Échangeur de chaleur des fumées. Échangeur de chaleur à air pour cheminée à faire soi-même : exemples de fabrication et conseils d'experts. Vidéo - Examen d'un poêle avec échangeur de chaleur pour eau sur tuyau

Les systèmes de cheminée standard dans les maisons privées ou les bains publics présentent un inconvénient important, qui se traduit par une dépense insensée d'énergie thermique. Un simple échangeur de chaleur pour un tuyau dans un bain corrigera ce problème et vous permettra d'utiliser efficacement l'excès de chaleur pour les besoins du propriétaire.

Types de métaux pour la production d'échangeurs de chaleur

L'échangeur de chaleur directement destiné au tuyau de cheminée menant aux bains publics est mieux fabriqué en « acier inoxydable », appelé acier austénitique. Ce matériau conserve ses meilleures caractéristiques même lors d'une utilisation intensive à des températures extrêmes.

Si vous chauffez un bain public via un échangeur de chaleur en zinc, cela peut être dangereux pour le corps humain. Lorsque le matériau est chauffé jusqu'à une température de 200 degrés Celsius, le processus de libération de vapeurs de zinc nocives commence et un chauffage jusqu'à 500 degrés Celsius entraîne la formation d'une concentration maximale de substances dangereuses dans l'air. Naturellement, il n'y a aucune raison de s'inquiéter si l'échangeur thermique en zinc ne chauffe pas à plus de 200 degrés Celsius. Ce chauffage de bain est très efficace.

Il convient de noter l'avantage d'un échangeur de chaleur en zinc, qui consiste en une convection accrue de l'air circulant autour de l'échangeur de chaleur. Un échangeur de chaleur en zinc ne peut pas être utilisé pour chauffer une maison en parallèle avec un bain public, mais l'énergie thermique excédentaire est tout à fait suffisante pour chauffer un belvédère ou une terrasse.

Vous pouvez installer vous-même l'échangeur de chaleur à registre sur le tuyau dans les bains publics sans aucune difficulté. Vous pouvez même le monter sur un poêle en fer ordinaire, puis équiper la maçonnerie avec le poêle et l'utiliser en toute sécurité. Même si la brique est posée sur son chant, la stabilité de la structure ne diminuera pas. Sur la photo et lors de l'inspection visuelle, l'échangeur de chaleur ne se démarquera pas du fond général, ce qui lui permet d'être installé dans n'importe quelle pièce traversée par la cheminée. Une méthode similaire peut être utilisée pour fabriquer un sol chauffant dans un bain public à partir d'un poêle de sauna, ce qui est pratique.

Méthodes d'installation de base

L'échangeur de chaleur peut fonctionner selon deux modes différents. Ils présentent des caractéristiques distinctives consistant dans le caractère unique du processus de transfert d'énergie thermique de la fumée émise vers le tuyau interne du registre.

Dans le premier cas, l'échangeur de chaleur pour poêle de sauna sur cheminée présente une modification sous la forme d'un récipient externe contenant de l'eau. Lors de l'ébullition, l'eau se condense sur le tube de l'échangeur thermique et chauffe ainsi la structure elle-même. La température à la surface du tube ne dépassera pas 100 degrés Celsius, ce qui correspond au point d'ébullition de l'eau. Le réservoir d'eau lui-même mettra beaucoup de temps à se réchauffer.

Dans le second cas, la vapeur condensée n’affecte pas la structure de l’échangeur thermique. Le flux de chaleur circule sans entrave dans le tuyau et l'eau se réchauffe beaucoup plus rapidement. Pour comprendre la technologie du processus par lequel le chauffage se produit dans un bain à partir d'un échangeur de chaleur, vous pouvez voir comment le processus de chauffage de l'eau se produit dans une casserole ordinaire sur le brûleur d'un poêle domestique.

Il n'est pas difficile de remarquer que jusqu'au moment de l'ébullition, l'humidité se condense sur les parois de la casserole et s'écoule sur la surface du poêle. En conséquence, lors de l'aménagement d'un échangeur de chaleur utilisant la deuxième méthode, il est nécessaire de s'assurer que le tuyau a une épaisseur de paroi importante, ce qui réduira considérablement le degré de formation de condensat.

Tuyau en étain

L'étain en tant que matériau pour fondre un échangeur de chaleur est très pratique et fiable. Essentiellement, une cheminée avec un échangeur de chaleur pour un bain ressemblera à un tuyau enroulé autour d'un tube plus petit en métal ou en cuivre. Pendant le processus de chauffage du tube, l’air qui passe se réchauffera également.

Il suffira de souder le tube en spirale. La soudure peut également être réalisée avec de l'étain préalablement dégraissé à l'acide orthophosphate. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur sera particulièrement sécurisé, car ce n'est pas pour rien que les samovars en étain sont considérés comme la norme de fiabilité parmi les produits analogiques.

Ondulation pour échangeur de chaleur

L'option la moins chère pour installer un échangeur de chaleur est l'ondulation en aluminium. Trois de ces tubes suffisent pour chauffer n’importe quelle pièce de la maison. Il suffira de les enrouler autour de la cheminée et de les emmener au bon endroit.

Cette technologie permet, lors du processus d'éclairage d'un bain, de chauffer une pièce assez spacieuse à la température maximale, qui sera même chaude. Si vous enveloppez d'abord les ondulations dans du papier d'aluminium alimentaire, vous pouvez augmenter l'efficacité de la conception.

Échangeur de chaleur à cloche

Dans les combles, il est judicieux d'installer un échangeur de chaleur de type cloche fonctionnant sur le principe d'un convecteur. L'air chaud qu'il contient monte lentement vers le haut et lorsqu'il refroidit, il descend lentement. L'avantage de cette conception est qu'elle augmente la sécurité de la cheminée au niveau du deuxième étage.

Certains installent en outre un treillis avec des pierres à proximité d'un tel échangeur de chaleur, ce qui contribuera à augmenter l'accumulation d'énergie thermique. De plus, une telle conception est esthétique sur la photo et lors de l'inspection visuelle.

