Теплообменник самодельный: как сделать самодельный прибор, рассчитать его мощность, схема подключения к системе

Содержание

Как и из чего сделать теплообменники своими руками.

Теплообменник, змеевик – непонятные для многих слова, которые никак не связаны с представлением об этих предметах. Радиатор, батарея, полотенцесушитель – более понятны, потому что эти предметы мы видим и пользуемся ими каждый день. Между тем, это ведь тоже теплообменники, один из многочисленных их видов.

   Что такое – теплообменник.

Понятно, что, не выяснив, что же такое теплообменник  и принципов его работы, мы вряд ли сможем его сделать или применить в качестве теплообменника что-либо другое.

Если говорить простыми словами, теплообменник – это устройство для обмена энергией между различными средами, не имеющее собственного источника энергии. Т.е. печка – это не теплообменник, а тепловой щит или лежанка, через которые проходят дымовые газы от печки, и которые греют воздух в помещении, — это теплообменники.

Элементарный теплообменник мы сооружаем, когда хотим    охладить бутылки с пивом в раковине мойки, используя холодную воду из водопровода.

При этом наше пиво охлаждается, а вода наоборот – нагревается.

Из определения теплообменника можно сделать выводы по оценке и увеличению его эффективности. Получается, что эффективность теплообменника зависит:

— от разницы температур между средами: чем больше разница, тем больше передается энергии.

— от площади соприкосновения различных сред с теплообменником, чем больше – тем лучше.

— и от теплопроводности материала самого теплообменника: чем лучше материал проводит тепловую энергию, тем эффективней теплообменник.

По сути, любая труба, в которой течет вода (или другая жидкость) с температурой отличной от температуры окружающей среды (воздуха или тоже жидкости) – является теплообменником.

   Как сделать теплообменник.

Получается, что если мы возьмем какое-то количество метров трубы, свернем её в кольца и запихнем в бочку, выведя наружу вход и выход этой трубы, мы получим теплообменник, который будет, либо греть воду в бочке, либо охлаждать, в зависимости от того, что нам нужно (обычно – греть).

Теперь, неплохо бы выяснить, какое именно количество метров трубы равно по мощности, например, 1,5 кВт ТЭНу. И вот тут на первое место выступает теплопроводность материала, из которого сделана труба. При прочих равных, а именно: диаметр трубы – 20 мм, разность температур ~ 40оC, получается, что металлопластиковой трубы нам понадобиться  больше 4300 метров (коэффициент теплопроводности равен – 0,3), стальной – 25 метров (50), а медной – 3,5 метра (380). Вот такая вот арифметика. Вполне естественно, что лучший выбор материала для теплообменника – это медная отожженная труба, которая легко гнется, и к ней без особого труда можно присоединить резьбовой фитинг с помощью обжимного соединения (можно и припаять, но это на любителя). В этом случае у нас получится теплообменник змеевикового типа.

Своими руками, кроме змеевиков, можно сделать теплообменник типа «водяная рубашка». Это когда теплообмен происходит между двумя герметичными емкостями, вложенными одна в другую. Такой теплообмен часто используется в небольших твердотопливных котлах систем отопления. Недостатком таких теплообменников является небольшое эксплуатационное давление, на которое они обычно рассчитаны. Изготовить их сможет, пожалуй, только опытный сварщик. На «коленке» из подручных материалов сделать такой теплообменник очень проблематично.

И уж совсем сложно сделать один из самых эффективных теплообменников типа «трубная доска» из-за большого количества вальцовочных соединений. Этот теплообменник представляет собой три герметичных емкости, две из которых, по краям, соединены между собой трубами развальцованными в торцах этих емкостей. Теплообмен происходит в средней части при движении жидкости от одного края к другому.

Что еще можно использовать в качестве теплообменника.

Если негде достать медную трубу, а во дворе присутствует небольшая свалка металлолома, то можно попробовать найти какую-нибудь альтернативу. Например, полотенцесушители – прекрасно подойдут на роль змеевика в самодельном теплообменнике. Подойдут старые радиаторы системы отопления, лишь бы не текли. Автомобильные радиаторы и радиаторы автомобильных печек – это тоже готовые теплообменники, которые можно использовать как греющий элемент, придумав переходники для них, и ,если нужно, объединив их для увеличения общей площади теплообмена.

Прекрасные теплообменники получатся из старых газовых водогрейных колонок, тем более, что при этом практически ничего переделывать не нужно.

Принцип действия любого теплообменника везде, где бы он не находился, одинаков, поэтому, в зависимости от конкретных условий, он может греть или охлаждать любую среду: жидкость, газ или твердое вещество. Все зависит от задачи, которую наш теплообменник должен будет решать, и от вашей инженерной фантазии.

Теплообменник для системы отопления своими руками

Изготовленный своими руками теплообменник будет служить «сердцем» системы отопления дома

Теплообменник из медной трубы с припаянными пластинами — важнейший элемент современных отопительных котлов

Главным элементом любой из систем отопления служит особое устройство — теплообменник для отопления дома. в котором происходит передача тепла от генератора тепла к теплоносителю. На современном рынке представлено большое количество различных отопительных котлов, но все их разнообразие не ограничивает фантазию домашних умельцев по части самостоятельного изготовления подобных устройств. В нашей статье читателям будет предложено узнать, для чего нужен теплообменник в системе отопления, как его сделать своими руками и каким способом подключить.

Функция теплообменника в системе отопления

В домашних отопительных системах воздух наиболее часто используются поверхностные теплообменники системы отопления, где тепловая энергия передается через поверхности металлических стенок данного устройства.

Принцип отопления через теплообменник наиболее полно реализован в конструкции газовых, твердотопливных или электрических котлов. Вода циркулирует по изогнутым в виде змеевика трубам, установленным внутри отопительного агрегата, и нагревается от температуры горящего топлива. Нагревшийся теплоноситель уходит в трубопровод отопительной системы, а ему на смену в теплообменник поступает остывшая вода из радиаторов.

До сих пор во многих индивидуальных домах традиционным источником тепла остается печь. Она хороша для обогрева небольшой избы, однако в условиях многокомнатного коттеджа ее тепловая мощность недостаточна. Поэтому в частном доме теплообменник в системе отопления нужен для того, чтобы превратить печку в полноценный водонагревательный котел. Размер и форма самодельного теплообменника для отопления должна вписываться в габариты топливной камеры печи. К этому устройству можно подключить трубопроводы и радиаторы, и тогда отопление дома станет более эффективным.

Виды теплообменников

Если вмонтировать в печь водяной теплообменник для отопления, во всем доме станет гораздо теплее

Более практичны водяные теплообменники для отопления. Это обусловлено тем, что вода намного лучше передает тепловую энергию, чем воздух. Вместе с тем, воздушный теплообменник для отопления также находит применение. Кроме водяного и воздушного, применяется также и теплообменник на дымоход для отопления, который устанавливают не внутрь, а снаружи.

Все выпускаемые промышленностью отопительные устройства оснащены теплообменниками, конструкция которых максимально приспособлена для эффективного нагрева воды.

В заводских условиях теплообменные устройства изготавливают из меди. Труба представляет собой змеевик, поперек изгибов которого расположено множество пластин, обеспечивающих большую площадь теплообмена.

Соорудить у себя дома самодельный теплообменник для отопления, чтобы он был точно как заводской, практически нереально. Поэтому придется выбрать вариант попроще.

Устройство системы

Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома

Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.

Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:

  • построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
  • установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.

Схема кирпичной печи с теплообменником

Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.

Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.

Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок.

Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.

Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.

Преимущества отопления с теплообменником

Принцип подключения теплообменника к системе отопления

Если разбираться, для чего нужен теплообменник в системе отопления, можно заметить несколько явных преимуществ:

  1. Простота изготовления. Если в доме уже существует печь, то придется потратиться только на изготовление самодельного теплообменника и монтаж системы отопления.
  2. Комбинированное отопление. Дополнительно к обогреву дома от поверхности печки прибавится водяная система отопления.
  3. Разнообразие видов топлива. Можно топить печь любыми твердыми энергоносителями, в отличие от котлов, ориентированных только на определенный вид топлива.
  4. Красивый внешний вид. Сохранить традиционный вид русской печи бывает полезно при создании интерьера в национальном стиле.

Среди недостатков отопления через теплообменник можно назвать: менее высокий КПД по сравнению с заводскими котлами и отсутствие автоматического контроля за интенсивностью нагрева теплоносителя.

Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб

Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.

Материалы для изготовления

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.

Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.

Расчет мощности теплообменника

Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.

Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:

  • ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
  • толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
  • зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.

Особенности монтажа

Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.

  1. На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
  2. При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
  3. После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.

Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:

До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления. Обратим внимание и на другие сферы их применения.

Воздушное отопление

Если охарактеризовать воздушную систему отопления, можно сказать, что у нее больше минусов, чем плюсов. Воздушные теплообменники для отопления мало распространены в частном жилом секторе, они пока еще не стали привычными.

Преимуществом этой системы называют возможность совмещать обогрев с принудительной вентиляцией. Однако возможные ошибки при ее проектировании и монтаже могут свести преимущества к минимуму. В воздуховодах бывает слышен шум вентилятора, а в помещениях ощущается температурный дисбаланс.

Теплообменники для воздушного отопления существуют прямого нагрева, а также косвенного. В первых из них газовое или дизельное топливо сгорает непосредственно в самом теплообменнике. В других моделях используется промежуточный теплоноситель.

Теплообменник на дымоход

Смонтированный на дымоход теплообменник использует вылетающую в трубу тепловую энергию

На дачах и в банях у «народных умельцев» можно увидеть самодельный водяной или воздушный теплообменник, установленный на дымоход небольшой печи. Получается очень выгодно: тепло не уходит вместе с дымом, а часть его служит для нагрева воды.

Установив теплообменник на дымоход для отопления, можно получать довольно большое количество горячей воды. Конечно, этого не хватит, чтобы обогреть весь дом, но достаточно, чтобы поставить в предбаннике один-два радиатора. Использовать теплообменник на дымоход можно как для отопления, так и для быстрого нагрева воды в бане.

Подобное устройство может быть очень простым в изготовлении. За основу можно взять отрезок большой трубы диаметром 500–700 мм, или сварить бак из нержавейки. В центре конструкции будет проходить вертикальная труба, соответствующая диаметру дымохода, а сверху и снизу должны быть приварены два патрубка.

Отдавая свою температуру теплообменнику, выходящие из печи продукты сгорания быстро остывают. Из-за этого уменьшается тяга в дымоходе и несколько замедляется горение топлива.

Изготовление теплообменника для отопления своими руками может стать способом устроить в доме полноценное водяное отопление без приобретения дорогостоящего оборудования.

Характеристика теплообменников для отопления и их изготовление своими руками

Теплообменники для отопления являются неотъемлемой частью практически любой отопительной системы. Ведь именно через них осуществляется обогрев внешней среды. Основной уют в доме поддерживается за счет комфортной температуры воздуха. Для этого необходимо обеспечить дом хорошим котлом и качественными теплообменниками.

Преимущества водяного теплообменника

Существует огромное количество вариантов отопительной системы. Однако большинство из них имеют водяной теплообменник. Это наиболее качественный, популярный и недорогой вариант, который позволяет поддерживать оптимальную температуру помещения регулярно. Такое устройство наиболее актуально для частного дома или квартиры. Но когда речь заходит о других видах помещения, то стоит задуматься о других разновидностях. Ведь в бане более актуальным станет теплообменник, изготовленный из кирпича. Только он по-настоящему может раскрыть весь потенциал парной. Водяная система в бане будет не столь актуальна.

Современные специализированные магазины полны подобных товаров. Здесь можно найти устройства компаний-производителей разного качества, уровня обмена температурами и ценовых категорий. Цена на устройство может быть самой разной, в зависимости от большого количества факторов. Однако если даже самый дешевый вариант не по карману, то можно изготовить теплообменник своими руками.

Функции и виды теплообменника

Теплообменник для системы отопления частного дома чаще всего предусматривает устройство, которое имеет поверхностный контакт. В таком случае имеется теплообменник, который подогревается изнутри и через поверхность. Чаще всего это металл, который и осуществляет обогрев воздуха вокруг.

Принцип работы наиболее полно раскрывается в отопительной системе, которая имеет газовые, твердотопливные или электрические котлы. От нагревательного устройства по всей системе отопления направляется горячая вода. Она циркулирует по трубам и теплоносителям, которые имеют изогнутую форму. Такая конфигурация задерживает воду, как следует прогревая ее. В конце пути холодная вода снова поступает к котлу, где заново начинает нагреваться.

Еще одним вариантом может стать классическая печь. Она довольно эффективно справляется со своей функцией, однако предназначена только для маленьких помещений. Если есть необходимость отопить коттедж, то такого теплообменника будет недостаточно. Такое устройство будет актуальным в каком-то маленьком домике или же бане. Чтобы превратить печь в полноценный отопительный котел, необходимо предусмотреть для нее водяной теплообменник. В таком случае появляется возможность отапливать даже 2-этажный коттедж при помощи каменной печи. Что касается размеров теплообменников, то они зависят от размеров топливной камеры отопительного устройства.

Теплообменник для отопления лучше всего выбирать водяной. Связано это с тем, что вода значительно лучше проводит тепло, чем воздух. Ее способность повысить температуру помещения значительно выше, чем у воздушных теплообменников.

Все отопительные системы, которые изготавливаются в заводских условиях, имеют в своем оснащении теплообменники. Их устройство достаточно сложно, сделать их своими руками практически невозможно. Именно поэтому придется прибегать к более простым вариантам. Теплообменник изготавливается в виде змеевика и имеет внутри множество поперечных пластин, которые увеличивают обогреваемую площадь. Именно такие конструкции используются для отопления частного дома.

Изготовление самодельного теплообменника

Чтобы изготовить теплообменник своими руками. необходимо учесть множество нюансов. Только тщательно продумав все этапы работы, в конечном результате вы получите устройство, которое сможет обеспечить оптимальную температуру в доме. Основным плюсом устройства, изготовленного своими руками, является то, что цена такого изделия значительно ниже, ведь тратиться придется только на покупку материалов.

Чтобы обеспечить максимальный уровень отопления дома, необходимо правильно выбрать материал для теплообменника. Каждый металл имеет свой уровень теплопроводности. У меди этот показатель в 7 раз выше, чем у стали, поэтому 2 трубы одинакового диаметра способны обеспечивать разный уровень обогрева. Поэтому оптимальным вариантом для такого устройства является именно медь. Цена при этом у данного материала вполне приемлема.

Что касается определения мощности теплообменника, то данные вычисления достаточно трудны. Связано это с тем, что слишком большое количество факторов влияет на этот показатель. Однако в среднем один метр змеевика диаметром в 50-60 мм способен выдавать 1кВт тепловой мощности. От этого показателя можно отталкиваться при проведении расчетов.

Особенности конструкции при изготовлении своими руками могут быть самыми разными. Можно сварить трубу в виде змеевика или же обычного прямоугольника, однако есть перечень правил, на которые стоит обращать внимание в обязательном порядке:

  1. Диаметр внутренней части трубы не должен быть меньше 5 мм. В противном случае вода может просто закипеть.
  2. Чтобы не допустить перегрева металла, толщина стенок должна быть не менее 3 мм.
  3. Между стенками топки и теплообменником должен быть зазор, размер которого 10-15 мм. Ведь металл имеет свойство расширяться.

Такими основными правилами обладает водяной теплообменник. Его изготовление (при должном владении сваркой) не составит особого труда. Правильный подход к системе отопления дома позволит обеспечить комфортные условия проживания.

Обязательно прочтите эти материалы:

    • Труба дымохода в бане
    • Теплообменники для горячего водоснабжения

Как сделать теплообменники своими руками?

Теплообменник — устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одного теплоносителя другому.

Такой процесс может быть осуществлён несколько раз в одной системе, ведь частным случаем теплообменника является и радиатор отопления. и газовый или электрический котёл.

Наиболее распространённая модель теплообменника, используемая в системе отопления, представляет собой 2 металлические ёмкости, которые подобно матрёшке находятся одна в другой, и через металлическую стенку производят передачу тепла.

Достоинства такого механизма заключается в том, что благодаря герметичной конструкции не происходит взаимное перемешивание однородных сред, а при использовании разных по физическим свойствам теплоносителей не происходит перемешивания.

Делаем своими руками

Прежде, чем приступать к изготовлению теплообменника, необходимо определиться с тем какой принцип передачи тепла будет реализован в таком устройстве.

