熱交換器の構造
熱交換器は自宅で手作業で作ることができます
装置は固定プレートと可動プレートで構成され、それぞれに媒体を移動するための穴があります。メインプレートの間に、他の多くの小さなセカンダリプレートが取り付けられているため、1秒ごとに隣接するプレートに対して180度回転します。二次プレートはゴム製ガスケットで密封されています。
メンテナンスの2番目に重要な要素はクーラントです。それは波形のステンレス鋼のチャネルを通って流れます。コールドメディアとホットメディアは、最初と最後のプレートを除くすべてのプレートに沿って同時に移動しますが、異なる側から移動するため、混合が防止されます。高い水流量では、波形層に乱流が発生し、熱交換プロセスが増加します。
デバイスは、前壁と後壁の穴を使用してパイプラインに接続されます。クーラントは一方の側から入り、すべてのチャネルを通過して、もう一方の側の機器から出ます。入口と出口の開口部は、特別なガスケットで密閉されています。
選び方は？
基本的な役割を選択するときは、炉の熱交換器の価格によって決まります。設計上の決定は、材料の選択によって異なります
2番目に重要な側面は製造能力です
そして最後に、ストーブが立つ場所の選択を完了します。何を達成する必要があるかを検討します。あなたは暖房と調理用ストーブまたはガレージ暖房が必要ですか、それは サウナヒーター または村の家を暖房するためのストーブ。各オプションには、独自の特徴と微妙な点があります。
主なことは、暖房が必要なエリア、途中でお湯が必要かどうか、暖房シーズン中に使用できる燃料の単位数などを正確に計算することです。すべての見積もりの結果は、最も適切な設計を選択するために、財政、利用可能な材料、ニーズに焦点を合わせたものでなければなりません。
さまざまなバージョンで優れている点：
構造的接続オプション
煙突の熱交換器は、2つの主要なモードで動作できます。そして、それらのそれぞれは、煙から熱交換器の内管への熱伝達の独自のプロセスを持っています。
したがって、最初のモードでは、冷水を使用した外部燃料タンクを熱交換器に接続します。次に、水が内管に凝縮します。そのため、熱交換器自体は、煙道ガスの水蒸気の凝縮熱のみによって加熱されます。この場合、パイプ壁の温度は100°Cを超えません。そして、タンク内の水は長時間加熱されます。
2番目のモードでは、熱交換器の内壁での水蒸気の凝縮は発生しません。ここでは、パイプを通る熱の流れがより重要であり、水は急速に熱くなります。このプロセスをより完全に理解するには、次の実験を行います。ガスバーナーに冷水のポットを置きます。鍋の壁に凝縮がどのように現れるかがはっきりとわかり、ストーブに滴り始めます。そして、100℃の炎にもかかわらず、鍋の中の水自体が温まるまで、この状態は長い間続きます。したがって、水を加熱するためのレジスターとしてパイプの熱交換器を使用する場合は、内側のパイプの壁が厚い小さな設計を優先してください。これにより、凝縮水がはるかに少なくなります。
スズのパイプ-シンプルで耐久性があります！
このオプションは、シンプルで実用的で便利です。実際、ここでは煙突を金属または銅のパイプに巻き付けるだけで、常に加熱され、煙突から蒸留された空気はすぐに暖かくなります。
アルゴンバーナーまたは半自動溶接を使用して、煙突にスパイラルを溶接できます。事前にリン酸で脱脂するだけであれば、スズではんだ付けすることもできます。熱交換器はそれを特にしっかりと保持します-結局のところ、サモワールはスズではんだ付けされており、それらは非常に長い間機能します。
コルゲーション-安くて陽気な
これは最も単純で最も予算の少ないオプションです。 3つのアルミ製の波形を取り、屋根裏部屋または2階の煙突に巻き付けます。煙突の壁からのパイプでは、空気が加熱され、他の部屋に向け直すことができます。スチームルームのストーブを加熱している間、かなり広い部屋でも熱くなるまで加熱されます。そして、熱除去をより生産的にするために、通常のフードホイルで波形のらせんを包みます。
