Αερόψυκτος εναλλάκτης θερμότητας στην καμινάδα με τα χέρια σας: παραδείγματα κατασκευής και συμβουλές από τεχνίτες

Η απόδοση λειτουργίας του λέβητα, της θερμάστρας ή της σόμπας σάουνας μπορεί να αυξηθεί, εγκαθιστώντας στον σωλήνα μια απλή αλλά ταυτόχρονα αποτελεσματική συσκευή – έναν εναλλάκτη θερμότητας. Ωστόσο, για την αποδοτική λειτουργία του πρέπει να γνωρίζετε τα δομικά χαρακτηριστικά και τους κανόνες κατασκευής της συσκευής. Συμφωνείτε;

Θα σας εξηγήσουμε πώς να φτιάξετε έναν εναλλάκτη θερμότητας στην καμινάδα με τα χέρια σας. Θα αναφέρουμε ποιες τροποποιήσεις είναι κατάλληλες για αυτοκόλλητη εγκατάσταση, θα εξηγήσουμε σε τι διαφέρει το αερόψυκτο μοντέλο από το υδραυλικό. Με βάση τις συστάσεις μας θα μπορέσετε να αυξήσετε σημαντικά την απόδοση θερμότητας των θερμαντικών μονάδων.

Αρχή λειτουργίας του αερόψυκτου εναλλάκτη θερμότητας

Ο κύριος σκοπός του εναλλάκτη θερμότητας είναι να μεταφέρει ενέργεια από τα προϊόντα καύσης στην καμινάδα στο μέσο θερμότητας, το οποίο μπορεί να είναι νερό ή αέρας. Οι εναλλάκτες θερμότητας που εγκαθίστανται σε καμινάδες (αυτό αφορά τις υδραυλικές τροποποιήσεις) συχνά ονομάζονται οικονομητήρες.

Αυτές οι συσκευές συλλέγουν και μεταφέρουν στον χώρο τη θερμότητα που απλώς χάνεται στην ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα η θερμική ενέργεια που παράγεται από τη σόμπα να χρησιμοποιείται στο μέγιστο. Εκτός από το συνηθισμένο νερό βρύσης, μερικές φορές χρησιμοποιούνται και άλλα υγρά – λάδι ή «αντιψυκτικό».

Σε σχέση με αυτό, όλες οι συσκευές χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες:

• αερόψυκτες;
• υγρές (υδραυλικές).

Η επιλογή του ενός ή του άλλου τύπου εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Οι σημαντικότεροι από αυτούς είναι η διαμόρφωση και το υλικό της καμινάδας, καθώς και τα χαρακτηριστικά της ίδιας της συσκευής.

Διάγραμμα του αερόψυκτου εναλλάκτη θερμότητας. Θεωρείται λιγότερο αποδοτικός από τον υγρό αντίστοιχο, αλλά έχει απλή κατασκευή, γεγονός που τον καθιστά κατάλληλο για αυτοκατασκευή.

Ας αναλύσουμε πώς λειτουργεί το αερόψυκτο μοντέλο. Η κατασκευή της συσκευής είναι απλή: ένα ανθεκτικό περίβλημα με διαχωρισμένο εσωτερικό χώρο. Ο ρόλος των διαχωριστικών παίζουν πλάκες ή σωλήνες, η κύρια λειτουργία των οποίων είναι να επιβραδύνουν την κίνηση των θερμαινόμενων αερίων και να κατευθύνουν τη θερμότητα προς τη σωστή κατεύθυνση.

Ορισμένα διαχωριστικά (αποφράκτες) δεν συγκολλούνται, αλλά γίνονται κινητά. Με τη βοήθεια της εισαγωγής/εξαγωγής μεταλλικών πλακών μπορείτε να ρυθμίσετε την ισχύ του ρεύματος, μειώνοντας ή αυξάνοντας έτσι την απόδοση της θερμαντικής συσκευής.

