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Échangeur de chaleur pour le four faites-le vous-même


Échangeurs de chaleur, serpentins - pour la plupart d'entre nous, ces termes sont incompréhensibles. Les radiateurs, les séchoirs et les batteries sont un autre problème, car nous les rencontrons tous les jours. A propos, ce sont aussi des échangeurs de chaleur, plus précisément certains types.

Cet article explique comment fabriquer vous-même l’échangeur thermique.

Bobine de four

Contenu des instructions étape par étape:

Vidéo - Comment fabriquer soi-même un échangeur de chaleur

Caractéristiques des échangeurs de chaleur

Créer un échangeur de chaleur n’est guère possible sans une étude préalable des caractéristiques et du principe de fonctionnement de cet appareil. En général, un échangeur de chaleur est un dispositif permettant l'échange d'énergie thermique entre deux environnements qui ne disposent pas de leur propre source d'énergie. Un four, par exemple, n’est pas un échangeur de chaleur, alors qu’un banc de cuisinière, qui laisse passer les fumées et réchauffe l’air de la pièce, en est un.

Schéma du tuyau échangeur de chaleur dans le tuyau

Un autre type d’échangeur de chaleur, plus primitif, peut être considéré comme le processus de refroidissement d’une bouteille sous la pression de l’eau du robinet froide. Dans ce cas, l'eau est chauffée et le liquide à l'intérieur de la bouteille est refroidi.

Qu'est ce qui détermine l'efficacité de l'échangeur de chaleur

  1. Tout d'abord, la différence de température entre deux environnements affecte l'efficacité de cet appareil: plus il est puissant, plus il échange d'énergie.
  2. Un autre facteur tout aussi important est la conductivité thermique du matériau.
  3. Enfin, la surface d’échange de chaleur est directement proportionnelle à l’efficacité du dispositif.

C'est important! Toute canalisation dans laquelle un fluide circule à une température différente de la température de l'air est considérée comme un échangeur de chaleur.

De quoi sont faits les échangeurs de chaleur?

Les conceptions de cet appareil aujourd'hui sont très nombreuses. Tous les artisans impliqués dans la fabrication d'un échangeur de chaleur, essayaient d'apporter quelque chose de leur part, de l'améliorer en quelque sorte. Par conséquent, il est impossible de considérer toutes les options. Les composants les plus populaires sont énumérés ci-dessous:

  • collectionneurs;
  • radiateurs de voitures;
  • registres;
  • radiateurs de chauffage;
  • des conteneurs en métal;
  • bobines.

Technologie de fabrication

Le dispositif le plus simple de ce type peut être considéré comme un tuyau en cuivre d’une longueur de plusieurs mètres, enroulé en anneaux et installé dans un baril d’eau de sorte que seules l’entrée et la sortie restent à l’extérieur. Cette conception (appelée "bobine") est capable de refroidir ou de chauffer le liquide dans le fût, en fonction des besoins (dans la plupart des cas, un chauffage est nécessaire).

Schéma d'installation de l'échangeur de chaleur

"Coil" se bloque dans le pipeline près du four ou du réservoir de stockage. Le tuyau en spirale est installé à une hauteur de 1,5-2 m et devient une source de chaleur supplémentaire.

C'est important! Si la fournaise est utilisée non seulement pour le chauffage, mais également pour l'alimentation en eau chaude, l'échangeur de chaleur ne doit pas absorber plus d'un dixième de la chaleur qu'il génère.

L'échangeur de chaleur tube à tube le plus simple

Nous devrions également parler de la longueur du tuyau, par exemple 2 kilowatts. Le critère principal dans ce cas est la conductivité thermique du matériau. Supposons un diamètre de tuyau de 2 cm et une différence de température de 40 ° C. Si vous faites des calculs simples, il s'avère que:

  • les tuyaux métalliques ayant une conductivité thermique de 0,3 nécessiteront plus de 4 km;
  • tuyaux en acier avec indicateur à 50-25 m;
  • tuyaux en cuivre avec une conductivité thermique de plus de 380 - seulement 3 m.

Après de tels problèmes arithmétiques, il est bien évident que le cuivre est le matériau le plus approprié. De plus, ce métal est facilement plié et relié avec un raccord fileté.

Échangeur de chaleur avec capacité

Échangeur de chaleur avec capacité

L'option la plus appropriée pour une chaudière ou un poêle. Pour sa fabrication, il faudra un réservoir en métal pour vingt litres et deux tubes de cuivre.

Première étape S'il n'y a pas de réservoir approprié, une tôle d'acier de 2,5 mm d'épaisseur est prélevée et un réservoir du volume requis est soudé à partir de celui-ci. Le soudage doit être effectué avec une épaisseur minimale de joint.

Deuxième étape Le réservoir est installé à une hauteur de 1 m du sol, mais à une distance maximale de 3 m du four de chauffage. Deux trous y sont percés: l’un à droite, près du bas de la structure, le second, à gauche, au plus haut point.

Troisième étape La sortie inférieure est acheminée vers le four avec une pente descendante minimale de 2. En même temps, la prise supérieure est connectée avec une pente de 20ᵒ, mais dans l’autre sens.

Quatrième étape. À la sortie de la sortie inférieure, la soupape de vidange du réservoir s’accumule. Au point le plus bas de la même branche, un autre robinet s’y bloque: pour vider tout le système.

Cinquième étape. Une fois l’installation terminée, l’échangeur de chaleur est soumis à un contrôle de fuite. Afin de vérifier qu'il est rempli d'eau sous une légère pression, cela permettra de détecter les fuites éventuelles.

Tuyau conseil

Un échangeur de chaleur avec un nom aussi complexe peut également être fabriqué à la main, bien que cela nécessite un soudeur expérimenté ou des compétences pour travailler avec une machine à souder.

Pour la fabrication, il faudra:

  • réservoirs métalliques scellés, 2 pièces;
  • tubes de cuivre de petit diamètre, 15-20 pcs.

Les réservoirs sont situés sur les bords et sont reliés entre eux par des tubes de cuivre installés en angle à différents endroits des réservoirs. L'eau passera d'un réservoir à un autre et entre eux, à l'endroit où passent les tubes de raccordement, et la chaleur sera échangée.

C'est important! Ce système constituait la base du chauffage des bâtiments à plusieurs étages.

Chemise d'eau

Le type non moins populaire d'échangeurs de chaleur est ce que l'on appelle la chemise d'eau. Il se compose de deux réservoirs scellés de différents diamètres, l'un placé dans l'autre. Mais tout de suite, nous notons que cette conception est assez difficile à fabriquer et qu’il est impossible de la gérer vous-même sans compétences particulières.

Quoi d'autre peut être utilisé

Si vous ne trouvez pas de tuyau de cuivre pour une raison ou une autre, vous pouvez essayer de trouver quelque chose d’approprié dans le dépotoir à la maison (il devrait en être de même pour chaque propriétaire). Par exemple, vous pouvez remplacer le serpentin par un vieux sèche-serviettes, vous pouvez également utiliser des piles en fonte, après les avoir vérifiées.

Les échangeurs de chaleur finis peuvent être considérés comme des radiateurs de cuisinières d'automobiles. Ils peuvent être utilisés comme éléments chauffants en adaptant au préalable des adaptateurs et, si nécessaire, en connectant plusieurs radiateurs pour augmenter la surface totale d'échange de chaleur.

Les anciens chauffe-eau à gaz sont également excellents. De plus, dans ce cas, vous n'avez même pas à refaire quoi que ce soit.

Caractéristiques de fonctionnement

Un certain nombre d’exigences doivent être respectées lors de l’utilisation de cet appareil, afin qu’il dure le plus longtemps possible sans causer de dommages.

  1. Les tuyaux d’échangeur de chaleur (le cas échéant) ne doivent pas être fixés sur les murs de la pièce avec des attaches fixes en raison de la température élevée et, par conséquent, de la dilatation des métaux.
  2. S'il est nécessaire de sceller le raccordement de la canalisation à l'échangeur de chaleur, seul le matériau résistant à la température élevée peut être utilisé à cet effet.
  3. Ne versez pas d’eau dans un four à briques déjà chauffé avec un échangeur thermique.
  4. Si la productivité du four est faible, il n’est pas souhaitable d’installer un échangeur de chaleur dimensionnel sur celui-ci, car cela demandera trop d’énergie.

Échangeur de chaleur et foyer

Cette option convient à ceux qui prévoient de chauffer plusieurs pièces mais qui aiment simultanément un feu à feu.

Échangeur de chaleur et foyer

Construction

L'élément principal d'un tel système est un poêle à cheminée, à partir duquel circulent de nombreux tuyaux remplis de liquide de refroidissement (souvent de l'eau).

C'est important! En hiver, il est recommandé d'ajouter un peu de fourmi à l'eau!

Le liquide peut circuler de manière naturelle ou forcée, à l'aide de pompes spéciales. En d'autres termes, le four chauffe le liquide de refroidissement et les pompes le transportent sur toute la surface chauffée.

