Como fazer uma caldeira de aquecimento indireto com as próprias mãos: instruções e dicas de fabricação

A presença de água corrente com água quente faz parte do conforto habitual de uma casa moderna.No entanto, nem sempre é possível resolver o problema de conectar comunicações centralizadas a imóveis suburbanos.

Assim, os proprietários de residências privadas organizam um abastecimento autónomo de água quente, utilizando um circuito de aquecimento como fonte de aquecimento. Para resolver o problema, basta construir com as próprias mãos uma caldeira de aquecimento indireto.

Diremos como fazer um dispositivo útil para a vida cotidiana. O artigo descreve detalhadamente as regras de instalação e ligação de equipamentos que fornecem água sanitária aos pontos de captação de água. Você aprenderá como preparar a caldeira para o arranque e como colocá-la em funcionamento.

Dispositivo de caldeira de aquecimento indireto

Em essência, o dispositivo é um trocador de calor normal.

É verdade que os trocadores de calor são tradicionalmente construídos de acordo com o princípio “pipe-in-pipe” e, neste caso, os elementos de troca de calor são um vaso e uma bobina tubular. O recipiente de armazenamento desempenha o papel de um “tubo” externo, dentro do qual é colocado um “tubo” ou bobina interna.

Passa através de uma bobina tubular refrigerante do sistema de aquecimento, e a área interna da embarcação é preenchida com água fria. O refrigerante aquece as paredes da bobina tubular e elas, por sua vez, aquecem a água fria do recipiente.

Esta é aproximadamente a aparência de um diagrama tradicional de conexão de uma caldeira de aquecimento indireto. Neste caso, o aparelho funciona em conjunto com uma caldeira de aquecimento

Esquema caldeira de aquecimento indireto geralmente feito usando a tecnologia de contrafluxo de dois meios, com níveis de temperatura diferentes. Ou seja, se a saída de água aquecida estiver na parte inferior do tanque e o tubo de abastecimento de água fria estiver localizado mais alto, neste caso o refrigerante é fornecido à serpentina no nível superior.

A configuração reversa é realizada se a entrada e saída de água fria forem invertidas. Na prática, os esquemas com saída superior de água aquecida são mais comuns.

Para reduzir as perdas de calor, uma caldeira de aquecimento indireto de fabricação própria deve ser isolada. Um bom isolante térmico é a lã mineral.

Considerando que uma caldeira de aquecimento indireto pertence a um equipamento de canalização térmica, o dispositivo e a tubagem adjacente estão sujeitos a isolamento térmico.

É aconselhável instalar o sistema próximo de caldeira do sistema de aquecimento. Esta abordagem irá garantir custos mais baixos de instalação de equipamentos e as perdas de calor no caminho do sistema de aquecimento para a caldeira de aquecimento indireto serão significativamente reduzidas.

A seleção de fotos a seguir mostrará um exemplo de fabricação de uma caldeira simples de aquecimento indireto:

Projeto e instalação DIY

A principal tarefa na fase de projeto do tipo "faça você mesmo" é selecionar um tanque de armazenamento cujo volume cubra as necessidades de água quente.

Selecionando capacidade de armazenamento

Para a maioria dos casos de funcionamento do sistema, o cálculo da necessidade é feito para 3 a 4 pessoas (família média). Segundo as normas, uma pessoa consome cerca de 70 l/dia. Ou seja, para a família média basta instalar uma caldeira de aquecimento indireto com volume de 200 litros. Com tal capacidade, a necessidade é plenamente satisfeita.

Atenção especial deve ser dada à seleção de um recipiente para convertê-lo em caldeira de aquecimento indireto. Deve ser um recipiente forte e durável que não seja suscetível à corrosão.

Um tanque para aquecimento de água fria geralmente é escolhido para instalação vertical, mas a opção de instalação na posição horizontal também é possível. Como tanque de caldeira, é permitido o uso de recipientes feitos de materiais duráveis ​​​​e resistentes ao calor.

Naturalmente, o material do recipiente deve ser selecionado levando em consideração suas altas propriedades anticorrosivas, expansão térmica permitida e outras características de desempenho.

Os materiais adequados incluem:

• alumínio;
• aço inoxidável;
• polímeros especiais.

Deve ser lembrado: caldeiras de qualquer tipo são vasos de pressão.Além disso, o fluido de aquecimento pode aquecer até altas temperaturas (90ºC e acima). Com base nessas propriedades das instalações de caldeiras, você mesmo deve projetar e construir o sistema.

Na prática, muitas vezes você se depara com designs realmente absurdos, também feitos por você mesmo, por exemplo, a partir de uma garrafa de leite comum ou de uma panela de jantar. Tais decisões devem ser evitadas.