Изготовление пластинчатого теплообменника

Для изготовления такого устройства необходимо приготовить следующие материалы и инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • 2 листа нержавеющей рифлёной стали толщиной 4 мм;
  • плоский лист нержавеющей стали толщиной 4 мм;
  • электроды;
  1. Из нержавеющей, рифлёной стали нарезаются квадраты со стороной 300 мм, в количестве 31 шт.
  2. Затем. из плоской нержавейки нарезается лента шириной 10 мм и общей длиной 18 метров. Данная лента разрезается на отрезки длиной 300 мм.
  3. Рифлёные квадраты свариваются друг с другом. полосой 10 мм с двух противоположных сторон, таким образом, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
  4. В итоге. получается 15 секций, обращённых в одну сторону, и 15 в другую в одном корпусе кубической формы. Рифлёная поверхность таких секции позволяет эффективно передавать теплоту от одного теплоносителя другому, при этом, не происходит взаимное перемещение различных или однородных сред.
  5. В том случае. когда используется для передачи тепла не воздушная масса, а жидкость, к тем секциям, в которых будет циркулировать вода, приваривается коллектор из нержавеющей стали. Коллектор изготавливается из плоской нержавейки. Для этой цели болгаркой вырезаются прямоугольники: 300 *300 мм — 2 шт; 300 *30 мм — 8 шт. Таким образом, получится комплект, из которого сваривается 2 коллектора, которые напоминают по своей форме квадратную крышку от коробки.
  6. В каждом из коллекторовделается отверстие. к которому приваривается патрубок для последующего соединения с трубами отопительной системы или обеспечения горячим водоснабжением.
  7. Отверстия на коллекторах делаются у одного из углов а, а при установке их на теплообменник входной патрубок должен быть расположен в нижней части такой конструкции, а выходной — в верхней.

Рассмотренный выше теплообменник устанавливается открытой стороной в систему циркуляции горячих газов.

Таким образом, раскалённый газообразный теплоноситель будет передавать теплоту рифлённым стенкам нержавеющих пластин, которые, в свою очередь, будут нагревать жидкость.

Теплообменник такой конструкции можно использовать для передачи тепла от одной жидкости, к другой. Для этого на открытые части пластин приваривается с 2 сторон стальная рубашка с патрубком вышеописанной конструкции.

Изготовление водяного теплообменника для печи

Обычная дровяная печь может не только отапливать помещение традиционным способом, но и использоваться для нагрева воды для отопления комнат, в которых данный обогревательный прибор не установлен.

Для изготовления такого устройства понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • труба стальная диаметром 325 мм, длиной 1 метр;
  • труба стальная диаметром 57 мм, длиной 6 метров;
  • стальной лист толщиной 4 мм;
  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • газовый резак;
  • белый маркер;
  1. Цилиндр из трубы диаметром 325 мм устанавливается вертикально на стальной лист и обводится маркером или мелом.
  2. Обведённая окружность вырезается газовым резаком. Затем по получившемуся металлическому блину изготавливается ещё одна окружность такого же диаметра.
  3. В каждом из таких блинов вырезается 5 отверстий диаметром 57 мм. Такие отверстия должны быть равноудалены друг от друга, а также от середины блина и его края. Блины привариваются к цилиндру таким образом, чтобы их отверстия располагались напротив друг друга.
  4. Труба 57 мм нарезается болгаркой на отрезки длиной 101 см. Необходимо подготовить 5 таких отрезков.
  5. Каждый отрезок трубы устанавливается в отверстия таким образом, чтобы края этой трубы на 1 мм выходили из отверстий верхних и нижних «блинов». Электросваркой отрезки труб свариваются. В результате, получается металлический цилиндр, внутри которого находятся трубы меньшего диаметра. По этим трубам будет проходить горячий воздух и дымовые газы, в результате чего, труба будет нагреваться и через свои стенки передавать тепло жидкости, которая будет находиться внутри цилиндра.
  6. Для осуществления циркуляции жидкости внутри металлического цилиндра, в нижней и верхней его части привариваются патрубки. Снизу такой конструкции будет подаваться холодная вода, в верхней — осуществляться забор нагретой таким образом жидкости.

Воздушный теплообменник

Воздушный теплообменник — это пластинчатый прибор, который изготавливается по тому же принципу, как и вышеописанный в данной статье пластинчатый теплообменник, только с той лишь разницей, что коллектор на такое устройство не устанавливается.

Как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, через устройство в качестве теплоносителя используется газ. Только для нагрева используются горячие газы образованные в результате горения топлива, а в качестве нагреваемого газа выступает воздух, который для большей эффективности может подаваться через теплообменник принудительно с помощью вентилятора.

Труба в трубе

Теплообменники такой конструкции очень просты в изготовлении и в эксплуатации.

Для того, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно, понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • электросварка;
  • электроды;
  • болгарка;
  • труба диаметром 102 мм, длиной 2 метра;
  • труба диаметром 57 мм. длиной 2 метра;
  • стальной лист толщиной 4 мм;
  1. Из листовой стали вырезаются заглушки, в середине которых делаются отверстия диаметром 57 мм.
  2. Эти заглушки привариваются к трубе 102 мм, таким образом, чтобы отверстия заглушек оказались посередине диаметра трубы. В эти отверстия заводится труба 57 мм и качественно проваривается по окружности.
  3. В основной трубе 102 мм делается 2 отверстия для установки входящего и выходного патрубков. Эти отверстия должны располагаться как можно дальше друг от друга.

Принцип работы такого теплообменника очень прост: горячий теплоноситель, проходя по трубе меньшего диаметра, через металлические стенки трубы отдаёт тепло, жидкости, которая находится в полости трубы большего диаметра. Таким образом, происходит передача тепловой энергии, в то же время не происходит перемешивания жидкостей, которые могут быть не однородны, например вода и минеральное масло.

При подключении такой системы, как правило, теплообменник располагается в горизонтальной плоскости, а циркуляция жидкостей для повышения КПД осуществляется разнонаправлен

Чертеж собранного водо-водяного теплообменника труба в трубе:

Промывка теплообменника

Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.

Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.

Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.

Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.

Подобным образом происходит очистка системы теплообмена «труба в трубе». Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.

Существует 2 типа теплообменников:

Поверхностный

Наиболее распространённый тип теплообменника, который получил распространение не только в системах отопления зданий, но и во многих производственных процессах. В качестве теплоносителя, который может быть использован для передачи тепла в таких устройствах, используется не только вода, но и водяной пар, различные минеральные масла и химические вещества.

Поверхностные модели разделяются на рекуперативные и регенеративные:

  1. Рекуперативные — передают тепло через стенку теплоносителя.
  2. Регенеративные — такие теплообменники функционируют в периодическом режиме. Сначала горячий теплоноситель нагревает поверхность теплообменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.

Смесительный

При использовании такого вида устройств, происходит проникновение горячего теплоносителя в холодный. В результате такого смешивания, происходит прямая передача тепла. В системе отопления такой вид теплопередачи используется редко.

Обычно, смесительный способ, применяется при солнечном нагреве воды, когда теплоноситель из теплогенератора поступает в накопительную ёмкость, в которой происходит смешивание, горячей и холодной жидкости.

Блиц-советы

  1. Чтобы избежать образования накипи в системе отопления. необходимо использовать только дистиллированную воду. Большое количество дистиллированной воды для этой цели можно изготовить в домашних условиях пропуская через теплообменник «труба в трубе» водяной пар.
  2. Используя самодельное устройстводля теплообмена между газами. образованными в результате сгорания топлива и жидкостью, необходимо все монтажные работы производить с наивысшей тщательностью, чтобы в результате недостаточной герметизации дымохода не поступал угарный газ в помещение.
  3. При использовании котлов или печек. в которых используется естественная тяга воздуха в дымоходе, площадь сечения дымохода внутри теплообменника не должна быть меньше площади патрубка котла или печки.

Источники: http://strojdvor.ru/otoplenie/izgotovlennyj-svoimi-rukami-teploobmennik-budet-sluzhit-serdcem-sistemy-otopleniya-doma/, http://etapech.ru/teploobmenniki/teploobmennik-dlya-otopleniya.html, http://housetronic.ru/otoplenie/element/device/teploobmenniki-svoimi-rukami.html

Из чего сделать теплообменник в печь или котел | Строительный журнал САМаСТРОЙКА

Из чего сделать теплообменник своими руками

Из чего сделать теплообменник своими руками

Содержание статьи:

  • 1. Что такое теплообменник (змеевик)
  • 2. Из чего сделать теплообменник своими руками

Самодельные котлы отопления всегда пользовались большой популярностью. Сделанные по нестандартным размерам и требуемой мощностью, они никогда не выходили из моды по целому ряду причин.

Во-первых, при изготовлении самодельного котла можно прилично сэкономить, во-вторых, сделать его получится ничем не хуже, в отличие от заводского устройства, а может быть даже и лучше. При этом самым главным агрегатом в котле или печи, выступает теплообменник, который может быть совершенно различной конфигурации.

В данной статье строительного журнала samastroyka.ru будет рассказано о том, из чего можно сделать теплообменник своими руками, в печь или котел отопления.

Что такое теплообменник (змеевик)

Теплообменник — это главный элемент отопительного котла. Именно в теплообменнике вода нагревается до нужных температур, после чего тепло отбирается в помещение, через радиаторы отопления или другие приборы.

В процессе эксплуатации на теплообменник воздействуют высокие температуры, поэтому материалы его изготовления должны отвечать ряду определенных требований:

  • Первое и самое главное, теплообменник не должен подвергаться коррозии;
  • Материалы изготовления теплообменника должны хорошо передавать тепло;
  • Теплообменник должен быть стойким к ударам и повреждениям.

В большинстве случаев при изготовлении самодельных котлов отопления используют металлические трубы или куски сваренного друг с другом швеллера. Однако это далеко не все решения, поскольку в качестве теплообменника можно приспособить, например, чугунные батареи.

Из чего сделать теплообменник своими руками

Рассмотрим по порядку, из чего можно сделать теплообменник в котел или печь:

Стальной лист — используется металл, толщиной не менее 6 мм. Именно из него и делается теплообменник в котле или печи, который сваривается из кусков стали, в виде буквы П. Очень часто боковые стенки теплообменника, заменяют собой стенки отопительного котла, что же касается печи, то в неё такой теплообменник, размещается прямо внутри, после чего он обкладывается огнеупорным кирпичом.

Швеллер — также достаточно популярный металлопрокат для изготовления теплообменников. Благодаря П-образному сечению, достаточно разрезать несколько кусков швеллера, после чего при помощи сварки соединить их вместе. Именно из-за простоты изготовления и достаточной толщины металла у швеллеров, получаются столь эффективные и удобные в работе теплообменники.

Трубы — не менее популярный металлопрокат, чем швеллера и листовая сталь, который используется для изготовления теплообменников или змеевиков, как их чаще всего называют. Причем если конфигурация стальных теплообменников очень часто совершенно одинаковая, то змеевики из труб могут быть абсолютно различными, как по форме, так и размерам. Очень часто змеевики наматывают из медных труб, обладающих высокой теплоотдачей.

Чугунный радиатор — ещё один вариант из чего сделать теплообменник своими руками. Очень часто используется в целях экономии при изготовлении теплообменников для отопления или отбора тепла, прямо в дымоходе. Преимущество теплообменника из чугунной батареи в том, что он имеет уже готовый вид и способен хорошо отбирать тепло. Устанавливаться чугунный теплообменник может и в горизонтальном положении, при одном условии, если в систему отопления встроен циркуляционный насос.

Медные теплообменники — готовый вариант теплообменников, для изготовления которых используется преимущественно медь. Медные теплообменники устанавливаются в современном отопительном оборудовании, и навряд ли кто-то захочет замуровывать такой теплообменник в печь. Обладают хорошей теплоотдачей, но имеют высокую стоимость.

Читайте также:

виды, принцип работы, технические характеристики, схема обвязки


Теплообменник из медной трубы с припаянными пластинами — важнейший элемент современных отопительных котлов

Главным элементом любой из систем отопления служит особое устройство — теплообменник для отопления дома, в котором происходит передача тепла от генератора тепла к теплоносителю. На современном рынке представлено большое количество различных отопительных котлов, но все их разнообразие не ограничивает фантазию домашних умельцев по части самостоятельного изготовления подобных устройств. В нашей статье читателям будет предложено узнать, для чего нужен теплообменник в системе отопления, как его сделать своими руками и каким способом подключить.

Функция теплообменника в системе отопления

В домашних отопительных системах воздух наиболее часто используются поверхностные теплообменники системы отопления, где тепловая энергия передается через поверхности металлических стенок данного устройства.

Принцип отопления через теплообменник наиболее полно реализован в конструкции газовых, твердотопливных или электрических котлов. Вода циркулирует по изогнутым в виде змеевика трубам, установленным внутри отопительного агрегата, и нагревается от температуры горящего топлива. Нагревшийся теплоноситель уходит в трубопровод отопительной системы, а ему на смену в теплообменник поступает остывшая вода из радиаторов.

До сих пор во многих индивидуальных домах традиционным источником тепла остается печь. Она хороша для обогрева небольшой избы, однако в условиях многокомнатного коттеджа ее тепловая мощность недостаточна. Поэтому в частном доме теплообменник в системе отопления нужен для того, чтобы превратить печку в полноценный водонагревательный котел. Размер и форма самодельного теплообменника для отопления должна вписываться в габариты топливной камеры печи. К этому устройству можно подключить трубопроводы и радиаторы, и тогда отопление дома станет более эффективным.

Используемая схема теплообмена


Схема устройства теплового агрегата пластинчатого типа.

Пластинчатые теплообменники обеспечивают такую схему теплообмена, при которой жидкости двигаются навстречу, то есть в постоянном противотоке. В тех местах, где они перетекают, как правило, устанавливают стальную пластину или специальное двойное резиновое уплотнение. Так можно добиться полного исключения смешения жидкостей.

Используемый вид гофрирования пластин, а также их необходимое количество, которое устанавливается в раму, зависит от эксплуатационных требований, предъявляемых к пластинчатому теплообменнику. Материал, который используется для изготовления уплотнительных прокладок, может быть разным. Это зависит от условий применения самих теплообменников. Обычно при изготовлении используют различные полимеры, за основу которых берутся синтетические или натуральные каучуки.

Виды теплообменников

Если вмонтировать в печь водяной теплообменник для отопления, во всем доме станет гораздо теплее

Более практичны водяные теплообменники для отопления. Это обусловлено тем, что вода намного лучше передает тепловую энергию, чем воздух. Вместе с тем, воздушный теплообменник для отопления также находит применение. Кроме водяного и воздушного, применяется также и теплообменник на дымоход для отопления, который устанавливают не внутрь, а снаружи.

Все выпускаемые промышленностью отопительные устройства оснащены теплообменниками, конструкция которых максимально приспособлена для эффективного нагрева воды.

В заводских условиях теплообменные устройства изготавливают из меди. Труба представляет собой змеевик, поперек изгибов которого расположено множество пластин, обеспечивающих большую площадь теплообмена.

Соорудить у себя дома самодельный теплообменник для отопления, чтобы он был точно как заводской, практически нереально. Поэтому придется выбрать вариант попроще.

Основные разновидности теплообменников для отопления

На сегодняшний день известны две разновидности теплообменников, которые бывают трубчатыми и пластинчатыми. Последнюю нельзя разобрать, так как при ее изготовлении элементы спаиваются между собой. Трубчатые теплообменники представляют собой трубы внушительного диаметра, в которые ввариваются трубки меньшего диаметра.

Если же перед вами пластинчатый теплообменник, то это указывает на то, что устройство состоит из нескольких пластин, которые обладают штампованными волнистыми каналами и поверхностью для прохождения теплоносителя. Пластины фиксируются прокладками из резины и стяжками.

Устройство системы

Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома

Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.

Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:

  • построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
  • установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.

Схема кирпичной печи с теплообменником

Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.

Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.

Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок. Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.

Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.

Преимущества отопления с теплообменником

Принцип подключения теплообменника к системе отопления

Если разбираться, для чего нужен теплообменник в системе отопления, можно заметить несколько явных преимуществ:

  1. Простота изготовления. Если в доме уже существует печь, то придется потратиться только на изготовление самодельного теплообменника и монтаж системы отопления.
  2. Комбинированное отопление. Дополнительно к обогреву дома от поверхности печки прибавится водяная система отопления.
  3. Разнообразие видов топлива. Можно топить печь любыми твердыми энергоносителями, в отличие от котлов, ориентированных только на определенный вид топлива.
  4. Красивый внешний вид. Сохранить традиционный вид русской печи бывает полезно при создании интерьера в национальном стиле.

Среди недостатков отопления через теплообменник можно назвать: менее высокий КПД по сравнению с заводскими котлами и отсутствие автоматического контроля за интенсивностью нагрева теплоносителя.

Промывка пластинчатого теплообменника

Функциональность и работоспособность агрегата в значительной степени зависит от качественной и своевременной промывки. Частота промывки обусловлена интенсивностью работы и особенностями технологических процессов.

Методика проведения очистных работ

Образование накипи в теплообменных каналах является наиболее распространенным видом загрязнения ПТО, ведущим к снижению интенсивности теплообмена уменьшению общего КПД установки. Удаление накипи производится с помощью химической промывки. Если помимо накипи присутствуют другие виды загрязнения, необходимо произвести механическую очистку пластин теплообменника.

Химическая промывка

Метод применяется для очистки всех типов ПТО, и эффективен при незначительном загрязнении рабочей зоны теплообменника. Для проведения химической очистки не требуется разборка агрегата, что позволяет значительно сократить время проведения работ. Кроме того, для очистки паяных и сварных теплообменников другие методы не применяются.