Four avec échangeur de chaleur

L'installation d'un échangeur de chaleur peut améliorer considérablement l'efficacité du générateur de chaleur et, au lieu d'une pièce, comme dans les versions précédentes, vous pouvez en chauffer deux à la fois sans frais spéciaux.

Types principaux

Le marché moderne propose de nombreux poêles et foyers variés, qui peuvent tous être équipés d'un échangeur de chaleur si nécessaire pour chauffer une grande surface. Dans ce cas, quelqu'un fait attention au type de carburant utilisé, quelqu'un à pouvoir. Voici les options les plus populaires.

Comme son nom l'indique, le dispositif pour pellets se distingue par le fait qu'il est rempli de pellets, un combustible respectueux de l'environnement qui est obtenu en pressant les déchets de l'industrie du bois et fourni sous forme de pellets.

La principale raison de la popularité de ce type de carburant est son faible coût. De plus, lorsqu’elle brûle, elle n’émet pratiquement pas de suie, on considère donc que l’avenir est derrière elle.

Les fours de cuisson ne sont pas moins populaires, et la raison en est un aube polyfonctionnel. Avec leur aide, vous pouvez non seulement chauffer la pièce, mais aussi préparer des repas. Original, pratique et probablement même romantique (cuisson au feu de bois).

Conclusions

Maintenant, après la lecture de l'article, vous devez comprendre ce qu'est un échangeur de chaleur pour le four et à quoi sert son utilisation, ainsi que comment en fabriquer vous-même les versions les plus simples. Ce n’est pas aussi difficile à faire qu’il semble au premier abord, il vous suffit de choisir le type d’échangeur de chaleur et de choisir la meilleure option pour le système de chauffage.

Échangeurs de chaleur DIY pour fours à briques

L'échangeur de chaleur peut servir de réservoir normal pouvant contenir jusqu'à 5 litres de fluide. La conception peut être facilement réalisée à la main, avec des compétences de soudage. Connexions montées à l'intérieur. Un tel dispositif chauffe rapidement l’eau et la fournit à un autre réservoir ou à des radiateurs. Très pratique pour chauffer les locaux ou chauffer l'eau.

Espèces

Les échangeurs de chaleur ont différentes formes et tailles. Le choix du registre dépend du four et de la puissance thermique requise.

Chacune des conceptions faites à la main selon des croquis individuels sera déjà unique et considérée comme l'une des meilleures. Il existe deux variétés: externe et interne. Leurs caractéristiques claires sont décrites dans le tableau suivant:

Matériaux

L'échangeur de chaleur pour le four est en tôle d'acier «noir» d'une épaisseur de 3 à 5 mm. Vous pouvez remplacer les tubes ronds d'un diamètre de 30 à 50 mm. Utilisez également des feuilles de cuivre ou des tuyaux en acier inoxydable. Il convient de garder à l’esprit que les registres sont plus faciles à fabriquer et à entretenir à partir de tôle. 9 appareils sur 10 sont solides et seule la partie interne est impliquée dans les échanges thermiques, en contact avec le feu ou les gaz chauds. Les registres de tuyaux ont une surface d’échange de chaleur plus grande avec les mêmes dimensions. En effet, un tel échangeur thermique a une forme qui permet au facteur de chauffage de couvrir presque toute la surface.

Une chaudière est composée de tuyaux pour un poêle avec une chemise d'eau. Mieux vaut prendre des matériaux sans soudure. Lorsque vous utilisez d'autres tuyaux, les joints doivent être renforcés par soudage et, en cas de pose, «déplier» la structure au niveau des joints du maçonnage. Vous pouvez créer un registre de tôles d'acier qui aidera à augmenter la surface d'échange thermique.

Des constructions

Bobine comme l'étalon-or

Les registres de ce type sont largement utilisés et sont basés sur des tubes profilés d’un diamètre moyen de 40 à 50 mm. Sa forme est similaire à celle du réseau en forme de L. Les tuyaux profilés peuvent être remplacés par des produits ayant une petite section transversale. Le traitement et l'extraction de l'eau chauffée ont lieu de chaque côté de la structure. Le lieu de sortie est choisi en tenant compte de toutes les caractéristiques du four et de la position des tuyaux dans le réseau de chauffage.

Réservoir pour installation intérieure

Ce sont des structures rectangulaires, généralement cylindriques avec une bobine ou un tuyau à l'intérieur. La longueur de la chaudière dépend directement du volume de la cuisinière. Il est installé sur la cheminée. À l'intérieur de la construction, un tuyau est installé avec une taille égale au diamètre de la cheminée elle-même. Les tuyaux de branchement sont situés en bas, sur lesquels sont fixés des tuyaux, à travers lesquels l'eau chaude circule dans un autre réservoir ou radiateurs, et de l'eau froide retourne à l'intérieur.

Chemise d'eau

L’un des modèles les plus courants est l’échangeur thermique, créé à partir de 2 réservoirs. Un modèle fiable mais sophistiqué s'appelle une veste d'eau. Les réservoirs de diamètre inférieur sont placés dans un réservoir plus grand. Cependant, l'exécution indépendante de l'échangeur de chaleur est associée à certaines difficultés. Par conséquent, avant de créer, vous devriez demander conseil à des professionnels.

Si le propriétaire a du mal à fabriquer son propre échangeur de chaleur, vous pouvez choisir le design des anciens porte-serviettes ou radiateurs pour les poêles de voiture. L'une des options à envisager est l'utilisation d'une colonne de gaz, que l'on peut souvent trouver dans des appartements. Dans ce cas, le maître de la maison n'a rien à refaire, car le dessin est presque prêt à être utilisé.

Il faut accorder plus d’attention à l’installation du design fini sur la cuisinière. Les gaz chauds doivent passer par-dessus l'étagère supérieure et entrer directement dans la cheminée par l'avant de la chambre de combustion.

Principe de fonctionnement

Les échangeurs de chaleur construits directement dans la chambre de combustion ont un niveau d'efficacité élevé. Ils sont situés de manière à ne pas se trouver dans la zone de contact direct avec le feu et à éviter l'influence de la température élevée. L'eau se réchauffe rapidement, se refroidit longtemps, la conception due à l'effet minimal du feu dure longtemps. Ces registres se trouvent au niveau des buses de sortie des tuyaux menant aux batteries ou au réservoir de stockage d’eau.

Comment faire votre propre échangeur de chaleur pour le four de brique?

Pour la fabrication de la structure, un réservoir et des tuyaux en cuivre d'un montant de 2 pièces conviendront. La capacité du volume souhaité est facile à souder à partir de tôle d'acier d'une épaisseur de 2,5 mm. La conception doit percer des trous près du bas du réservoir, à droite et au plus haut point de l'autre côté. L’échangeur de chaleur résultant est installé à 3 m de la fournaise, à une hauteur de 1 m du sol. Les robinets sont connectés à un appareil de chauffage avec des pentes différentes. Au bas du réservoir, 2 grues sont aménagées pour vider le réservoir de stockage et le système.

Après la conception finale de l'échangeur de chaleur, matériel, vous pouvez procéder à l'installation. L'essentiel est que tous les travaux de soudage soient effectués avec une qualité élevée. Étant donné que la conception peut être utilisée dans des conditions difficiles et pour éliminer les problèmes, vous devez démonter une partie de la fournaise. Une fois les travaux principaux terminés, le registre peut être installé dans le four. Vous devez le remplir avec de l'eau et vérifier les fuites. Effectuer un test de pression avec une pression élevée au moins 2 fois supérieure à une pression permanente.

Comment utiliser le four avec un échangeur de chaleur?

Pour une longue durée de vie de l'appareil et la prévention de tout dommage, vous devez respecter plusieurs règles de sécurité. Premièrement, les tuyaux d'échangeur de chaleur ne peuvent être fixés aux murs qu'avec des fixations fixes. Deuxièmement, vous devez renforcer le matériau du pipeline capable de résister aux températures élevées. Troisièmement, versez de l'eau dans un four froid. Avec des performances de four faibles, il est préférable de ne pas installer un grand échangeur de chaleur.

Echangeur de chaleur dans un four à briques pour le chauffage

Utiliser un four en briques pour chauffer une maison a une histoire très longue et riche. À partir du moment où un homme a réussi à faire un feu de ses propres mains, il a établi sur cette base le réchauffement de l'habitation, la nourriture cuite, la défense des dangers, chassant les animaux sauvages. Au fil du temps, la technologie est devenue plus complexe et la transformation a commencé, qui a remplacé le système de chauffage par un feu ouvert pour utiliser un poêle.

