšit nebo snížit podle potřeby zvýšením nebo snížením počtu ocelových desek.

Jedinou nevýhodou vlnovcových výměníků tepla z nerezové oceli je, že jsou citlivé na kvalitu teplonosného média a je nutné instalovat další filtry.

Skořepinové a trubkové výměníky tepla

Skládá se z válcového tělesa, v němž jsou umístěny svazky trubek sestavené do mřížek. Konce trubek drží na místě dilatační spáry, svařováním nebo pájením. Výhodou tohoto zařízení jsou nízké nároky na kvalitu chladicí kapaliny a možnost použití v technických procesech s korozivním prostředím a vysokým tlakem (v ropném, plynárenském a chemickém průmyslu). Nevýhodou plášťových výměníků tepla je jejich relativně nízký tepelný výkon, velké rozměry, vysoká cena a složitost oprav.

Spirála

Skládá se ze dvou plechů stočených do spirály. Vnitřní hrany jsou spojeny přepážkou a zajištěny kolíky. Tyto výměníky tepla jsou kompaktní a mají samočisticí efekt. Mohou zpracovávat heterogenní kapaliny všech vlastností. S rostoucí rychlostí kapaliny se zvyšuje rychlost přenosu tepla. Nevýhody: konstrukce a opravy jsou obtížné a tlak provozní kapaliny je omezen na 10 kgf/cm².

Spirála
Skořepina a trubka

Dvojitá trubka a trubka v trubce

Potrubní výměníky tepla

První se skládá z trubek různých průměrů. Teplonosným médiem je kapalina nebo plyn. Zařízení se používají v místech s vyšším tlakem a mají vysokou úroveň přenosu tepla. Vyznačují se jednoduchou instalací a údržbou. Jediná nevýhoda - vysoké náklady.

Trubkový výměník tepla se skládá ze dvou vzájemně propojených trubek různých průměrů. Používají se pro malé průtoky teplonosné kapaliny a k vybavení komína.

Několik obecných tipů

Při používání výměníků tepla vznikají některé problémy, které mohou "zkazit náladu". Jaké jsou tyto problémy a jak je lze řešit?

Teplota topné vody v zásobníku

Teplota ohřevu vody v nádrži

Musíte "chytit" okamžik, kdy je to přijatelné, ale takový "okamžik" je téměř nemožné zachytit. Problémem je, že během sprchování zůstává topení zapnuté a teplota vody se neustále zvyšuje. Co můžete udělat? Uhasit oheň v troubě není řešení.

Navrhujeme tento problém vyřešit pomocí směšovací baterie. Pokud máte v sauně vodovodní kohoutek - skvělé! Nejenže vytvoří příjemnou teplotu, ale můžete použít nejjednodušší automatický systém pro automatické plnění zásobníku na vodu. Můžete mýt, aniž byste šetřili vodou, a riziko vyvaření vody ve výměníku tepla se poněkud sníží. Pokud není k dispozici přívod vody, doporučujeme vedle zásobníku teplé vody instalovat další zásobník studené vody. Ke sprše musí být připojena pomocí směšovací baterie.

Schéma zapojení

Voda ve výměníku tepla vře

Voda ve výměníku tepla vyvře

K tomu často dochází zejména tehdy, když je výměník tepla instalován přímo ve spalovací komoře saunových kamen. Zaručujeme vám, že se vám nikdy nepodaří vypočítat parametry výměníku tepla tak, abyste tento jev zcela vyloučili. Výpočty jsou příliš složité a existuje příliš mnoho neznámých a nejistot. Výpočet rychlosti průtok vody může provádět pouze kvalifikovaný projektant s dokonalou znalostí zákonitostí tepelné techniky, hydrauliky a instalace. Nejdůležitější neznámou je však plamen v peci.

Nikdo nikdy nebude schopen přesně určit, kolik tepla topení v daném okamžiku produkuje. Intenzitu plamene není možné zvýšit nebo snížit v závislosti na teplotě vody. Problém vařící vody lze vyřešit pomocí běžných jednofázových vodních čerpadel pro topné systémy. Instalují se přímo do potrubí s výkonem 100÷300 W. Instalace oběhového čerpadla nejenže eliminuje riziko varu, ale také výrazně urychluje dobu ohřevu vody.

Schematické schéma Schéma zapojení oběhového čerpadla

Doufáme, že naše informace budou pro majitele lázní užitečné a umožní nejen řešit problémy s výměníky tepla, ale také předcházet jejich vzniku již ve fázi výroby a instalace.