Химическая промывка теплообменного оборудования производится в следующей последовательности:

  1. специальный моющий раствор вводится в рабочую зону теплообменника, где под воздействием химически активных реагентов происходит интенсивное разрушение накипи и других отложений;
  2. обеспечение циркуляции моющего средства по первичному и вторичному контурам ТО;
  3. промывка теплообменных каналов водой;
  4. слив чистящих препаратов из теплообменника.

В процессе проведения химической очистки особое внимание следует уделить окончательной промывке агрегата, поскольку химически активные компоненты моющих средств могут разрушить уплотнения.

Наиболее распространенные виды загрязнений и способы очистки

В зависимости от используемых рабочих сред, температурных режимов и давления в системе, природа загрязнений может быть различной, поэтому для эффективной очистки необходимо правильно подобрать моющее средство:

  • очистка от накипи и металлических отложений используются растворы фосфорной, азотной или лимонной кислоты;
  • для удаления оксида железа подойдет ингибированная минеральная кислота;
  • органические отложения интенсивно разрушаются гидроксидом натрия, а минеральные – азотной кислотой;
  • жировые загрязнения удаляют с помощью специальных органических растворителей.

Поскольку толщина теплообменных пластин составляет всего 0,4 – 1 мм, особое внимание следует уделять концентрации активных элементов в моющем составе. Превышение допустимой концентрации агрессивных компонентов может привести к разрушению пластин и уплотнительных прокладок.

Широкое применение пластинчатых теплообменников в различных отраслях современной промышленности и коммунального хозяйства обусловлено высокой производительностью, компактными габаритными размерами, простотой монтажа и технического обслуживания. Еще одним преимуществом ПТО является оптимальное соотношение цена/качество.

Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб

Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.

Материалы для изготовления

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.

Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.

Расчет мощности теплообменника

Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.

Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:

  • ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
  • толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
  • зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.

Особенности монтажа

Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.

Порядок действий:

  1. На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
  2. При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
  3. После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.

Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:

До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления. Обратим внимание и на другие сферы их применения.

Устройство и принцип работы

Конструкция разборного пластинчатого теплообменника включает в себя:

  • стационарную переднюю плиту на которой монтируются входные и выходные патрубки;
  • неподвижную прижимную плиту;
  • подвижную прижимную плиту;
  • пакет теплообменных пластин;
  • уплотнения из термостойкого и устойчивого к воздействию агрессивных сред материала;
  • верхнюю несущую базу;
  • нижнюю направляющую базу;
  • станину;
  • комплект стяжных болтов;
  • Набор опорных лап.

Такая компоновка агрегата обеспечивает максимальную интенсивность теплообмена между рабочими средами и компактные габариты устройства.


Конструкция разборного пластинчатого теплообменника

Чаще всего, теплообменные пластины изготавливаются методом холодной штамповки из нержавеющей стали толщиной от 0,5 до 1 мм, однако, при использовании в качестве рабочей среды химически активных соединений, могут использоваться титановые или никелевые пластины.

Все пластины, входящие в состав рабочего комплекта, имеют одинаковую форму и устанавливаются последовательно, в зеркальном отражении. Такая методика установки теплообменных пластин обеспечивает не только формирование щелевых каналов, но и чередование первичного и вторичного контуров.

Каждая пластина имеет 4 отверстия, два из которых обеспечивают циркуляцию первичной рабочей среды, а два других изолируются дополнительными контурными прокладками, исключающими возможность смешивания рабочих сред. Герметичность соединения пластин обеспечивается специальными контурными уплотнительными прокладками, изготовленными из термостойкого и устойчивого к воздействию активных химических соединений материала. Устанавливаются прокладки в профильные канавки и фиксируются с помощью клипсового замка.


Принцип работы пластинчатого теплообменника

Оценка эффективности любого пластинчатого ТО осуществляется по следующим критериям:

  • мощности;
  • максимальной температуре рабочей среды;
  • пропускной способности;
  • гидравлическому сопротивлению.

Исходя из этих параметров подбирается необходимая модель теплообменника. В разборных пластинчатых теплообменниках регулировать пропускную способность и гидравлическое сопротивление можно, изменяя количество и тип пластинчатых элементов.

Интенсивность теплообмена обусловлена режимом течения рабочей среды:

  • при ламинарном течении теплоносителя интенсивность теплообмена минимальна;
  • для переходного режима характерно увеличение интенсивности теплообмена за счет появления завихрений в рабочей среде;
  • максимальная интенсивность теплообмена достигается при турбулентном движении теплоносителя.

Рабочие характеристики пластинчатого ТО рассчитываются для турбулентного течения рабочей среды.

В зависимости от расположения канавок, различают три типа теплообменных пластин:

  1. с «мягкими»
    каналами (канавки расположены под углом 600). Для таких пластин характерна незначительная турбулентность и небольшая интенсивность теплообмена, однако «мягкие» пластины обладают минимальным гидравлическим сопротивлением;
  2. со «средними»
    каналами (угол рифления от 60 до 300). Пластины являются переходным вариантом и отличаются средними показателями турбулентности и интенсивности теплопередачи;
  3. с «жесткими»
    каналами (угол рифления 300). Для таких пластин характерна максимальная турбулентность, интенсивный теплообмен и значительное увеличение гидравлического сопротивления.

Для увеличения эффективности теплообмена движение первичной и вторичной рабочей среды осуществляется в противоположном направлении. Процесс теплообмена между первичной и вторичной рабочими средами происходит следующим образом:

  1. Теплоноситель подается на входные патрубки теплообменника;
  2. При перемещении рабочих сред по соответствующим контурам, сформированным из теплообменных пластинчатых элементов, происходит интенсивная теплопередача от нагретой среды нагреваемой;
  3. Через выходные патрубки теплообменника нагретый теплоноситель направляется по назначению (в отопительные, вентиляционные, водопроводные системы), а остывший теплоноситель снова попадает в рабочую зону теплогенератора.

Принцип работы пластинчатого теплообменного аппарата
Для обеспечения эффективной работы системы необходима полная герметичность теплообменных каналов, которая обеспечивается уплотнительными прокладками.

Воздушное отопление

Если охарактеризовать воздушную систему отопления, можно сказать, что у нее больше минусов, чем плюсов. Воздушные теплообменники для отопления мало распространены в частном жилом секторе, они пока еще не стали привычными.

Преимуществом этой системы называют возможность совмещать обогрев с принудительной вентиляцией. Однако возможные ошибки при ее проектировании и монтаже могут свести преимущества к минимуму. В воздуховодах бывает слышен шум вентилятора, а в помещениях ощущается температурный дисбаланс.

Теплообменники для воздушного отопления существуют прямого нагрева, а также косвенного. В первых из них газовое или дизельное топливо сгорает непосредственно в самом теплообменнике. В других моделях используется промежуточный теплоноситель.

Теплообменники

При самостоятельном изготовлении теплового насоса часто встает вопрос «как сделать теплообменник». Желание сделать самодельный теплообменник понятно — промышленные изделия достаточно дороги и труднодоставаемы. Постараемся помочь самоделкиным 🙂

Для пластинчатых теплообменников, с их очень высокой эффективностью вопрос по занижению
площади теплообмена остро не стоит. На один м2 площади теплообмена
они легко выдают 5 kW мощности при дельте t один градус.
То есть при дельте 5 градусов 1 м2 выдаст 25 kW. Но такую дельту
получить сложно из-за скорости и небольшой длины каналов в коротких ПТО.
Для большей дельты надо выбирать более длинные ПТО
Это для вода/вода и расходе воды через него 5м/сек.
При дальнейшем увеличении скорости сред гидравлические потери даже для пластинчатого будут расти, кроме того прирост теплоотдачи
незначителен. Кроме того, хотя теплоотдача велика, большей мощности
не получить, не будет расти дельта.

Для теплообменника «труба в трубе» таких показателей достичь сложнее.
При скорости омывания 5 м/сек теплоотдача может быть почти такой же,
5 kW на м2 на град. Но гидропотери не позволят нормально эксплуатировать такой теплообменник, поэтому он должен быть коротеньким.
Мощность одного будет маленькая, надо будет параллельно сотню-другую.
Спаяли в пакет — вот и получился почти пластинчатый, но дороже.
И эффективность все же меньше-нет извилистых каналов как в пластинчатом.
Поэтому для трубы в трубе оптимальный параметр цена/эффективность
достигается при 0,8 kw м2 град при скорости воды 1м/сек.
При 1,5м/сек и 5 град дельты получаем 5 kW на метр площади при ещё терпимых гидропотерях.
Дальнейшая интенсификация повышением скорости считается неоправданной.

В теплонасосном оборудовании для отопления дома используется довольно
узкий диапазон температур при теплообмене.
Кипение в испарителе от -20 до +10 и конденсация от + 35 до + 65.
И там и там диапазон по 30 град. Давления от 2 до 20.
Одна среда — вода или разбавленный гликоль, другая — фреон.
Хотя кипение и конденсация происходят по разному и теплоотдача от пара
намного отличается от жидкости, общие усредненные коэффициенты теплоотдачи по всей длине теплообменника в нашем диапазоне примерно похожи. Ну может туда-сюда 20-30%.
В испарителе сначала жидкость, затем выкипающая парожидкостная смесь и в конце перегрев пара.
В конденсаторе все наоборот, снятие перегрева пара, затем насыщение парожидкостной смеси, в конце переохлаждение жидкости.
Если использовать отдельные переохладители, предконденсаторы, регенераторы, экономайзеры тогда считать надо по каждой фазе отдельно.
Выбор фреонов для тепловых насосов невелик, гликоль надо использовать по возможности
максимально разбавленный водой. И дешевле и теплоотдача лучше.
Жидкостные теплообменники в нашем случае могут быть пластинчатые, труба в трубе и разнообразные змеевики в кожухе.
Теплоотдача от воды и от фреона отличаются, но с оребрением заморачиваться не будем.
Применение гликоля ещё сильнее снижают разницу в теплоотдачах.
Теплоотдача от парожидкостной смеси фреона и от воздуха отличаются раз в 30-50 ( зависит от % соотношения пар/жидкость)
Поэтому для воздушных обязательно применяется оребренная труба различных профилей с коэффициентом оребрения со стороны воздуха никак не менее 40.
Вот при таких условиях нам достаточно знать коэффициенты теплообмена.
Иначе изучение может затянуться.

А если теплообменник внутреннего блока поместить в трубу и создать там поток воды по спирали для увеличения скорости потока? Использовать то эту конструкцию конечно можно. Целесообразность под вопросом.
Разве только если других нет, а эти девать некуда, тогда да.
Специально приобретать не стоит.
Наружное оребрение трубы сделано для того, чтобы компенсировать разницу в коэффициентах теплоотдачи воздуха снаружи и фреона внутри.
Разница может достигать 50 раз, в зависимости от скорости воздуха.
Вязкость воздуха и другие свойства намного отличаются от жидкости
в которую помещают теплообменник.
В случае с оребренной трубой создать турбулентный поток жидкости в непосредственной близости от трубы сложнее. Из-за большей вязкости будут застойные зоны, мешающие интенсификации теплообмена путем перемешивания (турбулизации) потока.
Теплообмен в таких местах будет идти только посредством теплопроводности.
Теплопроводность воды низкая 0,58, у гликолей ещё меньше, без конвекции
никуда не годится по сравнению с алюминием (200) или медью (400) из
которых делают трубы и оребрение.
У воздуха вообще 0,02 зато вязкость маленькая.
В этом случае можно применять очень густое оребрение, с высотой ребер в 10-20 раз больше толщины. Толщина при этом 0,2-0,5 мм. Расстояние между ними ограничивается условиями образования инея.
Теплоотдача у жидкостей намного лучше, поэтому длина ребра возможна всего раза в 2-4 больше толщины, в зависимости от теплопроводности материала из которого его изготовили, да и профиль желательно треугольного сечения. Вязкость не позволяет располагать слишком часто.
Длиннее делать бессмысленно, температура ребра по мере удаления от трубы снижается из-за ограниченной теплопроводности применяемого материала.

Поэтому в самодельных теплообменниках из обычной трубы можно получить лучшие результаты на воде, просто увеличивая скорость. Помогут эффективности короткие, толстые и редкие треугольные ребра.
Для воздуха длинные, тонкие и частые.
Ну и направление протока вдоль оребрения трубы желателен.

Самодельный котел для водяного отопления своими руками

Без отопления дом не дом. На даче или в гараже тоже иногда без него не обойтись. Но что делать, если централизованного отопления нет и не предвидится даже в далекой перспективе? Стоит подумать об установке системы водяного отопления.

Самодельный котел водяного отопления

Когда не хватает денег на покупку заводского котла, на помощь приходят смекалка и опыт поколений мастеров, создававших нагреватели воды своими руками. Самодельный котел для водяного отопления не представляет особой сложности. Надо знать устройство, принцип функционирования котла и четко следовать рекомендациям.

Принцип работы

Работа котла, в том числе самодельного, базируется на сгорании в нем топлива и нагревании теплообменника с последующей передачей тепла теплоносителю. В нашем случае воде. Конструктивная схема и внешний дизайн зависят от доступности тех или иных материалов, видов топлива. В качестве топлива используются дрова, уголь, реже – отработанное масло.

Эффективность зависит от конструкции теплообменника. От площади и времени соприкосновения теплоносителя с теплом, получаемым из топки, зависит отдача. КПД котла зависит от полноты сгорания топлива. Когда пиролизный газ просто уходит в трубу, а поступление кислорода к камере сгорания недостаточно, не стоит ожидать больших результатов.

Решение одно – добиваться снижения температуры выходящих газов. Низкая температура на выходе дымохода увеличивает безопасность, продлевает срок службы нагревателя.

Требуемые материалы

Конструкцию реализуют двумя путями:

  • Разместить емкость с водой над топкой (в рубашке между стенками котла).
  • Пустить воду через змеевик, который проложен в камере сгорания на выходе продуктов горения из топки.

Первый – это классический вариант, позаимствованный из русской бани. Второй способ подходит для проточного котла с более высоким КПД. Детальную схему находят в интернете или заимствуют у знакомых, уже реализовавших данную идею.

Самодельный теплообменник

Для котла понадобится металл толщиной не менее 5 мм. Топку лучше делать из чугуна, но его литьем сегодня мало кто занимается. Поэтому, ее изготавливают из жаропрочной стали легированной. Если использовать обычную сталь, то она может быстро деформироваться и даже прогореть. Чтобы укрепить стенки, их обкладывают огнеупорным кирпичом, что не всегда практично.

Для водяной рубашки подойдет металл обычного качества (например СТ20) толщиной 3 мм. Для труб, по которым проходят газы (их называют дымогарными), оптимальный диаметр – 50-75 мм. Материал лучше брать такой же. Конструкция рубашки выполняется жесткой, чтобы обеспечивать принудительную циркуляцию воды, когда нет электричества. Для этого наружные стенки топки укрепляют ребрами из металлопрофиля, к которым приварится внешний корпус. Шаг установки рекомендуется делать не менее 15 см.

Дверцы рекомендуется делать двухслойными с прокладкой теплоизолятора – асбеста, волокон базальта или их сочетаний. Их герметизируют шнуром из асбеста. Петли ставят регулируемые. Ручки покрывают эбонитом или текстолитом.

Диаметр выходного патрубка не менее 15 см, а длина трубы дымоудаления составляет 5-6 метров. Так обеспечивается естественная тяга. На выходе воды ставят обратный канал с трехходовым термодатчиком, настроенным на +55 градусов. Если вода не нагрелась до этой температуры, она пойдет по малому кругу. Как только температура достигнет +60 градусов, начнется забор воды из системы.

Насос нагнетания допускает использование труб с меньшим диаметром. Кроме того, бак с водой не требуется поднимать слишком высоко.

Если в систему включен насос, вода закипит при пропадании электричества.

Устройство твердотопливного котла

Чтобы такого не произошло, требуется установка предохранительного клапана в водяную рубашку. Еще лучше установить источник бесперебойного питания или генератор. Не позволит котлу закипеть и теплоаккумулирующая емкость. Кроме того, она обогреет дом после полного сгорания топлива.

Манометры и термометры должны в обязательном порядке включаться в схему работы котла. Трубки для подачи воды и собственно теплообменника рекомендуется выбирать диаметром дюйм – дюйм с четвертью. Желательно, чтобы они были оцинкованные. Места резьбового соединения герметизируют льном и суриком.

Возможные конструкции котлов отопления

Самый распространенный – на дровах. Его сделать проще, но у него низкий КПД. Простейшая конструкция выполняется таким образом: в трубу большего диаметра вставляется трубка с меньшим. Последняя играет роль топки, а между трубами циркулирует вода.

Эффективны пиролизные котлы. Их КПД доходит до 92%. Они используют процесс сухой перегонки древесины. В этом случае топливо распадается на кокс и газ, который называют пиролизным. При соединении последнего с кислородом, происходит воспламенение с освобождением большой энергии. Одна порция дров в таком агрегате горит в три раза дольше, чем в обычном котле, а золы в несколько раз меньше.

Но пиролизный котел требует сухих дров. Их влажность не более 30%. Плюс, дороже обойдутся материалы.

