Échangeur de chaleur à faire soi-même en acier inoxydable ondulé. Comment réaliser un échangeur de chaleur à air pour une cheminée : un bilan à l'aide de l'exemple d'un poêle ventral Échangeur de chaleur pour eau chaude pour tuyau de poêle

Les appareils de chauffage qui utilisent la combustion d’un combustible pour produire de la chaleur ne peuvent pas fonctionner sans conduit d’évacuation des fumées.

Besoin d'utilisation

Le dernier des éléments ci-dessus élimine les produits de combustion toxiques qui peuvent être dangereux pour la santé humaine. Mais les gaz de combustion qui quittent l'unité par le tuyau et s'échappent dans l'atmosphère emportent avec eux de la chaleur dans grand volume. Il pourrait être utilisé pour chauffer des pièces. Afin de corriger cette lacune, un échangeur de chaleur est installé sur le conduit de cheminée. Cet appareil permet d'augmenter considérablement l'efficacité de l'appareil de chauffage.

Principales variétés

Il existe aujourd'hui plusieurs types d'échangeurs de chaleur, leur conception est à peu près similaire, ce qui peut également être dit du principe de fonctionnement de ces appareils. Ils ont un corps creux doté de tuyaux d’entrée et de sortie. Le dispositif de freinage est situé à l'intérieur et est conçu pour les fumées. Ce système est le plus souvent constitué d'amortisseurs avec découpes qui sont montés sur les essieux. Les éléments peuvent être tournés pour former un conduit en zigzag de différentes longueurs. Le réglage de la position des registres vous permet de sélectionner le rapport le plus approprié entre le tirage dans le tuyau et l'efficacité du transfert de chaleur. Dans le même temps, les normes de sécurité d'exploitation ne sont absolument pas violées. Il existe également les versions les plus simples d'échangeurs de chaleur qui n'ont pas de registres réglables.

Principe d'opération

Si vous envisagez d'installer un échangeur de chaleur, vous devez vous familiariser avec le principe de fonctionnement de cet appareil. Les trous situés au bas de l'appareil aspirent l'air froid selon le principe de la convection. Les masses d'air traversent l'espace interne, les gaz s'échauffent. À travers les trous situés sur le dessus, l'air chauffé est pompé dans la pièce chauffée. Cela vous permet d'augmenter considérablement l'efficacité de l'appareil, en réduisant la quantité de carburant consommée. Comme le montre la pratique, la consommation de combustible d'un « poêle ventral » avec un échangeur de chaleur installé sur la cheminée est réduite de 3 fois.

L'échangeur de chaleur ne peut être installé qu'après la sélection de l'appareil. Il ne faut pas oublier que lorsque de la chaleur est dégagée dans le conduit de fumée, les produits de combustion se refroidissent rapidement. Cela entraîne une diminution de la différence de température dans le tuyau et une baisse du tirage dans le système se produit instantanément. Afin d'éliminer cet effet, des ajustements sont effectués à l'aide d'amortisseurs ou la taille de structure la plus appropriée est sélectionnée.

selon le matériau

Si vous décidez d’installer un échangeur de chaleur, il est important de décider quel modèle sera utilisé. Il existe plusieurs variétés de tels dispositifs, selon le matériau utilisé. Le plus optimal est l'acier inoxydable de qualité alimentaire, également appelé austénitique. Ses caractéristiques ne sont pas affectées par des conditions difficiles, par exemple des températures élevées, mais les joints de soudure ne se fissurent pas ; la réaction du nickel et de l'oxygène conduit à la formation d'une couche de film sur la surface, très résistante aux acides et aux sels. .

Si vous installez un échangeur de chaleur sur un tuyau de cheminée de chauffage constitué de ce matériau, l'appareil sera le plus durable. Mais il vaut mieux refuser le zinc si la température qui l'affecte dépasse 200 degrés. Une fois l’évaporation commencée et la température supérieure à 500 degrés, la concentration produits dangereux dépassera le maximum niveau admissible. Toutefois, si un profilé en zinc est disponible, il est préférable de tester l'échangeur thermique. Il est important de comprendre à quelle température il va chauffer. Si cette limite ne dépasse pas 200 degrés, il n'y a pas lieu de s'inquiéter.

Ce profil présente un avantage qui s'exprime dans le fait que le matériau contribue à augmenter l'intensité du mouvement de l'air circulant autour du compensateur. Cette option est parfaite si vous avez besoin de réchauffer la pièce assez rapidement. Mais un tel besoin ne devrait pas se présenter très souvent. Il est préférable de ne pas installer d'échangeur de chaleur en zinc sur un tuyau de cheminée dans un bain public, car la température d'exposition peut être assez élevée. Il est préférable d'utiliser un appareil similaire pour un poêle à la campagne, qui sera utilisé de temps en temps.

Réalisation de l'installation

On peut distinguer deux modes de fonctionnement de l'échangeur de chaleur de cheminée, chacun d'eux se différenciant par un certain transfert de chaleur à l'intérieur. La première option consiste à connecter un réservoir d’eau portable à l’échangeur de chaleur, qui devra être chauffé. La compensation se produira sur le tuyau intérieur et l'échangeur de chaleur sera chauffé par la chaleur de la vapeur. Cette option permettra à l'eau de chauffer assez longtemps, puisque la température sur les murs sera de 100 degrés. Si vous décidez d'installer un échangeur de chaleur, vous pouvez utiliser la technologie « tuyau sur étain ». L'essence de cette option est que la cheminée aura un tuyau en métal ou en cuivre, qui se chauffe et chauffe l'air qui le traverse. À l'aide de soudage à l'argon ou d'un chalumeau, vous pouvez souder une telle spirale à la cheminée. L'étain fera office de liant, mais il devra être dégraissé à l'acide phosphorique. Une telle soudure sera durable et solide.

Utiliser une hotte pour un grenier

Vous pouvez acheter un échangeur de chaleur pour un tuyau de cheminée à Saint-Pétersbourg à un prix abordable. Si vous décidez d'effectuer les travaux vous-même, l'installation peut impliquer l'installation d'une hotte qui fonctionnera sur le principe d'une fournaise portant le nom approprié. Ce système fonctionne tout simplement. Le fonctionnement est que l'air raréfié aura tendance à monter et l'air refroidi à descendre. Cette option sera une excellente solution pour les cheminées métalliques simples, situées dans la zone du deuxième étage.