熱交換器フード-屋根裏部屋を加熱するため
また、屋根裏部屋の煙突部分に熱交換器を設置することもできます。これは、ベル型の炉の原理で動作します。これは、熱風が上昇し、冷えるとゆっくりと下降します。この設計には独自の大きな利点があります。2階の通常の金属製の煙突は通常、触れられないように熱くなります。このような熱交換器は、火災や偶発的な火傷のリスクを大幅に軽減します。
一部の職人はまた、そのような熱交換器を熱蓄積のための石でメッシュで覆い、熱交換器スタンドを飾ります。この場合の屋根裏部屋はさらに快適で、生活空間として使用できます。結局のところ、慣例に基づいて、バスストーブのパイプの温度は、その上に熱交換器がある場合、160〜170°Cを超えません。そして、最高温度はすでにゲートエリアのみになります。暖かくて安全！
パイプラインの設置
パイプラインには直径3/4インチのパイプを使用する方がよいことはすでに説明しました。この直径はすべての暖房システムで最も頻繁に使用され、あらゆる点でバス熱交換器に適しています。
パイプ径3/4インチ
パイプは金属またはプラスチックにすることができます。フレキシブルコルゲートホースを使用することもできますが、公称直径がはるかに小さいことに注意する必要があります。これは、水の流量に悪影響を及ぼします。
暖房および給水用の柔軟なコルゲートパイプ
暖房用コルゲートパイプ
コルゲートパイプ
専用工具で開きます。
パイプラインの設置についてアドバイスします。
- パイプラインの長さをできるだけ短くするようにしてください。パイプを何度も曲がったり曲げたりしないでください。あなたの仕事は、水循環のための最も好ましい条件を作り出すことです。
リモートタンク接続金属パイプ
- プラスチックパイプを使用する場合は、熱交換器との接合部で過熱しないようにしてください。内部に水が存在すると、加熱によって強度が失われるため、完全に突破することはできませんが、変形する可能性があります。
プラスチックパイプで熱交換器をサウナストーブに接続する
- ドレンコックを一番下に置くのを忘れないでください。お風呂を長期間使用しない場合は、冬にシステムからすべての水を排出する必要があります。
ドレンバルブの位置を示すスキーム
- パイプラインの接続中に、修理または日常的な技術的作業のためにパイプラインを解体する可能性を提供します。
- パイプラインの水平セクションの長さを最小限に抑えるようにしてください。そのようなすべてのセクションを少なくとも10°の角度で取り付けます。このような活動は、水の流れの速度にプラスの効果をもたらします。
煙突熱交換器とは何ですか、なぜそれが必要なのですか、そしてそれはどのように機能しますか？
煙突に設置される部品は、熱交換器（または水が加熱されている場合は対流式放熱器、またはエコノマイザー）です。煙突を通過する熱い煙が煙突を加熱します。熱交換器は、この熱で空気または水を加熱できます。
煙突の最も高温の部分は炉の出口の最初のメーターであるため、理想的には、対流式放熱器をここに設置する必要があります。煙突がそれほど長くなく、曲がらずに通過する場合は、火室からさらに加熱することも可能です。たとえば、このようにして、ボイラーで部屋の上の2階の部屋や屋根裏部屋を暖房することができます。
これは、赤外線イメージャでの炉の火室と煙突の始まりがどのように見えるかです。
本格的な暖房の場合、または「メイン」温水ボイラーの代わりに、熱交換器は使用されません。熱の放出が少なすぎます。しかし、追加の暖房には、安価で電力を消費しないため、非常に適しています。実際、炉が放出する熱を単純に失うことはできません（固形燃料、ガス、または鉱業-電気ボイラーを除くすべて）。
どの煙突を使用できますか？
固形燃料（木材、ペレット）またはガスボイラー用。それは、バスボイラー、またはダルマストーブ、または部屋の暖炉である可能性があります。
水接続付きタンク
