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Os dispositivos de aquecimento que geram calor devido à combustão de combustível não são capazes de funcionar normalmente sem a presença de um sistema de exaustão de fumaça ou simplesmente uma chaminé. Pela chaminé, produtos de combustão tóxicos são lançados na atmosfera, perigosos para a saúde e a vida humana. No entanto, uma quantidade bastante grande de calor útil, que ainda poderia servir para aquecer as instalações, foi transportada para a chaminé junto com os gases de escape. Para evitar vazamento de calor precioso na chaminé, um trocador de calor especial pode ser instalado que aumenta significativamente a eficiência do dispositivo de geração de calor.
Princípio de funcionamento e design ↑
Atualmente, existem várias opções de trocadores de calor para a chaminé, cujo princípio de design e operação é geralmente semelhante. O trocador de calor consiste em um corpo oco com bicos de entrada e saída. Montado em uma caixa «freio» mecanismo concebido para os gases de escape. Normalmente, este é um sistema de válvulas montadas nos eixos com recortes. Os amortecedores podem girar, criando uma chaminé em zigue-zague de diferentes comprimentos. O ajuste das válvulas permite estabelecer a proporção mais eficaz de transferência de calor e tiragem na chaminé, sem violar os padrões de segurança durante a operação. Existem modelos mais simples de trocadores de calor, sem um sistema de válvulas ajustável.
Que material vale a pena usar ↑
O trocador de calor para a chaminé é melhor fabricado com aço inoxidável para alimentos. Mesmo em altas temperaturas, os parâmetros físicos desse metal não mudam, pois as soldas saem bastante fortes, e o níquel, quando reagido com oxigênio, cria um filme protetor que é resistente a ácidos e sais.
Se falarmos sobre o uso de zinco, quando aquecido a 200 ° C, ele começa a evaporar e a 500 ° C a concentração de vapor no ar atinge um nível criticamente perigoso para os seres humanos. Mas se você instalou a galvanização no dispositivo, mas não aquece acima de 200 ° C, não se preocupe. E você pode usar material galvanizado, pois melhora a mistura de ar que flui ao redor do dispositivo. E embora esse trocador de calor não seja fornecido para aquecimento constante da sala, mas para aquecer rapidamente, por exemplo, uma casa de banho ou um sótão, essa é uma opção adequada.
A auto-instalação do trocador de calor é bastante fácil e simples. Este dispositivo também pode ser montado em um fogão convencional e depois revestido de tijolos, como o próprio fogão. A colocação de tijolos também pode ser feita na borda – a estabilidade da estrutura não sofrerá com isso.
Nomeação e recursos ↑
O trocador de calor é projetado para coletar calor do ar aquecido que circula na chaminé. O design do dispositivo depende do diâmetro e da forma da chaminé, do material usado para criar o trocador de calor, da potência do dispositivo de geração de calor e do transportador de calor.
Os trocadores de calor são classificados, dependendo do líquido de refrigeração, em líquido e ar. Os dispositivos do tipo ar são os mais fáceis de fabricar, no entanto, eles não têm a maior eficiência. Esses dispositivos exigem melhor material e desempenho, mas são mais eficazes que os dispositivos com um refrigerador de ar.
Trocador de calor líquido ↑
O trocador de calor padrão usado com o líquido de refrigeração é uma bobina de metal com um alto coeficiente de condutividade térmica, contrastando diretamente com a superfície interna da chaminé. Para melhor transferência de calor e segurança, a bobina é colocada em uma caixa de metal e é bem isolada por dentro com um isolamento incombustível, geralmente com lã de basalto.
Toda a estrutura é montada na seção da chaminé. Através do corpo do trocador de calor, as extremidades da bobina são removidas e conectadas ao sistema de aquecimento, no ponto superior do qual um tanque de expansão é colocado. Para a fabricação de uma bobina, um tubo recozido de cobre é mais adequado. Além disso, um trocador de calor devido ao alto coeficiente de condutividade térmica terá dimensões 7 vezes menores que um dispositivo de aço.
O líquido aquece e, ao expandir, sobe ao longo da bobina, após o que flui por gravidade para o radiador de aquecimento. Se entrar no radiador, o fluido aquecido desloca o líquido de arrefecimento, que novamente esquenta na bobina. Assim, a circulação natural da água através do sistema. Para criar uma circulação de líquido refrigerante através do sistema, é necessário calcular com precisão o comprimento e o diâmetro da bobina, suportar os ângulos de inclinação de alimentação e retorno e muito mais. O significado desses cálculos não pode ser subestimado, pois simplesmente um dispositivo que não funciona é tão assustador quanto as consequências de um golpe de aríete que podem ocorrer quando o líquido de arrefecimento ferve.