Схема пиролизного котла

В котле, работающем на отработанном масле, реализован другой принцип. Когда на раскаленный поддон попадает масло, оно мгновенно испаряется, а выделившиеся газы нагревают емкость или трубки с водой. Такой котел топят даже соляркой.

Электрический котел предполагает использование ТЭНов. Их можно просто установить внутри вертикальной трубы. Сверху организуют подачу воды, а обратную линию подключают снизу. Основной недостаток такого котла – малая мощность. Дело в том, что котлы мощнее 7 кВт подключать к сети напряжением 220 вольт запрещено. Для них требуется сеть 380 вольт.

На видео можно ознакомиться с устройством самодельного котла:

Инструменты для сборки котла

Сделать можно из подручных средств и при помощи стандартных инструментов, без дополнительного специального оборудования. Чтобы отважиться на самостоятельную работу, в хозяйстве должны быть:

  • Листовой металл. Используют и старую чугунную печь.
  • Трубы стальные разного диаметра, в том числе, оцинкованные.
  • Старые стальные или чугунные дверцы и заслонки. Их делают самостоятельно, но лучше поискать на свалке или в магазине.
  • Автомобильный радиатор. Его используют как теплообменник.
  • Дрель.
  • Сварочный аппарат.
  • Болты, гайки, уголок, метизы, гаечные ключи, герметик и пакля.

Если в конструкции предусмотрен насос, надо найти и его. Еще понадобятся датчики давления, температуры и термостат.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Теплообменник для водопровода — vodotopim.com

Теплообменник позволяет сделать горячую воду от системы отопления (централизованной или автономной – не важно).

Теплообменники состоят из большого числа пластин. У теплообменника есть вход-выход для холодной и горячей воды и вход-выход для подключения к системе отопления. На схеме ниже устройство и принцип работы теплообменника понять легко:

Красными стрелками отмечено протекание горячего теплоносителя из системы отопления по пластинам теплообменника. Вода (синими стрелками) из системы водоснабжения протекает по другим пластинам. Таким образом, теплоноситель с водой не смешивается, а тепло от теплоносителя передаётся лишь через стенки пластин.

От количества пластин зависит производительность (мощность) теплообменника: чем пластин больше, тем производительность выше.

Ещё один тип теплообменника:

По принципу действия он похож на бойлер косвенного нагрева, просто расположенный горизонтально, да и внутри корпуса не «пустота», как в бойлере, а трубки, по которым циркулирует водопроводная вода и теплоноситель:

Ещё один трубчатый теплообменник, называемый «труба в трубе»:

Устройство такого теплообменника: внутри трубы большего диаметра проходит труба меньшего:

По меньшей, допустим, движется вода, а по большей – теплоноситель. Получается, что труба с водой омывается горячим теплоносителем, отчего вода и нагревается.

Такой теплообменник:

— применяется, например, для подогрева воды в бассейне. Подключается к системе отопления, из которой горячий теплоноситель проходя по змеевику, отдаёт тепло воде из подключенного к теплообменнику водопровода:

Теплообменники имеют разные производительности, разную длину, диаметр, по каковым параметрам и подбираются. Если одного мало, можно поставить два:

Или больше.

На каждом теплообменнике устанавливается циркуляционный насос и запорная арматура для возможности отсоединить без остановки и слива всей остальной системы (чтобы такая возможность была, теплообменники подключаются параллельно друг другу, что на фото отлично видно).

Можно сделать теплообменник самому, например, из гофрированной нержавеющей трубы:

Такая труба имеет отличную теплоотдачу. Теплообменник из нержавеющей гофры помещается в какую-либо ёмкость с водой и подключается своими концами к системе отопления. Собственно, мы таким образом получаем ни что иное, как бойлер косвенного нагрева.

теплообменник

Как собрать — Воздухо-воздушный теплообменник с поперечным потоком своими руками HRV

Сообщение блоггера LouDawson.com Лу Доусона | 12 февраля 2016 г.

Готовый теплообменник, расположенный под потолком в офисной мастерской. Фактический теплообменник покрыт блестящей пузырчатой ​​изоляцией, белая трубка, выступающая влево, является впускным отверстием для внутреннего воздуха, она удлинена, чтобы предотвратить короткое замыкание входных/выходных вентиляционных отверстий. Два вентилятора с регулируемой скоростью — это черные объекты, расположенные на концах. Нажмите на все изображения, чтобы увеличить.

Моя студия-офис-мастерская, где мы занимаемся горнолыжным снаряжением и многим другим, переделана, чтобы сделать ее достаточно герметичной. Ему нужна вентиляция. Летом здесь, в нашем умеренном климате, я могу просто открыть окно и подпереть коробчатый вентилятор, если мне нужно больше, чем нормальный приток инфильтрационного воздуха. Но платить за обогрев атмосферы планеты во время наших горных зим не входит в наш бизнес-план. Решение : воздухо-воздушный теплообменник свежего воздуха, также известный как вентилятор с рекуперацией тепла или «HRV». Но хочу ли я продавать свою душу за дорогое коммерческое устройство, которое, как я слышал, перестает работать всего через несколько лет? Забудь это.Сделай сам на помощь.

Я придумал этот самодельный дизайн, основанный на многолетнем опыте работы с сантехническими и вентиляционными деталями, а также на знакомстве с основами теплообмена воздух-воздух. Это просто. Легко переосмыслить. Мой дизайн рассчитан на долгие годы, это не временный научный эксперимент.

Суть : Установите что-то, что направляет поток воздуха снаружи рядом с воздухом, выдуваемым из помещения — вы меняете местами два потока — и позволяете одному воздушному потоку нагревать/охлаждать другой, таким образом, вы «восстанавливаете» энергию.Для этого вам нужен «элемент» или «ядро», которое хорошо проводит тепло, способ прохождения воздуха рядом с ядром и оболочка, вмещающая все это. Вентиляторы с регулируемой скоростью, изоляция и беспроводные термометры дополняют конструкцию этого HRV.

Моя конструкция делает все это достаточно просто. Сердцевиной этого теплообменника является 3-дюймовый алюминиевый ребристый расширяемый воздуховод-«осушитель». Алюминий обладает высокой теплопроводностью, поэтому является хорошим материалом для сердцевины теплообменника. Корпус-оболочка представляет собой 4-дюймовую тонкостенную белую водопроводную трубу из ПВХ CL200.(Обратите внимание, комментаторы предполагают, что жесткая алюминиевая воздуховодная труба будет работать так же хорошо, как расширяемый воздуховод сушилки, и с ней будет легче работать. Я согласен. Если вы строите, используйте жесткий воздуховод, возможно, с наклеенными пенопластовыми точками для прокладок.)

Тестирование временной затяжки буровой установки через окно для холодного наружного воздуха здесь, в Колорадо, моя конструкция с самого начала работала довольно хорошо. Наверное, можно было бы короче. Наличие слишком большой площади поверхности ядра на самом деле ничему не вредит, это просто сводит на нет ваши наблюдения за эффективностью, потому что поступающий воздух продолжает «закаляться» за пределами равномерного обмена энергией.Все это можно контролировать с помощью скорости воздуха, а также размера, так что не зацикливайтесь на размере. Укоротить теплообменник легко, удлинить сложнее.

Спецификация трубы важна. Обычный график 40 ПВХ имеет слишком толстые стенки, чтобы обеспечить достаточное воздушное пространство вокруг алюминиевого сердечника воздуховода. «Дренажная» или «канализационная» труба ПВХ имеет достаточно тонкие стенки, чтобы создать воздушное пространство, но не имеет внешнего диаметра обычной трубы сортамента 40, что ограничивает ваши варианты фитингов. Труба из ПВХ класса 200 имеет такой же внешний диаметр, как и труба сортамента 40, но с более тонкой стенкой, поэтому вокруг сердцевины достаточно места для потока воздуха.Идеально. (Другие типы труб могут быть лучше, но их поиск в нашей горной долине занимает много времени, см. примечания ниже).

Сборка

Длина, которую я выбрал, несколько произвольна (оболочка 8 футов). Тестирование показало, что этот размер полностью соответствует моему выбору вентиляторов (см. список деталей ниже) и, возможно, может работать с большими объемами воздуха. Вам понадобится место, где вы сможете установить что-то такой длины, не испортив интерьер; место с температурой окружающей среды, близкой к вашей жилой площади.В доме может подойти подвал или подвал. На чердаке будет слишком жарко летом и слишком холодно зимой. Для жилого использования творческий подход к местоположению может быть столь же важен, как и фактическое проектирование, поскольку вам необходимо учитывать такие вещи, как распределение свежего воздуха. Более того, расположение вентиляционного отверстия, которое втягивает воздух в помещении у потолка, использует стратифицированный более теплый воздух, который в противном случае просто хранит неиспользованную энергию. Здесь, в моем однокомнатном магазине размером 25 x 20 футов, я просто забрался к потолку сбоку от деревянной балки, идущей по центру комнаты. Это работает, поэтому выглядит красиво. Если бы это не сработало, я бы оставил его там, чтобы смирить себя.

Имейте в виду, что вам нужно будет сделать примерно 5-дюймовое круглое отверстие во внешней стене, убедиться, что требуемое расположение отверстия не проходит непосредственно через элемент каркаса стены, и, конечно же, подумайте о косметике и солнечном нагреве вашей вентиляции. (подробнее об этом ниже.) Внутренние вход и выход разделены достаточно далеко, чтобы избежать короткого замыкания вентиляции. Внешние вентиляционные отверстия также должны быть разделены, это не так критично, как в помещении, поскольку снаружи воздух обычно немного дует.

Начните с 8-футового куска 4-дюймовой трубы из ПВХ, желательно на верстаке, а не на коленях.

1. Возьмите 4-дюймовые тройники из ПВХ. Сделайте заглушки, вставив 5-дюймовый кусок 4-дюймового ПВХ в одну сторону ваших 4-дюймовых Т-образных фитингов. Забейте трубу из ПВХ пластиковым или резиновым молотком, пока соединение не станет плотным. Не переусердствуйте (позже может понадобиться перевернуть) и ничего не склеивайте. Более того, будьте осторожны, чтобы ничего не испортить или иным образом не повредить, поэтому вы можете вернуть большую часть деталей в свой крупный магазин, если вам не понравится результат.Ваши резиновые муфты 3×4 будут установлены на 5-дюймовых кусках 4-дюймового ПВХ, но пока не устанавливайте муфты 3x4s.

Ваши «заглушки» будут выглядеть вот так. Резиновая гибкая муфта 3×4 центрирует 3-дюймовый сердечник трубы внутри 4-дюймовой оболочки, так что воздух может обтекать сердечник.

2. Растяните алюминиевый воздуховод примерно на 7 футов. Прикрепите 3-футовый кусок 3-дюймового ПВХ к одному концу алюминиевого профиля (это ваша внутренняя сторона) и 18-дюймовый кусок 3-дюймового ПВХ к другому концу алюминиевого профиля.Я сделал несколько соединительных втулок из алюминиевых соединителей воздуховодов сушилки и заклеил стыки клейкой лентой. Вы не сможете получить доступ к этим соединениям для обслуживания, и если они выйдут из строя, система не будет работать, поэтому подумайте о том, чтобы закрепить несколько проволочных стяжек поверх клейкой ленты или иным образом добавить страховку.

Растягивание вентиляционного канала сушилки, используемого в качестве сердцевины. Будьте осторожны, чтобы не сжать или сжать, держите его красивым и круглым.

3. Вставьте получившийся сердечник в 4-дюймовую оболочку из ПВХ.

4.Наденьте торцевые заглушки (из шага 1) на концы сердечника и запрессуйте 4-дюймовые Т-образные фитинги на концах 4-дюймовой оболочки.

5. Распылите немного воды на выступающую 3-дюймовую трубу и наденьте резиновые муфты 3×4 так, чтобы они соединили 3-дюймовую ПВХ-трубу с 4-дюймовой.

Соединения сердечника

сделаны из алюминиевого листа и ленты Gorilla Tape. Добавьте много ленты для хорошей герметизации. Я не использовал кремний, так как хотел, чтобы все было обратимо, если я разберу его, чтобы проверить наличие проблем с плесенью и уплотнением.

6. Важный шаг: вам нужно что-то, чтобы оставить воздушное пространство между ядром и оболочкой открытым. В некоторых сборках, которые я видел на Youtube и в других местах, используются куски липкой пены и тому подобные вещи, чтобы отделить одну поверхность от другой. Мне хотелось чего-то более стабильного и механического, поэтому я вкрутил несколько десятков крепежных винтов в кожух трубы из ПВХ на тщательно рассчитанной глубине, чтобы они служили прокладкой для основного компонента. Убедитесь, что три винта на каждом конце корпуса поддерживают 3-дюймовую трубу из ПВХ. Таким образом, как только фитинг 3×4 затянут, 3-дюймовый ПВХ поддерживается и стабилизируется.См. список деталей для размеров крепежных винтов, которые я использовал, но из-за точного выбора материалов обязательно оцените свою собственную установку и выберите винты правильного размера. Я поместил шайбы под головки винтов, чтобы настроить точную глубину проникновения.

Обратите внимание, что вы используете «крепежные винты», потому что у них плоский конец, который не проткнет алюминиевый сердечник, если вы будете осторожны с глубиной и повернете оболочку так, чтобы вы вставляли винты сверху, позволяя сердечнику чтобы отойти от винта, когда вы вставляете.Я разобрал свой прототип и осмотрел его, винты не повредились, но я был очень осторожен, вставляя их.

Чтобы разместить крепежные винты для центрирования сердечника, начертите на корпусе триаду прямых линий, используя верстак в качестве ориентира, просто проведите маркером по прокладке, в этом случае я устанавливаю маркер на рулоне ленты.

Измерение по трем рядам винтов на равном расстоянии, так что внутренний сердечник удерживается аккуратно и равномерно вдали от оболочки, создавая воздушное пространство для потока.

Крепежный винт с шайбами ​​для точного ввинчивания.Важно, чтобы эти винты не делали отверстий в сердечнике.

Поместив винты в направляющие отверстия, они легко ввинчиваются в пластик.

7. Теперь у вас должен быть длинный кусок 4-дюймовой трубы с 3-дюймовыми заглушками, выступающими с обоих концов. Чем длиннее заглушка уходит внутрь вашего жилого помещения, тем короче — к дневному свету.

8. Установите теплообменник так, чтобы наружный конец (с более короткой 3-дюймовой трубой) выходил на дневной свет. В моем случае я прорезал довольно аккуратное отверстие в наружном сайдинге здания, снял Т-образный фитинг с внешнего конца моего теплообменника, вставил 4-дюймовый ПВХ через отверстие, затем заменил Т-образный фитинг снаружи, чтобы он действовал как воротник, плотно прилегающий к сайдингу здания, чтобы помочь привести в порядок внешний вид вещей. Наклоните весь теплообменник в сборе не менее чем на 1/4 дюйма на фут наружу, чтобы любой конденсат быстро стекал наружу. Вам понадобится какая-то система поддержки в помещении. Я установил на стороне потолочной балки, для чего потребовалось просто использовать скобы для одной трубы и винты. Вы можете повиснуть на балке пола в подвале с помощью сантехнических ремней. Все, что работает, просто помните, что все это должно быть установлено, и вам нужно подумать о том, как вы обеспечите вентиляцию входа и выхода в жилое пространство с минимальными изгибами труб.

Это хорошее место, чтобы упомянуть «короткое замыкание», имея в виду ситуацию, когда ваш входящий вентиляционный воздух попадает в ваш выходной поток, не смешиваясь с объемом вашего жилого воздуха. В помещении предотвратите это, подумайте о расположении вентиляционных отверстий на расстоянии не менее 3 футов друг от друга. В моем случае я хотел использовать более теплый стратифицированный воздух под потолком, поэтому я поместил выходное отверстие высоко, а входное — ниже.

9. Наружная отделка проста.

A) Загерметизируйте трубу в том месте, где она проходит через стену, используя что-то двустороннее на тот случай, если вам придется снимать буровую установку для обслуживания.Если вы ожидаете много влаги, возможно, добавьте кусок листового металла, который будет служить защитой от дождя над отверстием в стене.

B) Если вы еще этого не сделали, отрежьте конец 3-дюймовой трубы, чтобы сделать наклонное отверстие, направленное вниз. C) Закройте 3-дюймовое отверстие сеткой от насекомых. D) Вставьте примерно 24-дюймовый штуцер из 4-дюймового ПВХ в наружный тройник.

C) Добавьте что-то вроде «колокола» к наружному вентиляционному отверстию. Я использовал дорогую муфту 4×6 из ПВХ увеличенного размера, что-то из мира вентиляции из листового металла будет намного дешевле и, вероятно, подойдет.Идея состоит в том, чтобы создать держатель пылевого фильтра с большой площадью поверхности. Вырежьте круглый кусок дешевого печного фильтра и вставьте его в 6-дюймовую сторону вашего «колокола».

D) Вкрутите несколько шурупов для листового металла в запрессовочные соединения наружной трубы, чтобы они не разошлись во время расширения и сжатия. Опять же, не используйте клей, держите все обратимым и удобным для подачи воздуха.