Οι εναλλάκτες θερμότητας αέρα ονομάζονται θερμοπομποί, καθώς η λειτουργία τους βασίζεται στην αρχή της μεταφοράς. Ο κρύος αέρας από το δωμάτιο εισέρχεται στη συσκευή, όπου υπό την επίδραση των θερμών αερίων καύσης, η θερμοκρασία του αυξάνεται. Στη θερμαινόμενη κατάσταση, μέσω ενός άλλου ανοίγματος κινείται περαιτέρω – πίσω στο δωμάτιο ή στο σύστημα θέρμανσης.

Τύποι συσκευών για την καμινάδα

Μεταξύ των αερόψυκτων τύπων, το παραδοσιακό μοντέλο για αυτοκατασκευή είναι ο σωληνωτός εναλλάκτης θερμότητας, αν και υπάρχουν πολλές άλλες επιλογές.

Ας εξετάσουμε τους βασικούς τύπους που είναι κατάλληλοι για εγκατάσταση σε καπνοδόχο σομπών μακράς καύσης, μικρών σομπών, σομπών λαδιού. Η θερμότητα που μετατρέπουν από την ενέργεια των προϊόντων καύσης ονομάζεται ξηρή θερμότητα.

Αν αναπαραστήσουμε σχηματικά το εσωτερικό των συσκευών, αυτό μπορεί να έχει τις ακόλουθες παραλλαγές.

Σωλήνες τοποθετημένοι οριζόντια ή κάθετα, συγκολλημένοι στο σώμα της εστίας. Η κάθετη διάταξη είναι πιο αποτελεσματική, καθώς ο αέρας διέρχεται καλύτερα μέσα από τα κανάλια. Το υλικό κατασκευής είναι χάλυβας.

Για συγκόλληση στα τοιχώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν τμήματα σωλήνων με διάμετρο από 50 mm έως 200 mm. Θεωρείται ότι το σχήμα της διατομής – ορθογώνιο ή κυκλικό – δεν έχει ουσιαστική σημασία.

Σωλήνας τυλιγμένος γύρω από την εστία. Για καλή απόδοση θερμότητας αρκούν 2-3 στροφές, οι οποίες καλύτερα να είναι ελαφρώς ανοιχτές για να αυξηθεί η επιφάνεια θέρμανσης.

Η απόδοση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη διαφορά των επιπέδων εισόδου και εξόδου αέρα. Η δύναμη του ρεύματος καθορίζεται από τη διαφορά θερμοκρασίας, γι' αυτό το άνοιγμα εισαγωγής συχνά οδηγείται έξω.

Χωρίσματα εντός του περιβλήματος. Ένας λαβύρινθος σχηματίζεται από μεταλλικές πλάκες τοποθετημένες κάθετα. Το βέλτιστο πάχος των εξαρτημάτων είναι από 6 mm έως 8 mm.

Τα ανοίγματα εισόδου και εξόδου του αεραγωγού πρέπει να βρίσκονται απέναντι από την αρχή και το τέλος του λαβύρινθου. Από πάνω τοποθετείται και συγκολλάται μεταλλικό κάλυμμα που εξασφαλίζει τη στεγανότητα του περιβλήματος.

Σωλήνες που διέρχονται μέσα από την εστία.

Η ενσωματωμένη κατασκευή πρέπει να δημιουργηθεί κατά τη συναρμολόγηση της αυτοσχέδιας σόμπας, πριν ακόμα συγκολληθούν τα τοιχώματα. Τα κανάλια είναι τοποθετημένα παράλληλα, σε κάποια απόσταση μεταξύ τους. Η διατομή των σωλήνων είναι 50 mm και άνω.

Σε κάθετα τοποθετημένους αγωγούς, η κίνηση του αέρα είναι πιο έντονη, επομένως η απόδοση της συσκευής αυξάνεται. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι κατάλληλες συσκευές με οριζόντια τοποθετημένους σωλήνες ή με διαχωριστικά. Κάθε ένα από τα αναφερόμενα μοντέλα είναι κατάλληλο για αυτοκατασκευή, εάν υπάρχουν δεξιότητες συγκόλλησης.