Conclusion

L'article décrit en détail les principaux types d'échangeurs de chaleur et la procédure de leur installation. Si vous effectuez les travaux conformément aux recommandations de base, vous pouvez obtenir un système de haute qualité, efficace, fiable, sûr et durable pour chauffer diverses pièces de la maison en parallèle avec le chauffage des bains publics. Vous pouvez confier les travaux d'installation à des spécialistes.

Si vous n'aimez pas perdre ni en confort, ni en argent, ni en chaleur, alors dans votre maison privée, dans une serre ou à la datcha, ainsi que dans un bain public, vous pouvez installer un dispositif spécial pour économiser. Un échangeur de chaleur pour tuyau de cheminée est utilisé depuis longtemps par les consommateurs économiques.

Les artisans fabriquent eux-mêmes ces appareils afin de ne pas perdre la chaleur d'un hammam, d'une maison ou de tout autre bâtiment où se trouve un appareil de chauffage. Cette conception peut être de l'air ou de l'eau. Vous pouvez en savoir plus sur les variétés dans l'article en lisant les critiques et les fonctionnalités d'installation.

Examens des échangeurs de chaleur fabriqués à partir de différents matériaux

Selon les artisans, l'échangeur de chaleur du tuyau est mieux fabriqué en acier inoxydable de qualité alimentaire. On l'appelle aussi austénitique. Même exposé à des températures élevées, les caractéristiques du matériau ne changeront pas, les soudures resteront solides, la structure ne se fissurera pas, tandis que le nickel, qui sera exposé à l'oxygène, formera un film protecteur résistant aux acides et sels. Cette option, selon les utilisateurs, est la plus durable.

Solutions alternatives

Si vous fabriquez un échangeur de chaleur pour un tuyau de cheminée en zinc, à une température de 200 °C, il commencera à s'évaporer, tandis qu'à 500 °C, sa concentration dans l'air deviendra dangereuse. Par conséquent, lors de l’utilisation d’un échangeur de chaleur en profilé galvanisé, celui-ci doit fonctionner à une température ne dépassant pas 200 °C. Selon les artisans, il est possible d'installer une telle structure, car elle fera office de convecteur d'air dont le dernier circule autour de l'échangeur de chaleur.

Un tel appareil ne convient pas à un chauffage constant, mais si de temps en temps vous avez besoin de réchauffer rapidement le grenier, c'est ce dont vous avez besoin. Avant d'installer un tel système, il est important de réfléchir aux fonctionnalités d'installation. Réaliser un tel travail est assez simple. La fixation peut se faire sur un poêle en fer, même s'il faut ensuite le recouvrir de briques. Les produits doivent être posés sur chant ; même dans ce cas, la structure restera stable.

Caractéristiques d'installation

Le système est installé sur la section de cheminée. Les extrémités du serpentin sont ressorties à travers le corps et fixées au système de chauffage. Le vase d'expansion est situé au point haut. Ce type d'échangeur de chaleur pour tuyau de cheminée, qui suscite les critiques les plus positives, est fabriqué à partir d'un tube de cuivre recuit. Cette conception a un coefficient de conductivité thermique élevé et ses dimensions sont 7 fois plus petites que celles des appareils en acier.

Avec le chauffage par poêle, l'énergie thermique n'est pas entièrement utilisée pour chauffer la pièce : une partie est dépensée pour chauffer le conduit de cheminée et une partie va à l'extérieur. Pour optimiser le fonctionnement du système de chauffage et utiliser l'excès de chaleur de manière rentable, un échangeur de chaleur métallique est installé sur la cheminée du tuyau du poêle - un dispositif qui permet d'augmenter l'efficacité du poêle et de retenir la chaleur sans permettre à l'air chauffé de s'échapper à l'extérieur. .

Un échangeur de chaleur est un dispositif conçu pour échanger de l'énergie entre différentes parties d'un système à travers lequel circule le liquide de refroidissement. L'installation d'un échangeur de chaleur a plusieurs objectifs :

• utiliser l'énergie thermique excédentaire pour chauffer l'eau dans les circuits connectés au chauffage (par exemple, dans un système d'alimentation en eau chaude) ;
• isolation thermique de la cheminée.

Lors de l'installation d'un chauffage par poêle, l'installation d'un échangeur de chaleur est une solution rationnelle. En le connectant au circuit du système d'alimentation en eau chaude de la maison (à condition que le chauffage du poêle soit suffisamment puissant), vous pouvez économiser de l'électricité ou du combustible solide, et également éviter d'installer une chaudière séparée pour le fonctionnement de l'eau chaude sanitaire.

Types d'appareils et principe de fonctionnement

Il existe une classification de base des échangeurs de chaleur - selon le type de liquide de refroidissement, qui les divise en eau et air.

Échangeurs de chaleur à eau

Les échangeurs de chaleur à eau sont le type d’équipement le plus simple et le plus courant. Leur travail s'appuie sur les lois fondamentales de la physique : lorsqu'il est chauffé, un liquide se dilate et sa densité diminue. Sous la pression d'une eau froide plus dense située dans la partie basse du circuit, le liquide chauffé pénètre dans le vase d'expansion, et de là retourne vers l'échangeur de chaleur, se déplaçant dans un cercle vicieux.

Les poêles à combustible solide ou liquide produisent une grande quantité de chaleur, mais une grande partie de celle-ci pénètre librement dans la cheminée. 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. Placer, par exemple, des conduits d'air ou un serpentin de conduite d'eau à l'intérieur de la cheminée n'est pas une bonne idée ; même en tenant compte de toutes les autres caractéristiques, tout objet présent dans le conduit ne fera que contribuer à la formation de suie et de condensation, qui l'endommageront rapidement. la cheminée et, par conséquent, transformer le fonctionnement du poêle en un événement dangereux pour autrui.

Il existe trois options optimales pour évacuer 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.

Échangeur de chaleur à air

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. La surface interne de l'échangeur thermique en contact avec les fumées doit, si possible, être parfaitement lisse, afin que la condensation, même lorsqu'elle apparaît, tombe 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 jusqu'à 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 d'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 pertinent principalement pour réchauffer 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.