No entanto, este tipo de trocador de calor tem suas desvantagens, a saber:
- a complexidade dos cálculos e fabricação;
- monitoramento constante de temperatura e pressão no sistema;
- alta vazão devido à evaporação do líquido do tanque de expansão. E se a água for usada, quando o sistema não for usado no inverno, o líquido deverá ser drenado;
- uma redução significativa da temperatura dos gases de escape, o que pode causar uma diminuição do calado e combustão incompleta do combustível utilizado.
No entanto, apesar dessas deficiências, um trocador de calor pode ser feito independentemente por qualquer pessoa que saiba como manusear a ferramenta e que tenha pelo menos conhecimento em física escolar.
Trocador de calor a ar ↑
Um projeto semelhante, que é instalado na chaminé de um dispositivo de geração de calor, como regra, consiste em um alojamento de metal no qual vários tubos de entrada e saída são montados. O princípio de operação deste tipo de trocador de calor é bastante simples.
De baixo, pelo princípio da convecção, o ar frio que entra nos bicos, após o aquecimento, deixa a parte superior do trocador de calor diretamente em uma sala aquecida. Esse princípio de operação permite aumentar significativamente a eficiência do dispositivo de geração de calor e reduzir o consumo de combustível em 2 a 3 vezes.
É muito simples fazer um trocador de calor para uma chaminé por conta própria, ter uma máquina de solda, um moedor, tubos de metal de vários diâmetros, desejos e habilidades para manusear a ferramenta.
Material:
- chapa de metal 350x350x1 mm;
- um tubo com um diâmetro de uma polegada e um quarto e um comprimento de 2,4 m;
- um pedaço de tubo com um diâmetro de 50 mm;
- recipiente de metal ou balde de 20 l de óleo do motor.
Fabricação:
- crie peças finais, para as quais você precisa cortar círculos de uma folha de metal. É necessário que o diâmetro dos bujões corresponda ao diâmetro do recipiente previamente preparado;
- no meio do bujão é feito um orifício para um tubo central de 60 mm;
- marcar e cortar ao longo das bordas da circunferência do furo do tubo em uma polegada e um quarto;
- deve haver dois desses círculos;
- diâmetro do tubo1¼ moedor cortado em 8 bocais iguais com cerca de 30 cm de comprimento;
- soldar um segmento de tubo de 300 mm com um diâmetro de 60 mm no orifício central dos bujões;
- solda 8 segmentos em um círculo 1¼tubos;
Um design semelhante deve sair
Em seguida, você precisa fazer o corpo do trocador de calor a partir do recipiente preparado. Isso exigirá:
- corte o fundo do recipiente com a ajuda de uma máquina de corte;
- no centro, pelos lados do invólucro, faça um orifício ao longo do diâmetro da chaminé;
- nas aberturas laterais do corpo é necessário soldar os bocais com o diâmetro correspondente;
- insira o núcleo preparado na carcaça e prenda-o com uma carcaça soldando. A estrutura acabada deve ser pintada com tinta resistente ao calor.
Agora você precisa instalar o trocador de calor no tubo da chaminé e aproveitar o calor.
Você também pode assistir todo o processo de fazer um trocador de calor com as próprias mãos no vídeo.
Tubo de estanho ↑
Esta opção de trocador de calor é bastante prática e simples. Em princípio, a chaminé é envolvida em um tubo de metal ou cobre, que é constantemente aquecido e o ar que passa por ela rapidamente se torna quente. Uma espiral pode ser soldada na chaminé usando soldagem semi-automática ou argônio. Você também pode consertá-lo com estanho, tendo previamente desengordurado a chaminé com ácido fosfórico.
Corrugação ↑
Para usar esta opção de baixo orçamento, você precisa pegar três tubos corrugados de alumínio e envolvê-los em torno de um tubo de chaminé no segundo andar ou no sótão. O ar na ondulação será aquecido pelas paredes da chaminé e poderá ser redirecionado para qualquer sala. E para que a transferência de calor seja mais eficiente, você pode enrolar os tubos corrugados com papel alumínio.
Você também pode instalar um trocador de calor especial no sótão da chaminé, trabalhando com o princípio de um forno de sino – o ar aquecido sobe e gradualmente esfria quando esfria. Esse projeto tem uma vantagem significativa – como regra geral, o tubo de metal da chaminé é aquecido a tal ponto que é impossível tocá-lo; nesse caso, o trocador de calor reduz significativamente o risco de incêndio ou queimaduras.
Além disso, alguns artesãos revestem a estrutura com uma grade com pedras para coletar e reter o calor e decorar o suporte do trocador de calor. O quarto no sótão se torna mais confortável, quente e pode até ser usado como moradia na estação fria.
Como você pode ver, não é tão difícil fazer um trocador de calor eficaz para a chaminé com suas próprias mãos. É o suficiente para poder manusear a ferramenta, ter os materiais e o desejo necessários. Depois de fazer um trocador de calor, você pode não apenas aquecer a sala, mas também economizar ao reduzir o consumo de combustível.