10. Установите вентиляторы в помещении. Установите короткий 4-дюймовый отрезок на открытую 4-дюймовую сторону внутреннего Т-образного фитинга, обрежьте 4-дюймовый фланец, чтобы он подходил для вентилятора, и установите вентилятор, чтобы он втягивал воздух в жилое пространство.Аналогичным образом установите 3-дюймовый фланец на открытую 3-дюймовую трубу, выступающую из конца сборки. Этот вентилятор вытягивает воздух из помещения и выдувает его наружу через сердечник теплообменника. Используйте крепежные винты довольно малого диаметра, чтобы прикрепить 120-мм вентиляторы, и вы можете сделать диагональные отверстия во фланцах из ПВХ, чтобы они совпадали с отверстиями в вентиляторах. Я использовал маленькие гайки с накаткой, чтобы снимать и заменять вентиляторы без инструментов.

Фланец из ПВХ

идеально подходит для крепления 4-дюймового вентилятора. При поиске убедитесь, что фланец крепится к трубе таким образом, чтобы как можно меньше ограничивать поток воздуха.См. список деталей для предложений.

11. Установите два термометра в небольшие отверстия, которые вы просверлите в трубе из ПВХ. Один датчик снаружи в конце вентиляционного отверстия, обеспечивающего воздух в помещении (тот, что с пылевым фильтром). Это будет ваша температура воздуха на входе снаружи — обычно такая же температура, как и температура окружающей среды снаружи, хотя расположение наружных компонентов вашего теплообменника в солнечном месте может вызвать колебания температуры. Установите датчик номер два сразу за вентилятором приточного воздуха.

Говоря о расположении наружных вентиляционных отверстий, в моем случае я запускаю этот теплообменник только тогда, когда на улице холодно, поэтому я подумал, почему бы не установить его там, где наружное вентиляционное отверстие нагревается от солнца, для небольшого дополнительного солнечного нагрева моего входа. воздух? Точно так же, если вы беспокоитесь о том, что солнце может повлиять на работу вашего теплообменника, разместите наружную вентиляцию в тени.

12. Важно изолировать корпус теплообменника, сделанного своими руками, чтобы не было ложного теплообмена, когда входящий воздух забирает тепло из окружающей среды через внешнюю стенку трубы теплообменника.На мой взгляд достаточно тонкого слоя утеплителя. Я сделал куртку из пузырчатой ​​пленки с фольгой от Lowe’s, скрепив швы клейкой лентой. Мне нравится этот материал, потому что он огнестойкий (я думаю о пожарной безопасности во всех своих проектах «сделай сам», поскольку они обычно настолько далеки от параметров любых строительных норм и правил). Для бюджетной изоляции просто оберните пузырчатой ​​пленкой. Обратите внимание, что мы используем нашу обычную пластиковую трубу для внешней оболочки, которая замедляет паразитный теплообмен. Но вам нужен слой изоляции, особенно при экстремально высоких или низких температурах наружного воздуха. Поскольку наш теплообменник в основном предназначен для использования в холодную погоду, я установил его на высоте потолка, чтобы любой паразитный теплообмен брался из более теплого стратифицированного комнатного воздуха, вероятно, почти с нулевыми чистыми денежными потерями на счетах за отопление. Если вы сомневаетесь, просто добавьте еще один слой изоляционной пленки.

Окончательная установка перед обертыванием корпуса двумя слоями фольгированной изоляции.

13. Тест. Запускайте вентиляторы, когда температура в помещении и на улице значительно различаются. Следите за показаниями термометров.Надеюсь, вы будете удивлены, насколько хорошо это работает. Я был.

Наружная вентиляция, на солнечной стороне моей мастерской-магазина-офиса. Солнечное тепло зимой повышает эффективность и предотвращает образование плесени. Вентиляционное отверстие из помещения наружу экранировано (сверху) для защиты от насекомых или мелких людей, вход внутрь помещения фильтруется печным фильтром в «колпаке», сделанном из сантехнического фитинга. Эта странная конфигурация связана с тем, что вход и выход необходимо разделить, чтобы предотвратить короткое замыкание и смешивание входящего и выходящего воздуха.К сожалению, эта конфигурация со стороны моего магазина, выходящей на улицу, но должна быть на солнечной стороне для повышения эффективности и смягчения любых проблем с конденсацией. Для красоты я, вероятно, накрою все это деревянным балдахином, чтобы это не выглядело так, как будто я занимаюсь тем, что мы вежливо называем «комнатным садоводством в Колорадо».

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

Термометр с несколькими датчиками от Amazon, один. $56.00

Полужесткий гибкий алюминиевый воздуховод 3″ x 8-0, продукт № L301 от Lowe’s (используется для сердцевины, которая является ключом к реализации этого проекта), 10 долларов США, один.

4″ A-2000 PVC (стенка тоньше, чем у сортамента 40), 12 футов, 22 доллара США (от поставщика сантехники).

3″ A-2000 PVC (стенка тоньше, чем у сортамента 40), 6 футов, 10,00 долларов США (из отдела сантехники).

4-дюймовые тройники из ПВХ, 40 шт., 2 шт., не удалось найти в магазине Lowe’s, по 11 долл. за штуку в магазине сантехники.

6″ x 4″ Переходная муфта Sch 40 (используется для фильтра на входе блока снаружи) $11,00

(Важно, чтобы два нижних фланца, используемые для крепления вентиляторов, надевались НАД вашей трубой, чтобы не возникло ограничение потока воздуха из-за толщины внутренней муфты.Все фитинги в этом проекте посажены на трение, клей не используется, поэтому, если фитинг необходимо стабилизировать, ввинтите шуруп из листового металла в направляющее отверстие. Оставьте большинство фитингов с посадкой на трение, чтобы можно было легко разобрать теплообменник для последующей очистки, обслуживания или модификации.)

Фланец из ПВХ (соединитель для унитаза, фланец для унитаза) для монтажа НАД 3-дюймовой трубы для монтажа вентилятора на 3″ ПВХ, артикул Lowe’s 253221, 4 доллара США, один

Фланец из ПВХ, как указано выше, для монтажа НАД 4-дюймовой трубы, артикул Lowe’s 253231, 5 долларов США. 00, один

(Эти резиновые соединители работают очень хорошо, но они немного дороги, но необходимы для легкой сборки проекта.)
Резиновые «без втулки» Гибкие соединительные фитинги из ПВХ диаметром 4 дюйма x 3 дюйма с хомутами для шлангов, товар Lowe’s 23478, $9,30 за штуку, две

Небольшой кусок фильтрующего элемента печи, вырезанный по кругу, чтобы запрессовать его на наружном конце устройства.

Это модель вентилятора Cooltron, которую я использовал, заявленная мощность 56 CFM на максимальной скорости.

А это регулятор скорости вентилятора.

Сверло для установки центрирующих винтов керна, 9/64 позволяет нарезать крепежные винты, используемые в качестве центрирующих опор для керна.Не используйте винты с острыми концами, так как они могут проникнуть в сердцевину.

Крепежные винты 3/4 дюйма 10/24 с крестообразным шлицем 20 плоских шайб 3/16 дюйма, чтобы винты не выступали слишком далеко внутрь, используйте по две на каждый винт. 40

Предупреждение о плесени: Любой воздухо-воздушный теплообменник создает возможность роста плесени в ваших воздуховодах, какая бы часть ни производила конденсат (в нашем случае воздуховод, перемещающий воздух из помещения наружу, является местом, где может образовываться конденсат). не беспокойтесь об этом, так как воздух в вытяжном пространстве нашего теплообменника выдувается наружу, предотвращение образования плесени всегда является хорошей идеей.Тестирование покажет реальность этого, но, по крайней мере, мы думаем, что просто держать аэрозольный баллончик с увлажнителем для профилактики плесени и время от времени распылять его на вентиляторы, чтобы решить проблему, а также позволить солнцу испечь нашу внешнюю вентиляцию. Говоря о загрязнении, не забудьте в конечном итоге установить фильтр тканевого типа на входном (в помещение) конце вашей вентиляции, а также поместить экранную проволоку над другим наружным вентиляционным отверстием (с наружного воздуха в помещение). К счастью, наш дизайн начинается с большого 4-дюймового входа; Я увеличил это до фитинга диаметром 6 дюймов, который держит круглый кусок фильтра печи.

http://www.engineeringtoolbox.com/ventilation-heat-recovery-d_244.html

AC Infinity AI-120SCX Вентилятор с регулируемой скоростью для охлаждения шкафа, одиночный 120 мм

ПРИМЕЧАНИЯ
Насколько я понимаю, эффективный теплообменник приводит к температуре входящего воздуха, близкой к комнатной. По-видимому, это легко сделать с холодным наружным воздухом и теплым, влажным воздухом в помещении, если вы замедлите движение воздуха настолько, чтобы обеспечить неторопливый обмен тепловой энергией между двумя объемами воздуха.

В реальных условиях вы хотите, чтобы ваш теплообменник был несколько эффективным, но тратить целое состояние и занимать место для чего-то сверхэффективного может быть нецелесообразно. Возможно, лучшее эмпирическое правило заключается в том, что до тех пор, пока воздух, поступающий с улицы, достаточно близок по температуре к температуре воздуха в помещении, у вас все в порядке. Если разница становится слишком большой, это означает, что либо разница температур снаружи и внутри слишком велика, либо вам нужно замедлить работу вентиляторов, либо построить теплообменник с большей площадью поверхности сердечника (или и то, и другое).Кроме того, по мере увеличения разницы температур снаружи и внутри помещения производительность может ухудшиться. Моя установка работает невероятно хорошо при перепадах около 30 градусов по Фаренгейту, но я уверен, что увижу падение производительности при 10 градусах на улице и 68 в помещении.

В случае с этим проектом испытания показали поразительную эффективность при температуре внутри помещения около 67 градусов, а снаружи около 38 градусов. Входящий воздух имел температуру 66,4 градуса, корпус был хорошо изолирован для предотвращения паразитного нагрева корпуса от окружающего воздуха внутри помещения.Оказалось, что мой первый выбор вентиляторов на 45 кубических футов в минуту временами был слишком ограничен для вентиляции, в которой я нуждался, преодолевая сопротивление трения воздушного потока, поэтому в моей окончательной сборке используются вентиляторы с регулируемой скоростью с заявленной производительностью 56 кубических футов в минуту (ссылки для тех, кто ниже). Обычно я не запускаю вентиляторы на максимальной скорости, и кажется, что они перемещают достаточно воздуха, поэтому, возможно, в конце концов я мог бы использовать вентиляторы 45 CFM. Как бы то ни было, поэкспериментировать с разными вентиляторами не составит труда (у меня они крепятся винтами с накатанной головкой, так что я могу поменять их за считанные минуты).

Я также уделял пристальное внимание производительности холодным зимним утром в Колорадо, иногда около нуля по Фаренгейту. Производительность была в порядке.

ВАЖНО: Расположите элементы управления вентилятором так, чтобы к ним был легкий доступ. Помните, что вы — мозг этой установки, а не микропроцессор, как в коммерческих теплообменниках. Например, предположим, что вы отключили отопление на всю ночь, сейчас в вашем жилом помещении прохладно, а на улице теплее из-за солнечного утра? Просто выключите вытяжной вентилятор (тот, который выталкивает воздух из вашего жилого помещения) и включите приточный вентилятор на полную мощность, чтобы высосать этот бесплатный нагрев в помещении.Кроме того, вместо того, чтобы запускать эту штуку 24/7, подумайте о том, чтобы подключить своих поклонников к таймеру, который полностью отключит ваш обменник в самое холодное (или самое жаркое) время дня. Например, я настроил свой так, чтобы он выключался около 23:00 и просыпался утром примерно за час до того, как обычно сажусь за свой стол.

Кто-то может спросить: «Может ли инженер вычислить все эти вентиляторы с рекуперацией тепла с помощью математики, чтобы я знал, какая длина, какие вентиляторы CFM и тому подобное?» Возможно, это можно сделать с помощью сложного компьютерного моделирования и полевых измерений.Но в практическом смысле нет. Инженер должен знать точную CFM движения воздуха внутри воздуховодов, а также точную площадь поверхности вашей активной зоны. Даже тогда у них не было бы точного способа объяснить турбулентность воздушного потока. Паразитное охлаждение или нагрев агрегата комнатным воздухом также трудно рассчитать. Вероятно, лучший способ усовершенствовать эти единицы — просто использовать краудсорсинг для экспериментов.

Одно из измерений, которое вам, вероятно, понадобится, — это CFM, которое вы получаете, когда все работает и ваши температуры выглядят хорошо.Приблизительно измерить CFM можно, поместив пластиковый мешок для мусора известного объема на воздухозаборник в помещении, подсчитав, сколько секунд требуется для заполнения, а затем выполнив математику.

Я полагаю, что человек, располагающий достаточным количеством времени, мог бы разработать конструкцию моего теплообменника свежего воздуха, используя полностью «дренажно-канализационный» ПВХ, известный как тонкостенный DWV. Сделать это было бы превосходно. Crux приобретает фитинги, такие как фланцы крепления вентилятора. Следующая сборка, которую я сделаю, я попробую DWV — это, вероятно, сэкономит не менее 50 долларов по сравнению со сборкой, которую я сделал с использованием местных безрецептурных материалов.См. http://www.pvcfittingsonline.com/fittings/dwv.html

Управление скоростью вращения вентилятора необходимо для настройки производительности и уровня шума.

Таймер также важен, на мой взгляд, нет причин перемещать слишком много воздуха.

Мультисенсорный наружный термометр также необходим, иначе вы просто будете гадать о производительности.



Комментарии

Теплообменник, создающий свежий воздух

В идеальном случае энергоэффективный дом должен быть герметичным, чтобы летом удерживать прохладный воздух внутри, а зимой — снаружи. Проблема в том, что нам нужно обеспечить циркуляцию свежего воздуха, чтобы удалить запахи, насытить кислородом и снизить риск роста плесени и плесени.

Есть ли способ перемещать воздух в дом и из него, сводя к минимуму попадание тепла внутрь и наружу?

Это может сделать один простой гаджет: теплообменник, он же «вентилятор с рекуперацией тепла». Вместо того, чтобы воздух свободно входил и выходил, теплообменник использует два небольших вентилятора для подачи входящего и выходящего воздуха через параллельные чередующиеся каналы. Два потока не смешиваются, но тепло проходит между ними через тонкие металлические стенки каналов.

Зимой теплый воздух, выходящий через теплообменник, отдает свое тепло поступающему холодному воздуху, а летом выдуваемый через теплообменник холодный воздух крадет тепло у поступающего горячего воздуха, так что к моменту приточный воздух поступает в дом, уже не жарко.

Вентиляторы с рекуперацией тепла дешевы в эксплуатации, потому что они содержат только пару вентиляторов. Но их покупка может быть дорогостоящей, розничная цена составляет 450 долларов и выше.

Вот как вы можете построить свой собственный за радикально меньшую сумму, от 50 до 100 долларов, в зависимости от того, сколько материалов у вас уже есть.Это моя первая попытка дизайна, и она работает, но я не претендую на то, что оптимизировал ее. Не стесняйтесь делать это лучше.

Я очень благодарен стажеру MAKE Эрику Чу за то, что он взялся за тяжелую работу по изготовлению и тестированию, используя планы, которые я нарисовал.

Дизайн

Вот основные конструктивные особенности, позволяющие максимально эффективно использовать теплообменник:

  • Внутренние панели должны иметь максимальную площадь поверхности по отношению к объему.
  • Панели должны быть изготовлены из тонкого теплопроводного металла.
  • Входящий и выходящий воздух должны двигаться в противоположных направлениях.

Так как алюминий очень эффективно проводит тепло, я решил сделать панели из алюминиевой фольги, приклеенной к деревянным рамам, с просверленными отверстиями по краям рамок для прохождения воздуха. Дешевые компьютерные вентиляторы хороши, так как они тихие и не потребляют много энергии. Поскольку этот блок просто обеспечивает умеренную вентиляцию, а не нагревает или активно охлаждает воздух в помещении, скорость потока может быть низкой.

Можно предположить, что более медленный поток воздуха дает больше возможностей для теплообмена между выходящим и входящим воздухом. Теоретически это должно быть правдой, но на практике играют роль и другие факторы, такие как проникновение или утечка тепла из коробки, в которой находится устройство. . Когда мы протестировали наш теплообменник на холодном ночном воздухе, мы обнаружили, что более высокие скорости вращения вентилятора на самом деле больше нагревают поступающий воздух. Возможно, это связано с тем, что более быстро движущийся воздух удлиняет температурный градиент на пути теплопередачи и предотвращает охлаждение коробки, в которой находится блок.

Где именно самое приятное место? Я предлагаю вам собрать устройство и экспериментально отрегулировать скорость вращения вентилятора, чтобы выяснить это.

Вентиляция с рекуперацией тепла своими руками. Теплообменник для нашей юрты. Как избавиться от сырости и плесени в юрте.

Дешевая, но эффективная самодельная теплообменная система вентиляции.

Эффективность около 50%.

(Статья в Википедии http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_recovery_ventilation)

Далее в статье я также коснусь некоторых других причин и решений сырости в юрте.

