Zračni izmjenjivač topline na dimnjaku vlastitim rukama: primjeri izrade i savjeti majstora

Produktivnost rada kotla, peći za grijanje ili saune može se povećati ugradnjom na cijev jednostavnog, ali istovremeno učinkovitog uređaja – izmjenjivača topline. Međutim, za njegov produktivan rad potrebno je poznavati konstrukcijske značajke i pravila izrade uređaja. Slažete li se?

Mi ćemo vam reći kako napraviti izmjenjivač topline na dimnjaku vlastitim rukama. Navest ćemo koje su modifikacije prikladne za samostalnu montažu, objasniti čime se zračni model razlikuje od vodenog. Uzimajući u obzir naše preporuke, moći ćete značajno povećati toplinski učinak grijaćih uređaja.

Princip rada zračnog izmjenjivača topline

Osnovna namjena izmjenjivača topline jest prijenos energije iz produkata izgaranja u dimnjaku na toplinski medij, koji može biti voda ili zrak. Izmjenjivači topline ugrađeni u dimnjake (to se odnosi na vodene modifikacije) često se nazivaju ekonomajzeri.

Ovi uređaji skupljaju i prenose u prostoriju toplinu koja jednostavno odlazi u atmosferu, zahvaljujuči čemu se toplinska energija koju proizvodi peć koristi maksimalno. Osim obične vode iz slavine, ponekad se koriste i druge tekućine – ulje ili 'antifriz'.

U vezi s tim, svi se uređaji dijele u dvije velike kategorije:

• zračni;
• tekućinski (vodeni).

Izbor jedne ili druge vrste ovisi o nekoliko čimbenika. Najvažniji među njima su konfiguracija i materijal dimnjaka, kao i karakteristike samog uređaja.

Shema zračnog izmjenjivača topline. Smatra se manje učinkovitim od tekućinskog analoga, ali ima jednostavnu konstrukciju, što ga čini prikladnim za samostalnu izradu.

Raščlanimo kako radi zračni model. Konstrukcija uređaja je jednostavna: čvrsto kučište s pregrađenim unutarnjim prostorom. Ulogu pregrada imaju pločice ili cijevi, čija je glavna funkcija usporiti kretanje zagrijanih plinova i usmjeriti toplinu u pravom smjeru.

Neke pregrade (zaklopke) nisu zalemljene, već se izrađuju pomične. Pomoću uvlačenja/izvlačenja metalnih pločica može se regulirati jačina propuha, čime se smanjuje ili povećava učinak grijaćeg uređaja.

Zračni izmjenjivači topline nazivaju se konvektorima jer se njihov rad temelji na principu konvekcije. Hladni zrak iz prostorije ulazi u uređaj, gdje se pod utjecajem vrućih dimnih plinova povećava njegova temperatura. U zagrijanom stanju kroz drugi otvor nastavlja dalje – natrag u prostoriju ili u sustav grijanja.

Vrste uređaja za dimnjak

Među zračnim varijantama tradicionalnim modelom za samostalnu izradu smatra se cijevni izmjenjivač topline, iako postoji i mnogo drugih mogućnosti.

Razmotrimo osnovne vrste koje su bitne za montažu na dimnjak peći dugog gorenja, malih peći na drva, peći na otpadno ulje. Toplinu koju pretvaraju iz energije produkata izgaranja nazivamo suhom toplinom.

Ako shematski prikažemo unutrašnjost uređaja, ona može imati sljedeće varijacije.

Horizontalno ili vertikalno postavljene cijevi, zavarene na tijelo ložišta. Vertikalni raspored je učinkovitiji jer zrak bolje prolazi kroz kanale. Materijal izrade – čelik.

Za zavarivanje na stijenke mogu se koristiti dijelovi cijevi promjera od 50 mm do 200 mm. Smatra se da oblik presjeka – pravokutni ili okrugli – nije bitan.

Cijev omotana oko ložišta. Za dobar prijenos topline dovoljna su 2-3 namotaja, koje je bolje malo razdvojiti kako bi se povećala površina grijanja.

Učinkovitost uvelike ovisi o razlici razina ulaza i izlaza zraka. Snagu propuha određuje temperaturna razlika, stoga se otvor za usis često izvodi van.

Pregrade unutar kućišta. Svojevrsni labirint čine metalne ploče postavljene okomito. Optimalna debljina dijelova – od 6 mm do 8 mm.

Ulazni i izlazni otvor zračnog kanala trebaju biti smješteni nasuprot početka i kraja labirinta. Odozgo se postavlja i zavaruje metalni poklopac koji osigurava nepropusnost kućišta.

Cijevi koje prolaze kroz ložište.

Integriranu konstrukciju potrebno je izraditi prilikom sklapanja domaće peći, još prije nego što se zavare stijenke. Kanali su smješteni paralelno, na određenoj udaljenosti jedan od drugoga. Presjek cijevi – 50 mm i više.

Kod vertikalno smještenih kanala kretanje zraka je intenzivnije, stogo je učinkovitost uređaja povećana. No u nekim slučajevima prkladni su uređaji s horizontalno smještenim cijevima ili s pregradama. Svaki od navedenih modela pogodan je za samostalnu izradu ako imate vještine zavarivanja.