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Échangeur de chaleur pour cheminée pour le chauffage à partir d'un poêle ou d'une cheminée

L’efficacité du chauffage par poêle n’est de toute façon pas trop élevée. Pourquoi laisser la chaleur des gaz évacués par la cheminée s’échapper simplement dans l’atmosphère sans effectuer les travaux supplémentaires nécessaires ? C'est pourquoi les dispositifs d'échange de chaleur ont été inventés.

L'échangeur thermique en inox est fabriqué en usine, mais vous pouvez le fabriquer vous-même par soudure

Fonctions de l'échangeur de chaleur dans les systèmes de chauffage par poêle

Le principe de l'échangeur de chaleur est d'évacuer la chaleur des produits de combustion sortant par la cheminée et de la restituer à l'espace chauffé à travers diverses conceptions de plaques (ou tuyaux) d'acier.

L'échangeur de chaleur possède également des capacités plus radicales - par exemple, réduire la quantité d'air nécessaire au fonctionnement stable du four. Dans ce cas, on l'appelle récupérateur et il est utilisé pour augmenter l'efficacité des chaudières à combustible solide.

Conception et principe de fonctionnement d'un échangeur de chaleur pour bain : une cuve à trois raccords et une cuve de type samovar

Les produits de combustion sortant par la cheminée, il est préférable d'y installer l'échangeur de chaleur. Dans le cas le plus simple, il est nécessaire de fabriquer et d'installer un serpentin de tuyaux en acier dont les composants doivent être étroitement adjacents à la surface intérieure de la cheminée. Plus le pas de la bobine est petit et plus le diamètre du pipeline est grand, plus l'échangeur de chaleur sera efficace.

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En fonction du type de liquide de refroidissement utilisé dans le circuit secondaire, on distingue les échangeurs thermiques à air et à eau.

Étant donné que le coefficient de transfert de chaleur de l'eau est nettement plus élevé que celui de l'air, l'efficacité des échangeurs de chaleur à eau est plus grande.

Cependant, lors de l'installation d'un tel dispositif sur une cheminée, vous devrez vous contenter de la deuxième option, car l'échangeur de chaleur devra être monté à l'extérieur et l'utilisation de l'eau comme liquide de refroidissement dans ce cas est associée à des difficultés importantes. Surtout si l'échangeur de chaleur sera installé indépendamment.

Possibilité d'installation externe d'un échangeur de chaleur à base d'eau comme liquide de refroidissement

Options de conception et principes de fonctionnement des dispositifs d'échange de chaleur

Le choix dépendra si le four est conçu avec la possibilité d'installer ultérieurement un échangeur de chaleur ou si tous les travaux devront repartir de zéro. Dans le premier cas, il est conseillé d'utiliser un échangeur de chaleur à eau installé à côté d'un four de chauffage classique. Un tel échangeur de chaleur comprendra :

• Le corps réel de l'appareil.
• Réservoir de stockage.
• Sorties supérieure et inférieure de l'espace de travail du four.
• Échangeur de chaleur et vannes de vidange du système.

Le principe de fonctionnement d'un échangeur de chaleur qui assure l'alimentation en eau chaude et qui est connecté au poêle

L'échangeur de chaleur pour cheminée à air aura une structure complètement différente :

• Boîtier équipé de tuyaux d'entrée et de sortie.
• Un système d'amortisseur rotatif qui régulera la vitesse et la pression des produits de combustion d'échappement.
• Éléments de fixation du boîtier dans la cheminée.

La présence de registres rotatifs, même si elle nécessitera un contrôle plus minutieux de l'échangeur de chaleur lors de son fonctionnement, augmentera en retour l'efficacité du transfert de chaleur par les fumées grâce à une modification ciblée des trajectoires de leur déplacement le long de la cheminée.

Sélection de matériaux pour l'échangeur de chaleur

Étant donné que les gaz de combustion traversant la cheminée ont une température allant jusqu'à 300-350°C, l'utilisation d'acier ordinaire pour la fabrication du corps n'est pas appropriée. Les échangeurs de chaleur en acier inoxydable sont durables (la marque la plus populaire est 08Х18Н10 ou AISI 304). Si les capacités financières ne vous permettent pas de faire un tel choix, vous pouvez vous en sortir avec de l'acier galvanisé.

Un échangeur de chaleur en inox pour eau chaude est relié à un ballon placé au mur

Cependant, à des températures supérieures à 200-250°C, la durabilité du boîtier commencera à diminuer. De plus, avec une nouvelle augmentation de la température, la couche de zinc commence à s'évaporer rapidement et peut dans certains cas être aspirée dans les locaux d'habitation, ce qui est très dangereux pour la santé.

Dans le même temps, la deuxième option sera très appropriée si le poêle est installé dans une maison de campagne et n'est pas destiné à une utilisation à long terme.

Méthodes d'installation d'un échangeur de chaleur dans une cheminée

Le moyen le plus simple consiste à monter le boîtier aux dimensions existantes de la cheminée lorsque le poêle ne fonctionne pas. Un boîtier est monté à l'intérieur du canal de fumée, de sorte que la réduction de l'ouverture de passage ne dépasse pas 40 %. Bien sûr, dans ce cas, la poussée augmente et les échanges thermiques se produisent de manière plus intensive, mais il sera également beaucoup plus difficile de contrôler un tel processus.

Vous pouvez également fixer l'échangeur de chaleur au poêle, puis le recouvrir de briques réfractaires. Puisqu'il n'y a pas de charges particulières sur l'appareil, la maçonnerie se fait généralement « sur chant ». L'efficacité de l'échangeur de chaleur dépendra des parois du boîtier : à mesure que leur épaisseur augmente, l'appareil chauffe plus lentement, mais fonctionne ensuite de manière plus stable. Dans ce cas, les pertes dues à la formation de condensation sont également réduites.

