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Les appareils de chauffage qui génèrent de la chaleur en raison de la combustion du combustible ne peuvent pas fonctionner normalement sans la présence d’un système d’évacuation des fumées ou simplement d’une cheminée. Par la cheminée, des produits de combustion toxiques sont rejetés dans l’atmosphère, qui sont dangereux pour la santé et la vie humaines. Cependant, une assez grande quantité de chaleur utile, qui pourrait encore servir à chauffer les locaux, a été transportée dans la cheminée avec les gaz d’échappement. Afin d’éviter les fuites de chaleur précieuse dans la cheminée, un échangeur de chaleur spécial peut être installé qui augmente considérablement l’efficacité du dispositif de génération de chaleur.
Principe de fonctionnement et conception ↑
Actuellement, il existe différentes options pour les échangeurs de chaleur pour la cheminée, dont le principe de conception et de fonctionnement sont généralement similaires. L’échangeur de chaleur se compose d’un corps creux avec des buses d’entrée et de sortie. Monté dans un boîtier «frein» mécanisme conçu pour les gaz d’échappement. Il s’agit généralement d’un système de soupapes montées sur les essieux avec des découpes. Les registres peuvent tourner, créant une cheminée en zigzag de différentes longueurs. Le réglage des vannes permet d’établir le rapport le plus efficace de transfert de chaleur et de tirage dans la cheminée, tout en ne violant pas les normes de sécurité pendant le fonctionnement. Il existe des modèles plus simples d’échangeurs de chaleur, sans système de soupape réglable.
Quel matériel vaut la peine d’être utilisé ↑
L’échangeur de chaleur pour la cheminée est mieux fabriqué en acier inoxydable alimentaire. Même à des températures élevées, les paramètres physiques de ce métal ne changent pas, car les soudures sortent assez fortes et le nickel, lorsqu’il réagit avec l’oxygène, crée un film protecteur résistant aux acides et aux sels..
Si nous parlons de l’utilisation du zinc, alors lorsqu’il est chauffé à 200 ° C, il commence à s’évaporer, et à 500 ° C, la concentration de vapeur dans l’air atteint un niveau extrêmement dangereux pour l’homme. Mais si vous avez installé la galvanisation sur l’appareil, mais qu’il ne chauffe pas au-dessus de 200 ° C, vous ne pouvez pas vous inquiéter. Et vous pouvez utiliser un matériau galvanisé, car il améliore le mélange de l’air circulant autour de l’appareil. Et bien qu’un tel échangeur de chaleur ne soit pas prévu pour un chauffage constant de la pièce, mais afin de réchauffer rapidement, par exemple, un bain public ou un grenier, c’est une option appropriée.
L’auto-installation de l’échangeur de chaleur est assez facile et simple. Cet appareil peut également être monté sur un poêle conventionnel puis recouvert de brique, comme le poêle lui-même. La pose de briques peut également être effectuée sur le bord – la stabilité de la structure n’en souffrira pas..
Rendez-vous et caractéristiques ↑
L’échangeur de chaleur est conçu pour collecter la chaleur de l’air chauffé circulant dans la cheminée. La conception de l’appareil dépend du diamètre et de la forme de la cheminée, du matériau utilisé pour créer l’échangeur de chaleur, de la puissance de l’appareil générateur de chaleur et du caloporteur.
Les échangeurs de chaleur sont classés, selon le liquide de refroidissement, en liquide et en air. Les appareils à air sont les plus faciles à fabriquer, mais ils n’ont pas la plus grande efficacité. De tels appareils nécessitent un meilleur matériau et de meilleures performances, mais sont plus efficaces que les appareils avec un réfrigérant à air.
Échangeur de chaleur liquide ↑
L’échangeur de chaleur standard utilisé avec le liquide de refroidissement est un serpentin métallique avec un coefficient de conductivité thermique élevé contrastant directement avec la surface intérieure de la cheminée. Pour le meilleur transfert de chaleur et la sécurité, la bobine est placée dans un boîtier métallique et est bien isolée de l’intérieur avec une isolation incombustible, généralement avec de la laine de basalte.
Toute la structure est montée sur la section de la cheminée. À travers le corps de l’échangeur de chaleur, les extrémités de la batterie sont retirées et connectées au système de chauffage, au point supérieur duquel un vase d’expansion est placé. Pour la fabrication d’une bobine, un tube recuit de cuivre est le mieux adapté. De plus, un tel échangeur de chaleur dû au fort coefficient de conductivité thermique aura des dimensions 7 fois plus petites qu’un appareil en acier.
Le liquide se réchauffe et, en se dilatant, monte le long de la bobine, après quoi il s’écoule par gravité dans le radiateur de chauffage. S’il pénètre dans le radiateur, le fluide chauffé déplace le liquide de refroidissement, qui se réchauffe à nouveau dans le serpentin. Ainsi, la circulation naturelle de l’eau à travers le système. Pour créer une circulation de liquide de refroidissement à travers le système, il est nécessaire de calculer avec précision la longueur et le diamètre de la bobine, de résister aux angles d’inclinaison d’alimentation et de retour, et bien plus encore. L’importance de ces calculs ne peut pas être sous-estimée, car un simple appareil non fonctionnel n’est pas aussi effrayant que les conséquences d’un coup de bélier qui peuvent se produire lorsque le liquide de refroidissement bout.