煙突の周りに配置されたタンクの形をした熱交換器は、ステンレス鋼または亜鉛メッキシートでできています。この場合、炉の設計を考慮に入れる必要があります。それが煙道ガスの後燃焼を提供し、炉の出口での煙の温度が200度を超えない場合、熱交換器を作るために任意の材料を使用することができます。
煙の循環がない単純な炉では、出口の煙道温度は摂氏500度に達する可能性があります。この場合、亜鉛コーティングは強く加熱すると有害物質を放出するため、ステンレス鋼を使用する必要があります。
ほとんどの場合、このタイプの熱交換器はバスストーブに設置され、給湯用の給湯器として使用されます。タンクの上部と下部にはフィッティングが装備されており、システムに持ち込まれたパイプがそれらに接続されています。同時に、シャワーやスチームルームには温水タンクが設置されています。ユーティリティルームやガレージを暖房するためにそのようなシステムを使用することが可能です。
タンク作り：ステップバイステップの説明とビデオ
工業炉用の熱交換器は、いくつかの変更を加えて販売されています。新しい炉を設置する場合は、既製の水回路を備えた適切なモデルを選択できます。自分の手で煙突に熱交換器を作ることもできます。その製造には以下の材料が必要です。
- 壁の厚さが1.5〜2 mmのさまざまな直径のステンレス鋼パイプセグメント、鋼板。
- システムに接続するための2つのフィッティング1インチまたは3/4インチ。
- 50から100リットルの容量のステンレス鋼または亜鉛メッキ鋼で作られた貯蔵タンク。
- 家庭用温水用の銅または鋼管またはフレキシブル配管。
- クーラントを排出するためのボールバルブ。
サウナストーブまたはダルマストーブの製造順序：
-
- 作業は図面の準備から始まります。煙突に設置されるタンクの寸法は、パイプの直径と炉のタイプによって異なります。直接煙突を備えたシンプルなデザインの炉は、出口での煙道ガスの高温が特徴であるため、熱交換器の寸法は非常に大きくなる可能性があります。高さは最大0.5mです。
- タンクの内壁の直径は、煙道パイプに熱交換器がしっかりとはまるようにする必要があります。タンクの外壁の直径は、内壁の直径を1.5〜2.5倍超える可能性があります。そのような寸法は、冷却剤の迅速な加熱と良好な循環を保証します。煙道ガスの温度が低い炉は、加熱を高速化し、凝縮液の形成とドラフトの劣化を防ぐために、サイズの小さいタンクを装備するのが最適です。
- 溶接インバーターを使用して、ワークピースの部品を接続し、継ぎ目の気密性を監視します。タンクの下部と上部には、給水と排水のための継手が溶接されています。
- タンクはオーブンの煙道フィッティングにしっかりと取り付けられ、接続シームを耐熱性ケイ酸塩シーラントで塗りつぶします。同様に、熱交換器タンクの上部に、断熱されていないパイプから断熱されたパイプにアダプターを配置し、天井または壁を通して煙突を部屋から取り出します。
- 熱交換器をシステムと貯蔵タンクに接続します。同時に、必要な傾斜度が維持されます。下部フィッティングに接続されている冷水供給パイプは、水平面に対して少なくとも1〜2度の角度である必要があり、温水供給パイプは上部に接続されています。フィッティングと少なくとも30度の傾斜で貯蔵タンクにつながります。アキュムレータは、熱交換器のレベルより上に配置する必要があります。
- ドレンバルブはシステムの最下部に設置されています。お風呂では、スチームルームに温水を入れるための蛇口と組み合わせることができます。
- 操作の前に、システムを水で満たす必要があります。そうしないと、金属が過熱して鉛になり、溶接部の気密性の違反や漏れにつながる可能性があります。
- 貯蔵タンクへの給水は、フロートバルブを使用して手動と自動の両方で行うことができます。手動で充填する場合は、システムが乾燥しないように、タンク内の水位を制御するために、透明なチューブを外壁に持ってくることをお勧めします。
クーラントを良好に循環させるには、直径が3/4インチ以上のパイプを使用する必要があり、貯蔵タンクまでの全長は3メートルを超えないようにする必要があります。
日曜大工の熱交換器-給湯器がビデオに示されています。
