Cómo hacer un boiler de calefacción indirecta casero: instrucciones y consejos de fabricación

La presencia de un sistema de agua caliente es parte del confort habitual de una vivienda moderna. Sin embargo, no siempre es posible resolver la tarea de conectar las comunicaciones centralizadas a una propiedad suburbana.

Por ello, los propietarios de viviendas particulares instalan un suministro autónomo de agua caliente, utilizando el circuito de calefacción como fuente de calor. Para resolver el problema, solo será necesario construir un calentador de agua de calefacción indirecta con sus propias manos.

Le contaremos cómo hacer un aparato útil en el hogar. En el artículo se describen detalladamente las reglas de instalación y conexión del equipo que suministra agua sanitaria a los puntos de consumo. Usted aprenderá cómo preparar el calentador para su puesta en marcha y cómo ponerlo en funcionamiento.

Dispositivo del calentador de agua de calefacción indirecta

En esencia, el aparato es un intercambiador de calor común.

Es cierto que los intercambiadores de calor se construyen tradicionalmente según el principio de «tubo en tubo», pero en este caso los elementos de intercambio de calor son un recipiente y un serpentín tubular. El recipiente de acumulación actúa como el «tubo» exterior, dentro del cual se coloca el «tubo» interior o serpentín.

A través del serpentín tubular se hace pasar el fluido caloportador del sistema de calefacción, y la zona interior del recipiente se llena con agua fría. El fluido caloportador calienta las paredes del serpentín tubular, y estas, a su vez, calientan el agua fría en el recipiente.

Así es aproximadamente el esquema tradicional de conexión de un calentador de agua indirecto. En este caso, el aparato funciona junto con la caldera de calefacción.

El esquema del calentador de agua de calefacción indirecta generalmente se realiza con la tecnología de contracorriente de dos medios, con diferentes niveles de temperatura. En otras palabras, si la salida de agua calentada está prevista en la parte inferior del depósito y el conducto de alimentación de agua fría está más arriba, en ese caso la alimentación del fluido caloportador al serpentín se realiza en el nivel superior.

La configuración inversa se realiza si la entrada y la salida del agua fría se intercambian. En la práctica, los esquemas con salida superior de agua calentada son más comunes.

Para reducir las pérdidas de calor, el calentador de agua indirecto hecho a mano debe aislarse obligatoriamente. Un buen aislante térmico es la lana mineral.

Teniendo en cuenta que el calentador de agua indirecto pertenece al equipo sanitario térmico, el aparato y el sistema de tuberías adyacente deben estar sujetos a aislamiento térmico.

Es razonable montar el sistema en las inmediaciones de la caldera del sistema de calefacción. Este enfoque garantizará menores costos de instalación del equipo, y las pérdidas de calor en el trayecto desde el sistema de calefacción hasta la caldera de calefacción indirecta se reducirán significativamente.

La siguiente selección de fotos muestra un ejemplo de fabricación del calentador de agua indirecto más sencillo:

Proyecto e instalación con sus propias manos

La tarea principal en la etapa de diseño por sus propias manos es la selección de un depósito de acumulación que, por su volumen, cubra las necesidades de agua caliente.

Selección del tanque de almacenamiento

Para la mayoría de los casos de operación del sistema, el cálculo de la demanda se realiza para 3-4 personas (una familia promedio). Según las normas, una persona consume aproximadamente 70 l/día. Es decir, para una familia promedio es suficiente instalar un calentador de agua de calentamiento indirecto con un volumen de 200 litros. Con esta capacidad, la demanda se satisface por completo.

Se debe prestar especial atención a la selección del recipiente para convertirlo en un calentador de agua de calentamiento indirecto. Debe ser un depósito fuerte, resistente y que no sea susceptible a la corrosión.

El depósito para calentar agua fría generalmente se elige para instalación vertical, pero también es posible la instalación en posición horizontal. Como depósito del calentador, se puede utilizar un recipiente fabricado con materiales resistentes y termoestables.

Por supuesto, el material del recipiente debe seleccionarse teniendo en cuenta sus altas propiedades anticorrosivas, la expansión térmica permitida y otras características de funcionamiento.

Se pueden considerar como materiales adecuados:

• aluminio;
• acero inoxidable;
• polímeros especiales.

Hay que recordar: los calentadores de agua de cualquier tipo son recipientes que funcionan bajo presión. Además, el fluido caloportador del sistema de calefacción puede calentarse a alta temperatura (90 °C o más). Teniendo en cuenta estas propiedades de los calentadores, se debe diseñar y construir el sistema por sus propias manos.