Ποιο υλικό είναι καλύτερο;

Κατά την κατασκευή του εναλλάκτη θερμότητας, χρησιμοποιούνται μεταλλικά εξαρτήματα – γαλβανισμένα φύλλα, μπαλόνια υγραερίου, σωλήνες διαφόρων διαμέτρων, χυτοσίδηρα τεμάχια κ.λπ. Δεν συνιστάται η χρήση χυτοσιδήρου, επειδή, σε σύγκριση με τον χάλυβα, είναι εύθραυστος και βαρύς, γεγονός που δυσχεραίνει την τοποθέτησή του στην καπνοδόχο.

Η βέλτιστη επιλογή είναι ο ωστενιτικός χάλυβας. Ο ανοξείδωτος χάλυβας αντέχει εύκολα τις θερμικές διακυμάνσεις, είναι ανθεκτικός σε μηχανικές βλάβες, και μπορεί να υποβληθεί σε αυτοεπεξεργασία και συγκόλληση.

Πίνακας βασικών τεχνικών χαρακτηριστικών ωστενιτικών χάλυβων AISI. Μπορείτε να παρακολουθήσετε πώς αλλάζουν οι ιδιότητες του υλικού τύπων 304 (304L) και 316 (316L) κατά τη θέρμανση.

Ο γαλβανισμένος χάλυβας υστερεί έναντι του κραματοποιημένου ή ωστενιτικού, καθώς δεν είναι σχεδιασμένος για θέρμανση. Η υψηλή θερμοκρασία οδηγεί στην απελευθέρωση οξειδίων ψευδαργύρου, επιβλαβών για την υγεία, επομένως εάν προβλέπεται αύξηση της θερμοκρασίας στην καπνοδόχο έως +419,5 ºC, θα πρέπει να αποφύγετε τη γαλβανισμένη επίστρωση. Είναι προτιμότερο να αγοράσετε ένα ακριβό αλλά ασφαλές υλικό.

Επιλογές κατασκευής συσκευών με τα χέρια σας

Προτείνουμε μερικά απλά έργα για αυτοκατασκευή, τα οποία μπορείτε να φτιάξετε από μεταλλικά εξαρτήματα με συγκόλληση και ηλεκτρικά εργαλεία, εάν το επιθυμείτε.

Επισκόπηση εναλλάκτη θερμότητας από φιάλη αερίου

Εάν εγκαταστήσετε μια αυτοσχέδια συσκευή σε μια σόμπα τύπου μπουρζουίκα, η απόδοση θέρμανσης στο χώρο θα αυξηθεί κατά 30-40%. Όσο μικρότερο είναι το γκαράζ ή το εργαστήριο, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση της συσκευής.

Προτείνουμε να εξετάσετε μια επιλογή που ταιριάζει απόλυτα σε μικρές σόμπες τύπου «μπουρζουίκα», που χρησιμοποιούνται ενεργά για τη θέρμανση γκαράζ.

Συνολικά, από έναν φιάλη αερίου προκύπτει ένας αρκετά συμπαγής και αποδοτικός εναλλάκτης θερμότητας για μία σόμπα που θερμαίνει ένα μικρό χώρο. Για να αυξηθεί ακόμη περισσότερο η απόδοση θέρμανσης χωρίς δραστική αλλαγή της κατασκευής, μπορούν να τοποθετηθούν ανεμιστήρες στους σωλήνες και ο αριθμός των σωλήνων να αυξηθεί σε 4-5.

Φωτογραφική επισκόπηση του οικονομητήρα Φερίνγκερ

Ως πρότυπο για την κατασκευή μπορούν να χρησιμοποιηθούν εργοστασιακά μοντέλα δημοφιλών κατασκευαστών. Για παράδειγμα, η εταιρεία Φέρινγκερ, γνωστή για την παραγωγή σομπών, προσφέρει έτοιμες καμινάδες, οι οποίες στην ουσία είναι εναλλάκτες θερμότητας.

Ας εξετάσουμε μοντέλα απλής κατασκευής. Όλα τα εξαρτήματα από τα οποία αποτελούνται μπορούν να κατασκευαστούν μόνοι μας.

