Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

Hoe een ovenwarmtewisselaar ontwikkelen? Welke warmtedrager is beter – vloeistof of lucht? Wat is het basisprincipe van elke warmtewisselaar? Uit dit artikel leert u hoe u zelfstandig een volwaardige ketel voor waterverwarming kunt maken van geïmproviseerd materiaal.

Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

In eerdere artikelen hebben we verschillende soorten brandstofverbranding onderzocht. We hebben ook beschreven hoe u het verbruik kunt optimaliseren en de temperatuur van gassen kunt regelen. Het hele verwarmingsproces kan grofweg in vier fasen worden verdeeld:

  1. Opwekking van warmteafgifte. Dit is brandstofverbranding, waarbij een thermochemische reactie optreedt waarbij warmte vrijkomt.
  2. Warmte uitwisseling. In dit stadium gaat thermische energie, die naar evenwicht streeft, over van een overmatige toestand naar een stabiele toestand. Simpel gezegd – warmte wordt overgedragen van een verwarmd medium naar een gekoeld medium..
  3. Overdracht. Het middel (vloeistof of lucht) draagt ​​thermische energie over aan de consument (radiator), die zich op een afstand van de reactor bevindt. Continue circulatie van het middel in een gesloten systeem zorgt ervoor dat het in gekoelde toestand naar de reactor terugkeert, waarna de cyclus zich herhaalt.
  4. Warmteafvoer. De consument (in feite een warmtewisselaar) geeft, vanwege de eigenschappen van thermische geleidbaarheid, thermische energie af aan de omgeving (lucht), waardoor de temperatuur gelijk wordt.

Het resultaat van het proces in punt 1 is voorspelbaar – door de grootte van de oven, het type en de brandstof kunnen we de bedrijfsmodus, het vermogen en de productiviteit van de reactor beoordelen. Maar zonder effectieve warmteoverdracht (punt 2), zal de meeste energie overmatig zijn en samen met de primaire drager in de vorm van een heet gas worden afgevoerd. Simpel gezegd – het vliegt de pijp in in de letterlijke zin van het woord. Om dit te voorkomen, moet u de warmtewisselaar correct kiezen en organiseren..

De verscheidenheid aan eigenschappen van verschillende materialen en media geeft een ruime keuze, maar we zullen ons concentreren op de meest betaalbare: lucht en vloeistof.

De warmtewisselaar lost er maar één op, maar de belangrijkste taak: het koelen van de primaire koelvloeistof. Strikt genomen is het een reactorkoelsysteem. De doorslaggevende factor in de efficiëntie van zijn werk is de warmtecapaciteit en thermische geleidbaarheid van het medium (middel). Zoals u weet, hebben water en lucht elkaar wederzijds exclusieve eigenschappen, maar ze doen hetzelfde werk. De superieure fysische eigenschappen van een vloeistof die dichter is dan lucht kan niet worden betwist. Het vereist echter een hermetisch afgesloten gesloten systeem, waar lucht zonder kan..

Luchtwarmtewisselaar

In het geval dat de vuurhaard dient als de primaire warmtewisselaar (stalen kachels, lang brandende kachels – PDG, afgewerkte olie kachels – POM), kunnen de volgende maatregelen worden genomen om de efficiëntie van “droge” warmteoverdracht te verhogen.

Door verticale en horizontale rechte kanalen (buizen)

Stalen buizen worden rechtstreeks op de vuurhaard gelast. Het is beter om ze verticaal te installeren – dit verbetert de luchtdoorlatendheid. Geschikt als er materiaal beschikbaar is – pijpafval (de vorm van de sectie doet er niet toe). Doorsnede 50-200 mm. De oorspronkelijke oplossing van de oven zou zijn om de wanden van gelijke buisdelen te lassen.

Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

Gebogen en afgeronde kanalen

De ideale optie is om de hele vuurhaard in 1-2 slagen te wikkelen. Dit kost vaardigheid en tijd, maar het effect zal veel hoger zijn dan bij eenvoudige directe kanalen. Hoe groter het verschil tussen het inlaat- en uitlaatniveau, hoe beter het kanaal zal werken. Als u de afrastering naar buiten neemt, is het effect maximaal, want als de oven wordt verwarmd, zal er door het temperatuurverschil een tocht zijn die zorgt voor een constante stroom in de “automatische” modus.

Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

Tanklabyrinten

Om een ​​dergelijke warmtewisselaar te realiseren, moet op de bovenwand een extra stalen kist met een hoogte van ongeveer 100 mm en dikke wanden worden aangebracht. In deze doos plaatst u stalen schotten van 5–8 mm zodanig dat er een “doolhof” ontstaat. Aan het begin en aan het einde ervan moeten er inlaten zijn voor het gedeelte van het kanaal. Boven het “labyrint” is ook een deksel afgedekt. In deze versie dient de ruimte tussen de wand van de oven en de wanden van de bak als warmtewisselaar. Dergelijke warmtewisselaars kunnen op de zijwanden van een stalen reactor worden aangebracht..

Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

Via kanalen in de reactor, geïntegreerd in de oven

Dergelijke kanalen worden in het project gelegd bij het maken van de oven en vervolgens in de muren gelast. Ze kunnen naast elkaar aan de bovenkant van de vuurhaard worden geplaatst. Diameter vanaf 50 mm.

Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

Bij elk type BT wordt het fenomeen convectie * gebruikt, maar in de meeste gevallen is de natuurlijke beweging van lucht vanwege de hoge temperatuur in de reactor onvoldoende en wordt deze gedwongen door ventilatoren. Deze methode wordt ook wel injectie genoemd.

* Convectie – een manier om warmte over te dragen door stromen of stralen.

De injectie kan op elke mogelijke manier worden gedaan – door een luchtpomp in het kanaal te bouwen of deze eenvoudig naar de warmtewisselaar te leiden. “Droge” warmtewisselaars zijn de eenvoudigste en meest betaalbare verwarmingsapparaten.

Voordelen van luchtwarmtewisselaars:

  1. Geen strakheid vereist.
  2. Kan werken zonder injectoren.
  3. Eenvoudige installatie en beschikbaarheid van beschikbaar materiaal.

Nadelen van luchtwarmtewisselaars (TO):

  1. Een aanzienlijke kanaaldiameter (vanaf 100 mm) is vereist.
  2. Lage warmtecapaciteit van het medium (lucht).
  3. Kort bereik van temperatuuroverdracht.

Vloeibare warmtewisselaar

Elke vloeistof overtreft de atmosferische lucht aanzienlijk in termen van warmtecapaciteit, wat betekent dat het in staat is om warmte over te dragen naar een veel grotere afstand van de reactor. Tegelijkertijd vereist het meer aandacht voor zichzelf – de dichtheid van het hele systeem (behalve het zwaartekrachtsysteem). Een onderscheidend kenmerk is ook een grote massa, wat betekent dat het effect van natuurlijke convectie alleen mogelijk is met een aanzienlijke kanaaldiameter (vanaf 75 mm), of een injector is vereist – een middelgrote ventilator.

Alle vloeistofwarmtewisselaars kunnen voorwaardelijk worden onderverdeeld in twee typen: capacitief en hoofd.

Tankonderhoud, of warmte-uitwisselingstanks, zijn tanks die in de reactor zijn geïntegreerd. In andere gevallen kan de reactor in het vat worden geïntegreerd. Warmte-uitwisseling wordt uitgevoerd in een vloeibaar medium, dat zich in de tank bevindt. Het (tank) heeft invoerkanalen (bovenaan) en “retour” (onderaan). Indien de buisdiameter kleiner is dan 75 mm dient er een ventilator aanwezig te zijn op de “retour”, anders zal de thermische uitzetting het water niet door het kanaal kunnen duwen.