En utilisant une hotte, vous pouvez réduire les risques d'incendie ou de brûlures. Afin d'assurer l'accumulation de chaleur, certains artisans entourent ce type d'échangeur de chaleur d'un grillage avec des pierres, ce qui rend l'appareil plus attractif. Grâce à ce mécanisme, le tuyau ne chauffera pas au-dessus de 170 degrés et l'endroit le plus chaud sera près de la porte.

Installation d'un échangeur de chaleur ondulé

Un échangeur de chaleur sur un tuyau de cheminée, dont le prix est d'environ 3 000 roubles, peut être installé selon le principe de l'ondulation. La technologie sera extrêmement simple et très pratique. Pour effectuer les travaux, vous aurez besoin de trois ondulations en aluminium. Ces éléments sont enroulés autour de la cheminée.

De telles manipulations peuvent être effectuées à n'importe quel étage d'une maison privée, cela s'applique également au grenier. L'air sera chauffé dans les tuyaux des systèmes de cheminée et les masses chauffées seront dirigées vers les locaux. Le chauffage est pratique et il n'est pas nécessaire d'installer des poêles dans chaque pièce ; si la surface est assez grande, elle se réchauffera à des températures élevées.

Les poêles à combustible solide ou liquide donnent un grand nombre de chaleur, mais une grande partie passe sans entrave dans le tuyau. Un échangeur de chaleur pour le conduit de cheminée vous aidera à éviter de perdre de l'énergie utile et à arrêter de chauffer la rue. Un appareil simple et compact peut augmenter le transfert de chaleur de pratiquement un tiers, sans réduire les caractéristiques du poêle lui-même, mais un certain nombre de facteurs doivent être pris en compte, comme le maintien d'un tirage normal et la possibilité de nettoyer la cheminée, afin de ne pas avoir des ennuis avec l'échangeur de chaleur.

Principe d'opération

Lors de la combustion de combustible liquide ou de charbon, notamment dans les poêles artisanaux, la température des gaz à l'entrée de la cheminée atteint 600°C et même plus. De telles températures ne sont pas nécessaires pour maintenir une traction active ; elles ne font qu’aggraver la situation. Rien ne vous empêche de prélever une partie de la chaleur sans compromettre le fonctionnement du poêle et de la restituer à l'air de la pièce ou à l'eau du système de chauffage ou d'eau chaude. Ainsi, si l'on réduit la température des gaz de 600°C à 400°C, alors, en fonction de la qualité de l'échangeur thermique et du volume de gaz circulant, la puissance de chauffage peut atteindre plusieurs kilowatts.

Il s'agit d'assurer un échange thermique actif entre les gaz surchauffés s'échappant de la cheminée et le milieu cible : l'eau ou l'air. La clé est la zone de contact. Ne placez pas, par exemple, des conduits d'air ou un serpentin de conduite d'eau à l'intérieur d'une cheminée. meilleure idée, même en tenant compte de toutes les autres caractéristiques, tout objet dans le canal ne fera que contribuer à la formation de suie et de condensation, ce qui endommagera rapidement la cheminée et, par conséquent, transformera le fonctionnement du poêle en un événement dangereux pour autrui.

Il ya trois options optimales pour l'évacuation de la chaleur de la cheminée :

• Enroulez-vous autour de la cheminée.
• Gilet de sauvetage. Un cylindre de plus grand diamètre est placé sur le tuyau de cheminée et rempli de liquide de refroidissement. Diviser le canal de cheminée en un groupe de canaux de plus petit diamètre permet d'augmenter la zone de contact.
• Frein de cheminée. Le canal de cheminée se présente sous la forme d'un serpentin, d'un labyrinthe, à travers lequel le mouvement des gaz ralentit, ce qui augmente le transfert de chaleur.

Les deux premières options conviennent pour constituer un circuit d'eau et utiliser la chaleur dans un système de chauffage ou d'eau chaude. La troisième conception est plus adaptée au chauffage local de l'air.

Tous les types d’échangeurs de chaleur possèdent des caractéristiques à ne pas négliger. Si le fluide chauffé est de l’eau, il y a alors un problème de transfert de chaleur excessif. Lorsque la cheminée est déjà chaude et que le poêle chauffe activement, l'apport d'eau froide à l'échangeur de chaleur provoque une forte baisse de la température des parois de la cheminée. Cela conduit inévitablement à la condensation de l'humidité des gaz d'échappement sur les parois de la cheminée et, par conséquent, le canal se remplit rapidement de fumée et de cendres. Pour y faire face, il est nécessaire de réduire le taux de transfert de chaleur et la différence de température.

Outre les performances élevées, la durabilité est très difficile à atteindre. D'une part, une augmentation de la surface de contact entre l'échangeur de chaleur et la cheminée augmente la puissance calorifique, d'autre part, un apport de chaleur excessif menace de gros problèmes pouvant aller jusqu'à la défaillance complète de la cheminée.

Caractéristiques optimales d'un échangeur de chaleur pour cheminée :

1. Le circuit d'eau doit être alimenté avec un ballon de stockage de chaleur séparé, excluant l'alimentation en eau froide directement à l'échangeur de chaleur.
2. La conception de l'échangeur de chaleur doit être facilement amovible pour le nettoyage et l'entretien.
3. La puissance de l'échangeur de chaleur est choisie en fonction des performances réelles du poêle et de la cheminée afin que la température des gaz au-dessus de l'échangeur de chaleur soit suffisante pour maintenir le tirage.

Il est préférable de choisir l'acier inoxydable comme matériau pour l'échangeur de chaleur, qui peut résister à des changements brusques de température. Surface intérieure L'échangeur de chaleur en contact avec les fumées doit, si possible, être parfaitement lisse, afin que les condensats, même lorsqu'ils apparaissent, tombent dans le collecteur de condensats sans créer de problèmes inutiles.

Les échangeurs de chaleur faits maison pour une cheminée sont souvent assemblés sans tenir compte de ces exigences et sans calculs préalables, ce qui pose de nombreux problèmes, tant pour le chauffage de l'eau que pour l'état de la cheminée.