Устройство здесь, по сути, восстанавливает тепло из теплого влажного воздуха, который выбрасывается наружу во впуск холодного свежего воздуха.

Вот готовый продукт:

Он тонкий и помещается за шкафом, с глаз долой и из головы.

Он абсолютно бесшумный, работает с маломощными компьютерными вентиляторами на 12 В.

Мне это обошлось менее чем в 15 фунтов стерлингов.

Принцип прост. Большая площадь поверхности обмена между выхлопным и впускным трактами.

Матрица альтернативно направленных путей означает, что огромная площадь поверхности создается в небольшом пространстве.

Эти изображения ясно показывают концепцию;

Идеальным материалом для матрицы был бы хороший проводник. Тонкие алюминиевые листы чаще всего используются в коммерческих помещениях, они не подвержены коррозии от влаги и конденсата и очень хорошо проводят тепло.

Я использовал ячеистую «гофрированную» пластиковую пленку. Пластик является изолятором, а не проводником, поэтому он далек от идеала, хотя результаты все равно впечатляют.Это материал, который у меня валялся, он умолял о каком-то новом назначении. Его обычно используют на рекламных щитах и ​​вывесках «Продается недвижимость». Выглядит так:

Я нарезала листы на квадраты и сложила их поочередно:

Плотно упакованная стопка была помещена внутрь корпуса из МДФ, сделанного из обрезков предыдущего проекта. Матрица по углам заклеена силиконом:

12-вольтовые компьютерные вентиляторы питают устройство.Они были извлечены из списанных блоков питания. Они бесшумны в работе и обеспечивают идеальный плавный поток, что дает достаточно времени для теплообмена через матрицу. Если бы они дули слишком сильно, я думаю, это снизило бы эффективность. Я на самом деле подключил их последовательно, чтобы они работали очень медленно. Они питаются от старого 12-вольтового трансформатора.

Влажный воздух, контактирующий с холодной поверхностью, скорее всего, приведет к образованию конденсата. По этой причине вся установка должна иметь возможность надлежащего дренажа.Вот почему матрица находится на своем конце, так что все ячейки в материале сбегают вниз. Как видите, я просто сделал эффект «ковша с подкладкой» в нижней части устройства с помощью сложенной ПВХ-пленки. Я подключил герметичный разъем шланга сбоку к красному шлангу справа. Это позволит любой собранной воде стекать наружу.

Я закрыл устройство, заполнил щели, отшлифовал углы и края и покрасил его в черный цвет оставшейся краской. Вот его и тестируют на стенде.

Я подключил его к таймеру, чтобы он работал 19 часов в день. Он отключается в самое холодное и влажное время ночи перед восходом солнца. В противном случае он работает каждый день и обеспечивает постоянный приток свежего воздуха. Я провел различные тесты и определил, что эффективность устройства составляет около 50%.

То есть, если в юрте двадцать градусов, а снаружи ноль, то свежий воздух, поступающий внутрь, имеет температуру десять градусов. Неплохо для проекта, который стоил мне меньше пятнадцати фунтов.

Мои мысли по обновлению…

Может лучше не выводить теплый воздух, а просто пропустить его через матрицу и обратно в комнату?  

Это означало бы, что 50% тепла, оставшегося в воздухе, не будут потрачены впустую. Тогда юрта будет находиться под давлением, чтобы не было других сквозняков. Вместо этого воздух будет вытесняться. Есть комментарии по этому поводу?

Больше мыслей о сырости и плесени в юртах:

Для многих это бич юрточной жизни, сырости и плесени.

Это большая тема, и я мог бы говорить на эту тему часами.

У нас был пятилетний путь эволюции в этом вопросе, и теперь у нас вообще нет проблем с сыростью.

По сути, вы хотите заняться этим с обоих концов.

Во-первых и самое главное свести к минимуму влажность воздуха, приготовление пищи — большая проблема. Сушить одежду вокруг горелки тоже не лучшая идея. Вот почему у нас есть отдельная кухонная кабина.

Наш образ жизни легко выбрасывает в воздух литры и литры каждый день, вы будете поражены.Затем он конденсируется на холодных поверхностях или при понижении температуры воздуха.

Комнатные растения тоже не помогают, факт, что каждый литр воды, которую вы нальете в горшок, окажется в воздухе. (Помимо дыхания, это наша самая большая проблема, у нас много растений.)

Другой конец подхода заключается в удалении неизбежной влажности воздуха.

Вентиляция самая простая. Теплообменник выше является революцией в этом направлении.

У нас также есть постоянное вентиляционное отверстие в форме гриба в куполе короны, которое я сделал из чаши дверцы стеклянной стиральной машины.

Это позволяет теплому воздуху, собранному наверху, пассивно вентилироваться. У него также есть 12-вольтовый компьютерный вентилятор с низким энергопотреблением, который мы включаем летом, чтобы все было прохладно, а иногда и в нечетный хороший день зимой. Двери открываются и вентилируются на несколько часов каждую неделю

минимум.

Утепление юрты также является еще одним важным фактором, чем теплее внутри стены, тем меньше конденсата будет на полотне.

Осушитель также является отличным инструментом и почти необходим для жизни в британской юрте.У нас есть маломощная тихая «эко» модель. У него есть гигростат, поэтому он включается только тогда, когда юрта достаточно влажная, он также работает по таймеру, поэтому он не работает ночью, когда все тихо, и нежный гул будет мешать нашему сну. Это стекает наружу и в основном не требует обслуживания. Важно приобрести адсорбционный осушитель, а не более традиционные конденсационные осушители , потому что для последних требуется комнатная температура не менее 18+ градусов, осушающие машины работают при температуре всего несколько градусов.

Единственная проблема с осушителем заключается в том, что он будет использовать , минимум , в несколько сотен ватт, что зимой требует больших затрат на автономную фотоэлектрическую систему. Вам понадобится довольно большой массив, я бы подумал, что легко киловатт или больше, и это будет для очень легкого использования осушителя.

Дровяная печь – это и благо, и неудобство.

Плесень распространяется в теплых влажных помещениях и на природных материалах… Похоже на юрту?

Тепло от печи полезно только в том случае, если она испаряет влагу в воздух, который затем осушается или вытягивается, если юрта закрыта и не проветривается, то жара усугубит плесень.

Я надеюсь, что поделиться нашим опытом поможет.

Спасибо за прочтение.

Сборка дровяной печи для нагрева воды — Новости Матери-Земли

1 / 5

Во-первых, змеевик медной трубы помещается внутрь рамы из уголка.

ФОТО: СОТРУДНИКИ НОВОСТИ МАТЬ-ЗЕМЛЯ

2 / 5

Затем вокруг трубки наносится гипс.

СОТРУДНИКИ НОВОСТЕЙ МАТЕРИ-ЗЕМЛИ

3 / 5

Сборка просто крепится болтами к боковой части дровяной печи.

СОТРУДНИКИ НОВОСТЕЙ МАТЕРИ-ЗЕМЛИ

4 / 5

Схема подключения водяного отопления к дровяной печке.

ИЛЛЮСТРАЦИЯ: ПЕРСОНАЛ НОВОСТИ МАТЕРИ-ЗЕМЛИ

5 / 5

Нагретая в змеевиках вода по трубопроводу поступает в накопительный бак, который подается в основной нагреватель.

СОТРУДНИКИ НОВОСТЕЙ МАТЕРИ-ЗЕМЛИ

❮ ❯

Одним из преимуществ отопления на дровах является разнообразие потребностей, которые может удовлетворить только одна печь.Помимо того, что дровяник согревает нас, он может приготовить ужин, высушить одежду и поджарить остывшие пальцы ног. Но разве не было бы здорово, если бы этот черный ящик еще и привлекал горячую ванну?

На самом деле, бытовое водяное отопление на дровах не является чем-то новым. . . многие кухонные плиты имели приспособления для резервуаров для воды более века назад. Однако появление «герметичных» дровяных горелок и систем подачи воды под давлением оставило на обочине большинство этих старых методов периодического нагрева, и были разработаны новые методы, основанные на закрытой циркуляции.

Современная дровяная печь для нагрева воды

В большинстве водонагревательных приспособлений используются теплообменники, которые устанавливаются внутри топки или дымохода прибора. Лучшие коммерческие образцы этого подхода действительно работают очень хорошо. Если печь работает большую часть дня, они могут обеспечить горячей водой всю семью. Однако в целях безопасности эти устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали (дорогой товар) и должны быть испытаны под давлением, чтобы убедиться, что они способны выдерживать очень высокие температуры, с которыми они могут столкнуться внутри системы отопления.Как следствие, качественные внутренние теплообменники имеют довольно высокую цену. Самодельные внутренние устройства , с другой стороны, приобрели неприятную репутацию из-за обжигающих паровых взрывов.

Кроме того, отвод тепла из топки или дымохода дровяной печи может иметь неприятные побочные эффекты: отвод Btu непосредственно от огня (с теплообменником топки) может снизить эффективность сгорания. . . а если продукты неполного сгорания охлаждаются ниже температуры, при которой они конденсируются (топкой или дымоходным теплообменником), может произойти накопление большого количества креозота.Несомненно, нет необходимости упоминать, что сочетание пожара в дымоходе и внутреннего теплообменника, заполненного водой, может привести к катастрофе.

Разумный дизайн

Признавая тот факт, что некомпенсированных обедов не бывает, мы выбрали консервативный подход к разработке собственного водонагревательного приспособления для дровяной печи. Вместо случайного размещения теплообменника внутри нагревателя или дымовой трубы мы прикрепили его снаружи топки. Приняв этот подход, мы избежали каких-либо серьезных модификаций нагревателя, который поддерживает сертификацию Лаборатории андеррайтеров.Более того, несколько критериев безопасности, о которых мы уже упоминали, соблюдены: температуры, возникающие вне кожуха нагревателя, не приводят к кипению воды (пока эта жидкость продолжает циркулировать), а тепло, используемое для нагрева воды, — это то, что нагреватель все равно излучал бы, поэтому из топки не отводится лишнее тепло.

Наше водонагревательное приспособление состоит всего лишь из примерно 50 футов медных трубок диаметром 1/4″, свернутых в гипсовую панель с наполнителем. Материал на основе гипса помогает равномерно распределять тепло по змеевикам и позволяет теплообменнику находиться в прямом контакте с корпусом печи, не допуская перегрева.(Мы хотели бы поблагодарить Эда Уолкинстика за это предложение.) Узел крепится болтами к боковой части нагревателя и вставляется в утилизированный 42-галлонный водонагреватель (мы использовали один с перегоревшим элементом, но прочным резервуаром) в почти так же, как и солнечный подогреватель.

Насос производительностью 10 галлонов в минуту, установленный на сливном отверстии нагревателя, обеспечивает циркуляцию воды через змеевик и обратно к тройнику чуть ниже клапана сброса давления в верхней части бака (клапан был сохранен в целях безопасности). Холодная вода поступает в сосуд через обычный вход, а подогретая дровами вода подается к обычному электронагревателю через стандартный горячий выход.Все линии хорошо изолированы пенопластом высокой плотности толщиной 1 дюйм.

Конечно, если бы вода циркулировала постоянно, тепло могло бы теряться в печь, когда огонь не горел. Чтобы этого не произошло, исследователь Деннис Буркхолдер сделал автоматическое управление включением/выключением с помощью термостата кондиционера, подключенного к линии электропитания насоса. (Вы также можете использовать более распространенную комбинацию управления отоплением/кондиционированием воздуха, установленную на режим охлаждения.) Термостат прикреплен к стене в трех футах от нагревателя и примерно в футе над его верхом. Когда температура воздуха достигает 80°F, 120-вольтовое управление включает насос, и вода начинает нагреваться. Встроенный дифференциальный выключатель снова отключает циркуляционный насос, когда температура падает до 76°F. 

Советы по строительству 

Компоненты системы теплообменника показаны на прилагаемой иллюстрации, но, конечно, каждая установка потребует некоторого изменения основных размеров.Например, если ваша печь больше, чем наша, вы можете увеличить панель настолько, чтобы получить полный 60-футовый виток 1/4-дюймовой трубки из мягкой меди внутри увеличенного каркаса теплообменника. Однако тем из вас, у кого обогреватели меньшего размера, придется использовать меньшую длину линии.

В любом случае проще всего работать с трубкой, свернутой для транспортировки. Мы просто вложили изогнутую леску в раму и аккуратно согнули трубку, чтобы заполнить прямоугольную форму. Гибкий материал можно согнуть по дуге примерно до 1-1/2″ радиуса без перегибов, так что его нетрудно втиснуть в любые потенциальные «горячие точки». Мы работали от внешних краев внутрь, проводя катушки к опорной пластине по мере продвижения. (Без проволоки, удерживающей внешние кольца трубок на месте, все это хотело выскочить из рамы.)

После того, как вы равномерно распределите медные трубки внутри рамы, размешайте тонкую порцию гипса и залейте смесью раму. Выровняйте поверхность, проведя линейкой по уголку, и дайте материалу высохнуть в течение нескольких дней. Затем панель можно прикрепить к боковой стороне вашей печи, а линии 1/4 дюйма можно подключить к трубкам бака подогревателя 1/2 дюйма.

Безопасность и производительность

Мы провели расширенные тесты, чтобы определить наиболее эффективную конфигурацию обменника и убедиться, что устройство будет работать безопасно. Например, чтобы посмотреть, что произойдет, если из-за сбоя питания отключится наш насос, мы загерметизировали трубы, выходящие из бака подогревателя, и установили манометр на предохранительный клапан. Максимальное давление, которое мы смогли создать в системе, составляло 3 фунта на квадратный дюйм. . . и это после того, как поток остановился в течение восьми часов при максимально возможной скорости горения для нашего катализатора Atlanta Stove Works!

Кроме того, чтобы определить, не поощряется ли кондуктивный теплообмен через стенку печи в нездоровой степени, мы каждый день проверяли внутреннюю часть топки дровяной печи на повышенное накопление креозота.Мы не обнаружили различий во внешнем виде или глубине отложений ни на одной из четырех стенок, что свидетельствует о том, что теплообменник получал в основном лучистую энергию от внешней стены печи. (Керамика могла оказывать некоторое изолирующее действие, уравновешивая повышенную проводимость.)

Сколько горячей воды будет производить теплообменник? Что ж, во время типичного семичасового цикла мы загружали от 55 до 60 фунтов древесины в Atlanta Catalytic, что повышало температуру 42-галлонного бака до 140 ° F.Эта скорость сжигания восьми фунтов в час, вероятно, несколько выше, чем у большинства людей, поэтому объем горячей воды, который вы можете получить от аналогичного устройства, может быть немного меньше. Конечно, если вы поддерживаете сильный ожог в течение всего дня, общая сумма за 24-часовой период все равно должна составлять более 100 галлонов в день большого количества горячей воды. И даже если вы часто эксплуатируете печь в «закрытом» состоянии, система значительно сократит ваши счета за коммунальные услуги.

В зависимости от размера вашей семьи и количества воды, потребляемой каждым человеком, система может исключить ваш счет за горячую воду в зимнее время.Следовательно, если вы можете получить древесину по цене, которая существенно ниже, чем цена эквивалентного количества электричества или газа, энергия, которую вы тратите на нагрев воды из дровяной печи (которая, конечно, будет вычтена из тепло, которое мог бы дать прибор) будет стоить вложенных средств. Кроме того, вы будете удовлетворены тем, что сделали еще один шаг к замене невозобновляемых источников энергии.

Список материалов

насос (Richdel R798)

термостат (Dayton DE158)

(50 футов) 1/4″ медная трубка типа L

Сталь 16 калибра 2′ X 3′

(8 футов) 1/8″ X 1″ уголок

клапан сброса давления

(14) болты 1/4″-20 X 3/4″ с гайками

(3 кв. ) гипс

(6 футов) тюковая проволока

разная сантехника

Опубликовано 1 января 1984 г.

РОДСТВЕННЫЕ СТАТЬИ

За прошедшие годы мы улучшили нашу усадьбу, но она по-прежнему требует большой работы и ежегодного ухода.

Прорывы в области пищевых технологий коснулись нашего снабжения продовольствием, отчасти в связи с растущим осознанием последствий изменения климата.

В этой серии, состоящей из нескольких частей, будут подробно рассмотрены некоторые методы, которые мы использовали для дрессировки наших козлят.

Теплообменники «воздух-воздух» для более здоровых энергоэффективных домов — Публикации

Конденсация окон и другие проблемы с влажностью вероятны в обветренном доме без воздухообменников. Это проблема как для людей, так и для дома. Подача наружного воздуха и отвод воздуха из помещения (вентиляция) разбавляют или удаляют загрязняющие вещества и влагу из помещения. Вопрос в том, как вы удаляете влагу и загрязняющие вещества, сохраняя при этом нагретый или охлажденный воздух? Воздушный теплообменник решит эту проблему. Воздухообменники передают тепловую энергию воздуха в помещении поступающему свежему воздуху, удаляя влагу и загрязняющие вещества, но сохраняя тепло. В этой публикации описываются причины использования теплообменников типа «воздух-воздух», технология теплообменников, экономическая выгода от их установки и некоторые советы по выбору теплообменника, подходящего для вашего дома.