改造されたサウナストーブの設置
炉に二次回路システムを実装する方法はいくつかあります。最適なソリューションの選択は、ストーブのタイプと、溶接や熱交換器に適した材料などの技術的な可能性の可用性によって異なります。
給湯回路の機器の最も一般的なスキーム：
- フレーム熱交換器またはコイルドコイルの煙突または炉内への設置。
- 暖房システム内を循環する水を加熱するための追加のアタッチメントタンクのストーブへの設置。
- パイプレジスターのシステムの燃焼室内の機器。
スチームルームを除いて、加熱されたサウナルームの面積が30 m2を超える場合は、設計で提供するのが正しいでしょう サウナヒーター 水回路を備えた温水用の追加の貯蔵ボイラー。このようにして、沸騰したお湯の一部を洗浄部門のニーズに使用したり、火室が消えた後の敷地内を掃除したりすることができます。
温水回路を設置するリストされた方法のすべてが等しく効果的であるわけではありません。たとえば、水を加熱するための2番目の付属タンクの設置を含む最も単純なオプションは、専門家によって最も非効率的であると認識されています。多くの場合、ストーブとサウナは必要な温度に加熱されますが、更衣室とリラクゼーションルームは冷たく保たれます。
炉から薪を燃やして加熱された温風が上昇し、ヒーターとその上にある石の層に熱を供給します。後者はゆっくりと部屋に熱を放出し、スチームルームに快適な温度を提供します。
メーカーは組み合わせて提供します バスボイラー 代替加熱方法としてガスを使用した薪焼き。ただし、すべての地域がガス供給システムに接続する機会があるわけではないため、従来の単一燃料モデルの方が人気があります。
薪風呂のボイラーのデザインの違い（下の写真、価格はこちらまたはメーカーの会社のウェブサイトにあります）は、ほとんどの場合、水タンクの場所にあります。
その設置には、肯定的な性質を持ついくつかの領域があります。
- リモートタンクを使用したスキーム。このタイプは最も人気のあるデザインです。その助けを借りて、建物の残りの部分を加熱するために使用されるお湯を得ることが可能です。このモデルでは、水が沸騰する前に内部の空気を暖めることができます。乾燥した熱風を利用したお風呂で需要があります。タンクに使用されている素材は高品質のステンレス鋼です。設置は原則として隣接する部屋で行い、接続はレジスターまたはパイプホースを使用して行います。この設計の欠点は、インストール作業が比較的複雑であり、レジスタの追加コストとインストールの複雑さです。
- エクステンションタンクは、チャンバー内のファイアボックスに直接取り付けられています。この設計は、パイプで作られた炉に関連しています。それらの中の水の加熱は、炉の最上部で行われます。ただし、これは必ずしも効率的なソリューションではありません。このような構造物の設置に使用される主なルールは、すべての継ぎ目の最大の気密性であり、これによりデバイスの寿命が延びます。
- 煙突パイプへのタンクの設置は、2つの設置オプションによって区別されます。立方体または平行四辺形のタンクは屋根への通路ユニットであるか、タンクは天井から2階への通路ユニットとして機能します。容器は、パイプ内の熱交換だけでなく、液体の加熱中にかなりの量を使用できるようにする炉のレジスターによっても加熱されます。
- タンクのヒンジ設計により、壁やその他の垂直面に取り付けることができます。炉の壁から受けた熱交換により、水は内部で加熱されます。この構造に使用される材料はステンレス鋼です。
水タンクの場所が異なるストーブの平均価格
| ネームブランド） | 水タンクの場所の種類 | 価格、こすります。 |
| Tunguska | 煙突に | 12000年から |
| ヘロ（フィンランド） | ビルトイン | 27000から |
| サハラ | ヒンジ付き | 14000年から |
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自分でデバイスを作る方法