Avec les échangeurs de chaleur à air, tout est plus simple. Si vous ne fournissez pas un grand volume d'air froid de la rue, mais que vous l'utilisez pour chauffer le volume interne de la pièce, la différence de température ne sera pas suffisante pour une condensation active.

Pour le chauffage

Pour organiser le chauffage de l'eau dans une maison, un échangeur de chaleur de cheminée sera une excellente solution, mais seulement s'il y a un ballon de stockage de chaleur. Pour chauffer une maison, il n’est pas nécessaire de chauffer constamment de l’eau froide : le liquide de refroidissement du système perd 20-25°C après avoir traversé le circuit et c’est tout. Ainsi, le risque de formation de condensation à la surface de la cheminée est réduit.

La version la plus simple de l'échangeur de chaleur est un serpentin constitué d'un tube de cuivre torsadé en spirale autour de la cheminée. La longueur du tube ne doit pas être trop longue, même en tenant compte du trajet aller-retour vers la chaudière, et dépend de son diamètre. Si nous prenons, par exemple, une taille de ¼ de pouce, il est conseillé de limiter la longueur à 3,5 à 4 mètres. De cette façon, il sera possible d'assurer un échange thermique normal avec une circulation naturelle de l'eau dans le circuit « échangeur de chaleur - ballon de stockage ».

S'il n'est pas possible d'installer la chaudière à proximité du poêle, alors il est préférable d'utiliser une pompe de circulation et de forcer l'eau à travers l'échangeur de chaleur, alors la longueur du tube n'a plus beaucoup d'importance. Il n'est pas nécessaire de recourir à des soudures ou d'améliorer de quelque manière que ce soit le contact entre le serpentin et la cheminée. Un transfert de chaleur trop bon sera plus préjudiciable.

Un plus grand transfert de chaleur est obtenu grâce à une chemise d'eau, une conception dans laquelle un cylindre externe est installé au-dessus de la section de cheminée et de l'eau est versée entre eux. La section de cheminée peut être remplacée par un ensemble de tuyaux de plus petit diamètre, par exemple 5 à 6 pièces, de sorte que leur section totale soit égale au canal de cheminée ou légèrement plus grande que celui-ci.

La principale difficulté réside dans la détermination du pouvoir de transfert thermique. La valeur réelle n'est obtenue que dans la pratique et cette option conviendra à peu de personnes. Elle peut être calculée approximativement en fonction de la température des gaz chauds à la sortie du four et au passage de l'échangeur thermique. La capacité thermique spécifique des gaz chauds d'échappement est d'environ 1,042 kJ/kg*K, légèrement supérieure à celle de l'air saturé de vapeur d'eau. En fonction de la différence de température à l'entrée et à la sortie de l'échangeur thermique et de la zone de contact, la puissance est calculée.

La capacité thermique spécifique de l’eau est de 4,183 kJ/kg*K. Supposons une différence de température de 150 degrés, alors pour chaque kilogramme de fumée sortant, vous pouvez chauffer un kilogramme ou un litre d’eau à 38°C. Vient ensuite le calcul du volume des gaz passant et du rendement de l'échangeur thermique, qui, en effet, ne dépasse pas 60 %.

Pour chauffer une petite pièce, un échangeur de chaleur de cheminée suffira, mais il est préférable de l'utiliser comme source de chaleur d'appoint en plus du circuit d'eau principal ou de la chaudière à eau chaude, augmentant ainsi la puissance thermique globale.

En pratique, il est plus facile de chauffer une petite maison ou une pièce voisine à l'aide d'un échangeur de chaleur à air pour cheminée. Il utilise le même principe qu'une chemise d'eau, seul le gaz du poêle est libéré dans l'espace entre le groupe de tuyaux et la structure elle-même est orientée perpendiculairement à la cheminée. Il s'avère que la fumée circule autour des tubes de l'échangeur de chaleur et réchauffe l'air qu'ils contiennent ; puis, grâce à une ventilation forcée, elle est acheminée par le conduit d'air vers les autres pièces de la maison.

Pour poêle de sauna

Dans un bain public, l'utilisation de la chaleur de la cheminée n'est pertinente que pour l'approvisionnement en eau chaude ou pour le chauffage de l'air. Un échangeur de chaleur à air sera principalement utile pour chauffer le dressing, le dressing et les autres salles de bain, à l'exception du hammam, où il y a déjà suffisamment de chaleur provenant du radiateur lui-même.

Le circuit ECS est pertinent pour un bâtiment de bains séparé. Il suffit d'installer un petit récipient sous le plafond de la pièce à côté du hammam et d'utiliser un échangeur de chaleur pour y chauffer l'eau.

Le montage d'un circuit de chauffage basé sur un échangeur de chaleur pour cheminée n'est pour le moins pas pertinent. Par définition, il est trop élevé pour assurer une circulation naturelle, et l'installation d'une pompe de circulation et, par conséquent, le refroidissement des parois de la cheminée affecteront le tirage. Tout dépend de la capacité thermique accrue de tout circuit de chauffage de l'eau, même le plus primitif.

Défauts

La principale difficulté des échangeurs de chaleur de cheminée est le manque de contrôle adéquat de la puissance ; il n'existe aucun moyen bien établi pour arrêter de chauffer le liquide de refroidissement ou l'eau chaude pendant que le poêle fonctionne. Si vous coupez simplement le circuit d'eau, les résidus présents dans l'échangeur thermique peuvent bouillir et briser la cheminée et le corps de l'appareil. Le liquide doit être complètement vidé.

Vous pouvez d'une manière ou d'une autre limiter la puissance à l'aide de registres, mais le tirage et le fonctionnement ajusté du poêle lui-même en souffriront. Le chemin de contournement, en fait un contournement, complique considérablement la conception de la cheminée et la rend excessivement volumineuse.

Tout se résume à une idée simple. Il n'est pas nécessaire de supporter la perte de chaleur qui pénètre dans le tuyau. Mais lors de l'installation d'un échangeur de chaleur, il convient de considérer qu'il ne peut jouer que des rôles secondaires, à la fois dans le chauffage et dans l'approvisionnement en eau chaude, réduisant considérablement la charge sur la source de chaleur principale. Lors du choix du modèle actuel, il est nécessaire de sélectionner avec soin la puissance et les modes de fonctionnement afin de ne pas gâcher les conditions de fonctionnement du poêle lui-même.