Le schéma d'installation de l'échangeur de chaleur montre les caractéristiques de l'installation des tuyaux et du remplissage du réservoir avec de l'eau

Étapes d'installation d'un échangeur de chaleur DIY

Un serpentin de tuyaux en cuivre à paroi mince est posé à l'intérieur de la cheminée (une option moins efficace est les tuyaux en acier inoxydable), à ​​travers lesquels l'air sera ensuite pompé. Le pas des tuyaux est tel que la distance entre les axes des spires adjacentes est d'au moins quatre à cinq diamètres de tuyaux. À des valeurs plus élevées, des pertes de chaleur inutiles se produisent, et à des valeurs plus faibles, la consommation des tuyaux en cuivre augmente et un effet de blindage apparaît, ce qui entraîne une surchauffe des canalisations.

La vidéo montre comment fabriquer un échangeur de chaleur pour une cheminée de vos propres mains

La bobine est soudée par soudage à l'argon. Le brasage n'est pas approprié en raison des températures de fonctionnement élevées (par rapport à celles habituellement recommandées pour les structures brasées) des tuyaux.

Exemples d'échangeurs de chaleur installés dans un bain public, une salle de bain, une maison en bois

Les buses ondulées constituent la conception d'échangeur de chaleur la plus simple

Un échangeur de chaleur encore plus simple structurellement (bien que moins attrayant) à des fins de chauffage peut être construit à partir de tuyaux en acier ondulé. Ils s'enroulent simplement autour de la surface extérieure de la cheminée et, pour rediriger ensuite l'air chaud vers d'autres pièces de la maison, vous pouvez utiliser le système de ventilation interne existant. L'évacuation de la chaleur augmentera si les buses ondulées sont recouvertes d'un matériau en feuille calorifuge.

Un échangeur de chaleur à tube ondulé est appliqué le plus près possible de la cheminée et isolé avec du papier d'aluminium pour éliminer et retenir le maximum de chaleur.

La présence d'un échangeur de chaleur est toujours bénéfique, car elle permet d'utiliser des poêles ou des chaudières de puissance relativement faible pour chauffer des maisons individuelles, et donc avec une moindre consommation de combustible. De plus, la durée de vie de la cheminée sera prolongée et elle refroidira plus efficacement.

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Échangeur de chaleur pour tuyau de cheminée, ou comment ne pas chauffer la rue

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.

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.

L'un des moyens les plus abordables d'économiser de la chaleur dans une maison chauffée au poêle est un échangeur de chaleur sur un tuyau de cheminée, et c'est de cet appareil que nous aimerions parler dans cet article.

Pourquoi est-ce nécessaire ?

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.

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.

Selon leurs 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 les systèmes de chauffage fermés est basé 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, il retourne au chauffage tout au long du 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

La conception présentée sur la photo est la manière la plus courante et la plus simple d'utiliser la chaleur d'une 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. Lorsque le réservoir est rempli d'eau froide, la cheminée commence à refroidir à travers le serpentin, ce qui entraîne la formation de condensation et accélère 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! Certains « artisans traditionnels » ont l'idée que l'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

Pour éviter les problèmes avec les appareils faits maison, vous pouvez acheter un registre échangeur de chaleur 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.

Important! Chaque échangeur de chaleur d'usine est livré avec des instructions d'installation détaillées. 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

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 propagation de l'air chaud dans la pièce, un ventilateur ordinaire est souvent utilisé ; cela suffit amplement pour faire circuler l'air, tout en ne refroidissant 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"

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.

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Comment installer un échangeur de chaleur à air ou à eau sur un tuyau de cheminée de vos propres mains

L'efficacité d'un sauna ou d'un poêle peut être augmentée en l'équipant d'un échangeur de chaleur à eau ou à air. Installer un échangeur de chaleur sur une cheminée résoudra deux problèmes à la fois : chauffer l'eau du système de chauffage ou du circuit d'eau chaude et réaliser l'isolation thermique de la cheminée.

Principe d'opération

La cheminée d'un poêle en métal installé dans un bain public, une maison ou un garage devient très chaude lorsqu'elle est allumée. Selon la conception du poêle, sa température peut aller de 200 à 500 degrés, ce qui le rend dangereux en termes de sécurité incendie, et un contact accidentel avec celui-ci peut provoquer de graves brûlures.

La chaleur de la cheminée peut être utilisée à bon escient en y plaçant un échangeur de chaleur : un ballon ou un serpentin. Dans ce cas, le liquide de refroidissement est généralement de l'eau et, dans certains cas, de l'air. Lorsque le liquide de refroidissement entre en contact avec les parois chauffées de la cheminée, leur température s'égalise : la cheminée est refroidie, et l'eau ou l'air dans l'échangeur de chaleur, au contraire, est chauffé.

Lorsqu'elle est chauffée, l'eau chaude monte jusqu'à la partie supérieure de l'échangeur de chaleur et de là, via le raccord de sortie et le tuyau, jusqu'au système ou au réservoir d'eau de stockage. Au lieu de l'eau chauffée, de l'eau froide s'écoule par le raccord d'entrée. Au fur et à mesure qu'elle se réchauffe, la circulation se poursuit, ce qui permet à l'eau du réservoir de stockage de chauffer jusqu'à une température élevée.

Les échangeurs de chaleur à air fonctionnent selon un principe similaire : l'air froid est prélevé par le bas et, après chauffage, il est acheminé par une canalisation vers les pièces chauffées. De cette façon, vous pouvez chauffer un grenier dans une maison de campagne ou une salle de détente dans un bain public, qui sont chauffés périodiquement. Il est impossible d'y installer un chauffage à eau, car vous devrez régulièrement vidanger et remplir le système de liquide de refroidissement.

Réservoir avec raccordement au circuit d'eau

L'échangeur de chaleur en forme de réservoir situé autour de la cheminée est en acier inoxydable ou en tôle galvanisée. Dans ce cas, la conception du four doit être prise en compte. S'il dispose d'un mode de combustion des fumées et que la température des fumées à la sortie du four ne dépasse pas 200 degrés, vous pouvez utiliser n'importe quel matériau pour fabriquer l'échangeur de chaleur.