シンプルなコイルは、銅管から簡単に作ることができます。直径100mmの煙突には、直径1/4インチ、長さ3〜4mの銅管が適しています。パイプの端にねじ込み継手をはんだ付けする必要があります。次に、チューブは細かい砂で満たされ、ねじられて煙突に巻き付けられます。
ターンの間に少し距離を置くことをお勧めします-そうすると、煙突からのパイプは熱伝達と赤外線放射の両方によって加熱されます。この作業はアシスタントで簡単に行えます。次に、砂は加圧水でパイプから洗い流されます。ラジエーターと膨張タンクにつながるパイプを接続します。
クズネツォフ熱交換器は溶接によって行われます。最も簡単なオプションは、ガスボンベまたは大口径パイプからケースを作ることです。
製造には、次の材料が必要になります。
- ボンベ、本体用大径パイプ（300mm）。
- 直径32mmのパイプ（より大きな直径のブランクを1つ取る方が良いです-最大57mm）。ワークの長さは300〜400mmです。総数はワークを切断するのに十分な数である必要があります。
- 煙突の直径と同じ直径の2本の小さなパイプ。煙突パイプを使用することをお勧めします-煙突がプレハブの場合、構造の片側に、熱交換器を設置するために必要なソケットが付いたパイプになります。
- 船体の端のキャップを切り取るのに十分な大きさの2枚の鋼板。
空気熱交換器の製造技術：
- 大きなパイプやシリンダーを希望のサイズにカットします。
- 同じ長さの9つのブランクが細いパイプから切り取られます。
- プラグの円を切り取ります。
- 円形では、小径のパイプ用に9つの穴が開けられています。直径の大きいチューブを1本取ると、中央にそのための穴が開けられます。
- 細いパイプをプラグの穴に挿入し、溶接でベイトした後、溶接します。
煙突の直径と等しい直径の穴が側面で本体に切り込まれています。
細いチューブとプラグのデザインがボディに挿入され、プラグとボディの接合部で大きなパイプから溶接されます。
本体側面の穴に分岐管を挿入し、煮沸します。
代替オプション：
使用できる材料
理想的なオプションは、ステンレス鋼（たとえば、食品グレードのオーステナイト系ステンレス鋼08X18H10またはAISI 304）または銅です。工業製品はチタンから作られることもあります。しかし、これらの材料の価格はかなり高いです。しかし、それらは耐久性があり、錆びず、信頼性が高く、耐久性があります。ガレージにダルマストーブがあったり、お風呂に即席の材料を使った自家製のヒーターがあれば、鉄金属（炭素鋼）を使用することはかなり可能です。
高品質の波形ステンレス鋼管を使用できます。亜鉛メッキされた波形は、望ましくなく、短命のオプションです。コイルにはアルミパイプも使用できます（固形燃料ストーブの煙突には使用できません）。
亜鉛メッキ鋼も使用される場合がありますが、溶接中に亜鉛層が蒸発し、亜鉛メッキのすべての利点（耐食性）が失われることに注意する必要があります。 400°Cを超える温度では、亜鉛が蒸発し始めます（亜鉛蒸気は有毒です）。したがって、固形燃料ボイラーの煙突の熱交換器に亜鉛メッキを使用しないでください。
機能メカニズム
家、ガレージ、または風呂にある金属製のストーブには、一酸化炭素を除去してドラフトを整理するための煙突が必ず装備されています。炉を加熱する過程でこのパイプは非常に高温、約200-500℃に達する可能性があり、これは部屋の人々にとって危険です。
煙突に熱交換器を設置すると、炉の効率を大幅に向上させるだけでなく、高温面との直接接触から身を守ることができます。煙突に設置されたタンクやコイルでは、水が熱媒体として機能しますが、煙突のパイプに空気熱交換器を取り付けることも可能です。煙突と冷却液が直接接触するため、温度インジケーターのバランスが取れています。つまり、水または空気が徐々に加熱され、パイプの壁が冷却されます。
レジスター内の水の温度がパイプまで上昇すると、パイプは上昇し、特別なフィッティングを介して水タンクに入ります。熱交換器の下部にあるインレットフィッティングから冷水が入り、温水に置き換わります。この循環は絶えず続きますが、水は非常に高い値まで加熱される可能性があります。