Types de poêles et si tous conviennent au chauffage domestique

Il existe plusieurs dizaines de variantes suggérant différentes fonctions et caractéristiques. Les fours ne peuvent servir que de surface de cuisson, ce sont les appareils les plus compacts, ils ne sont pas difficiles à disposer de vos propres mains. Les grandes installations servent de moyen de chauffage. Mais ils ont toujours été les plus populaires et sont toujours utilisés dans les régions non gazéifiées, les grands fours qui chauffent une maison, cuisinent des aliments pour eux-mêmes ou du bétail, cuisent du pain et des fruits secs.

La modernisation de telles structures se produit encore à ce jour. Le fait est que les maisons antérieures étaient petites, souvent pour une ou deux pièces, avec des plafonds bas. Une telle configuration de la maison permettait de ne pas créer un système de chauffage étendu, la chaleur du four suffisait à le chauffer entièrement. Mais un tel inconvénient, comme la concentration d’air chaud au sommet de la pièce et juste à côté du poêle, ne permet pas de chauffer des logements modernes de haute qualité. Comprenant que ce défaut devait être corrigé, les gens ont inventé un système avec chauffage de l’eau dans la maison, où la chaudière est un échangeur de chaleur monté dans un four à briques. Il est capable de chauffer toute la maison avec une haute qualité grâce à la circulation de l'eau chaude à travers les tuyaux aux convecteurs.

Le principe de fonctionnement du four avec un échangeur de chaleur

Dans un système fermé, après refroidissement, de l'eau pénètre dans l'échangeur de chaleur et se réchauffe à nouveau. Un tel chauffage peut être fait de vos propres mains, surtout s'il est créé à nouveau. Il est assez problématique de refaire un four déjà fini. La principale difficulté réside dans le fait que l'échangeur de chaleur doit être installé dans la conception de four déjà créée, ses dimensions doivent nécessairement correspondre à la taille afin d'assurer un niveau de chauffage adéquat.

Les fours à briques sont divisés en deux groupes principaux:

  • retenir la chaleur;
  • libération rapide

La première option suppose que le four est construit de manière à ce que son chauffage soit effectué pendant une longue période. Mais en même temps, une fois par jour après la chambre de combustion, elle est capable de garder la température à la maison pendant longtemps et n’exclut pas la possibilité de cuisiner sans nouvelle pose de bois de chauffage. Les fours qui refroidissent rapidement, ont une bonne conductivité thermique, chauffent rapidement, dégagent de l’énergie dans la pièce, mais nécessitent une surveillance constante.

Inconvénients de chauffage de l'eau

L'échangeur de chaleur de n'importe quel appareil de chauffage, construit par un poêle expérimenté ou de ses propres mains, réduit la durée pendant laquelle le four reste chaud. Il doit réchauffer non seulement sa surface, mais également l'eau du système. Cela vaut la peine d'être pris en compte lors de la construction. Si la maison n’est pas utilisée en hiver, il est particulièrement important de choisir le bon liquide pour remplir le système. S'il est décidé de verser de l'eau dans l'échangeur de chaleur et les tuyaux, ce qui est inhérent aux systèmes de chauffage d'eau, en hiver, il peut geler, ce qui provoquera une panne.

Les professionnels conseillent d'arrêter le choix sur les liquides spéciaux ne contenant pas de gel.

Leur coût affectera de manière significative l'ensemble du budget lors de la création d'un système de chauffage. Cependant, l'installation ne nécessite pas l'utilisation de tuyaux très épais et les batteries disponibles dans tous les magasins de matériel informatique ne sont pas les mêmes que celles utilisées auparavant. Leur forme et leur volume de fluide, nécessaires au fonctionnement de l’ensemble du circuit, sont conçus pour minimiser la consommation de carburant.

Types de registres, caractéristiques et avantages

L'échangeur de chaleur peut être de plusieurs configurations. En outre, ils sont fabriqués en usine ou de conception individuelle. Dans la première variante, toutes les nuances technologiques sont fournies, mais le four doit être créé pour un échangeur de chaleur spécifique. Si le système de chauffage a déjà été créé et qu'il doit être terminé, il sera nécessaire de le créer en tenant compte de la conception du four existant. Lorsque vous avez des compétences en soudage au gaz, vous pouvez essayer de fabriquer vous-même un échangeur thermique. Sinon, vous devriez faire appel à un spécialiste.

Il existe deux principaux types de registres de bâtiment applicables aux systèmes de chauffage à eau domestique. Ils peuvent être constitués de tubes en forme de serpentin dans lesquels circule un fluide ou de plaques d'acier. L'échangeur de chaleur tubulaire d'un four équipé d'un chauffage à eau présente une grande surface de chauffage, ce qui améliore ses caractéristiques. Mais un inconvénient important est la possibilité de faire bouillir de l'eau lors d'un chauffage intensif. Ceci peut être évité en utilisant des tuyaux de plus grand diamètre. De plus, un tel problème peut survenir avec le chauffage de l'eau, si la circulation du fluide est insuffisante. Cela est dû à une mauvaise installation du système, à l'installation de l'échangeur de chaleur de ses propres mains, sans expérience ni qualifications appropriées.

Il est assez simple de remédier à la situation: il suffit d’équiper une telle «chaudière» d’une station de pompage, qui sera liquide à travers les conduites d’eau, ce qui l’empêchera de stagner. Ainsi, l'échangeur de chaleur ne pourra pas le chauffer à ébullition, les batteries elles-mêmes seront toujours chaudes et toutes les pièces de la maison ne refroidiront pas.

L'échangeur de chaleur tubulaire est appliqué non seulement aux générateurs d'air chaud à domicile, mais également aux générateurs d'air chaud. Sa forme permet au registre de se loger dans le four afin de ne pas nuire à la qualité du chauffage de la surface de cuisson. Si cela n’est pas nécessaire, des tuyaux supplémentaires lui sont ajoutés. Une telle augmentation contribuera à accroître l'efficacité du système de chauffage. L'inconvénient de cette forme est la difficulté de nettoyage. La suie, qui tombe entre les tuyaux, s’installe dessus et nuit à la perméabilité de la chaleur. Vous devez donc périodiquement surveiller l’échangeur de chaleur à eau et le nettoyer.

Dans la construction en tôle d'acier, ce problème est minimisé. Mais il ne peut être utilisé que pour chauffer des fours. Dans les deux cas, la création d'un registre d'au moins quatre centimètres d'épaisseur aidera à éviter de faire bouillir de l'eau dans un système chauffant de l'eau. Si nous remplaçons la tablette supérieure du registre par des éléments tubulaires, elle peut également être adaptée au four de cuisson.

Que considérer lors de la construction d'un poêle

Les fours ont différentes conceptions, mais tous ne peuvent pas être construits avec un échangeur de chaleur. Par exemple, les systèmes de canaux populaires ne contiennent tout simplement pas l'espace prévu pour l'adaptation de la chaudière. Il est facile de créer un tel four de vos propres mains, mais il ne sera pas en mesure d’exécuter toutes les fonctions que l’on attend de lui.

L'option la plus réussie serait un four à chambre. Le rôle de la caméra permet de réaliser le four autour duquel est créé un échangeur de chaleur. Ainsi, la conception du four est adaptée à la cuisson, au chauffage de l'eau et au chauffage de la maison. L'air chaud de la caisse enregistreuse traverse la chambre et la coule avec l'énergie thermique requise, puis passe dans le convecteur en le chauffant sur toute sa hauteur. Le convecteur est situé sur toute la hauteur du poêle, complétant ainsi le chauffage de l'eau, car il peut réchauffer calmement toute la pièce.

En soi, la construction d'un four à briques avec un échangeur de chaleur ne diffère pas du simple. Il est possible de le construire vous-même. Matériel requis spécial. En guise de solution, il est d'usage d'utiliser des briques rouges résistantes à la chaleur. Dans les endroits où l'influence de la température est la plus forte, elles sont remplacées par de la colle à feu. La solution est la mieux adaptée sur une base d'argile.

La construction doit commencer par une fondation et une imperméabilisation. Un four en briques est une construction très lourde et nécessite une base solide. La pose nécessite précision et exactitude d'action. Les endroits où la brique ne sera pas rebouclée (le four du four, le four, les portes des ouvertures pour l'enlèvement des cendres, etc.) doivent en outre être renforcés et réalisés avec un bandage.

Le four, construit conformément à toutes les règles, constituera une excellente base pour le chauffage à l'eau chaude. Il chauffera toute la maison avec une consommation minimale de bois et durera de nombreuses années.

Echangeurs de chaleur pour cuisinières - Comment augmenter l'efficacité lors de la combustion de combustible

Toute personne qui décide de construire sa propre maison s’inquiète toujours du problème de son chauffage, car c’est finalement la clé d’une vie familiale confortable.

La façon traditionnelle de réchauffer la maison dans notre pays a toujours été un four à briques qui, à notre époque, ne perd pas sa popularité. L'efficacité des différents types de fours peut varier de plusieurs fois: de 35% dans le cas du four russe à 80% dans le four de Kolpakov. Mais en même temps, un bon propriétaire veut toujours maximiser le rendement utile de l’unité de chauffage.