N'importe lequel une maison privée, un chalet, des bains publics et parfois même un garage nécessitent du chauffage heure d'hiver de l'année. Mais tout propriétaire prudent est confronté à la question de savoir comment réduire les coûts de carburant et les utiliser plus efficacement. appareil de chauffage. L'une des orientations modernes et prometteuses pour accroître l'efficacité est l'utilisation de la chaleur des gaz d'échappement chauds.

Je souhaite la bienvenue à mon cher lecteur et porte à votre attention un article sur ce qu'est un échangeur de chaleur pour un tuyau de cheminée et comment le fabriquer vous-même.

L'échangeur de chaleur est un dispositif permettant de transférer la chaleur d'un fluide chauffé vers un fluide plus froid. Un principe, plusieurs designs. L'échangeur de chaleur pour la cheminée permet de sélectionner une partie de l'énergie des gaz d'échappement et de l'utiliser pour chauffer la pièce ou le chauffage adjacent eau chaude.

Les dispositifs d'extraction de chaleur des fumées pour une cheminée ne peuvent être utilisés que si le tuyau est en acier. Il n'est pas possible d'installer un échangeur de chaleur sur des structures modernes en céramique et en sandwich, car la surface extérieure du tuyau isolé est froide.

Les gaz provenant des chaudières modernes à gaz et à pellets ne sont pas chauds - environ 200°C, vous ne pourrez donc pas extraire beaucoup de chaleur de la cheminée. Les chaudières à combustible solide émettent des gaz plus chauds - jusqu'à 600 °C, et le récupérateur permet d'obtenir une quantité de chaleur assez importante pour chauffer ou chauffer l'eau.

La quantité maximale de chaleur provenant des gaz d'échappement peut être obtenue en utilisant des poêles traditionnels, des cheminées et des poêles ventraux faits maison peu modernes. Le rendement de ces appareils de chauffage est faible, la température des fumées est élevée, de sorte qu'une partie considérable de la chaleur perdue peut être captée à l'aide d'un dissipateur thermique. L'utilisation de collecteurs de chaleur sur la cheminée d'un poêle ventral fait maison permet de capter jusqu'à 30 à 40 % d'énergie supplémentaire.

La principale raison d'installer un échangeur de chaleur est qu'il vous permet de maximiser l'utilisation de l'énergie de combustion du combustible et d'économiser sur les coûts de chauffage. De plus, parfois lors du chauffage petites maisons Il n'est pas économiquement réalisable d'acheter un appareil de chauffage avec un échangeur de chaleur et d'installer un système de chauffage.

Une cheminée ou un poêle moderne chauffe bien les maisons d'une superficie allant jusqu'à 70 m² et même plus ; seules certaines pièces ont besoin de chauffage - salles de bains ou chambres arrière, pièces du deuxième étage ou greniers, donc pour leur chauffage, vous pouvez utiliser la chaleur du récupérateur pour la cheminée. Parfois, un échangeur de chaleur de cheminée est utilisé pour chauffer l'eau.

Principe d'opération

Le principe de fonctionnement d'un échangeur de chaleur pour cheminée est la récupération de chaleur à travers une paroi conductrice de chaleur. Dans ce cas, les liquides de refroidissement se déplacent dans une ou plusieurs directions. Dans une conception à contre-courant, les liquides de refroidissement se déplacent dans des directions opposées ou perpendiculaires, dans une conception à flux direct - en parallèle.

Types et conceptions

Les échangeurs de chaleur sont principalement divisés selon le liquide de refroidissement en air et liquide (eau). En principe, il est permis de remplir d'huile et d'antigel, mais pas dans les conceptions faites maison, car l'antigel est toxique et coûteux, et l'huile peut prendre feu en cas de fuite.

De par leur conception, les appareils à eau se présentent généralement sous la forme d'un serpentin ou d'un registre (tuyau) avec de l'eau (veste d'eau) ; ceux à air sont un capuchon avec évacuation de l'air chaud ou un large insert dans la cheminée avec des éléments transversaux soudés.

Lorsque vous décidez comment évacuer la chaleur résiduelle des gaz de combustion, vous devez garder à l'esprit que de la condensation peut tomber sur les parois chauffées de la cheminée. Cet inconvénient est particulièrement visible dans chaudières à gaz, dans lequel la température des gaz d'échappement est basse. Mais sur les poêles faits maison bon marché, vous pouvez ignorer la condensation.

Eau

L’avantage de l’eau de récupération est qu’elle a une capacité calorifique élevée et qu’elle élimine plus efficacement la chaleur des gaz de combustion. Mais les récupérateurs d'eau nécessitent une fabrication de meilleure qualité - le système ne peut pas fuir ; Lors de son fonctionnement, il est nécessaire de s'assurer qu'il n'y a pas de surchauffe, car l'eau bouillante peut rompre la canalisation.

Si des structures d'eau sont utilisées dans un garage, un atelier, un « chalet de week-end » ou un bain indépendant, l'eau devra être évacuée en hiver, car le liquide gelé peut également rompre la canalisation.

Un circuit avec de l'eau est chauffé à travers les parois métalliques de la cheminée ; lorsqu'elle est chauffée, l'eau monte, puis dans les batteries, se refroidit, retombe dans la batterie, va dans la conduite de retour et est aspirée dans l'échangeur de chaleur.

Pour optimiser le fonctionnement du système, un vase d'expansion y est inclus - cela réduit le risque d'ébullition. Certains artisans installent une pompe qui crée un petit système de chauffage complet.

Les systèmes d'eau sont utilisés pour le chauffage à l'aide de radiateurs ou d'une alimentation en eau chaude. Un inconvénient sérieux est l'incapacité de réguler la température de chauffage de l'eau ; si elle surchauffe, il suffit de la vidanger. Il est impossible de verser de l'eau froide dans le système pendant que l'unité de chauffage est en marche - l'eau peut bouillir, rompre les tuyaux et endommager la cheminée, tandis que la condensation se dépose sur les parois intérieures du tuyau de cheminée.