Koji je materijal bolji?

Kod izrade izmjenjivača topline koriste se metalni dijelovi – pocinčani limovi, plinske boce, cijevi različitih promjera, lijevano željezo itd. Lijevano željezo se ne preporučuje jer je, u usporedbi s čelikom, lomljivo i teško, što otežava njegovu montažu na dimnjak.

Optimalna opcija je austenitni čelik. Nehrđajući čelik lako podnosi termperaturne promjene, otporan je na mehanička oštećenja i pogodan je za samostalnu obradu i zavarivanje.

Tablica glavnih tehničkih karakteristika austenitnih čelika AISI. Može se pratiti kako se mijenjaju svojstva materijala tipova 304 (304L) i 316 (316L) pri zagrijavanju.

Pocinčani čelik je inferioran u odnosu na legirani ili austenitni, jer nije namijenjen za zagrijavanje. Visokotemperaturni režim dovodi do oslobađanja cinkovih oksida, štetnih za zdravlje, pa ako se planira povećanje temperature u dimnjaku do +419,5 °C, treba odustati od pocinčavanja. Bolje je kupiti skup, ali siguran materijal.

Mogućnosti izrade uređaja vlastitim rukama

Nudimo nekoliko projekata jednostavnih za samostalnu izradu, koje po želji možete napraviti od metalnih dijelova pomoću zavarivanja i električnog alata.

Pregled izmjenjivača topline iz plinske boce

Ako installrate domaći uređaj na buržujku, učinkovitost grijanja u prostoriji će se povećati za 30-40%. Što je manja površina garaže ili radionice, to je veća produktivnost rada uređaja.

Predlažemo da razmotrite varijantu koja je idealna za male peći tipa «buržujka», koje se aktivno koriste za grijanje garaža.

Općenito, od plinske boce dobiva se prilično uredan i produktivan izmjenjivač topline za peć koja grije malu prostoriju. Kako bi se još više povećala učinkovitost grijanja bez temeljite promjene konstrukcije, na cijevi se mogu ugraditi ventilatori, a broj cijevi povećati na 4-5.

Fotopregled ekonomajzera Feringer

Kao uzorak za izradu mogu poslužiti tvornički modeli popularnih proizvođača. Na primjer, tvrtka Feringer, poznata po proizvodnji peći, nudi gotove dimovode koji su u svojoj biti izmjenjivači topline.

Razmotrimo modele jednostavne konstrukcije. Sve dijelove od kojih se sastoje može se napraviti samostalno.

Glavna ideja koja se može preuzeti od naprednih modela Feringer jest korištenje četiri cijevi umjesto jedne. Ako je peć već instalirana u garaži ili pomoćnoj prostoriji, dio dimovoda se ukloni, a na njegovo mjesto ugradi četverocijevni ekonomajzer – i temperatura u prostoriji odmah poraste za nekoliko stupnjeva.

Domaći zračni konvektor

Predloženi model u potpunosti je izrađen od čeličnih dijelova. To je izmjenjivač topline koji je po dimenzijama otprilike 1,5 puta veći od dimovoda.

On predstavlja bubanj s cijevima smještenim okomito na dimovodnu cijev. Nehrđajući čelik nije odabran bez razloga – lako podnosi visoke temperature, dobro se čisti i ne izgara.

Za rad će biti potrebni:

• čelična cijev promjera 30 mm (za izradu 8 jednakih segmenata);
• komad cijevi od 50 mm (za središnji kanal);
• metalni lim debljine 2 mm (za izradu 2 okrugle ploče i kućišta);
• kantu od boje zapremine 20 l (za adapter na dimnjak).

Također je potrebno pripremiti alat za rezanje i zavarivanje metala.

Ovo je jedna od najboljih inačica zračnog izmjenjivača topline na dimnjak peći za garažu ili pomoćne prostorije. Konstrukcija se može pojednostaviti, umjesto cijevi zavarivanjem metalnih pregrada, međutim princip rada ostaje isti: zagrijani zrak iz dimnjaka bit će dodatni izvor topline za prostoriju.

Procesu izrade izravno dimnjaka za peć-buržujku posvećen je naš preporučeni članak. Dimnu cijev je bolje odmah tijekom izrade opremiti izmjenjivačem topline.

Zaključci i koristan video na temu

Nekoliko video preporuka pomoći će boljem razumijevanju uređaja i principa rada vlastoručno izrađenog izmjenjivača topline.

Video #1. Savjeti za izradu modela od cijevi:

Video #2. Model od aluminijskog profiliranog lima:

Video #3. Jednostavna inačica od materijala koji su pri ruci:

Kao što vidite, za povećanje učinkovitosti peći u garaži, pomoćnoj prostoriji ili sauni ne morate trošiti novac na skupe uređaje, već možete napraviti učinkovit uređaj vlastitim rukama. Za rad će biti potrebne vještine rada s metalom i okvirna shema sastavljanja.

Znate li kako napraviti originalnu izvedbu izmjenjivača topline za ugradnju na dimnjak vlastitim rukama? Imate li pitanja prilikom upoznavanja s prikazanim informacijama ili imate korisne informacije za posjetitelje stranice i za nas? Molimo napišite komentare u donjem bloku.