Почему важна вентиляция?

Раньше энергия была дешевле, чем теплоизоляция, и строители уделяли меньше внимания теплоизоляции дома. С течением времени и повышением цен на энергоносители домовладельцы начали сокращать расходы, утепляя чердаки, стены и подвалы, что остановило крупномасштабную передачу тепла.

В последнее время из-за высоких затрат на электроэнергию и лучших материалов домовладельцы и строители останавливают небольшие утечки воздуха вокруг дверей, окон, сантехники и даже пластин выключателей света.В некоторых домах эта естественная инфильтрация воздуха теперь заменяет воздух внутри каждые 4-10 часов, по сравнению с каждые 30 минут 40 лет назад. К сожалению, такое уменьшение поступления наружного воздуха в здание может привести к проблемам с качеством воздуха в помещении. Двумя наиболее распространенными проблемами качества являются избыточная влажность
и загрязняющие вещества.

Относительная влажность – это отношение количества водяного пара в воздухе к максимальному количеству водяного пара, которое воздух может содержать при определенной температуре.Точка росы – это температура, при которой относительная влажность составляет 100 процентов и образуется конденсат.

Теплый воздух способен удерживать больше водяного пара, чем холодный. В теплый летний день температура может достигать 85 градусов по Фаренгейту (°F) при 50-процентном уровне относительной влажности, что делает точку росы 71 °F.

По мере охлаждения воздуха температура приближается к точке росы, или точке, при которой водяной пар начинает осаждаться из воздуха. Например, при охлаждении воздуха при температуре 85 °F относительная влажность увеличивается, а при температуре 70 °F на холодных поверхностях образуется конденсат.Воздух при температуре 70 ° F и относительной влажности 40 процентов имеет относительную влажность около 80 процентов при охлаждении до 50 ° F. Воздух при температуре 20 ° F и относительной влажности 90 процентов имеет относительную влажность 23 процента при нагревании до 60 ° F. Грубо говоря, падение температуры на 20 °F снижает влагоудерживающую способность вдвое и удваивает относительную влажность.

В тесных домах деятельность человека, такая как принятие душа, сушка одежды и приготовление пищи, поднимает относительную влажность до проблематичного уровня, что приводит к образованию конденсата на окнах и высокой влажности, что может привести к росту плесени.Рекомендуемая относительная влажность для людей составляет около 50 процентов, чтобы свести к минимуму носовые кровотечения, сухость кожи и другие физические недомогания. Северный климат не может поддерживать такой уровень влажности зимой. Когда теплый влажный воздух соприкасается с прохладными поверхностями, влага конденсируется на поверхности, если она ниже точки росы.

Подобно тому, как вода конденсируется на стакане ледяной воды, конденсат образуется на холодных поверхностях в доме. Это может произойти на окнах, дверях, полах и даже внутри стен.Постоянные влажные условия могут вызвать структурные повреждения и связанные с этим проблемы с гниением и плесенью. Идеальная влажность для северных равнин зимой составляет от 30 до 40 процентов, что является компромиссом между идеальными условиями для людей и строениями, в которых они обитают.

Измерение влажности дома

Используйте гигрометр (рис. 1) или измеритель относительной влажности, чтобы проверить конструкцию на предмет относительной влажности. Гигрометры могут иметь либо циферблат, либо цифровое считывание. Цифровые гигрометры не всегда более точны.В продаже имеются более дорогие модели, которые, как правило, должны иметь более высокую степень точности. Более дорогие гигрометры обычно имеют точность в пределах 5 процентов от фактической относительной влажности. Все гигрометры требуют калибровки для повышения уровня их точности. При покупке гигрометра проверьте рабочий диапазон, потому что электронные гигрометры могут иметь минимальный уровень относительной влажности, который они могут считывать, например 20 процентов.

Рис. 1.Примеры измерителей относительной влажности, также известных как гигрометры.
(Фото Карла Педерсена)

Для калибровки гигрометра приобретите герметичный контейнер, по крайней мере, в три раза превышающий размер гигрометра. Примеры включают пластиковый пакет с застежкой-молнией, контейнер для хранения продуктов с плотно закрывающейся крышкой или кофейную банку с оригинальной крышкой. Поместите чашку с водой в герметичный контейнер вместе с глюкометром на четыре-шесть часов или до тех пор, пока капли воды не станут видны на внутренней поверхности контейнера.Когда капли начинают скапливаться на краю герметичной емкости, это указывает на уровень относительной влажности 100 процентов. Показание гигрометра должно быть не менее 95 процентов, а лучше 100 процентов, Рисунок 2 . Обратите внимание на чтение.

Рис. 2. Калибровочный тест, 100-процентная влажность.
(Фото Карла Педерсена)

Теперь добавьте поваренную соль в чашку с водой, помешивая, пока вода не перестанет растворять соль.Соль должна оставаться на дне чашки. Затем поместите чашку обратно в герметичный контейнер с глюкометром и снова оставьте на два-три часа. Соль снижает способность воды к испарению и, следовательно, уровень влажности. Раствор соли должен давать показатель влажности 75 процентов, но допустимы значения от 70 до 80 процентов, Рисунок 3 .

Рис. 3. Калибровочный тест с солевым раствором, влажность 75 процентов.
(Фото Карла Педерсена)

Сравните два показания.Если они оба отличаются на одинаковую величину, вы можете откалибровать свой гигрометр на эту величину. Обратитесь к руководству пользователя для получения конкретных инструкций по калибровке вашего устройства. Если ваш блок не имеет возможности калибровки, то вы можете настроить показания мысленно.

Загрязнители в домах

Различные загрязняющие вещества существуют на разных уровнях в разных домах. Примеры включают двуокись углерода и монооксид от газовых приборов, газ радон из почвы вокруг фундамента, формальдегид от строительных материалов и твердых частиц, таких как плесень и табачный дым. В таблице 1 перечислены некоторые основные источники загрязняющих веществ внутри и снаружи помещений. Некоторые из наиболее распространенных загрязнителей заслуживают обсуждения в связи с их созданием и возможными проблемами со здоровьем человека.

Углекислый газ и угарный газ, образующиеся в результате сжигания топлива, могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Старые приборы обычно производят самые высокие уровни угарного газа из-за неправильного сжигания, утечек и отсутствия достаточного количества свежего воздуха для полного сгорания. Хотя двуокись углерода вызывает проблемы только при высоких уровнях, ее присутствие обычно указывает на присутствие угарного газа.Высокий уровень углекислого газа вызывает сонливость и указывает на плохую вентиляцию. Угарный газ вызывает головные боли и усталость при низких концентрациях и может вызвать потерю сознания или смерть при высоких концентрациях. Обеспечить подачу наружного воздуха для любого топочного устройства и регулярный воздухообмен облегчают проблемы.

Радон попадает в строение через отверстия для доступа к трубопроводу, щели в полу и другие отверстия в почву и возникает в результате распада природных радиоактивных материалов в почве. Радон может вызывать рак легких в высоких концентрациях.Вентиляция подвальных помещений и подвалов свежим воздухом может уменьшить проблему, но предпочтительным методом является вентиляция слоя гравия под цокольным полом (рис. 4) . Для определения уровня радона необходимо провести тест на радон.

Рисунок 4. Вентиляция радона .

Другие опасные вещества, передающиеся по воздуху в быту, связаны со строительными материалами и чистящими средствами. Формальдегид, распространенный промышленный химикат, присутствует во многих строительных материалах и предметах домашнего обихода.Газообразный формальдегид может покидать материалы и попадать в окружающую среду в течение всего срока службы материала, но большая часть газа уходит в течение первого года. Формальдегид вызывает раздражение слизистых оболочек носа, горла и глаз. Его нужно вывести наружу. Сегодня использование формальдегида в строительных материалах ограничено.

Твердые частицы включают более крупные частицы, переносимые по воздуху, такие как споры плесени и табачный дым, упомянутые ранее. Сюда также входят вирусные и бактериальные организмы, перхоть домашних животных, пыль и многое другое.Из-за большого разнообразия предметов физические недуги варьируются от простуды до аллергии и болезней легких. Некоторые частицы могут быть отфильтрованы, а другие могут быть выброшены только наружу.

Эксплуатация и конструкция теплообменника воздух-воздух

Одним из способов свести к минимуму проблемы с качеством воздуха и влажностью в доме, не открывая окна, является установка механической системы вентиляции с использованием теплообменника «воздух-воздух». Теплообменник «воздух-воздух» приводит в тепловой контакт два воздушных потока с разной температурой, передавая тепло от удаляемого внутреннего воздуха к поступающему наружному в течение отопительного сезона.Типичный теплообменник показан на рис. 5 .

Рис. 5. Типичные характеристики воздухо-воздушного теплообменника.

Летом теплообменник может охлаждать, а в некоторых случаях и осушать горячий наружный воздух, проходящий через него и поступающий в помещение для вентиляции. Теплообменник воздух-воздух удаляет избыточную влажность и вымывает запахи и загрязняющие вещества, образующиеся в помещении.

Теплообменники обычно классифицируются по способу прохождения воздуха через устройство. В противоточном теплообменнике потоки горячего и холодного воздуха движутся параллельно в противоположных направлениях. В поперечном блоке потоки воздуха текут перпендикулярно друг другу. В агрегате с осевым потоком используется большое колесо. Воздух нагревает одну сторону колеса, которое отдает тепло потоку холодного воздуха при медленном вращении. Блок с тепловыми трубками использует хладагент для передачи тепла. Другие единицы доступны для специализированных приложений. В небольших сооружениях, таких как дома, обычно используются противоточные или перекрестные теплообменники.

Большинство теплообменников воздух-воздух, устанавливаемых в северном климате, представляют собой вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV). Эти агрегаты рекуперируют тепло из отработанного воздуха и возвращают его в здание. Недавние достижения в области технологий также увеличили использование вентиляторов с рекуперацией энергии (ERV). В прошлом ERV в основном использовались в климате с более высокой влажностью, когда нагрузка на охлаждение была больше, чем на отопление.

Основное различие между ними заключается в том, что HRV рекуперирует только тепло, а ERV рекуперирует тепло и влажность.У ERV были проблемы с более низкой эффективностью из-за перенасыщения внутренних осушающих колес в течение длительных периодов высокой влажности, но при правильной установке и обслуживании они могут создать более здоровое жилое пространство и большую экономию энергии. Кроме того, большинство ERV, продаваемых сегодня, представляют собой ERV пластинчатого типа, которые не содержат адсорбционного колеса. Проконсультируйтесь с подрядчиком по отоплению/охлаждению, чтобы определить, какие системы HRV или ERV будут наиболее полезными в ваших обстоятельствах.

В общей конструкции теплообменника воздух-воздух используется ряд пластин, называемых сердечником, уложенных друг на друга вертикально или горизонтально.Идеальная плита обладает высокой теплопроводностью, высокой коррозионной стойкостью, способностью поглощать шумы, низкой стоимостью и малым весом. Общие материалы пластин включают алюминий, различные типы пластиковых листов и современные композиты.

Первоначально в теплообменниках использовались алюминиевые пластины. Возникли проблемы с коррозией во влажной среде, создаваемой конденсатом, и плохими звуковыми характеристиками. Пластмассы решили проблему коррозии и некоторые проблемы со звуком, но проводимость не была такой же, как у алюминия, а стоимость была выше.В современных высокотехнологичных теплообменниках используются композитные материалы, отвечающие всем критериям.

В дополнение к сердцевине установка состоит из изолированного контейнера, средств управления оттаиванием для предотвращения замерзания влаги на сердцевине и вентиляторов для перемещения воздуха. Все теплообменники нуждаются в изоляции для повышения эффективности и уменьшения образования конденсата снаружи устройства. Различные типы механизмов разморозки с датчиками внутри устройства доступны для управления процессом разморозки. Вентиляторы перемещают воздух, чтобы обеспечить необходимый воздушный поток и скорость вентиляции.

Противоточные теплообменники состоят из плоских пластин. Как показано на рис. 6 , воздух входит в любой конец теплообменника. Тепло передается через пластины более холодному воздуху. Чем дольше воздух проходит в агрегате, тем больше теплообмен. Процент рекуперации тепла – это КПД агрегата. Эффективность обычно составляет около 80 процентов. Как правило, эти блоки длинные, неглубокие и прямоугольные, с воздуховодами на любом из длинных концов.

Рисунок 6.Противотеплообменник: воздушные потоки движутся в противоположных направлениях.

В теплообменниках с перекрестным потоком также используются плоские пластины, но воздух течет под прямым углом (рис. 7) . Блоки имеют меньшую площадь основания и могут даже поместиться в окне, но теряют часть эффективности противотока. Эффективность обычно не превышает 75 процентов. Эти блоки часто имеют форму куба со всеми соединениями на одной грани куба. Подавляющее большинство теплообменников, используемых в жилых помещениях, используют конструкцию с поперечным потоком.

Рис. 7. Теплообменник с поперечным потоком: Воздушные потоки проходят под прямым углом друг к другу.
(вентиляция RenewAire)

Выберите модель, которая лучше всего соответствует вашим потребностям. Следует учитывать такие характеристики, как пространство, доступное для установки, необходимый обменный курс и желаемая эффективность. К сожалению, почти каждый производитель по-разному сообщает эти цифры. Например, скорость вентиляции зависит от сопротивления воздушному потоку.Вентилятор с расходом воздуха 150 кубических футов в минуту (куб. фут/мин) фактически может создавать такой поток только при очень низком давлении. Точно так же блок может иметь заявленную эффективность 85 процентов, но может быть не лучше, чем блок с эффективностью 80 процентов, в зависимости от температуры испытания.

Чтобы стандартизировать заявления производителей об эффективности, Институт домашней вентиляции (HVI) тестирует теплообменники типа «воздух-воздух» и другое вентиляционное оборудование. Испытания используются для создания спецификации воздухо-воздушного теплообменника.Этот лист, показанный на Рисунок 8 , нормализует теплообменники к заданному набору давлений и температур, позволяя сравнивать эффективность и скорость воздушного потока между моделями. Показатели производительности вентиляции связывают скорость воздушного потока с заданным давлением, а энергетические характеристики связывают набор заданных температур наружного воздуха с различными типами эффективности.

Рис. 8. Спецификация проекта рекуперации тепла.
(Институт домашней вентиляции)

Наиболее важной эффективностью является разумная эффективность рекуперации, так как большая часть теплообмена происходит во время этого типа процесса.Ощутимая эффективность рекуперации обеспечивает эффективность установки при определенных расходах воздуха (куб. фут/мин) и температурах. Эти числа можно сравнивать от одного блока к другому, чтобы обеспечить правильное сравнение при одинаковых скоростях воздушного потока.

Стоимость

Приобрести недорогой теплообменник можно всего за 500 долларов. Топовая модель может стоить более 2000 долларов. Хотя некоторые из более дорогих теплообменников имеют более высокую эффективность, это не всегда так. Большая часть увеличения стоимости происходит из-за потребительских характеристик, таких как легко очищаемые сердцевины, усовершенствованные средства управления разморозкой и датчики для включения и выключения устройства.Эти функции, как правило, не влияют на общую эффективность, но могут быть полезны для облегчения работы.

Стоимость установки может составлять от 500 долларов США и выше, в зависимости от размера дома и требований системы. Установка может варьироваться от сращивания в исходную систему до полного воздуховода конструкции. Структура, в которой уже используются воздуховоды для отопления и/или охлаждения, скорее всего, уже имеет воздуховоды, обеспечивающие прохождение всего воздуха через теплообменник. Простое присоединение системы к концу подачи может быть всем, что требуется.

Во многих домах есть электрический плинтус или водяное отопление. Добавление теплообменника «воздух-воздух» к этим типам систем отопления требует определенных размышлений. Наиболее распространенной ошибкой при самостоятельной установке является неправильная вентиляция всего дома (Рисунок 9) . Проблема видна в левом верхнем углу Рисунок 9 . Воздушный поток от приточного к обратному воздуховоду никогда не попадает в большинство из трех помещений. Свежий воздух постоянно циркулирует через часть дома, рециркулируя эту часть дома без обмена воздухом в другой части дома. На рис. 10 показана более совершенная система вентиляции, обслуживающая все жилое пространство.

Рис. 9. Простая система воздуховодов с теплообменом воздух-воздух не обеспечивает надлежащей вентиляции всей конструкции.

Рисунок 10. Несколько приточных и вытяжных вентиляционных отверстий обеспечивают полную вентиляцию всей конструкции.

Воздухо-воздушные теплообменники

также могут быть установлены в различных местах. На рис. 11 показана чердачная установка, соединенная с разветвленной системой воздуховодов, отводящих застоявшийся воздух из кухни, ванной и подсобных помещений и распределяющих нагретый наружный воздух в спальни и гостиные. На рис. 12 показан блок, установленный в подвале, снова подключенный к системе воздуховодов.

Рисунок 11. Чердачная установка теплообменника.
(Расширение NDSU)

Рис. 12. Подвальная установка теплообменника.
(Расширение NDSU)

Техническое обслуживание теплообменника

Чтобы обеспечить правильную работу HRV, необходимо проводить регулярное техническое обслуживание. График технического обслуживания будет зависеть от конкретного установленного блока; обратитесь к руководству пользователя для получения конкретных инструкций.