Dans les poêles simples sans circulation de fumée, la température des fumées à la sortie peut atteindre 500 degrés Celsius. Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser de l'acier inoxydable, car le revêtement de zinc libère des substances nocives lorsqu'il est fortement chauffé.

Le plus souvent, les échangeurs de chaleur de ce type sont installés sur un poêle de sauna et utilisés comme chauffe-eau pour l'eau chaude sanitaire. Le réservoir est équipé de raccords dans ses parties supérieure et inférieure, et des tuyaux menant au système y sont connectés. Le ballon d'eau chaude s'installe dans la douche ou le hammam. Il est possible d'utiliser un tel système pour chauffer une buanderie ou un garage.

Fabriquer un tank : instructions pas à pas et vidéo

Les échangeurs de chaleur pour fours industriels sont vendus complets avec quelques modifications ; lors de l'installation d'un nouveau four, vous pouvez choisir un modèle adapté avec un circuit d'eau prêt à l'emploi. Vous pouvez également fabriquer de vos propres mains un échangeur de chaleur pour la cheminée. Pour le réaliser, vous avez besoin du matériel suivant :

• morceaux de tuyaux en acier inoxydable de différents diamètres avec une épaisseur de paroi de 1,5 à 2 mm, tôle d'acier ;
• 2 raccords de 1 pouce ou ¾ de pouce pour le raccordement au système ;
• réservoir de stockage en acier inoxydable ou en acier galvanisé d'un volume de 50 à 100 litres ;
• tuyaux en cuivre ou en acier ou raccords flexibles pour l'alimentation en eau chaude ;
• robinet à bille pour vidanger le liquide de refroidissement.

Séquence de fabrication d'un poêle de sauna ou d'un poêle ventre :

1. Le travail commence par la préparation d'un dessin. Les dimensions du réservoir installé sur la cheminée dépendent du diamètre du tuyau et du type de poêle. Les fours de conception simple avec cheminée directe se caractérisent par une température élevée des fumées en sortie, les dimensions de l'échangeur de chaleur peuvent donc être assez grandes : jusqu'à 0,5 m de hauteur.

1. Le diamètre des parois intérieures du réservoir doit assurer un ajustement serré de l'échangeur de chaleur sur le conduit de fumée. Le diamètre des parois externes du réservoir peut dépasser de 1,5 à 2,5 fois le diamètre des parois internes. Ces tailles garantiront un chauffage rapide et une bonne circulation du liquide de refroidissement. Il est préférable d'équiper les fours à basses températures des fumées d'un petit réservoir pour accélérer son chauffage et éviter la formation de condensation et la détérioration du tirage.
2. À l'aide d'un inverseur de soudage, les parties de la pièce sont reliées, assurant l'étanchéité des coutures. Des raccords d'alimentation et de prélèvement d'eau sont soudés dans les parties inférieure et supérieure du réservoir.
3. Le réservoir est installé étroitement sur le raccord de fumée du four, en recouvrant le joint de connexion d'un mastic au silicate résistant à la chaleur. Un adaptateur d'un tuyau non isolé vers un tuyau isolé est placé de la même manière au-dessus du réservoir de l'échangeur de chaleur et la cheminée est retirée de la pièce par le plafond ou le mur.
4. Connectez l'échangeur de chaleur au système et au réservoir de stockage. Dans le même temps, le degré d'inclinaison requis est maintenu : le tuyau d'alimentation en eau froide connecté au raccord inférieur doit avoir un angle d'au moins 1 à 2 degrés par rapport au plan horizontal, le tuyau d'alimentation en eau chauffée est connecté au raccord supérieur raccord et, avec une pente d'au moins 30 degrés, est conduit au réservoir de stockage. Le réservoir de stockage doit être situé au-dessus du niveau de l'échangeur thermique.
5. Un robinet de vidange est installé au point le plus bas du système. Dans les bains publics, il peut être combiné avec un robinet permettant de puiser de l'eau chaude pour le hammam.
6. Avant de commencer le fonctionnement, le système doit être rempli d'eau, sinon le métal surchauffera et fuira, ce qui peut entraîner une mauvaise étanchéité des soudures et des fuites.
7. L'alimentation en eau du réservoir de stockage peut se faire manuellement ou automatiquement à l'aide d'un robinet à flotteur. Lors du remplissage manuel, il est recommandé de placer un tube transparent sur sa paroi extérieure pour surveiller le niveau d'eau dans le réservoir, afin de ne pas faire fonctionner le système à sec.

Pour une bonne circulation du liquide de refroidissement, il est nécessaire d'utiliser des tuyaux d'un diamètre d'au moins ¾ pouces, et leur longueur totale jusqu'au réservoir de stockage ne doit pas dépasser 3 mètres !

Un échangeur de chauffe-eau à faire soi-même est présenté dans la vidéo.

Conception simple : bobine

Installer un réservoir échangeur de chaleur sur une cheminée implique des travaux de soudure, ce que tout le monde ne peut pas faire. Une conception plus simple est un serpentin enroulé en spirale autour de la cheminée. La bobine peut être constituée d'un tube de cuivre ou d'aluminium - ces métaux sont faciles à plier, ont une conductivité thermique élevée et ne sont pas sujets à la corrosion.

Le diamètre du tube est choisi de manière à ce qu'il soit pratique de le connecter aux raccords du réservoir de stockage d'eau. Pour le cintrage, les tuyaux d'un diamètre ne dépassant pas 28 mm sont plus pratiques. Dans tous les cas, la longueur ne doit pas dépasser 3 mètres - c'est une condition préalable à la circulation naturelle du liquide de refroidissement. Pour raccorder le serpentin de chauffage au réservoir, utilisez une conduite d'eau chaude flexible.

Cette conception d'échangeur de chaleur peut être utilisée pour produire de l'eau chaude, moins souvent - pour chauffer de petites pièces. L'efficacité de chauffage maximale est obtenue si le serpentin est installé sur la cheminée d'un poêle simple tel qu'un poêle ventral avec une température de fumées élevée.