水モデル
水熱交換器では、パイプからエネルギーを伝達するための媒体は液体です。暖房システムの水または不凍液、または家庭用のきれいな水です。
2つのデザインがあります：
- 貯蔵タンクに接続されたコイルの形で;
- 「サモワール」デザイン。
大量の熱を排除すると、トラクションと凝縮が減少する可能性があります。
最初のケースでは、銅、アルミニウム、またはステンレスのチューブを数回巻いてパイプに巻き付け、ドライブに接続します。
コイルは空域または追加のタンク内にある可能性があります。 2番目のオプションは、金属製の煙突の周りにある密閉容器です。加熱された液体を供給および排出するための継手は、タンクに溶接されています。
物理法則により、熱交換器で加熱された水は、外部の貯蔵タンクに上昇します。必ず循環回路を整えてください。そうしないと、加熱水が熱交換器を壊してしまいます。
温水はタンクから取られます。部屋が常に加熱されていない場合は、水を取り除くために排水栓が必要です。負の温度では、構造のすべての部分の霜取りが発生する可能性があります。
循環ポンプと安全グループを回路に追加すると、最大2つの加熱ラジエーターが熱交換器に接続されます。この設計は、1部屋の建物を暖房するのに十分です。
自分でそれを行う方法
空気熱交換器の組み立て
「サモワール」デザインの製造は専門家から信頼されているか、店で完成品を購入しています。
継ぎ目の漏れを防ぐには、溶接のスキルが必要です。
彼らはガス溶接によって金属を調理します-電気溶接は液体で満たされたシステムでの耐久性のある作業には適していません。
それらは独立して、熱供給用のコイルの形で熱交換器を製造します。
必要な資料から：
- 最大直径25mmの銅またはアルミニウム管。
- 給水パイプラインから液体を供給するためのフロート機構を備えたタンク。
- 柔軟なアイライナー;
- ボールバルブ。
パイプの全長は3メートルを超えてはなりません
作業順序：
- チューブの端には、継手を接続するためのネジ山があります。
- パイプは煙突と同じ半径の型に巻かれています。チューブの断面が小さい場合は、砂で満たされています。これにより、内部セクションの折り目や重なりを防ぐことができます。
- 完成したコイルを煙突に取り付けます。
- 熱交換タンクを壁に掛けますが、コイルの温水出口から50cm以内にします。
- 接続します。
より単純ですが、より高価なオプションは、柔軟な波形のステンレス管を使用してスパイラルを作成する場合です。彼らはすでにフィッティングが取り付けられたコルゲーションを購入します。これにより、インストールが容易になります。コネクタをインストールするために、特別なツールを購入する必要はありません。
材料の選択
コイルは伝統的にパイプでできており、その長さと直径は望ましい熱伝達レベルによって決まります。構造の効率は、使用する材料の熱伝導率に依存します。最も一般的に使用されるパイプは次のとおりです。
- 熱伝導率が380の銅。
- 熱伝導率が50の鋼。
- 熱伝導率が0.3の金属プラスチック。
銅またはプラスチック？
同じレベルの熱伝達と等しい横方向の寸法で、金属プラスチックパイプの長さは11になり、鋼パイプは銅パイプの7倍長くなります。
そのため、コイルの製造には、焼きなましされた銅パイプを使用するのが最適です。
このような材料は、十分な可塑性を特徴とし、したがって、例えば、曲げることによって、容易に所望の形状を与えることができる。継手は、ネジで銅パイプに簡単に接続できます。
即興の手段を探しています
材料費が高いことを考えると、すでに目的を果たしているが、まだ十分に資源を開発していない製品を使用する可能性を検討するのが適切でしょう。これにより、熱交換器の製造コストが削減されるだけでなく、設置作業の時間が短縮されます。原則として、以下が優先されます。
- 漏れのない暖房用ラジエーター。
- 加熱タオルレール;
- 車用ラジエーターおよびその他の同様の製品。
- 瞬間給湯器。