• Bobine maison

Le design le plus simple à réaliser. Le serpentin est généralement constitué d’un tube enroulé en spirale autour d’une cheminée en acier. Les tubes utilisent du cuivre, de l'acier ordinaire, de l'acier inoxydable et de l'aluminium. L'aluminium ne doit pas être utilisé pour les chaudières à combustible solide - son point de fusion est de 660 °C et la température des gaz d'échappement des appareils de chauffage à combustible solide atteint 600 °C.

Lors de l'enroulement (cintrage), le tuyau doit être rempli de sable et scellé des deux côtés - cela évitera les défauts (plis, plis, plis). Pour améliorer le chauffage du serpentin, il devrait y avoir distance courte– jusqu'à 1 diamètre.

Mais ce n’est pas le matériau de bobine le plus durable (en particulier l’acier au carbone galvanisé).

• Registre

Registre - un boîtier d'un diamètre plus grand que la cheminée. Le registre est posé sur le corps de la cheminée et soudé, les extrémités sont soudées avec des plaques percées de trous découpés correspondant au diamètre de la cheminée. Un tuyau est soudé ou vissé en bas pour l'alimentation en eau et en haut pour l'évacuation de l'eau chaude. Sinon il s’utilise de la même manière qu’une bobine. Les boîtiers sont non seulement ronds, mais aussi carrés.

Air

Cette option est plus adaptée au chauffage local de locaux - une pièce, salle de bain, dressing. Les structures aériennes sont plus faciles à assembler. Parfois, un serpentin ou un registre est utilisé, parfois un échangeur de chaleur Kuznetsov ou de type cloche est utilisé. La bobine a trop de résistance de la part des parois du tuyau ; elle ne doit pas être trop longue. En raison de ces difficultés, il est rarement utilisé. Les récupérateurs d'air refroidissent moins la cheminée, il y a donc moins de risque de formation de condensation sur ses parois.

Parfois, ils ne construisent pas de structures complexes, mais utilisent des matériaux disponibles - ils soudent des nervures des coins ou des bandes pliées à la cheminée, des tuyaux s'ouvrent des deux côtés, fixent des « jupes » ou des bandes (aluminium ou acier mince) pliées dans une structure ondulée.

• Échangeur de chaleur Kuznetsov

L'échangeur de chaleur Kuznetsov est un cylindre expansé sur lequel des tuyaux sont soudés. Le ballon est monté dans la cheminée, les fumées chaudes circulent à l'intérieur et chauffent les éléments transversaux. L'air des cavités sort dans la pièce et la réchauffe ou est collecté dans un conduit d'air et pénètre dans la pièce adjacente.

• Type de cloche

Si une petite maison ne dispose pas de système de chauffage et qu'il est nécessaire de chauffer une pièce du grenier ou du deuxième étage, un échangeur de chaleur de type cloche est utilisé. Un cylindre est installé autour de la cheminée, ouvert en bas, l'air du cylindre pénètre dans les tuyaux allant au deuxième étage. L'air chaud est diffusé dans la partie inférieure de la pièce au deuxième étage - de cette façon, l'air chaud est mieux réparti dans la pièce et la réchauffe autant que possible.

Parfois, au lieu d'un cylindre au-dessus du poêle, une hotte est installée sous le plafond ; l'air chauffé par le poêle y monte et s'écoule par des tuyaux dans la pièce du deuxième étage. Vous pouvez installer un ventilateur, dans ce cas air chaud Il est plus facile de chauffer une pièce au même étage que le poêle.

Quel type est le meilleur

Le type qui est le meilleur est déterminé par ce qui doit être chauffé exactement et de quelle manière. L'efficacité est meilleure pour les récupérateurs d'eau - 50-60% (pour un paramètre de registre, il est plus élevé, pour un serpentin, il est inférieur). Les appareils pneumatiques ont une efficacité moindre.

Pour les systèmes d'alimentation en eau chaude ou de chauffage par radiateurs, il est préférable d'installer des échangeurs de chaleur à eau. Les aérothermes sont plus adaptés au chauffage de pièces individuelles rapprochées.

Calculs de puissance

Calculer indépendamment la puissance du récupérateur en l'absence de données initiales (puissance du four, température et quantité de gaz d'échappement par unité de temps, surface de contact de l'échangeur de chaleur et du métal de la cheminée, vitesse de passage de l'air ou de l'eau via l'appareil) presque impossible. Vous pouvez mesurer la puissance d'un échangeur de chaleur déjà installé.

En gros, vous devez vous attendre à ce que l'échangeur de chaleur sur la cheminée d'un poêle ou d'une cheminée à combustible solide réchauffe quelques petits radiateurs, augmente la température dans le garage ou réchauffe une pièce dans le grenier ou un dressing dans un bain public. .

Achetez ou fabriquez-le vous-même

Si vous souhaitez augmenter le transfert de chaleur d'une chaudière achetée coûteuse, il est préférable d'acheter des appareils prêts à l'emploi de haute qualité - l'industrie les produit dans une gamme suffisante. Mais si vous désirez moderniser votre garage ou augmenter l'efficacité de votre foyer avec tuyaux en acierà la datcha - vous pouvez économiser beaucoup d'argent en fabriquant et en installant de vos propres mains un échangeur de chaleur sur la cheminée. L'installation d'un échangeur de chaleur par un spécialiste engagé coûtera le même prix que la structure elle-même.

L'option la plus simple - une bobine - peut facilement être réalisée par un amateur même sans grande expérience, mais un artisan possédant au moins quelques compétences en soudage peut gérer des conceptions plus complexes.

prix approximatif

Le coût des échangeurs de chaleur de cheminée fabriqués industriellement varie en fonction de la conception et du fabricant.

Les réservoirs d'échangeur de chaleur en fonctionnement pour une cheminée d'un diamètre de 115 mm et d'une capacité de 6 litres coûtent des roubles ; ceux d'une capacité de 12 litres coûtent des roubles.

Comment créer votre propre appareil

Il est facile de fabriquer soi-même une simple bobine à partir d’un tube de cuivre. Pour une cheminée d'un diamètre de 100 mm, un tuyau en cuivre d'un diamètre de ¼ de pouce et d'une longueur de 3 à 4 m convient. Des raccords filetés doivent être soudés aux extrémités du tuyau. Ensuite, le tube est rempli de sable fin, tordu et enroulé autour de la cheminée.