Η κύρια ιδέα που μπορεί κανείς να αντλήσει από τα προηγμένα μοντέλα Φέρινγκερ – είναι η χρήση τεσσάρων σωλήνων αντί ενός. Αν η σόμπα είναι ήδη εγκατεστημένη σε γκαράζ ή αποθηκευτικό χώρο, αφαιρούμε ένα μέρος της καμινάδας, τοποθετούμε στη θέση της έναν τετρασωλήνιο εξοικονομητήρα – και η θερμοκρασία στο χώρο αυξάνεται αμέσως κατά μερικούς βαθμούς.

Σπιτικός αερόψυκτος μεταγωγέας

Το προτεινόμενο μοντέλο είναι πλήρως κατασκευασμένο από χαλύβδινα εξαρτήματα. Είναι ένας εναλλάκτης θερμότητας που στις διαστάσεις του είναι περίπου 1,5 φορές μεγαλύτερος από την καμινάδα.

Αποτελεί ένα τύμπανο με σωληνώσεις τοποθετημένες κάθετα προς τον σωλήνα απαγωγής καπνού. Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν επιλέχθηκε τυχαία – αντέχει εύκολα σε υψηλές θερμοκρασίες, καθαρίζεται καλά και δεν καίγεται.

Για την εργασία θα χρειαστούν:

• χαλύβδινος σωλήνας διαμέτρου 30 mm (για την κατασκευή 8 ίδιων τεμαχίων)·
• τμήμα σωλήνα 50 mm (για το κεντρικό κανάλι)·
• μεταλλικό φύλλο πάχους 2 mm (για την κατασκευή 2 κυκλικών πλακών και του περιβλήματος)·
• ένα δοχείο μπογιάς χωρητικότητας 20 λίτρων (για τον προσαρμογέα στην καμινάδα).

Επίσης, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε εργαλεία για κοπή και συγκόλληση μετάλλου.

Αυτή είναι μία από τις καλύτερες επιλογές αερόθερμου εναλλάκτη για καμινάδα σόμπας γκαράζ ή αποθήκης. Η κατασκευή μπορεί να απλοποιηθεί, συγκολλώντας μεταλλικά χωρίσματα αντί για σωλήνες, ωστόσο η αρχή λειτουργίας παραμένει η ίδια: ο θερμαινόμενος αέρας από την καμινάδα θα αποτελεί πρόσθετη πηγή θερμότητας για τον χώρο.

Η διαδικασία κατασκευής της ίδιας της καμινάδας για σόμπα-θερμάστρα είναι αφιερωμένη στο άρθρο που συνιστούμε. Είναι καλύτερο να εφοδιάσετε τον καπναγωγό αμέσως κατά την κατασκευή με εναλλάκτη θερμότητας.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Μερικές βιντεοσυστάσεις θα βοηθήσουν να κατανοήσετε καλύτερα τη διάταξη και την αρχή λειτουργίας του αυτοσχέδιου εναλλάκτη θερμότητας.

Βίντεο #1. Συμβουλές για την κατασκευή μοντέλου από σωλήνες:

Βίντεο #2. Μοντέλο από αλουμινένιο κυματοειδές φύλλο:

Βίντεο #3. Απλή εκδοχή από αυτοσχέδια υλικά:

Όπως βλέπετε, για να αυξήσετε την απόδοση της σόμπας σε γκαράζ, αποθήκη ή μπάνιο, δεν χρειάζεται να ξοδέψετε για ακριβές συσκευές, αλλά να φτιάξετε μια αποτελεσματική συσκευή με τα χέρια σας. Για την εργασία θα χρειαστούν δεξιότητες επεξεργασίας μετάλλου και ένα ενδεικτικό σχέδιο συναρμολόγησης.

Ξέρετε πώς να φτιάξετε μια πρωτότυπη έκδοση εναλλάκτη θερμότητας για τοποθέτηση σε καπνοδόχο με τα χέρια σας; Προέκυψαν ερωτήσεις κατά την εξοικείωση με τις παρεχόμενες πληροφορίες ή έχετε χρήσιμες πληροφορίες για τους επισκέπτες του ιστότοπου και εμάς; Παρακαλούμε, γράψτε σχόλια στο παρακάτω μπλοκ.