Serpentin de cheminée bricolage

Un échangeur de chaleur à tuyaux est généralement installé sur la cheminée d'un poêle métallique installé dans un garage ou un atelier pour produire de l'eau chaude ou du chauffage. Il est également possible d'installer un serpentin sur un poêle de sauna.

Matériel nécessaire :

• tuyau en cuivre, aluminium ou acier - environ 3 mètres;
• tuyau flexible pour l'alimentation en eau chaude d'un diamètre de ¾ pouces - 2 pièces de la longueur requise;
• un réservoir de stockage équipé d'un robinet flotteur pour l'alimentation en eau et d'un robinet de vidange pour sa consommation ;
• robinet à bille pour vidanger le système.

Séquence de travail :

1. La chose la plus difficile lors de la réalisation d'un tel échangeur de chaleur est de plier le tuyau en forme de spirale sans réduire sa section. Les tuyaux en cuivre d'un diamètre inférieur à 28 mm peuvent être pliés à l'aide d'une cintreuse sans chauffage. L'acier et l'aluminium, ainsi que les tuyaux de plus grand diamètre, doivent être chauffés au chalumeau avant le formage.
2. Vous pouvez également utiliser cette méthode : remplissez le tuyau de sable sec et bouchez hermétiquement ses extrémités avec des bouchons en bois. Le tuyau est plié selon le gabarit - un tuyau ayant le diamètre de la cheminée, après quoi les bouchons sont retirés et le sable est versé, le tuyau est lavé sous haute pression d'eau.
3. Des filetages sont coupés aux extrémités du tuyau et des adaptateurs sont installés pour la connexion au système.
4. Le tuyau est installé sur la cheminée. Pour améliorer le transfert de chaleur, vous pouvez souder le serpentin sur la cheminée avec de l'étain, après avoir préalablement dégraissé les zones de soudure et éliminé les oxydes avec de l'acide phosphorique.
5. Le réservoir est accroché au mur ou posé sur un support au dessus du niveau de la batterie. Connectez le chauffage au réservoir à l'aide de tuyaux flexibles. Un robinet de vidange est installé au point le plus bas du système.

Lors de l'utilisation d'un échangeur de chaleur à serpentin dans des systèmes de chauffage fermés, il est nécessaire d'installer une pompe de circulation ! Le liquide de refroidissement peut bouillir, et si la circulation est mauvaise, des coups de bélier peuvent se produire, détruisant les éléments du système !

Vidéo : réception de l'eau chaude d'un échangeur de chaleur à serpentin installé sur la cheminée

Réservoir d'air

Vous pouvez améliorer un poêle ventral ordinaire ou un poêle de sauna avec une cheminée directe en l'installant sur un échangeur de chaleur à air sur la cheminée. Il s'agit d'un corps cylindrique traversé par plusieurs tuyaux creux. L'air est aspiré par le bas, chauffé dans le tuyau, il quitte l'échangeur de chaleur, augmentant ainsi l'efficacité du four de 15 à 20 %. Les conduits d'air peuvent être acheminés vers une pièce adjacente, chauffant ainsi plusieurs pièces ou sections du garage à partir d'une seule fournaise.

Vidéo : comment fabriquer un échangeur de chaleur à air pour une cheminée

Une autre conception originale d'un poêle avec un échangeur de chaleur à air sur une cheminée pour chauffer un garage est présentée dans la vidéo. Avec l'aide d'un tel poêle, vous pouvez chauffer non seulement un garage, mais également n'importe quelle buanderie, y compris les bâtiments agricoles et les serres.

Du tuyau ondulé

Un moyen simple et peu coûteux d'installer un échangeur de chaleur à air consiste à utiliser des tuyaux de ventilation ondulés à cet effet. Ils sont enroulés autour de la partie non isolée de la cheminée, ce qui fait que l'air dans l'ondulation se réchauffe et, grâce à la convection thermique, pénètre dans les pièces voisines. Pour que le tuyau ondulé chauffe plus efficacement, vous pouvez l'envelopper avec la cheminée dans plusieurs couches de papier d'aluminium.

Un système avec un tuyau ondulé est pratique pour chauffer un garage dans lequel est installé un simple poêle ventral en métal brut. Un tel poêle chauffe rapidement l'air, mais celui-ci monte jusqu'au plafond, c'est pourquoi la température au niveau du sol reste basse. Si vous rapprochez les conduits d'air du sol, vous pouvez créer une circulation naturelle de l'air chauffé et la température dans tout le garage deviendra à peu près la même.

Échangeur de chaleur à cloche

Les échangeurs de chaleur en forme de cloche sont généralement utilisés pour chauffer le grenier ou le deuxième étage. Le principe de son fonctionnement est que l'air chauffé par la cheminée monte jusqu'au plafond, où il est retenu par la hotte et, se refroidissant progressivement, retombe dans la pièce.

Le capuchon peut être en métal galvanisé ou en plaques de plâtre ignifuges et diriger les conduits d'air au bon endroit. Parfois, le capuchon est décoré de pierres qui, lorsqu'elles sont chauffées, servent d'accumulateur de chaleur supplémentaire.

Défauts

Malgré de nombreux avantages, l'installation d'un élément chauffant sur un conduit de cheminée présente également des inconvénients. L'un d'eux, le plus important, est une forte diminution de la température des fumées sur le site d'installation de l'échangeur de chaleur. Cela peut entraîner une détérioration de la traction et la formation de condensation, ainsi qu'une augmentation des dépôts de suie à l'intérieur du tuyau.

De plus, lors du raccordement d'un système de chauffage, par exemple un garage, vous devez calculer le volume de liquide de refroidissement pour éviter de faire bouillir l'eau et d'éclater les tuyaux. Les soudures doivent être complètement scellées.

Toute conception d'échangeur de chaleur augmente considérablement l'efficacité du four. Pour un fonctionnement sans problème du système, il est nécessaire d'effectuer une inspection visuelle de tous ses éléments au moins deux fois par an et, si nécessaire, des réparations, un détartrage, un remplacement des joints et d'autres travaux d'entretien nécessaires en temps opportun. Dans ce cas, les systèmes de chauffage de l'eau et de chauffage fonctionneront parfaitement pendant longtemps.