É assim que se parece uma paródia de uma caldeira de aquecimento indireto. É um trabalho DIY decente, mas para compará-lo com um dispositivo realmente confiável e eficiente, é necessária uma abordagem completamente diferente

O projeto da caldeira de aquecimento indireto DIY também inclui o cálculo de uma bobina tubular. Aqui é necessário calcular a potência térmica necessária deste dispositivo para determinar o comprimento do tubo da bobina e seu diâmetro com base nos resultados do cálculo.

Cálculo do comprimento da bobina

O material tradicional para fazer bobinas de caldeira é cobre ou latão. Recomenda-se a escolha de um desses materiais, pois ambos possuem alto coeficiente de transferência de calor.

A eficiência da bobina (tempo de aquecimento e alcance da temperatura desejada) depende em grande parte do cálculo correto. Também é importante instalar corretamente a espiral dentro do vaso

Para calcular os valores necessários para a fabricação de uma bobina de caldeira, a seguinte fórmula é adequada:

L = Q / D* (Tg – Tx) * 3,14

Designações de letras aqui:

• eu – comprimento do tubo,
• P – potência térmica da bobina,
• D – diâmetro do tubo,
• Tg – temperatura da água quente,
• Tx – temperatura da água fria.

Vejamos um exemplo de como calcular o comprimento de um tubo de cobre para uma espiral de 20 kW para uma caldeira de aquecimento indireto.

Existe um tubo de cobre com diâmetro de 10 mm, adquirido no mercado da baía. Um recipiente com capacidade para 200 litros é colocado sob a caldeira. Temperaturas calculadas de água fria e quente: 15ºС e 80ºС, respectivamente.

É necessário determinar o comprimento do tubo de cobre suficiente para produzir uma espiral tubular de troca de calor com potência de 20 kW. O seguinte cálculo é realizado usando a fórmula: 20/0,01*(80-15)*3,14. Resultado do cálculo: o comprimento necessário do tubo de cobre será de 10 metros.

Fabricação e processamento de bobinas

Para fazer uma serpentina de caldeira de aquecimento indireto com capacidade de 150-200 litros, via de regra, utiliza-se um tubo de cobre ou latão com diâmetro de 10 a 20 mm. O tubo é torcido em espiral, levando em consideração uma folga residual de 5 a 7 mm entre as voltas.

É necessário fazer um vão (é permitido afastar as voltas após o enrolamento), pois é necessário compensar a dilatação do metal. Além disso, com este desenho da espiral, consegue-se o contato total da água com a superfície do tubo de cobre (latão).

Um exemplo de bobina automática para caldeira de aquecimento indireto. Um tubo de polietileno de paredes espessas é usado como tambor. Após o enrolamento, as voltas são afastadas em 1-2 mm

Em princípio, bobinas de cobre ou latão podem ser encontradas prontas para uso. Por exemplo, pegue uma bobina de algum equipamento tecnológico. Mas então você terá que levar em consideração o tamanho do recipiente existente e a correspondência da espiral em termos de potência de transferência de calor.

Muitas vezes não é possível selecionar exatamente de acordo com os parâmetros. Portanto, para não perder um tempo precioso nesse sentido, é mais lucrativo fazer você mesmo um aquecedor tubular em espiral.

É difícil fazer uma bobina com as próprias mãos sem experiência, mas essa tarefa é viável.O principal aqui é realizar o enrolamento da espiral de alta qualidade. Recomenda-se a utilização de um tambor de material adequado para enrolar um tubo de cobre (latão).

O diâmetro do tambor é aproximadamente 10-15% menor que o diâmetro interno do tanque da caldeira. Como resultado, se o diâmetro interno do tanque for 500 mm, então o valor do diâmetro da bobina será: (500 – 500/10) = 450 mm.

Uma das opções possíveis é a instalação de uma conexão roscada na extremidade do tubo da bobina. A extremidade livre da conexão roscada caberá em um orifício na parede do recipiente

Nas extremidades do tubo, torcido em espiral, será necessário montar o contato acessórios roscados. Para resolver este problema você precisa:

1. Obtenha um corte uniforme nas extremidades do tubo tratando-as com um corta-tubos.
2. Coloque porcas de crimpagem nas extremidades do tubo.
3. Processe as bordas do tubo com um alargador.
4. Instale as conexões e aperte-as firmemente ao tubo com porcas.

Não é necessário utilizar exclusivamente acessórios roscados de dupla face. Se você tiver habilidades para soldar tubos de cobre e as ferramentas apropriadas, poderá instalar conexões roscadas de um lado usando o método de soldagem.