La meilleure façon de le faire est d'installer un échangeur de chaleur dans le volume interne du four, ce qui, en absorbant la chaleur des produits de combustion, contribue à une utilisation plus complète de la puissance du four et vous permet de chauffer la maison entière de manière uniforme, quel que soit son emplacement.

Types d'échangeurs de chaleur

Le type le plus célèbre d'échangeur de chaleur est le serpentin. Mais cette forme n'est pas un dogme et ne convient pas à tous les fours. Par conséquent, dans chaque cas, la conception et la forme de l'unité d'échange de chaleur peuvent être résolues différemment.

Pour prendre la bonne décision, il est nécessaire de prendre en compte trois facteurs principaux:

  • L'échangeur de chaleur ne devrait pas interférer avec le chargement de combustible dans le four et ne devrait pas interférer avec sa combustion.
  • Parmi les dimensions géométriques de l'unité, deux sont importantes: les dimensions de l'échangeur de chaleur doivent correspondre aux dimensions du four; la différence maximale entre l'entrée de l'échangeur de chaleur à eau froide et la sortie de l'eau chaude ne peut pas être dépassée, sinon cela ne fonctionnera pas efficacement.
  • La surface maximale de l'échangeur de chaleur.

Par emplacement, tous les échangeurs de chaleur peuvent être divisés en deux types:

  1. Échangeur de chaleur externe - situé près de la cheminée et est le plus souvent un conteneur scellé "encerclant" la cheminée. Le chauffage du liquide est dû à la chaleur des produits de combustion éliminés.
  2. L'échangeur de chaleur interne est un réservoir situé directement dans la chambre du four ou à proximité immédiate de celle-ci.

Conceptions d'échangeur de chaleur

Étant donné que l'échangeur de chaleur est exécuté presque chaque fois individuellement, il n'y a pas de tailles spécifiques ni de formes strictement réglementées. En fait, il s’agit d’un appareil fabriqué individuellement, les tailles varient donc beaucoup.

En ce qui concerne les formulaires, les structures suivantes sont les plus couramment utilisées:

  • Échangeur de chaleur en tôle d'acier. Pour sa fabrication, il faudra utiliser les matériaux suivants: tôle d’acier, profilé en acier de section rectangulaire de 60 * 40 mm (50 * 40 mm) et un tuyau d’un diamètre de 40 à 50 mm pour organiser l’alimentation en eau et son rejet dans le circuit.

Le profilé est soudé en deux parties: carré - à l'arrière de l'échangeur de chaleur et en forme de U - à l'avant. Dans la partie arrière, deux trous sont percés pour souder les tuyaux de drainage et l’alimentation en eau. Des tôles d'acier relient l'arrière et l'avant du haut et des côtés. Ils forment les parois de l'échangeur de chaleur.

  • Échangeur de chaleur des tuyaux. Les parties avant et arrière sont fabriquées de la même manière que dans le cas précédent.

Le rôle du côté et du haut de l’unité réalise des canalisations d’eau. Ils sont soudés dans des trous faits dans les murs d'un profil rectangulaire. Les tuyaux d'entrée et de sortie de l'eau sont également situés à l'arrière de la paroi en forme de U de l'échangeur de chaleur.

  • Un autre échangeur de volume volumétrique à tubes ronds est une structure placée directement dans la chambre de combustion, littéralement «collée» à ses parois.

Il se compose de deux contours fermés de tuyaux - supérieur et inférieur, situés respectivement près du «bas» de la chambre de combustion et près de son «plafond». Ils sont reliés entre eux par des sections verticales de tuyaux situés près des parois de la chambre de combustion.

  • Un registre à tube plat est une conception simple et efficace qui est facile à placer dans n'importe quel four.
  • Échangeur de chaleur des sections de radiateur en fonte. Il peut s'agir d'une ou deux rangées de sections.

Une telle structure est reliée au système de chauffage par des connexions filetées. Comme un tel dispositif est assez volumineux, il n'est pas placé dans la chambre à combustible, mais dans une hotte de cheminée ou une cheminée. Le matériau de l'échangeur de chaleur joue également un rôle - la fonte, qui n'aime pas les changements brusques de température qui se produisent lorsque la paroi du registre entre simultanément en contact avec de l'eau froide et un feu, il est donc préférable de l'éloigner du lieu de combustion directe du combustible.

Ce que vous devez fournir et prendre en compte

Lorsque vous placez un échangeur de chaleur dans un four, tenez compte des points suivants:

  • Il est préférable d'installer l'échangeur de chaleur lors de la pose du nouveau four. Si cela est fait lors de la modification d'un ancien four, le volume de la chambre de combustion diminue, ce qui conduit à une combustion rapide et incomplète du combustible, ce qui réduit l'efficacité du four. Dans le cas d'un nouveau four, la taille de la chambre de combustion s'adapte facilement à la taille de l'échangeur de chaleur et il n'y a aucun problème.
  • Le dispositif d’échange de chaleur doit être installé après l’installation de la fondation du four et seulement après cela faire le revêtement du four avec des briques.
  • Il est nécessaire de laisser un espace entre les parois de la chambre de combustion et l'échangeur de chaleur. Si ce dernier est sorti des tuyaux, la largeur de l’espace doit être d’au moins 10-15 mm; si le matériau de l’échangeur thermique est en tôle d’acier, il suffit de 5 mm. Cet espace est nécessaire pour compenser la dilatation thermique du métal.
  • Pour la fabrication de l’échangeur de chaleur, il est préférable d’utiliser un métal de qualité d’une épaisseur minimale de 2,5 à 5 mm. L'utilisation d'un matériau plus mince entraîne de nombreuses conséquences sur la combustion de l'échangeur de chaleur et la nécessité de démonter le four pour le réparer.
  • En tant que liquide de refroidissement, vous pouvez utiliser non seulement de l'eau, mais également de l'antigel.
  • Après la fabrication de l'échangeur de chaleur, il est nécessaire de tester sa résistance sous pression. Cela garantira la fiabilité des soudures.
  • Pour la fabrication de l'échangeur de chaleur, il est préférable d'utiliser un acier inoxydable résistant à la chaleur, bien qu'il soit plusieurs fois plus coûteux que l'acier ordinaire. En fin de compte, ces coûts seront justifiés par la sécurité et la durabilité du four et du système de chauffage.

Fonctionnement sûr de la fournaise avec un échangeur de chaleur

Pour une utilisation en toute sécurité, vous devez suivre strictement les règles suivantes:

  1. Ne remplissez jamais l'échangeur de chaleur avec de l'eau froide lorsque le four est déjà chaud. Faites-le en avance.
  2. Aux jonctions de l'échangeur de chaleur et des conduites d'eau, seuls les joints d'étanchéité destinés à fonctionner à des températures élevées doivent être utilisés.
  3. Il n'est pas nécessaire de monter le tuyau d'évacuation sur le support fixe. La dilatation thermique du métal entraîne des modifications des dimensions linéaires des tuyaux, ce qui peut entraîner un desserrement des fixations.
  4. La conception et les dimensions de l'échangeur de chaleur doivent être telles que le dispositif n'altère pas la capacité du four. Par conséquent, le pourcentage de chaleur absorbée ne doit pas dépasser 10%.
  5. Il convient de garder à l'esprit que la mise en place de l'échangeur de chaleur dans le four entraîne un refroidissement constant du four. Par conséquent, en raison de la combustion incomplète du combustible, il se forme beaucoup de suie. Par conséquent, la cheminée doit être nettoyée plus souvent.
  6. Pour le retour du système de chauffage, il est nécessaire d’utiliser des tuyaux de diamètre inférieur à celui utilisé pour l’alimentation. Ceci est fait afin de réduire le taux de circulation et l'eau a eu le temps de refroidir dans la pièce, plutôt que de retourner au four chaud.
  7. Si la fournaise est située dans une maison qui ne fonctionne que de façon saisonnière, il est nécessaire de prévoir la possibilité de purger complètement l'eau du système et de l'échangeur de chaleur. Cela évitera les ruptures de tuyaux lorsque l'eau gèle.

L'utilisation d'un échangeur de chaleur augmente non seulement l'efficacité du four, mais assure également un chauffage uniforme de toutes les pièces éloignées.

Échangeur de chaleur à briques

Echangeur de chaleur dans un four à briques pour le chauffage

Utiliser un four en briques pour chauffer une maison a une histoire très longue et riche. À partir du moment où un homme a réussi à faire un feu de ses propres mains, il a établi sur cette base le réchauffement de l'habitation, la nourriture cuite, la défense des dangers, chassant les animaux sauvages. Au fil du temps, la technologie est devenue plus complexe et la transformation a commencé, qui a remplacé le système de chauffage par un feu ouvert pour utiliser un poêle.