Перед выполнением любого обслуживания убедитесь, что питание устройства отключено. Начните с фильтров. Очищайте или меняйте фильтры каждые один-три месяца, в зависимости от рекомендаций производителя.Моющиеся фильтры следует очищать, следуя рекомендациям производителя.

При замене фильтров пропылесосьте область вокруг фильтров. После очистки фильтров проверьте воздухозаборники, чтобы убедиться, что ничто не блокирует экраны и колпаки. Осмотрите поддон для конденсата и дренажную трубку. Чтобы убедиться, что трубка ничем не заблокирована, налейте немного воды в поддон возле слива. Если вода не сливается, трубку необходимо прочистить.

Не реже одного раза в год очищайте сердцевину теплообменника.Обязательно следуйте инструкциям в руководстве пользователя по надлежащей очистке и обслуживанию сердечника. Опять же, убедитесь, что питание отключено, прежде чем выполнять какое-либо техническое обслуживание. Помимо сердцевины, не реже одного раза в год следует чистить вентиляторы. Протирайте лезвия начисто и смазывайте двигатель только в том случае, если это рекомендовано производителем.

Теплообменник типа «воздух-воздух» рециркулирует тепло вентилируемого внутреннего воздуха для нагрева поступающего свежего наружного воздуха, необходимого для поддержания здоровья жителей здания.Опасные уровни загрязняющих веществ, таких как химические вещества, твердые частицы, радон и даже избыток водяного пара, которые могут вызвать структурные повреждения и проблемы со здоровьем, удаляются. Существуют различные типы теплообменников для удовлетворения многих условий, необходимых домовладельцам, будь то установка, экологические или энергетические соображения.

В сегодняшних домах повышенной герметичности избыточная влажность, приводящая к конденсации влаги на окнах и другим проблемам с влажностью, скорее всего, не будет иметь теплообменника. Теплообменники обеспечивают прямую и быструю окупаемость инвестиций и уверенность в том, что свежий воздух доступен для дыхания в любое время.

Рисунок 13-А. Типовая установка теплообменника.
(Фото предоставлено Ширли Неймайер, Университет Небраски, Линкольн).

Рисунок 13-Б. Фильтры в теплообменнике.
(Фото предоставлены Ширли Неймайер, Университет Небраски, Линкольн).

Экономическая эффективность теплообменников

Простой метод окупаемости, при котором экономия энергии оплачивает покупку и установку в расчетные сроки, показывает экономическую эффективность добавления системы.

В качестве руководства следующий набор уравнений показывает экономическую эффективность теплообменника воздух-воздух, установленного в доме с низким уровнем инфильтрации в Фарго, Северная Дакота. Для примера расчета существуют следующие условия:

Площадь пола: 1500 квадратных футов (футы 2 )
Количество спален: 3
Скорость инфильтрации: 0,1 воздухообмена в час (ACH) или 10 часов для полного воздухообмена
Стоимость мазута за галлон 3 доллара.80
• Стоимость электроэнергии за киловатт-час (кВтч): $0,10

Стандартные рекомендуемые скорости вентиляции установлены Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (стандарт ASHRAE 62. 2-2007). Эти стандарты не учитывают особые обстоятельства, такие как особая чувствительность или хобби, которые создают проблемы с качеством воздуха. Стандарты различаются в зависимости от здания, его использования и количества жильцов (стандарт ASHRAE 62.2-2007).

Преимущества включают удаление влаги, снижение вероятности структурных повреждений, устранение вредных загрязнителей и снижение затрат на электроэнергию.Любая установленная система также повысит стоимость здания при перепродаже.

В частном доме количество спален определяет типичное количество жильцов.

В этом примере в доме с тремя спальнями уровень жильцов равен четырем, или количество спален плюс одна. Для определения расхода вентиляционного воздуха используется следующая формула:

Рекомендуемая скорость вентиляции = (0,01 x площадь пола, квадратные футы) + 7,5 (количество спален + 1)

Пример скорости вентиляции = (0.01 x 1500 кв. футов) + 7,5 (3 спальни + 1) = 45 кубических футов в минуту

Расход вентиляционного воздуха часто выражается в кубических футах в минуту или кубических футах в минуту.

Рекомендуемая скорость вентиляции для этого дома составляет 45 кубических футов в минуту.

Использование теплообменника для нагревания этого воздуха до комнатной температуры компенсирует затраты на отопление, связанные с подогревом холодного воздуха до комнатной температуры. Точное количество энергии зависит, конечно, от разницы температур наружного и внутреннего воздуха.

Мерой измерения является градусо-день отопления (ГДС).

Обычно HDD рассчитывается на основе средней разницы между 65 °F и средней дневной температурой. Различные метеорологические агентства по всему штату имеют таблицы нормальных жестких дисков для данной области. В этом примере используется Fargo, Северная Дакота, с жестким диском 9000.

Уравнения для определения количества сэкономленной энергии (БТЕ) ​​за год используют куб.фут/мин, HDD, рейтинг эффективности теплообменника (EF) и константу для удельной теплоемкости и удельного веса воздуха (25. 92). Формула выглядит следующим образом:

Годовая экономия тепла (БТЕ) ​​= куб. футов в минуту x HDD x EF x 25,92

БТЕ — британские тепловые единицы

Cfm – расход вентиляционного воздуха в кубических футах в минуту

HDD – нагрев градусо-день

EF – КПД теплообменника

25,92 – постоянная для удельной теплоемкости и массы воздуха

Используя 45 кубических футов в минуту и ​​9000 жестких дисков, тепловая энергия, сэкономленная теплообменником с эффективностью 70 процентов, составит:

Сэкономленная тепловая энергия = 45 x 9000 x 0.70 х 25,92

Сэкономленная тепловая энергия = 7 348 320 БТЕ в год

Как упоминалось ранее, теплообменник нуждается в управлении разморозкой, чтобы предотвратить образование льда. Размораживание, как правило, осуществляется с помощью электрического резистивного нагревателя. Эту стоимость электроэнергии необходимо вычесть из стоимости энергосбережения. Стоимость можно определить по следующей формуле:

Стоимость разморозки = мощность, потребляемая устройством разморозки x часы работы x стоимость электроэнергии

Предполагая, что нагреватель мощностью 70 Вт (Вт), 500 часов работы в год при отрицательных температурах и $. 10 за кВтч, стоимость электроэнергии для работы антиобледенителя после преобразования ватт в киловатты (кВт) составляет:

Стоимость = 70 Вт x 500 часов в год x 1 кВт/1000 Вт x 0,10 долл. США/кВтч = 3,50 долл. США в год

Для анализа экономии топлива необходимо знать энергосодержание топлива и эффективность приборов, использующих топливо.

Для получения дополнительной информации об энергии от NDSU Extension Service

Рецензенты

Лэйни Инк., Фарго, Северная Дакота
Домашнее отопление, Фарго, Северная Дакота
RenewAire LLC, Мэдисон, Висконсин
Один час отопления и кондиционирования, Фарго, Северная Дакота

Фото на обложке предоставлены Агентством по охране окружающей среды США по программе ENERGY STAR и RenewAire Ventilation of Madison, Wisc.

Отказ от ответственности

Отчет был подготовлен как отчет о работе, спонсируемой агентством правительства Соединенных Штатов. Ни правительство Соединенных Штатов, ни какое-либо его агентство, ни кто-либо из их сотрудников не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, и не берет на себя никакой юридической ответственности за точность, полноту или полезность любой информации, устройства, продукта или процесса, раскрытых , или означает, что его использование не будет нарушать права частной собственности.Ссылка в настоящем документе на какой-либо конкретный коммерческий продукт, процесс или услугу по торговой марке, товарному знаку, производителю или иным образом не обязательно означает или подразумевает его одобрение, рекомендацию или поддержку со стороны правительства Соединенных Штатов или любого его учреждения.

Взгляды и мнения авторов, высказанные здесь, не обязательно отражают или отражают точку зрения правительства Соединенных Штатов или какого-либо его ведомства.

Эта публикация была написана Кеннетом Хеллевангом, инженером по развитию, и Карлом Педерсеном, бывшим преподавателем энергетики

  (май 2018 г. )

Между варками: DIY HLT и теплообменник | Разговор о домашнем пивоваре


Я использую комбинированный HLT/теплообменник с тех пор, как добавил HERMS (систему рециркуляции затора с теплообменником) к своей оригинальной установке для варки с гравитационной подачей.У друга был старый бочонок, и он хотел что-то похожее на мое, поэтому я предложил сделать для него переделку, по сути, скопировав мою первоначальную сборку. Я не свариваю, поэтому пришлось бы использовать фитинги без сварки, такие как те, что я использовал для себя; если у вас есть технология, вы можете заменить сварные фитинги на описанные в этой статье.

Сборка теплообменника своими руками


Шаг первый – собрать необходимые инструменты и компоненты. Для змеевика теплообменника мы выбрали тот же, что и я, змеевик длиной 50 футов и диаметром полдюйма от Stainless Brewing (около 100 долларов).Для его монтажа мы выбрали компрессионные фитинги для тяжелых условий эксплуатации (около 25 долларов США за штуку из того же источника). Мы выбрали бессварной фитинг переборки со встроенной погружной трубой 5/8 дюйма (около 34 долларов США), комплект несварного смотрового стекла (около 27 долларов США) и бессварную перегородку с коленом под углом 90 градусов для впуска воды (около 18 долларов США). ) от Brew Hardware. Шаровой кран из трех частей (10,95 долларов США) и фитинги Camlock были куплены у Bargain Fittings. Термометр был взят из моей корзины для запчастей; У Bargain Fittings есть хорошие за 17 долларов или около того, если они вам нужны.
Инструменты включали мою маленькую литиевую дрель на 10 В для всех отверстий, кроме тех, где используется ступенчатая насадка, мою большую никель-кадмиевую дрель на 14 В для ступенчатой ​​насадки, спиральные сверла на 1/8″, 1/4″ и 3/8″, ступенчатую насадку. , 1/2” и 13/16” пуансоны Greenlee, различные гаечные ключи и кернер.

Я рекомендую использовать кернер, чтобы обеспечить точное расположение отверстий и избежать повреждений от вращающегося спирального сверла. Тщательно выберите и отметьте расположение каждого отверстия. Важные факторы, которые следует учитывать, включают высоту фитинга шарового клапана/погружной трубки (вы хотите, чтобы погружная трубка заканчивалась на нужной высоте), расположение швов и выпуклостей в бочонке (фитинги не будут надежно герметичными, если они не установлены в плоская поверхность) и желаемая ориентация портов в конечном изделии.

Как только отверстия расположены, я начинаю каждое отверстие качественным спиральным сверлом 1/8 дюйма. Затем я открываю отверстие до размера, необходимого для ступенчатого сверла или перфоратора Гринли, которые сделают окончательное отверстие. Я ГОРАЗДО предпочитаю удары Гринли. В этом проекте я использовал ступенчатое сверло для пары отверстий, чтобы показать одно из них в статье. ПРИМЕЧАНИЕ – бочонок из нержавеющей стали. Сверлить относительно легко, но только если спиральное сверло или ступенчатое сверло острое и масло часто добавляется как для смазки, так и для охлаждения инструмента.

Здесь вы можете увидеть 1/2-дюймовый пробойник, используемый для проделывания отверстия для смотрового стекла. Слева он частично разобран и готов к установке в отверстие 1/4”. В центре вы можете видеть внешнюю часть, когда она готова к действию, а справа вы можете видеть внутреннюю часть.

Установка катушки


Вышеупомянутый снимок предлагает возможность для нескольких напоминаний. ВСЕГДА заклеивайте фитинги перед сборкой. Это только частично для предотвращения утечек.Не менее важно, чтобы он смазывал резьбу и предотвращал истирание. Резьба труб из нержавеющей стали, собранная без ленты, может настолько сильно истираться, что ее можно с тем же успехом приварить. Также обратите внимание, что все оборудование было установлено МЕЖДУ вентиляционными отверстиями в кольце основания, а не над любым из них. Горячие газы будут выходить через эти вентиляционные отверстия и могут повредить или разрушить термометры и уплотнения клапанов.

Змеевик HEX подвешен внутри HLT с помощью двух компрессионных фитингов на переборке. В них используются наконечники из нержавеющей стали, что означает, что они могут легко выдерживать десять фунтов свободного веса катушки.Это также означает, что если вы когда-нибудь удалите наконечники, их нужно будет заменить. Они не подлежат повторному использованию.

На практике сусло сливается со дна MLT и закачивается в нижний штуцер HEX. Затем сусло выходит через верхний патрубок HEX и подается обратно в MLT через его верхнюю часть. Направление имеет значение только потому, что эта конфигурация приводит к самым коротким шлангам и, следовательно, к наименьшим потерям тепла.
Катушка 1/2”, 50 футов очень эффективна. Я измеряю температуру сусла, выходящего из HEX, и она обычно совпадает с температурой воды HLT.Уровень воды в HLT обычно поддерживается на уровне, который полностью покрывает змеевик, но я возился с ним только наполовину, и это было почти так же эффективно.

Заключительные соображения по самостоятельному теплообменнику


Обратите внимание, что я не устанавливал клапан на нижней (входной) стороне катушки HEX. Это означает, что если верхняя часть (выходная сторона) не подключена к замкнутому контуру, содержимое змеевика будет немедленно стекать, если отсоединить нижнюю часть. В моей системе это не проблема, потому что выход подключен к автопромыванию, которое я могу поднять, чтобы закрыть его, перемещая шланги.Мой друг будет использовать распылительную головку с собственным клапаном.
Перечисленное выше смотровое стекло имеет необходимые надписи для его калибровки. Когда-нибудь мы к этому вернемся. Это просто вопрос выравнивания горшка, добавления воды по одному тщательно отмеренному галлону за раз и отметки на пробирке по ходу дела.

Как построить простую самодельную печь на дровах с теплообменником для вашего гаража. Электричество не требуется и недорого…..

Пин

Этот проект входит в сборку самодельной дровяной печи с теплообменником для вашего гаража.Этот нагреватель построен из переработанного старого баллона с пропаном. Другие материалы, которые вам понадобятся для сборки этого нагревателя, это барабан на 55 галлонов, вентилятор, стальные пластины в четверть дюйма, восемнадцать 2-дюймовых стальных труб для теплообменника, сварочный аппарат, плазменный резак.

Пин

Пин

Прежде чем врезаться в баллон с пропаном, обязательно очистите баллон, чтобы в нем не осталось остаточного газа. Вырежьте оба конца бака с помощью плазменного резака. Теперь отрезаем от бака кусок длиной 30 дюймов.Он действует как основной корпус, в котором устанавливаются трубы теплообменника. Теплообменник состоит из 18 двухдюймовых труб, которые проходят по всей длине обогревателя спереди назад.

Пин

Две стальные пластины размером в четверть дюйма приварены к концам баллона с пропаном. Перед этим делаем 18 отверстий на обоих концах стальной пластины. Это делается для установки труб теплообменника по всей длине бака.

Пин

С помощью оргалита восьмого дюйма делаем шаблон для вырезания 18 отверстий из стальных торцевых пластин.Оргалит служит направляющей для плазменной резки, чтобы вырезать отверстия.

Пин

Пин

Трубы для теплообменника нарезаны длиной 31 с половиной дюйма. Полдюйма торчит с обоих концов нагревателя. Они приварены к стальным торцевым пластинам с обоих концов.

Пин

Отверстие для двери в конце печи для забора дров имеет размер 16 дюймов X 12 дюймов. Аналогичный шаблон помещается на торцевую пластину, и отверстие вырезается с помощью плазменной резки.

Пин

Рамка вокруг двери сделана из плоского материала три четверти дюйма на три шестнадцатых дюйма. Он используется для открывания двери и для того, чтобы дверь закрывалась. Рядом с дверным проемом приварены петли для крепления двери.

Пин

Запорный механизм двери для ее закрытия выполнен с использованием плоского штока и пары болтов. Болты привариваются к плоскому штоку и крепятся внутри нагревателя рядом с дверцей.Ручка из 90-градусного круглого штока приварена к паре шайб, между которыми зажата дверца.

Пин

Торцевые пластины вместе с дверцей привариваются к корпусу отопителя с обоих концов и в верхней части корпуса пропанового баллона делается отверстие для установки дымохода.

Пин

Возле дверцы прорезается небольшое отверстие и к отверстию крепится заслонка в виде простой раздвижной дверцы, которая будет регулировать поступление воздуха в обогреватель.

Пин

Отрезок от старой стальной бочки на 55 галлонов вырезается и приваривается к задней стороне обогревателя. К этой бочке на 55 галлонов прикреплен недорогой вентилятор. Он устанавливается для концентрации воздуха, проходящего через трубы теплообменника.

Пин

Дымовая труба приварена к верхней части каменки, чтобы вредные дымы и газы выходили через выхлоп. Через дверной проем в каменку вставляется решетка, вставляются деревяшки и начинаем топить каменку.Через несколько минут огонь нагреет трубы теплообменника. Включается вентилятор, и горячий воздух по трубам выдувается в гараж.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.