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La productivité d'une chaudière, d'un poêle de chauffage ou d'un sauna peut être augmentée en installant un dispositif à la fois simple et efficace sur le tuyau - un échangeur de chaleur. Cependant, pour son fonctionnement productif, vous devez connaître les caractéristiques de conception et les règles de fabrication de l'appareil. Êtes-vous d'accord?

Nous vous expliquerons comment fabriquer de vos propres mains un échangeur de chaleur pour une cheminée. Nous énumérerons les modifications adaptées à l'auto-installation et expliquerons en quoi le modèle aérien diffère du modèle aquatique. En tenant compte de nos recommandations, vous pouvez augmenter considérablement le transfert de chaleur des unités de chauffage.

L'objectif principal de l'échangeur de chaleur est de transférer l'énergie des produits de combustion dans la cheminée vers le liquide de refroidissement, qui est de l'eau ou de l'air. Les échangeurs de chaleur installés dans les cheminées (cela s'applique aux modifications de l'eau) sont souvent appelés économiseurs.

Ces appareils collectent et transmettent la chaleur dans la pièce, qui est simplement rejetée dans l'atmosphère, afin que l'énergie thermique générée par le four soit utilisée au maximum. En plus de l'eau du robinet ordinaire, d'autres liquides sont parfois utilisés - de l'huile ou de l'antigel.

À cet égard, tous les appareils sont divisés en deux grandes catégories :

• air;
• eau liquide).

Le choix d'un type ou d'un autre dépend de plusieurs facteurs. Les plus importants d'entre eux sont la configuration et le matériau de la cheminée, ainsi que les caractéristiques de l'appareil lui-même.

Schéma de l'échangeur de chaleur à air. Il est considéré comme moins efficace que son homologue liquide, mais sa conception simple le rend adapté au bricolage.

Voyons comment fonctionne le modèle aérien. La conception de l’appareil est simple : un boîtier durable avec un espace interne cloisonné. Le rôle des cloisons est joué par des plaques ou des tubes dont la fonction principale est de ralentir le mouvement des gaz chauffés et de diriger la chaleur dans la bonne direction.

Certaines cloisons (amortisseurs) ne sont pas soudées, mais rendues mobiles. En faisant glisser les plaques métalliques vers l'intérieur/l'extérieur, vous pouvez ajuster la force de traction, réduisant ou augmentant ainsi les performances de l'appareil de chauffage.

Les échangeurs de chaleur à air sont appelés convecteurs, car leur fonctionnement est basé sur le principe de la convection. L'air froid de la pièce pénètre dans l'appareil, où sa température augmente sous l'influence des fumées chaudes. Lorsqu'il est chauffé, il se déplace plus loin à travers un autre trou - retourne dans la pièce ou dans le système de chauffage.

Types de dispositifs de cheminée

Parmi les variétés d'air, le modèle traditionnel d'autoproduction est un échangeur de chaleur tubulaire, bien qu'il existe de nombreuses autres options.

Examinons les principaux types pertinents pour l'installation de fours à combustion longue et de fours à épuisement sur la cheminée. La chaleur qu'ils convertissent à partir de l'énergie des produits de combustion est appelée sèche.

Si l'on imagine schématiquement la partie interne des appareils, elle peut présenter les variantes suivantes.

Tuyaux situés horizontalement ou verticalement soudés au corps du foyer. La disposition verticale est plus efficace, car l'air circule mieux à travers les canaux. Matériau de fabrication – acier.

Pour le soudage aux murs, des fragments de tuyaux d'un diamètre de 50 mm à 200 mm peuvent être utilisés. On pense que la forme de la section - rectangulaire ou ronde - est fondamentalement sans importance.

Un tuyau enroulé autour de la chambre de combustion. Pour un bon transfert de chaleur, 2-3 tours suffisent, mais il vaut mieux les écarter légèrement pour augmenter la surface de chauffe.

La productivité dépend en grande partie de la différence entre les niveaux d’entrée et de sortie d’air. La force de traction est déterminée par la différence de température, de sorte que le trou responsable de la clôture est souvent emmené dans la rue

Cloisons à l'intérieur du logement. Une sorte de labyrinthe est constitué de plaques métalliques installées verticalement. L'épaisseur optimale des pièces est de 6 mm à 8 mm.

Les ouvertures d'entrée et de sortie du conduit d'air doivent être situées en face du début et de la fin du labyrinthe. Un couvercle métallique est installé et soudé sur le dessus pour assurer l'étanchéité du boîtier.

Tuyaux traversant le foyer.

Une conception intégrée doit être créée lors de l'assemblage d'un poêle fait maison, avant même que les murs ne soient soudés. Les canaux sont situés parallèlement, à une certaine distance les uns des autres. Section transversale du tuyau – 50 mm ou plus

Avec les canaux situés verticalement, le mouvement de l'air est plus intense, ce qui augmente les performances de l'appareil. Mais dans certains cas, des appareils avec des tuyaux situés horizontalement ou avec des cloisons conviennent. Chacun des modèles répertoriés convient à l'autoproduction si vous avez des compétences en soudage.

Quel matériau est le meilleur ?

Lors de la construction d'un échangeur de chaleur, des pièces métalliques sont utilisées - tôles galvanisées, tuyaux de différents diamètres, ébauches en fonte, etc. La fonte est déconseillée car, comparée à l’acier, elle est fragile et lourde, ce qui la rend difficile à installer sur une cheminée.

La meilleure option est l'acier austénitique. L'acier inoxydable tolère facilement les changements thermiques, résiste aux dommages mécaniques et peut être traité et soudé indépendamment.

Tableau des principales caractéristiques techniques des aciers austénitiques AISI. Vous pouvez voir comment les propriétés des types de matériaux 304 (304L) et 316 (316L) changent lorsqu'ils sont chauffés.