Types de poêles et si tous conviennent au chauffage domestique

Il existe plusieurs dizaines de variantes suggérant différentes fonctions et caractéristiques. Les fours ne peuvent servir que de surface de cuisson, ce sont les appareils les plus compacts, ils ne sont pas difficiles à disposer de vos propres mains. Les grandes installations servent de moyen de chauffage. Mais ils ont toujours été les plus populaires et sont toujours utilisés dans les régions non gazéifiées, les grands fours qui chauffent une maison, cuisinent des aliments pour eux-mêmes ou du bétail, cuisent du pain et des fruits secs.

La modernisation de telles structures se produit encore à ce jour. Le fait est que les maisons antérieures étaient petites, souvent pour une ou deux pièces, avec des plafonds bas. Une telle configuration de la maison permettait de ne pas créer un système de chauffage étendu, la chaleur du four suffisait à le chauffer entièrement. Mais un tel inconvénient, comme la concentration d’air chaud au sommet de la pièce et juste à côté du poêle, ne permet pas de chauffer des logements modernes de haute qualité. Comprenant que ce défaut devait être corrigé, les gens ont inventé un système avec chauffage de l’eau dans la maison, où la chaudière est un échangeur de chaleur monté dans un four à briques. Il est capable de chauffer toute la maison avec une haute qualité grâce à la circulation de l'eau chaude à travers les tuyaux aux convecteurs.

Le principe de fonctionnement du four avec un échangeur de chaleur

Dans un système fermé, après refroidissement, de l'eau pénètre dans l'échangeur de chaleur et se réchauffe à nouveau. Un tel chauffage peut être fait de vos propres mains, surtout s'il est créé à nouveau. Il est assez problématique de refaire un four déjà fini. La principale difficulté réside dans le fait que l'échangeur de chaleur doit être installé dans la conception de four déjà créée, ses dimensions doivent nécessairement correspondre à la taille afin d'assurer un niveau de chauffage adéquat.

Les fours à briques sont divisés en deux groupes principaux:

  • retenir la chaleur;
  • libération rapide

La première option suppose que le four est construit de manière à ce que son chauffage soit effectué pendant une longue période. Mais en même temps, une fois par jour après la chambre de combustion, elle est capable de garder la température à la maison pendant longtemps et n’exclut pas la possibilité de cuisiner sans nouvelle pose de bois de chauffage. Les fours qui refroidissent rapidement, ont une bonne conductivité thermique, chauffent rapidement, dégagent de l’énergie dans la pièce, mais nécessitent une surveillance constante.

Inconvénients de chauffage de l'eau

L'échangeur de chaleur de n'importe quel appareil de chauffage, construit par un poêle expérimenté ou de ses propres mains, réduit la durée pendant laquelle le four reste chaud. Il doit réchauffer non seulement sa surface, mais également l'eau du système. Cela vaut la peine d'être pris en compte lors de la construction. Si la maison n’est pas utilisée en hiver, il est particulièrement important de choisir le bon liquide pour remplir le système. S'il est décidé de verser de l'eau dans l'échangeur de chaleur et les tuyaux, ce qui est inhérent aux systèmes de chauffage d'eau, en hiver, il peut geler, ce qui provoquera une panne.

Les professionnels conseillent d'arrêter le choix sur les liquides spéciaux ne contenant pas de gel.

Leur coût affectera de manière significative l'ensemble du budget lors de la création d'un système de chauffage. Cependant, l'installation ne nécessite pas l'utilisation de tuyaux très épais et les batteries disponibles dans tous les magasins de matériel informatique ne sont pas les mêmes que celles utilisées auparavant. Leur forme et leur volume de fluide, nécessaires au fonctionnement de l’ensemble du circuit, sont conçus pour minimiser la consommation de carburant.

Types de registres, caractéristiques et avantages

L'échangeur de chaleur peut être de plusieurs configurations. En outre, ils sont fabriqués en usine ou de conception individuelle. Dans la première variante, toutes les nuances technologiques sont fournies, mais le four doit être créé pour un échangeur de chaleur spécifique. Si le système de chauffage a déjà été créé et qu'il doit être terminé, il sera nécessaire de le créer en tenant compte de la conception du four existant. Lorsque vous avez des compétences en soudage au gaz, vous pouvez essayer de fabriquer vous-même un échangeur thermique. Sinon, vous devriez faire appel à un spécialiste.

Il existe deux principaux types de registres de bâtiment applicables aux systèmes de chauffage à eau domestique. Ils peuvent être constitués de tubes en forme de serpentin dans lesquels circule un fluide ou de plaques d'acier. L'échangeur de chaleur tubulaire d'un four équipé d'un chauffage à eau présente une grande surface de chauffage, ce qui améliore ses caractéristiques. Mais un inconvénient important est la possibilité de faire bouillir de l'eau lors d'un chauffage intensif. Ceci peut être évité en utilisant des tuyaux de plus grand diamètre. De plus, un tel problème peut survenir avec le chauffage de l'eau, si la circulation du fluide est insuffisante. Cela est dû à une mauvaise installation du système, à l'installation de l'échangeur de chaleur de ses propres mains, sans expérience ni qualifications appropriées.

Il est assez simple de remédier à la situation: il suffit d’équiper une telle «chaudière» d’une station de pompage, qui sera liquide à travers les conduites d’eau, ce qui l’empêchera de stagner. Ainsi, l'échangeur de chaleur ne pourra pas le chauffer à ébullition, les batteries elles-mêmes seront toujours chaudes et toutes les pièces de la maison ne refroidiront pas.

L'échangeur de chaleur tubulaire est appliqué non seulement aux générateurs d'air chaud à domicile, mais également aux générateurs d'air chaud. Sa forme permet au registre de se loger dans le four afin de ne pas nuire à la qualité du chauffage de la surface de cuisson. Si cela n’est pas nécessaire, des tuyaux supplémentaires lui sont ajoutés. Une telle augmentation contribuera à accroître l'efficacité du système de chauffage. L'inconvénient de cette forme est la difficulté de nettoyage. La suie, qui tombe entre les tuyaux, s’installe dessus et nuit à la perméabilité de la chaleur. Vous devez donc périodiquement surveiller l’échangeur de chaleur à eau et le nettoyer.

Dans la construction en tôle d'acier, ce problème est minimisé. Mais il ne peut être utilisé que pour chauffer des fours. Dans les deux cas, la création d'un registre d'au moins quatre centimètres d'épaisseur aidera à éviter de faire bouillir de l'eau dans un système chauffant de l'eau. Si nous remplaçons la tablette supérieure du registre par des éléments tubulaires, elle peut également être adaptée au four de cuisson.

Que considérer lors de la construction d'un poêle

Les fours ont différentes conceptions, mais tous ne peuvent pas être construits avec un échangeur de chaleur. Par exemple, les systèmes de canaux populaires ne contiennent tout simplement pas l'espace prévu pour l'adaptation de la chaudière. Il est facile de créer un tel four de vos propres mains, mais il ne sera pas en mesure d’exécuter toutes les fonctions que l’on attend de lui.

L'option la plus réussie serait un four à chambre. Le rôle de la caméra permet de réaliser le four autour duquel est créé un échangeur de chaleur. Ainsi, la conception du four est adaptée à la cuisson, au chauffage de l'eau et au chauffage de la maison. L'air chaud de la caisse enregistreuse traverse la chambre et la coule avec l'énergie thermique requise, puis passe dans le convecteur en le chauffant sur toute sa hauteur. Le convecteur est situé sur toute la hauteur du poêle, complétant ainsi le chauffage de l'eau, car il peut réchauffer calmement toute la pièce.

En soi, la construction d'un four à briques avec un échangeur de chaleur ne diffère pas du simple. Il est possible de le construire vous-même. Matériel requis spécial. En guise de solution, il est d'usage d'utiliser des briques rouges résistantes à la chaleur. Dans les endroits où l'influence de la température est la plus forte, elles sont remplacées par de la colle à feu. La solution est la mieux adaptée sur une base d'argile.

La construction doit commencer par une fondation et une imperméabilisation. Un four en briques est une construction très lourde et nécessite une base solide. La pose nécessite précision et exactitude d'action. Les endroits où la brique ne sera pas rebouclée (le four du four, le four, les portes des ouvertures pour l'enlèvement des cendres, etc.) doivent en outre être renforcés et réalisés avec un bandage.

Le four, construit conformément à toutes les règles, constituera une excellente base pour le chauffage à l'eau chaude. Il chauffera toute la maison avec une consommation minimale de bois et durera de nombreuses années.

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Chaudière ou échangeur de chaleur pour le four, faites-le vous-même

Afin de décider quel échangeur de chaleur pour le four choisir et quelle conception est la plus efficace, il est nécessaire, dans un premier temps, de déterminer ce qui affecte son efficacité. Nous pouvons distinguer les principaux facteurs suivants affectant sa capacité de transfert de chaleur:

  • plus sa surface est grande, plus la quantité d’énergie transférée est importante;
  • conductivité thermique du matériau à partir duquel il est fabriqué;
  • différence de température - plus elle est importante, plus d’énergie est transférée.