Il est conseillé de laisser une petite distance entre les tours - le tuyau de la cheminée sera alors chauffé à la fois par le transfert de chaleur et par le rayonnement infrarouge. Il est pratique d'effectuer ce travail avec un assistant. Le sable est ensuite éliminé du tuyau avec de l’eau sous pression. Raccordez les tuyaux menant aux radiateurs et au vase d'expansion.

L'échangeur de chaleur Kuznetsov est fabriqué par soudage. L'option la plus simple consiste à réaliser un boîtier à partir d'une bouteille de gaz ou d'un tuyau de grand diamètre.

Pour la fabrication, vous aurez besoin des matériaux suivants :

1. Bouteille de gaz, tuyau de grand diamètre (300 mm) pour le boîtier.
2. Tuyau d'un diamètre de 32 mm (il est préférable de prendre une pièce d'un diamètre plus grand - jusqu'à 57 mm). La longueur des flans est de 300 à 400 mm, la quantité totale doit être suffisante pour découper les flans.
3. Deux petits tuyaux du même diamètre que la cheminée ; Il est conseillé d'utiliser un tuyau de cheminée - si la cheminée est préfabriquée, le tuyau aura d'un côté de la structure une douille nécessaire à l'installation de l'échangeur de chaleur.
4. Deux morceaux de tôle d'acier, suffisants pour découper les embouts du boîtier.

Technologie de fabrication des échangeurs de chaleur à air :

1. Un gros tuyau ou cylindre est coupé à la taille requise.
2. 9 flans de même longueur sont découpés dans des tuyaux minces.
3. Des cercles sont découpés pour les bouchons.
4. 9 trous pour tuyaux de petit diamètre sont découpés dans des cercles ; si un tube de plus grand diamètre est pris, un trou est alors découpé au centre.
5. Des tuyaux minces sont insérés dans les trous des bouchons, fixés par soudage, puis soudés.

Des trous d'un diamètre égal au diamètre de la cheminée sont pratiqués sur les côtés du corps.

Une structure de tubes fins et de bouchons est insérée dans le corps et soudée à la jonction des bouchons et du corps d'un gros tuyau.

Les tuyaux sont insérés dans les trous sur les côtés du corps et également bouillis.

Option alternative :

Quels matériaux peuvent être utilisés

Option parfaite - acier inoxydable(par exemple, acier inoxydable austénitique alimentaire 08Х18Н10 ou AISI 304) ou cuivre. Les produits fabriqués industriellement sont parfois en titane. Mais le prix de ces matériaux est assez élevé. Mais ils sont durables, ne rouillent pas, sont fiables et durables. Si vous avez un poêle ventral dans le garage ou un radiateur fait maison à partir de matériaux de récupération dans les bains publics, il est tout à fait possible d'utiliser du métal ferreux (acier au carbone).

Vous pouvez utiliser un tuyau ondulé en acier inoxydable de haute qualité. L'ondulation galvanisée est une option indésirable et de courte durée. Des tuyaux en aluminium peuvent également être utilisés pour le serpentin (mais pas pour les cheminées des poêles à combustible solide).

Mais il faut garder à l'esprit que lorsque travaux de soudure La couche de zinc s'évapore et tous les avantages de la galvanisation (résistance à la corrosion) disparaissent. À des températures supérieures à 400 °C, le zinc commence à s'évaporer (les vapeurs de zinc sont toxiques), vous ne devez donc pas utiliser de galvanisation pour les échangeurs de chaleur sur les cheminées des chaudières à combustible solide.

Les Russes n'aiment pas perdre en quoi que ce soit : ni en argent, ni en confort, ni en chaleur. Et par conséquent, dans les datchas, dans les maisons privées, dans les serres et dans les bains publics, vous pouvez souvent voir des appareils assez intéressants de la part des voisins « pour économiser de l'argent ». Et de la même manière, les artisans n'ont pas ignoré la chaleur totalement inutile qui s'échappe parfois médiocrement du hammam, en installant un échangeur de chaleur sur la cheminée, et non sur le poêle ou le mur. Et en effet, cela s’avère très rentable : pourquoi retirer la chaleur précieuse du poêle si l’on ne sait parfois pas comment refroidir au moins un peu un conduit de cheminée chaud ? Mais un échangeur thermique eau ou air pour la cheminée est une excellente solution !

De quel métal est-il préférable de fabriquer un échangeur de chaleur ?

Il est préférable d'installer l'échangeur lui-même sur un tuyau en acier inoxydable de qualité alimentaire. On l'appelle aussi austénitique. Même à haute température, ses caractéristiques ne changent pas - après tout, ses soudures sont solides et non susceptibles de se fissurer, et le nickel réagit avec l'oxygène à la surface pour former un film protecteur spécial résistant aux sels et aux acides. C'est l'option la plus durable.

Quant au zinc, déjà à une température de 200°C, il commencera à s'évaporer, et à 500°C sa concentration dans l'air atteindra une valeur dangereuse. Par conséquent, si vous avez accroché un profilé galvanisé sur l’échangeur thermique, mais qu’il ne chauffe pas à plus de 200°C, vous n’avez pas à vous inquiéter. Mais vous pouvez l'installer - ce profil sert bien à améliorer la convection de l'air qui circule autour de l'échangeur de chaleur. Bien entendu, un tel échangeur de chaleur n'est pas adapté au chauffage constant d'une maison, mais pour réchauffer rapidement un grenier par exemple, c'est ce qu'il vous faut ! Ceux. vous êtes arrivé avec des amis aux bains publics, avez commencé à allumer le poêle et en seulement une demi-heure, il faisait déjà chaud dans le grenier ou la salle de loisirs. Et vous n’avez pas besoin de penser ni à la chaudière ni au deuxième four.

Installer un échangeur de chaleur sur une cheminée de vos propres mains est assez simple. Il peut être fixé à un poêle en fer ordinaire, puis recouvert de brique, tout comme un poêle. Il est également possible de poser la brique elle-même sur son chant - la structure sera toujours stable.