Een ander type vloeibare TO wordt gemaakt in de vorm van een cilindrische tank met een recht doorgaand kanaal aan de binnenkant. Het kanaal kan als schoorsteen fungeren en in veel gevallen wordt zo’n tank direct op de kachel geïnstalleerd. Het water erin verwijdert de temperatuur van de uitlaatgassen en transporteert deze via geforceerde circulatie. Deze APK wordt ook wel pijpenboiler genoemd..

Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

Het beschreven principe vormt de basis voor alle moderne typen ketels die werken op brandstofverbranding. In hun moderne design dienen ze als basis voor een gesloten gesloten systeem met buizen met een kleine diameter (16–32 mm) en radiatoren. De werking van een dergelijk systeem is onmogelijk zonder elektriciteit voor de pomp. Er is echter een optie waarbij water circuleert onder invloed van de zwaartekracht. In dit geval dient een stevige stalen buis gevuld met water als warmtewisselaar. Deze buis is met de ketel verbonden en bevindt zich altijd op een helling, waardoor het water door de zwaartekracht van de aanvoer naar de “retour” kan stromen..

Hoofd-TO of coils zijn een stevige buis van 16–25 mm met een aanzienlijke lengte (vanaf 15 m) die rond een reactor, schoorsteen of warmtewisseltank met water is gewikkeld. Door de constante circulatie van water door de buis kan het middel (water) een maximale temperatuur van 120 ° C bereiken. Dit effect maakt een stoomverwarmingstoestel mogelijk. Het vereist echter thermische isolatie om de temperatuur te behouden.

Om zo’n ketel te monteren, hebben we het volgende nodig:

  1. Twee vaten of tonvormige tanks met een diameterverschil van 50-100 mm en een hoogteverschil van 100 mm.
  2. Massief koperen buis 16 mm – 50 m.
  3. Chamotte klei.
  4. Vibrator.
  5. Circulatiepomp.
  6. Installatiemateriaal ketel – poten, deur, schoorsteen, etc..

Operatie procedure:

  1. We wikkelen een koperen buis op een vat met een kleine diameter

Aandacht! Wikkel voorzichtig om de buis niet te vervormen.

  1. We brengen de uiteinden vanaf het uiteinde naar de zijkant van de bodem van het vat.
  2. We snijden gaten in een groot vat voor voer- en retouruitlaten.
  3. We installeren een klein vat met pijpen in een groot.
  4. We versterken de trilfoelie aan de muur van een groot vat.
  5. Vul de sinus met een vloeibare oplossing van chamotteklei, waarbij je de vibrator regelmatig aanzet.
  6. We plaatsen een open haard in een kleine ton (met een horizontale opstelling) of een zuiger PDG van het type “Bubafonya” (met een verticale opstelling).

Vervaardiging van een warmtewisselaar voor een dikke buikkachel

Een ander interessant idee is de symbiose van een steenoven en een vloeistofketel..

Video: watercircuit in een steenoven

In dit geval wordt een volumetrisch hermetisch register in de vorm van een kubus of een samengestelde figuur (kubus + driehoek) gekookt uit pijpen van 75-85 mm. Het ziet eruit als een huis met een zadeldak. Het register heeft ook voer en retour. De hele constructie is op de fundering geïnstalleerd en bekleed met vuurvaste stenen.

Dit is de meest tijdrovende optie. Het zal kostenbesparend zijn in het geval van vrije toegang tot het materiaal en de mogelijkheid om het product te vervoeren. Registergewicht is 200-300 kg.

De warmtewisselaar kan een willekeurig ontwerp hebben – het is alleen nodig om het basisprincipe in acht te nemen – de overdracht van warmte van de reactor naar de accumulatie of stroming van het middel. Vervolgens verdeelt de agent de warmte naar de consumenten. De vorm, grootte en kenmerken van dit element worden alleen bepaald door uw behoeften en verbeeldingskracht..

Beoordeel artikel
( Nog geen beoordelingen )
Delen met vrienden
Aanbevelingen en advies op elk gebied van het leven
Voeg een reactie toe

Door op de knop "Reactie verzenden" te klikken, ga ik akkoord met de verwerking van persoonlijke gegevens en accepteer ik het privacybeleid