Sur cette base, nous pouvons tirer les conclusions suivantes:

  1. La conception de la chaudière ou de l'échangeur de chaleur du four doit être telle que sa zone de contact avec le fluide à haute température (flamme ou gaz chauds) soit maximale. Sur cette base, nous pouvons conclure que la construction de chaudières de mêmes dimensions, constituées de tuyaux, sera plus efficace que la même chose - en tôle. Bien que la fréquence de l'emplacement des tuyaux et leur diamètre soient également importants ici. Pour ne pas deviner, il vous suffit de calculer la surface totale de l'échangeur de chaleur, qui sera en contact avec le fluide chaud - plus il est gros, mieux c'est. Même un écolier peut le faire.
  2. Pour la fabrication d'échangeurs de chaleur, il est nécessaire d'utiliser des matériaux ayant une bonne capacité de transfert de chaleur. Mais en plus de cela, ils doivent résister à la température et à l’agressivité de l’environnement dans lequel il va tirer de la chaleur (la chambre de combustion ou la cheminée). Parmi les matériaux disponibles, il peut être en acier ou en fonte. Bien que l'acier soit le plus souvent utilisé: sous forme de tuyaux ou de tôles. Ceci s’explique à la fois par la présence d’une large gamme de profils et d’épaisseurs, et par la simplicité relative de son utilisation: il est facile de souder ou de plier pour obtenir une structure de forme choisie. D'autre part, la fonte est plus résistante aux fluides agressifs, mais c'est un matériau fragile, elle ne tolère pas les chocs et les changements brusques de température. Par conséquent, seules des sections préfabriquées en fonte peuvent être utilisées pour la fabrication d'un échangeur thermique. Un exemple d'un tel échangeur de chaleur peut être sa conception, constituée de sections d'un radiateur en fonte classique, décrite ci-dessous.
  3. Pour assurer une circulation naturelle fiable du liquide de refroidissement, la différence de température entre son entrée et sa sortie est importante. Plus elle est grande, meilleure sera la circulation. Par conséquent, l'entrée, fournissant de l'eau "froide" (retour) et la sortie, avec de l'eau chauffée, doivent être situées à différents niveaux: le premier à la base et le second - dans la partie supérieure de la chambre, où se déroule l'échange de chaleur (foyer, cheminée, hotte aspirante). Lorsque vous utilisez une pompe de circulation et une circulation forcée, cela n’est peut-être pas si important, mais même dans ce cas, il est nécessaire que les chaudières du four assurent une circulation naturelle maximale. Étant donné que, dans les appareils de chauffage utilisant des combustibles solides, y compris les poêles, la circulation forcée n’est pratiquement jamais appliquée sous sa forme pure, mais uniquement en conjonction avec la solution naturelle, avec la possibilité de passer d’un mode à l’autre en cas de panne de courant (par dérivation). Et en présence de conditions permettant une circulation normale, la pompe de circulation est plus facile à créer une pompe forcée.

Considérons maintenant plusieurs modèles de chaudières ou d’échangeurs de chaleur pour un four avec un circuit d’eau. à partir de différents matériaux, de complexité différente, mais qui peuvent être fabriqués à la main, si vous avez des compétences pour travailler le métal et la capacité de procéder à la soudure. En dernier recours, vous pouvez choisir une option de compromis: choisissez la conception la plus appropriée, préparez les matériaux: tôle ou tuyaux de la taille et de l’épaisseur requises, puis chargez le soudage à un soudeur expérimenté.

Une caractéristique de l'échangeur de chaleur pour un four de chauffage situé dans la chambre de combustion est que, dans sa partie supérieure, il est généralement fermé par une étagère en tôle ou en tuyaux. Depuis la température maximale de la flamme dans sa partie supérieure, on obtient ainsi l'extraction de chaleur la plus efficace et son transfert vers le liquide de refroidissement. Sa conception et ses dimensions doivent être telles qu’elles garantissent une efficacité maximale du circuit d’eau, sans toutefois gêner le chargement et la combustion normale du carburant.
Ces chaudières de four peuvent être constituées de tôles de 4 à 5 mm d'épaisseur, de tuyaux ronds de 32 à 57 mm de diamètre ou de tuyaux de section rectangulaire 30 à 40 x 50 à 60 mm. Il est préférable que les tuyaux utilisés à cet effet soient sans soudure. Sinon, les lignes de couture doivent être positionnées dans le sens de la maçonnerie et préchauffées par soudage.

Selon le type de chevauchement de la chambre de combustion, de tels échangeurs de chaleur peuvent être plats au sommet (en cas de chevauchement avec des plaques de fonte plates) ou en forme d'arc (avec un plafond en brique cintrée).

Voici les options possibles pour un four de chauffage avec un chevauchement plat de la chambre de combustion:

Fig.1 Échangeur de chaleur pour four de chauffage en tôle d'acier de 4 à 5 mm d'épaisseur.

De plus, il est possible de combiner des tôles de fer et des tuyaux, comme indiqué sur la photo de gauche. Ici, la tablette supérieure est remplacée par une rangée de tubes ronds. En même temps, dans la première version comme dans la seconde, le "retour" et le tuyau d’alimentation peuvent être soudés sur le côté (d’un côté ou de l’autre) ou sur le dos, en fonction de l’emplacement du four et de la disposition des tuyaux de chauffe-eau.

Il est également possible que les parois latérales d'un tel échangeur de chaleur soient également remplacées par des tuyaux de profil rond ou rectangulaire, alors qu'ils peuvent être disposés à la fois verticalement et horizontalement.

Pour un four de chauffage avec un recouvrement en arc de la chambre de combustion, cette variante de chaudière est possible:

Cette forme de registre peut être utilisée même pour le dispositif du circuit d'eau dans le poêle russe. Dans ce cas, la courbure de la flexion des tuyaux doit correspondre à la voûte de sa chambre de cuisson.

Les échangeurs de chaleur pour cuisinières ou cuisinières se distinguent par le fait que leur surface supérieure doit être totalement ou partiellement ouverte pour que la flamme puisse accéder à la cuisinière. Les surfaces latérales de ces chaudières de four peuvent également être en tôle d'acier ("book") ou en tuyaux.

Si l'échangeur de chaleur est situé à l'extérieur de la chambre de combustion, sa conception pour le chauffage et le chauffage des tuyaux de cuisson peut être identique. Ici, l'aspect, la conception et la taille de l'endroit où les registres d'échange de chaleur seront installés, c'est-à-dire les canaux de fumée ou en leur absence (fours à cloche), les dimensions de la cloche, ont une importance plus grande.

Pour le chauffage et la cuisson de cuisinières ou de cuisinières, de telles conceptions en tôle de fer et en tuyaux sont possibles (photo ou figure 2 ci-dessous).

C'est également une option possible uniquement pour les tuyaux de profils circulaires et rectangulaires (Fig. 3).

Fig. 3 Variante du registre de tuyaux: 1 - tuyaux de profil rectangulaire 40x60x4 mm; 2 - tuyaux sans soudure ronds avec un diamètre extérieur de 40 ou 50 mm et une épaisseur de paroi de 4-5 mm; 3 - tuyaux ronds d'un diamètre de 32 ou 40 mm; 4 conduites alimentant en eau chauffée un système de chauffage de l'eau d'un diamètre de 50 mm; 5 - “reverse” d'un diamètre de 50 mm; a, b, c, d - les dimensions sont calculées en fonction de la puissance requise de la chaudière (voir ci-dessous), et sont également prises en fonction des dimensions de la chambre de combustion et de la porte de combustion.

Une autre option est également possible à partir de tubes ronds pour un poêle ou un poêle, comme sur la photo de gauche, sous la forme de deux contours horizontaux reliés par des tubes verticaux.

Il est également possible qu'une telle variante de l'échangeur de chaleur (chaudière, registre) à partir de tuyaux ronds pour un poêle de cuisson / chauffage:

Le plus souvent, des chaudières de chauffage sont installées dans l'élévateur de feu de poêles de chauffage, de chauffage et de cuisson ou de cuisinières. Si dans le cas d'une cuisinière, il n'y a pratiquement aucune autre option, alors pour les cuisinières, il est possible d'avoir un autre arrangement et, de l'avis de certains experts, plus efficace - en dehors de la chambre de combustion. En raison de la disposition traditionnelle de l'échangeur de chaleur dans la chambre de combustion, l'eau qui y circule réduit sa température et aggrave ainsi les conditions de combustion du combustible, ce qui entraîne sa combustion incomplète, une augmentation de la quantité de suie et une diminution de l'efficacité du four.