L'acier galvanisé est inférieur à l'acier allié ou austénitique, car il n'est pas destiné à être chauffé. Les conditions de température élevée entraînent la libération d'oxydes de zinc nocifs pour la santé. Par conséquent, si vous envisagez d'augmenter la température dans la cheminée à + 419,5 ºС, la galvanisation doit être abandonnée. Il est préférable d'acheter du matériel coûteux mais sûr.

Options pour fabriquer vous-même des appareils

Nous proposons plusieurs projets faciles à réaliser qui, si vous le souhaitez, peuvent être réalisés à partir de pièces métalliques à l'aide d'outils de soudage et électriques.

Vue d'ensemble d'un échangeur de chaleur à partir d'une bouteille de gaz

Si vous installez un appareil fait maison sur un poêle ventral, l'efficacité du chauffage dans la pièce augmentera de 30 à 40 %. Plus le garage ou l'atelier est petit, plus la productivité de l'appareil est élevée.

Nous suggérons d'envisager une option idéale pour les petits poêles de type « poêle ventral », qui sont activement utilisés pour chauffer les garages.

Galerie d'images

La cheminée du poêle a une sortie dans le mur, de sorte que l'échangeur de chaleur est monté directement sur le tuyau de cheminée à une petite hauteur du poêle - 20-30 cm. Si le plafond est haut, il peut être surélevé ou le trou de sortie peut être surélevé. être emmené dehors

Le corps de l'appareil est une bouteille de gaz propane qui a été nettoyée à l'intérieur et à l'extérieur, dont le gaz restant et le condensat ont été complètement éliminés. La partie supérieure du cylindre est laissée en place (elle se situe en dessous), et la partie inférieure est découpée et remplacée par un disque métallique

La cavité interne est traversée par trois tuyaux métalliques d'un diamètre de 100 mm. Ils sont disposés en spirale ascendante et leurs extrémités vont dans des directions différentes. Vous pouvez utiliser des tuyaux d'un diamètre plus grand (110 mm), et les pièces de section plus petite produiront moins de chaleur

Avant d'installer les tuyaux traversants, deux trous sont découpés pour chaque pièce. Pour décorer la partie supérieure, utiliser un disque rond en métal, découpé au diamètre du cylindre et soudé hermétiquement.

Emplacement de l'échangeur de chaleur sur la cheminée

Boîtier d'échangeur de chaleur pour poêle ventral

Diamètre et emplacement du tuyau

Caractéristiques de conception et d'assemblage

En général, une bouteille de gaz constitue un échangeur de chaleur assez soigné et efficace pour un poêle chauffant une petite pièce. Pour augmenter encore l'efficacité du chauffage sans modifier radicalement la conception, des ventilateurs peuvent être installés sur les tuyaux et le nombre de tuyaux peut être augmenté à 4-5.

Revue photo de l'économiseur Fehringer

Les modèles d'usine de fabricants populaires peuvent servir d'échantillon pour la fabrication. Par exemple, la société Feringer, connue pour produire des poêles, propose des cheminées toutes faites, qui sont essentiellement des échangeurs de chaleur.

Considérons des modèles de conception simple. Toutes les pièces qui les composent peuvent être réalisées indépendamment.

Galerie d'images

Le modèle à quatre tuyaux (60 mm) en acier noir après tests s'est avéré le plus efficace et le plus productif. Il présente un haut degré de sécurité incendie, car il élimine toutes les étincelles et minimise la température des gaz à la sortie.

Le registre intégré au sommet de la cheminée est tourné manuellement à l'aide d'une petite poignée située à l'extérieur. Même fermé, le portail ne recouvre pas complètement le tuyau pour laisser une sortie aux produits de combustion (monoxyde de carbone)

Si vous regardez dans la cheminée d'en haut, vous pouvez voir les éléments principaux - quatre tuyaux soudés en un seul bloc, chacun étant équipé de bandes transversales - des séparateurs hélicoïdaux qui permettent de couper les étincelles

La principale différence entre les modèles avec boîtier est la présence d'un écran de protection dont la forme ressemble à la configuration d'un échangeur de chaleur. Le boîtier a un design qui rend son apparence moins technique

Échangeur de chaleur pour la cheminée - économiseur à quatre tuyaux

Porte - une vanne située à l'intérieur du tuyau

Structure interne de l'échangeur de chaleur Fehringer

Modèles d'échangeurs de chaleur avec boîtier

L'idée principale que l'on peut tirer des modèles avancés de Fehringer est l'utilisation de quatre tuyaux au lieu d'un. Si le poêle est déjà installé dans un garage ou une buanderie, nous retirons une partie de la cheminée et installons à la place un économiseur à quatre tuyaux - et la température dans la pièce augmente immédiatement de plusieurs degrés.

Convecteur d'air fait maison

Le modèle proposé est entièrement constitué de pièces en acier. Il s’agit d’un échangeur de chaleur dont la taille est environ 1,5 fois plus grande qu’une cheminée.

Il s'agit d'un tambour avec des tubes situés perpendiculairement au conduit de cheminée. L'acier inoxydable a été choisi pour une bonne raison : il résiste facilement aux températures élevées, est facile à nettoyer et ne brûle pas.

Pour travailler, vous aurez besoin de :

• tuyau en acier d'un diamètre de 30 mm (pour réaliser 8 tronçons identiques) ;
• fragment de tuyau 50 mm (pour le canal central) ;
• tôle de 2 mm d'épaisseur (pour réaliser 2 plaques rondes et un caisson) ;
• Pot de peinture de 20 litres (pour l'adaptateur de cheminée).

Il est également nécessaire de préparer un outil pour couper et souder le métal.

Galerie d'images

A l'aide d'une scie circulaire, nous coupons 9 tubes de même longueur, le diamètre de celui central est plus grand (par exemple 50 mm), le reste - 30 mm chacun

Nous marquons une tôle (2 mm d'épaisseur) pour découper deux plaques avec des trous pour les tubes. Nous les découpons avec une scie circulaire ou à l'aide d'une machine à découper les métaux