Cependant, ce type d’échangeur de chaleur a ses inconvénients, à savoir:
- la complexité des calculs et de la fabrication;
- surveillance continue de la température et de la pression dans le système;
- débit élevé dû à l’évaporation du liquide du vase d’expansion. Et si de l’eau est utilisée, alors lorsque le système n’est pas utilisé en hiver, le liquide doit être vidangé;
- une baisse significative de la température des gaz d’échappement, ce qui peut entraîner une diminution du tirage et une combustion incomplète du carburant utilisé.
Cependant, malgré ces lacunes, un tel échangeur de chaleur peut très bien être réalisé de manière indépendante par toute personne qui sait manipuler l’outil et qui a au moins des connaissances en physique scolaire.
Échangeur de chaleur à air ↑
Une conception similaire, qui est installée sur la cheminée d’un appareil générateur de chaleur, consiste généralement en un boîtier métallique dans lequel plusieurs tuyaux d’entrée et de sortie sont montés. Le principe de fonctionnement de ce type d’échangeur de chaleur est assez simple.
Par le bas, par principe de convection, l’air froid pénétrant dans les buses, après chauffage, quitte la partie supérieure de l’échangeur de chaleur directement dans une pièce chauffée. Ce principe de fonctionnement permet d’augmenter considérablement l’efficacité du générateur de chaleur et de réduire la consommation de carburant de 2 à 3 fois.
Il est assez simple de fabriquer soi-même un échangeur de chaleur pour une cheminée, ayant une machine à souder, un broyeur, des tuyaux métalliques de différents diamètres, des désirs et des compétences pour manipuler l’outil.
Matériel:
- tôle 350x350x1 mm;
- un tuyau d’un diamètre d’un pouce et quart et d’une longueur de 2,4 m;
- un morceau de tuyau d’un diamètre de 50 mm;
- récipient en métal ou seau de 20 l d’huile moteur.
Fabrication:
- créer des pièces d’extrémité, pour lesquelles vous devez couper des cercles dans une feuille de métal. Il faut que le diamètre des bouchons corresponde au diamètre du récipient préparé à l’avance;
- au milieu du bouchon est percé un trou pour un tuyau central de 60 mm;
- marquer et couper le long des bords de la circonférence du trou pour le tuyau en pouces et quart;
- il doit y avoir deux cercles de ce type;
- diamètre du tuyau1¼ broyeur coupé en 8 buses égales d’environ 30 cm de long;
- souder un segment de tuyau de 300 mm d’un diamètre de 60 mm au trou central des bouchons;
- souder 8 segments dans un cercle 1¼tuyaux;
Un design similaire devrait sortir
Ensuite, vous devez faire le corps de l’échangeur de chaleur à partir du récipient préparé. Cela nécessitera:
- couper le fond du récipient à l’aide d’une machine de découpe;
- au centre, sur les côtés du tubage, faites un trou le long du diamètre de la cheminée;
- aux ouvertures latérales du corps, il est nécessaire de souder les buses du diamètre correspondant;
- insérer le noyau préparé dans le boîtier et le fixer avec un boîtier par soudage. La structure finie doit être peinte avec une peinture résistante à la chaleur.
Maintenant, vous devez installer l’échangeur de chaleur sur le tuyau de cheminée et profiter de la chaleur.
Vous pouvez également regarder l’ensemble du processus de fabrication d’un échangeur de chaleur de vos propres mains sur la vidéo..
Pipe en étain ↑
Cette option d’échangeur de chaleur est assez pratique et simple. En principe, la cheminée est enveloppée dans un tuyau en métal ou en cuivre, qui est constamment chauffé et l’air qui y circule devient rapidement chaud. Une spirale peut être soudée à la cheminée à l’aide d’une soudure semi-automatique ou à l’argon. Vous pouvez également le fixer avec de l’étain, après avoir préalablement dégraissé la cheminée avec de l’acide phosphorique.
Ondulation ↑
Pour utiliser cette option à petit budget, vous devez prendre trois tuyaux ondulés en aluminium et les enrouler autour d’un tuyau de cheminée au deuxième étage ou dans le grenier. L’air de l’ondulation sera chauffé par les murs de la cheminée et peut être redirigé vers n’importe quelle pièce. Et pour que le transfert de chaleur soit plus efficace, vous pouvez envelopper les tuyaux ondulés avec du papier alimentaire.
Vous pouvez également installer un échangeur de chaleur spécial dans le grenier sur la cheminée, fonctionnant sur le principe d’un four à cloche – l’air chauffé monte et se refroidit progressivement lorsqu’il se refroidit. Cette conception présente un avantage considérable – en règle générale, le tuyau de cheminée en métal est chauffé à un point tel qu’il est impossible de le toucher, auquel cas l’échangeur de chaleur réduit considérablement le risque d’incendie ou de brûlure..
Certains artisans ont également revêtu la structure d’une grille avec des pierres pour collecter et retenir la chaleur et décorer le support de l’échangeur de chaleur. La chambre mansardée devient plus confortable, chaude et peut même être utilisée comme logement pendant la saison froide.
Comme vous pouvez le voir, il n’est pas si difficile de fabriquer de vos propres mains un échangeur de chaleur efficace pour la cheminée. Il suffit de pouvoir manipuler l’outil, avoir les matériaux nécessaires et le désir. Après avoir fabriqué un échangeur de chaleur, vous pouvez non seulement réchauffer la pièce, mais également économiser en réduisant la consommation de carburant.