Et l'effet maximum est obtenu lorsque l'eau dans le circuit de l'échangeur thermique se déplace vers le flux de chaleur, c'est-à-dire que la partie la plus froide de celle-ci doit entrer en contact avec les gaz du four ayant une température inférieure et la partie la plus chaude, avec les plus chauds. De plus, dans ce cas, la quantité de condensat à la surface de l'échangeur de chaleur diminue, ce qui réduit sa corrosion. Lorsque vous placez une chaudière dans la chambre de combustion, il est difficile de garantir de telles conditions.

La solution peut être l'emplacement de l'échangeur de chaleur dans la cheminée en forme de cloche du four ou sa circulation de fumée verticale (selon la conception). De ce point de vue, la cheminée en cloche semble particulièrement attrayante. Des gaz chauds y persistent jusqu'à ce que le four refroidisse. À l'intérieur, vous pouvez simplement placer un échangeur de chaleur de grand volume et une zone de contact avec des gaz chauds, soudés à partir de tuyaux, et ses différentes conceptions sont possibles. Les gaz chauds dans le clocher montent d'abord, puis descendent vers la sortie de la cheminée, en donnant leur énergie calorifique à la chaudière de la chaudière en cours de route. De la même manière, il est possible de penser au placement du registre dans les virages de fumée verticaux avec le mouvement descendant des gaz de combustion. Mais il faut garder à l’esprit que leur section transversale doit être suffisante pour assurer une bonne traction.

Bien que, dans chaque cas, le choix des options d’emplacement devrait être envisagé en fonction du type de four, de sa conception et de sa forme, ainsi que du type et de la conception de l’échangeur de chaleur lui-même.

La capacité de l'échangeur de chaleur du circuit d'eau de la fournaise, nécessaire au chauffage des locaux de la maison, dépend de leur superficie (volume) et du degré d'isolation des structures environnantes: murs, sols, fenêtres et portes. En moyenne, vous pouvez utiliser 1-1,2 kW pour 10 m 2 avec une hauteur de plafond de 2,5-2,7 m, c’est-à-dire qu’une chaudière moyenne avec une puissance calorifique de 10-12 kW peut être nécessaire pour une maison d’une superficie de 100 m 2.
La capacité de l'échangeur de chaleur dépend de la surface en contact avec le fluide chaud (feu ou gaz chauds). En moyenne, on considère que sa puissance calorifique spécifique varie de 5 à 10 kW par 1 m 2 de la surface de contact d’une telle chaudière, en fonction de la température des gaz chauds le lavant et de la température de l’eau à son entrée et à la sortie, qui dépendent largement du type de combustible et du mode boîtes à feu. Pour connaître la puissance totale, la surface effective de l'échangeur de chaleur doit être multipliée par la puissance spécifique:

Il est possible de calculer la puissance spécifique en utilisant la formule:

K = 12 kcal / heure à 1 ° C - coefficient de transfert de chaleur du caloporteur au caloporteur à travers la surface de l'acier;

Tm - température moyenne du fluide caloporteur (max. + min. / 2), о С;

tm -la température moyenne du liquide de refroidissement dans le registre (entrante + sortante / 2), environ C.

Si le four fonctionnera en continu, par exemple sur du charbon, alors:

Tm = 1000 + 600/2 = 800 ° C

Q = 12 (800-70) = 8760 kcal / h ou 10,2 kW.

Si le poêle est au feu de bois et fonctionnera périodiquement (environ 2 heures), la température du fluide chaud sera alors plus basse (maximum: 700 et 300, respectivement) et à la même température du caloporteur, nous obtenons:

Qу = 12 (500-70) = 5160 kcal / heure ou 6 kW - le maximum pouvant être obtenu à partir de 1 m 2 de sa surface.

La zone de registre est calculée en fonction de son type. S'il s'agit d'une tôle, la surface totale en contact avec le fluide chaud est calculée. Dans le cas d'utilisation d'un échangeur de chaleur constitué de tubes ronds, leur diamètre (en mètres) est multiplié par 3,14 et la longueur totale des tubes en contact avec les gaz chauds. Si les tuyaux sont rectangulaires, le périmètre de leur section est pris et multiplié par leur longueur. Si la chaudière est combinée, composée de différents tuyaux et tôles, leur surface est calculée séparément, puis additionnée.
Si la puissance totale requise de l'échangeur de chaleur, le type de combustible et le mode de fonctionnement du four (et donc la puissance spécifique) sont connus, vous pouvez facilement déterminer la surface utile requise de la future chaudière et ses dimensions, en fonction des matériaux utilisés (tuyaux ou tôles d'acier):

Un échangeur de chaleur pour une fournaise ou une chaudière peut également être fabriqué manuellement à partir de sections de radiateurs en fonte, même usés. Si des sections de l'ancien radiateur sont utilisées à cet effet, elles doivent être lavées de l'intérieur avec une faible solution d'acide chlorhydrique (6-7%) avant de les assembler, puis avec de l'eau tiède propre pour nettoyer la surface interne de tout dépôt. De plus, il est nécessaire, à l'aide d'une clé spéciale, de démonter le radiateur en plusieurs sections (même une nouvelle) et de remplacer les joints en caoutchouc ou en carton entre eux par des filaments d'amiante imprégnés de graisse à graphite. Ensuite, après avoir calculé le nombre de sections requises pour l'échangeur de chaleur (chaque surface est d'environ 0,25 m2), celles-ci sont combinées en un seul modèle.

Un tel registre peut consister en une ou deux rangées de sections. Le raccordement des tuyaux du système de chauffage à une telle conception est effectué à l'aide de connexions filetées et d'adaptateurs correspondants, ainsi que lors de l'installation de radiateurs en fonte. Des filaments d'amiante doivent également être utilisés pour sceller les connexions filetées qui seront exposées à des températures élevées. Ne pas remorquer, comme d'habitude.

Après la fabrication d'un tel échangeur de chaleur, même avant son installation dans le four, il est nécessaire de vérifier son étanchéité. Pour cela, il est nécessaire d'y verser de l'eau et de s'assurer qu'il n'y a pas de fuites. Un tel échangeur de chaleur aura des dimensions assez grandes, il est donc préférable d’installer le moi non pas dans la chambre de combustion, mais dans la cheminée ou la hotte de la fournaise. De plus, la fonte ne tolère pas les sauts de température soudains et, lorsqu'elle y est exposée, d'un côté de la flamme et de l'autre côté de l'eau froide, elle peut se fissurer.

Les échangeurs de chaleur pour les fours avec un circuit d'eau le font vous-même

Pour que le poêle soit utilisé comme source de chaleur pour un système de chauffage à eau dans une maison, un échangeur de chaleur doit y être installé, dans lequel le fluide caloporteur circule, le plus souvent de l'eau. On l'appelle aussi chaudière ou registre. Dans cet article, nous verrons comment fabriquer vous-même un échangeur de chaleur pour le four et comment il peut être, en fonction du type de four et du matériau utilisé pour le fabriquer.

Ce qu'il est possible de faire un échangeur de chaleur de four

Pour fabriquer vous-même un échangeur de chaleur pour le four, vous pouvez utiliser des tôles en acier «noir» d’une épaisseur de 3 à 5 mm ou des tubes d’acier (ronds ou profilés) de même épaisseur et de 30 à 50 mm de diamètre. Vous pouvez également utiliser des tôles ou des tuyaux en acier inoxydable ou en cuivre à cette fin. Mais, en raison de leur coût élevé, ces matériaux sont rarement utilisés dans la production indépendante de chaudières à four.

Tôle de tels registres pour faciliter. Ils sont plus faciles à nettoyer pendant le fonctionnement. Mais, en règle générale, ils ont une zone de contact avec la flamme ou les gaz chauds plus réduite, dans la mesure où ils sont généralement solides et que seule leur surface intérieure faisant face à la flamme participe à l'échange de chaleur.
Les chaudières de four constituées de tuyaux, ayant les mêmes dimensions globales, ont généralement une grande surface d’échange de chaleur (bien que cela dépende également du nombre et du diamètre des tuyaux), car elles permettent à la flamme ou aux gaz chauds de toucher pratiquement toute leur surface. Mais ils sont plus difficiles à fabriquer. Cela est particulièrement vrai des structures composées entièrement de tubes ronds.

Si des tuyaux sont utilisés pour la fabrication d’un échangeur de chaleur pour une fournaise avec un circuit d’eau, il est préférable qu’ils soient sans soudure (sans soudure). Si des tubes de suture sont utilisés, les coutures devront également être renforcées à l'aide d'une soudure et placées à l'extérieur du registre (sur le côté de la maçonnerie).

Très souvent, dans la fabrication des chaudières de four, les tuyaux et les tôles sont combinés. Ceci est fait pour utiliser leurs qualités positives: pour faciliter les choses, et la surface d’échange de chaleur était suffisante.

Quels types peuvent être des échangeurs de chaleur de four maison

Outre les différences de structure des chaudières de four évoquées ci-dessus, en fonction du matériau choisi pour leur fabrication, leur conception peut différer en fonction du type de four. pour lequel ils sont réellement destinés. Ces fours peuvent être chauffants ou chauffants.