Além disso, dependendo do material do corpo do recipiente, não pode ser descartada a opção de soldar diretamente nas paredes do recipiente. Porém, ao fazer você mesmo uma caldeira de aquecimento indireto, esta etapa não é recomendada devido à complexa operação tecnológica.

Uma vez montado com ferragens ou soldado, o elemento trocador de calor (bobina da caldeira) já pode ser considerado pronto para instalação e posterior operação. Resta preparar um local para instalação diretamente no tanque da caldeira e integrar o aquecedor de água na embarcação.

Preparando o tanque da caldeira

Como colocar uma espiral de cobre (latão) acabada dentro de um tanque de caldeira se o recipiente for sólido? Neste caso, será necessário cortar com cuidado a parte superior e fazer uma tampa que será fixada ao corpo da embarcação com parafusos.

Os assentos da tampa e do tanque são nivelados, polidos e equipados com junta de borracha. Enquanto isso, a instalação interna (e manutenção) parece mais conveniente se houver duas tampas no contêiner - superior e inferior.

Um exemplo de disposição de tampa em um recipiente utilizado para uma caldeira de aquecimento indireto. A vedação é obtida através de gaxetas e parafusos em toda a circunferência

Após a instalação da tampa do tanque da caldeira, o problema de instalação da bobina dentro do tanque desaparece por si só. Agora basta fazer dois furos no corpo da embarcação, focando na localização das extremidades do tubo espiral. O diâmetro dos furos deve corresponder ao diâmetro da parte roscada da ferragem com margem de 1-2 mm.

As partes roscadas das conexões são passadas nos furos, previamente instaladas juntas de vedação. Em seguida, os contra-acessórios são aparafusados ​​​​na parte externa da parede do tanque e a conexão é bem apertada.

Com este tipo de montagem, a serpentina de aquecimento é bastante estável, mas são necessários suportes adicionais. O fluxo de refrigerante sob pressão dentro do tubo é frequentemente acompanhado pelo aparecimento de vibrações. Suportes adicionais compensarão o defeito.

Opção de transição de tubos de serpentina de caldeira para linhas principais com líquido refrigerante do sistema de aquecimento. Acessórios retos atuam simultaneamente como fixadores

No corpo da caldeira de aquecimento indireto também é necessário fazer furos para coleta e escoamento da água, pressionar tubos curtos e instalar válvulas de corte nos tubos.Se desejar, você pode complementar o dispositivo com um termômetro com mostrador.

Concluída a instalação de todos os componentes, o corpo do vaso é fechado externamente com material isolante. Lã mineral com revestimento superior de folha metálica é adequada aqui.

Instruções para conectar e iniciar o sistema

Em primeiro lugar, uma caldeira de aquecimento indireto caseira deve ser ligada à rede de aquecimento. Quando for utilizado um sistema de aquecimento autónomo, caldeira incluída na rede de caldeiras domésticas.

A ligação mecânica é feita com a tampa do tanque da caldeira aberta. Após a conexão, é necessário abrir ligeiramente a válvula de corte que conecta à linha de retorno do líquido refrigerante e certificar-se de que não há vazamentos tanto na parte externa quanto na parte interna do dispositivo.

Antes de colocar em pleno funcionamento uma caldeira caseira de aquecimento indireto, é recomendável realizar um teste de vazamento do sistema. A foto mostra uma cópia de fábrica

Se nenhum vazamento for encontrado, abra a linha de fornecimento de refrigerante. É necessário esperar algum tempo para que a bobina aqueça até a temperatura do sistema de aquecimento. No modo de aquecimento total, verifique novamente cuidadosamente a bobina e todos os pontos de conexão quanto a possíveis vazamentos.

Se a verificação mostrar a integridade do sistema, feche a tampa do recipiente e conecte linhas de alimentação e desmontagem água aquecida. O sistema é testado em modo de transferência de calor real.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Um cilindro de gás usado costuma ser usado para fazer dispositivos caseiros. Apresentamos um vídeo sobre como fazer um BKN a partir de um corpo cilíndrico.

Aqui descrevemos apenas uma opção dentre todas as possíveis que existem e são utilizadas com sucesso.Deve-se notar que existem muitas opções para projetos independentes de caldeiras de aquecimento indireto.

Por exemplo, em vez de um tanque de armazenamento cilíndrico, são utilizados recipientes retangulares. O enrolamento da espiral da bobina não é de camada única, mas de múltiplas camadas. O termoacumulador é complementado com uma resistência elétrica. As ideias de design não têm limites.

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