Par exemple, voici comment fabriquer un échangeur de chaleur pour un poêle ventral :

Options de connexion des structures

L'échangeur de chaleur sur la cheminée peut fonctionner selon deux modes principaux. Et chacun d'eux a son propre processus de transfert de chaleur de la fumée vers le tuyau interne de l'échangeur de chaleur.

Ainsi, dans le premier mode, nous connectons un réservoir externe avec eau froide. Ensuite, l'eau se condense sur le tuyau intérieur, provoquant un échauffement de l'échangeur de chaleur lui-même uniquement en raison de la chaleur de condensation de la vapeur d'eau des gaz de combustion. Dans ce cas, la température sur la paroi du tuyau ne dépassera pas 100°C. Et l'eau dans le réservoir mettra beaucoup de temps à se réchauffer.

Dans le deuxième mode, la condensation de la vapeur d'eau sur la paroi interne de l'échangeur thermique ne se produit pas. Ici, le flux de chaleur à travers le tuyau est plus important et l'eau se réchauffe rapidement. Pour mieux comprendre ce processus, essayez cette expérience : placez une casserole d'eau froide sur brûleur à gaz. Il sera clairement visible comment la condensation apparaîtra sur les parois de la casserole et elle commencera à couler sur le poêle. Et bien que la flamme soit à 100°C, cet état durera longtemps jusqu'à ce que l'eau de la casserole elle-même se réchauffe. Par conséquent, si vous utilisez un échangeur de chaleur sur un tuyau comme registre pour chauffer l'eau, privilégiez les petites conceptions avec des parois épaisses du tuyau intérieur - de cette façon, il y aura beaucoup moins de condensation.

Pipe sur étain - simple et durable !

Cette option est simple, pratique et commode. En fait, ici la cheminée est simplement enroulée autour d'un tuyau en métal ou en cuivre, elle est constamment chauffée et l'air qui y est distillé devient rapidement chaud.

Vous pouvez souder la spirale à votre cheminée à l'aide d'un chalumeau à argon ou d'une soudure semi-automatique. Vous pouvez également souder avec de l'étain - à condition de le dégraisser au préalable avec de l'acide phosphorique. L'échangeur de chaleur y tiendra particulièrement étroitement - après tout, les samovars sont soudés à l'étain et durent très longtemps.

Ondulation - bon marché et gaie

C’est l’option la plus simple et la moins coûteuse. Nous prenons trois ondulations en aluminium et les enroulons autour de la cheminée du grenier ou du deuxième étage. L'air sera chauffé dans les tuyaux provenant des parois de la cheminée et pourra être redirigé vers n'importe quelle autre pièce. Même une pièce assez grande sera chauffée à des températures élevées pendant que vous chauffez le poêle du hammam. Pour rendre l'évacuation de la chaleur plus efficace, enveloppez les spirales ondulées avec du papier d'aluminium ordinaire.

Hotte échangeur de chaleur - pour réchauffer le grenier

De plus, dans la section cheminée du grenier, vous pouvez installer un échangeur de chaleur qui fonctionnerait sur le principe d'un poêle à cloche - c'est à ce moment-là que l'air chaud monte et se refroidit lentement. Cette conception a son énorme avantage : une cheminée métallique ordinaire au deuxième étage devient généralement si chaude qu'elle ne peut pas être touchée, et un tel échangeur de chaleur réduira considérablement le risque d'incendie ou de brûlures accidentelles.

Certains artisans recouvrent également ces échangeurs de chaleur d'un treillis avec des pierres pour accumuler la chaleur et décorer le support de l'échangeur de chaleur. Dans ce cas, le grenier devient encore plus confortable et peut être utilisé comme espace de vie. En effet, d'après la pratique, la température du tuyau du poêle du sauna ne dépasse pas 160-170 °C s'il est équipé d'un échangeur de chaleur. Et le plus chaleur sera déjà situé uniquement dans la zone de la porte. Chaleureux et sécuritaire !

Propriété écologique : l'un des moyens les plus abordables d'économiser de la chaleur dans une maison avec chauffage par poêle- il s'agit d'un échangeur de chaleur pour tuyau de cheminée, et c'est de cet appareil que nous aimerions parler dans cet article.

L'épargne et la frugalité sont des qualités inhérentes uniquement aux humains ; ce sont eux qui sont à l'origine du progrès technologique depuis des siècles, créant des dispositifs conçus non seulement pour faciliter la vie, mais aussi pour utiliser au maximum toutes les ressources disponibles.

Échangeur de chaleur fait maison sous la forme d'un vase d'expansion.

Si l'on concerne le ménage, ou plus précisément la sphère communale, alors les coûts de chauffage d'une maison sont à juste titre considérés comme les plus élevés, mais là aussi, le progrès et l'ingéniosité des gens ont trouvé leur application.

Pourquoi est-ce nécessaire ?

Perte de chaleur dans la maison

La photo ci-dessus montre qu'environ 14 % de la chaleur qui pourrait être emmagasinée dans la maison est perdue par la cheminée. Bien sûr, ce n'est pas le chiffre le plus élevé, mais si l'on convertit les pertes en kilowatts d'énergie et que l'on multiplie par le nombre de jours pendant lesquels le chauffage a été effectué, le résultat est assez significatif.

L’objectif principal du conduit de cheminée est bien entendu d’évacuer les gaz d’échappement. Ce sont eux qui chauffent le tuyau à des températures énormes.

Poêle et cheminée via une caméra thermique

Si vous regardez le poêle à travers une caméra thermique, vous pouvez voir que la température de la cheminée peut être la même que dans le foyer lui-même. Le problème est que le transfert de chaleur de la cheminée ne s’accumule en aucun cas, mais il peut être utilisé. Et comment procéder sera discuté ci-dessous.

Types d'échangeurs de chaleur

La tâche principale de l'échangeur de chaleur est de transférer la chaleur émise par la cheminée sur une distance, mais de ne pas trop refroidir sa surface, car cela entraînerait une formation accrue de condensation et, par conséquent, l'accumulation de suie à l'intérieur de le tuyau.

C'est le maintien de cet équilibre qui constitue la difficulté la plus importante, surtout si vous décidez de fabriquer de vos propres mains un échangeur de chaleur pour la cheminée.