La conception de l'échangeur de chaleur pour le four de chauffage-cuisson se caractérise par le fait que, dans sa partie supérieure, un espace libre permet à la flamme d'atteindre le four de cuisson. Dans les registres pour les fours de chauffage, la partie supérieure est généralement fermée par une feuille continue ou par des rangées de tuyaux.

La forme et la taille des chaudières du four sont choisies en fonction de la taille et de la forme du lieu où elles sont censées être installées (le plus souvent il s’agit de la chambre de combustion du four), ainsi que de la puissance calorifique requise.

Construction de chaudières pour fours de chauffage avec circuit d'eau

Nous examinons ici les trois conceptions les plus courantes, fabriquées séparément des tôles et des tuyaux, ainsi que leur combinaison.

L'échangeur de chaleur est une structure continue en forme de U, soudée à partir de tôle métallique, conçue pour être située dans la chambre de combustion du four de chauffage. La surface d'échange de chaleur est ses parois internes.

Échangeur de chaleur en tôle pour four de chauffage

Four chaudière de tuyaux. L'eau froide du système est acheminée par le «tuyau de retour» dans le tube inférieur en forme de U de la base de l'échangeur thermique (diamètre de 40 à 50 mm et épaisseur de 3 à 4 mm). Elle s'échauffe progressivement le long de tuyaux verticaux en forme de L (de même section que La base en forme de U ou moins) monte et pénètre dans le collecteur de tuyaux supérieur, et de celui-ci, déjà chauffé, dans le système de chauffage de la maison. Un tel registre est plus efficace que celui en tôle d'acier, mais il est également plus difficile à fabriquer, car il est nécessaire de réaliser de nombreux raccords de tuyaux et de les souder.

Registre de four pour le four de chauffage à partir de tuyaux

Les surfaces latérales de ce registre sont en tôle d’une épaisseur de 3 à 5 mm et sont constituées de panneaux pleins d’une épaisseur de 40 à 45 mm. Elles sont reliées entre elles par une série de tubes horizontaux d’un diamètre de 40 à 50 mm.

L'utilisation de tuyaux au lieu d'une surface solide (comme dans l'option 1) vous permet d'augmenter la zone de contact avec le fluide caloporteur. L'utilisation de tôle pour les panneaux latéraux simplifie le processus de fabrication, ce qui est important si vous décidez de le faire vous-même.

Chaudière de four en tôle et tuyaux pour four de chauffage

Chaudières de four (registres) pour le chauffage et la cuisson de fourneaux

Les échangeurs de chaleur pour les poêles de chauffage et de cuisson peuvent également être fabriqués à partir de tôle et de tuyaux (ronds ou en forme), ainsi que lors de leur combinaison. Considérez plusieurs options.

Échangeur de chaleur pour le poêle-cuisson ou le poêle sous la forme de deux panneaux latéraux continus en tôle ("livre"), interconnectés.

Échangeur de chaleur pour cuisinière

Chaudière de fournaise de tuyaux de section ronde et rectangulaire: ronde (diamètre 40-50х4 mm) sont situés horizontalement et reliés à la structure avec rectangulaire 50-60х40х4 mm. Une telle combinaison de différents types de tuyaux facilite la fabrication de la chaudière. Les dimensions a, b, c et d sont calculées en fonction de la taille de la chambre de combustion et de la puissance requise du registre.

Echangeur de chaleur pour le chauffage et le four de cuisson à partir de tubes ronds et profilés

Registre d'échange de chaleur uniquement à partir de tubes ronds. Il se compose de deux contours horizontaux reliés par des tuyaux verticaux. L'eau froide du système est acheminée vers le circuit inférieur et chauffée depuis le circuit supérieur est renvoyée vers le système de chauffage.

Inscrivez-vous pour le chauffage et la cuisson cuisinière à partir de tuyaux

Comment choisir ou calculer la taille de la chaudière

Après avoir choisi le type d'échangeur de chaleur, il est nécessaire de déterminer sa taille. D'une part, ses dimensions doivent correspondre à la taille de l'emplacement où il sera installé.

Le plus souvent, les échangeurs de chaleur sont placés dans la chambre de combustion du four, mais parfois dans les canaux de fumée ou dans la chambre du four sans canal. Il convient de noter qu’il devrait y avoir un espace de 0,5 à 1 cm entre la maçonnerie et le registre, compte tenu de la dilatation thermique du métal.

De plus, il est nécessaire de connaître la puissance requise de l'échangeur de chaleur du four. Comment le définir?

Cela dépend de la capacité thermique du système de chauffage de l'eau, nécessaire au chauffage de la maison, qui dépend elle-même des propriétés d'isolation thermique de ses structures extérieures et de la température extérieure négative maximale en hiver. Simplifié, vous pouvez vous concentrer sur la moyenne: 10-12 kW par 100 m 2 de surface habitable.

Comment calculer la surface requise de la chaudière pour fournir une telle puissance thermique? En moyenne, on estime que pour obtenir une puissance calorifique de 5 à 10 kW, il faut environ 1 m 2 de surface d'échange de chaleur de la chaudière. La valeur de cet indicateur dépend de la température des gaz chauds en contact avec l'échangeur de chaleur et de la température de l'eau (du liquide de refroidissement) à sa sortie et à son entrée, qui dépend largement du mode de fonctionnement du four et du type de combustible.

La pleine capacité de l'échangeur de chaleur peut être calculée par la formule:

où: Qud - sa puissance spécifique, kcal / heure;
S est sa surface effective (contact avec le fluide caloporteur), m 2.

La densité de puissance peut être calculée à l'aide de la formule suivante:

k = 12 kcal / heure à 1 ° C est le coefficient de transfert de chaleur gaz-eau sur la surface de l'acier;
T = (Tmax + Tmin) / 2 - température moyenne du moyen de chauffage (flamme, gaz), ° С;
t = (tmax + tmin) / 2– température moyenne du liquide de refroidissement (entrée + sortie / 2), ° С.

Si le four fonctionne périodiquement (environ 2 heures) sur du bois, les températures moyennes du caloporteur et du caloporteur seront maximales: 500 et 70 ° С, respectivement, et avec 1 m 2 d'échangeur de chaleur dans ce cas, il sera possible d'obtenir une puissance thermique maximale de 6 kW.

Si le four fonctionne au charbon de manière continue, les valeurs moyennes maximales moyennes du caloporteur et du caloporteur peuvent être respectivement de 800 et 70 ° C. Dans ce cas, environ 10 kW peuvent être retirés de 1 m 2 de la zone de la chaudière.

Si vous connaissez la puissance thermique totale requise de la chaudière et le mode de fonctionnement de la chaudière (et donc sa puissance spécifique), il est alors tout à fait possible de déterminer quelle surface utile elle devrait avoir:

Selon le matériau à partir duquel sera fabriqué l'échangeur de chaleur, il est possible de calculer le nombre de tuyaux ou de tôles nécessaires pour assurer une telle surface de contact avec le fluide caloporteur. Dans ce cas, seule la surface qui sera en contact direct avec des gaz chauds ou une flamme est prise en compte.

Par exemple, si la chaudière du four est solide (uniquement en tôle), seule sa surface interne doit être prise en compte. Si elle est composée de tuyaux, alors presque toute leur surface sera impliquée dans le transfert de chaleur (longueur x diamètre x 3.14). Lors de la combinaison de différents matériaux, il sera nécessaire de calculer séparément la zone de contact avec le milieu chauffant de chaque élément, puis de résumer.

S'il est nécessaire d'augmenter le rendement thermique de la chaudière avec les mêmes dimensions globales, il est possible d'ajouter des éléments supplémentaires (par exemple, des tuyaux) à sa conception. Si sa puissance est trop grande, sa longueur peut être réduite. En d'autres termes: dans chaque cas particulier, il est nécessaire de calculer et d'ajuster les dimensions du registre, en les liant aux dimensions et à la conception du four lui-même, ainsi qu'à la capacité du système de chauffage de l'eau de la maison, qui devra être alimenté en énergie thermique.

Faire vos propres mains

Une fois le type de chaudière sélectionné, le matériau fabriqué et les dimensions calculées, vous pouvez commencer à le fabriquer vous-même. Il faut faire attention à la qualité du soudage. Le niveau doit être élevé, car cet appareil fonctionnera dans un environnement assez agressif et, pour effectuer les réparations, vous devrez probablement démonter le système de chauffage, ou une partie de celui-ci. Par conséquent, si vous n’êtes pas confiant dans vos compétences de soudeur, il est préférable de confier ce travail à un spécialiste expérimenté, ayant préalablement préparé tous les éléments structurels nécessaires.

Après le soudage, il est nécessaire de remplir le registre avec de l'eau, de vérifier l'absence de fuite et de le pressuriser au moins 2 fois à une pression supérieure à la pression de travail dans le système de chauffage.

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