Par caractéristiques de conception les échangeurs de chaleur peuvent être de deux types :

1. L'eau, lorsque la chaleur est transférée par la circulation naturelle d'un liquide dans un système fermé.
2. L'air, lorsqu'il est chauffé, est transféré de force dans la direction souhaitée.

Le choix du design dépend directement des caractéristiques individuelles de la maison et du poêle, ainsi que des objectifs poursuivis par son installation. Mais tout d’abord.

Échangeur de chaleur à eau de type fermé

Le principe de fonctionnement de tous systèmes fermés le système de chauffage est construit sur les lois élémentaires de la physique - lorsqu'elle est chauffée, la densité de l'eau diminue et est poussée par le bas par de l'eau plus froide, elle commence à monter à travers le tuyau, entrant dans le vase d'expansion, et de là, elle retourne au radiateur le long tout le circuit.

Dans ce cas, la cheminée agit comme un appareil de chauffage qui, avec son énergie, pousse l'eau le long du contour du système de chauffage.

Bobine maison

Échangeur de chaleur à eau fait maison

Le modèle présenté sur la photo est le plus courant et d'une manière simple en utilisant la chaleur de la cheminée. Le bord supérieur du tube est relié au vase d'expansion, et le bord inférieur au circuit de chauffage.

Conseil! Le tube en cuivre est le mieux adapté à la bobine. Il se visse facilement sur la cheminée et possède un coefficient de conductivité thermique élevé.

Le plus souvent, un tel système est utilisé comme système auxiliaire. Avec son aide, vous pouvez chauffer de petites pièces dans lesquelles le chauffage n'était pas prévu auparavant, mais rien de plus. Il ne pourra pas faire office de chauffage principal, car sa conception présente plusieurs inconvénients importants :

• La température à la surface de la cheminée est une valeur instable et difficile à contrôler, par conséquent, il est impossible de réguler le degré de chauffage du liquide de refroidissement.
• En raison de la variabilité de la température, il est très difficile de calculer la longueur optimale de la bobine. S'il est trop court, l'eau commencera à bouillir et rompra le tube, et s'il est trop long, le liquide de refroidissement ne se réchauffera pas du tout à la température souhaitée.
• L’eau du vase d’expansion ne peut pas être utilisée pour la douche ou à d’autres fins, et cela n’est pas uniquement dû à un chauffage non régulé. Lors du remplissage du réservoir avec de l'eau froide, la cheminée commencera à refroidir à travers le serpentin, ce qui entraînera la formation de condensation et accélérera le processus de formation de suie sur les parois internes.
• La température à laquelle chauffe la cheminée n'est pas suffisante pour réchauffer un long circuit. Avec le chauffage conventionnel, l'eau traversant le système ne perd que 25 degrés ; pour maintenir ce chiffre dans cette situation, l'ensemble du système doit être de petite taille.

Important! À certains " artisans l'idée me vient à l'esprit que échangeur de chaleur dans la cheminée sera beaucoup plus efficace, car la température y est plus élevée. Cela ne doit en aucun cas être fait ; des corps étrangers à l'intérieur du tuyau empêchent le libre passage des gaz, ce qui leur permet de pénétrer dans la pièce.

Enregistrer l'échangeur de chaleur

Échangeur de chaleur d'usine

Pour éviter les problèmes avec appareils faits maison, vous pouvez acheter un échangeur de chaleur à registre pour le tuyau de cheminée. Bien entendu, le prix d'un tel appareil sera plus élevé que celui d'un appareil DIY. Mais les caractéristiques de qualité ne peuvent être comparées.

Le principe de fonctionnement d'un tel appareil est identique à celui décrit ci-dessus, à la seule différence que tous les calculs ont déjà été effectués pour protéger l'appareil de l'ébullition. Malheureusement, il n'y a pas non plus de contrôle du chauffage ici, mais il y a plusieurs avantages non négligeables par rapport au « fait maison » :

• L'enveloppe extérieure retient la chaleur à l'intérieur, permettant au serpentin de se réchauffer même à basse température de la cheminée ;
• Les tubes en cuivre n'entrent pas en contact étroit avec la surface chauffante, cela protège l'appareil d'une éventuelle ébullition.

Structure interne de l'échangeur de chaleur

Important! Chaque échangeur de chaleur d'usine est fourni avec Instructions détaillées sur son installation. Pour obtenir des performances maximales et ne pas rencontrer de problèmes inattendus, vous devez l’étudier attentivement et suivre toutes les recommandations du fabricant.

Échangeurs de chaleur à air

Échangeur de chaleur à air

Le principe de fonctionnement d'un tel dispositif est que les gaz chauds à l'intérieur de la cheminée circulent autour des tubes de l'échangeur de chaleur, grâce à quoi ils se réchauffent et libèrent de l'énergie à l'extérieur. En fait, il ne crée pas de chaleur supplémentaire, mais dirige simplement l’air chaud dans l’air dans une direction donnée.

L'échangeur thermique à air pour la cheminée peut être soit indépendant, soit à tirage forcé. Pour accélérer la diffusion de l'air chaud dans une pièce, ils utilisent souvent ventilateur régulier, c'est tout à fait suffisant pour la circulation de l'air, et en même temps ne refroidit pas trop la cheminée.

Vous pouvez assembler vous-même un tel échangeur de chaleur et toutes les étapes sont présentées dans la vidéo de cet article

Échangeur de chaleur "Kuznetsov"

Conception de l'échangeur de chaleur Kuznetsov

Il s'agit de l'échangeur de chaleur de cheminée le plus optimal pour chauffer un grenier ou un grenier froid. Les gaz chauds tendent toujours vers le haut, et comme la sortie est située en dessous du niveau d'entrée, ils chauffent d'abord l'échangeur de chaleur, puis, lorsqu'ils refroidissent, ils entrent dans le tuyau, d'où ils sortent.

Une cheminée avec un échangeur de chaleur Kuznetsov ne pourra pas chauffer complètement la pièce, mais elle élimine presque complètement les pertes de chaleur, ne libérant que des gaz refroidis à travers le tuyau publié.

Si vous avez des questions sur ce sujet, posez-les aux experts et lecteurs de notre projet.