En la práctica, a menudo se encuentran construcciones realmente absurdas, también hechas por sus propias manos, por ejemplo, a base de una lata de leche común o una cacerola de cocina. Deben evitarse tales soluciones.

Así se ve una parodia de un calentador de agua de calentamiento indirecto. Está hecho por sus propias manos de manera digna, pero para compararlo con un dispositivo realmente confiable y eficaz se necesita un enfoque completamente diferente.

El diseño de un calentador de agua de calentamiento indirecto, realizado por sus propias manos, también incluye el cálculo del serpentín tubular. Aquí es necesario calcular la potencia térmica requerida de este dispositivo para, en función del resultado, determinar la longitud de la tubería del serpentín y su diámetro.

Cálculo de la longitud del serpentín

El material tradicional para la fabricación de serpentines de calentadores es cobre o latón. Se recomienda elegir exactamente uno de estos materiales, ya que ambos tienen un alto coeficiente de transferencia de calor.

La eficiencia del serpentín (tiempo de calentamiento y alcance de la temperatura requerida) depende en gran medida de un cálculo correcto. También es importante realizar adecuadamente la instalación de la espiral dentro del recipiente.

Para calcular los valores necesarios para la fabricación del serpentín del calentador, se aplica la fórmula:

L = Q / D* (Tg – Tx) * 3,14

Las designaciones de las letras aquí:

• L – longitud del tubo,
• Q – potencia térmica del serpentín,
• D – diámetro del tubo,
• Tg – temperatura del agua caliente,
• Tx – temperatura del agua fría.

Analicemos un ejemplo de cómo calcular la longitud de un tubo de cobre para una espiral de 20 kW para un calentador de calefacción indirecta.

Hay un tubo de cobre de 10 mm de diámetro, adquirido en el mercado en una bobina. Para el calentador se tomó un recipiente de 200 litros. Los valores calculados de temperatura del agua fría y caliente: 15 °C y 80 °C, respectivamente.

Se requiere determinar la longitud del tubo de cobre suficiente para producir una espiral tubular intercambiadora de calor de 20 kW. Según la fórmula, se realiza el siguiente cálculo: 20/0,01*(80-15)*3,14. El resultado del cálculo: la longitud necesaria del tubo de cobre será de 10 metros.

Fabricación y tratamiento del serpentín

Para la fabricación del serpentín de un calentador de calefacción indirecta con capacidad de 150-200 litros, generalmente se toma un tubo de cobre o latón de 10-20 mm de diámetro. El tubo se enrolla en espiral dejando un espacio residual de 5-7 mm entre las vueltas.

El espacio debe hacerse obligatoriamente (se permite separar las vueltas después del enrollado), ya que se necesita compensar la expansión del metal. Además, con esta disposición de la espiral se logra un contacto completo del agua con la superficie del tubo de cobre (latón).

Ejemplo de enrollado casero de serpentín para calentador de calefacción indirecta. Como tambor se utiliza un tubo de polietileno de paredes gruesas. Después del enrollado, las vueltas se separan entre 1 y 2 mm.

En principio, se pueden encontrar serpentines de cobre o latón ya listos para su uso. Por ejemplo, tomar un serpentín de algún equipo tecnológico. Pero entonces habrá que tener en cuenta las dimensiones del recipiente existente y la correspondencia de la espiral en cuanto a potencia de intercambio de calor.

A menudo no es posible realizar una selección exacta que coincida con los parámetros. Por lo tanto, para no perder tiempo valioso, en este sentido es más ventajoso fabricar el calentador tubular espiral por sí mismo.

Fabricar un serpentín por sí mismo sin experiencia es difícil, pero es una tarea realizable. Lo principal aquí es realizar un enrollado de calidad de la espiral. Para enrollar el tubo de cobre (latón), se recomienda utilizar un tambor de un material adecuado.

El diámetro del tambor es aproximadamente un 10-15% menor que el diámetro interior del depósito de la caldera. En consecuencia, si el diámetro interior del depósito es de 500 mm, entonces el valor del diámetro del serpentín será: (500 – 500/10) = 450 mm.

Una de las posibles opciones de instalación de un racor roscado en la parte terminal del tubo del serpentín. El extremo libre del racor con rosca entrará en el orificio de la pared del recipiente.

En los extremos del tubo enrollado en espiral, será necesario montar racores roscados de contacto. Para resolver esta tarea, se necesita:

1. Obtener un corte recto en los extremos del tubo, procesándolos con un cortatubos.
2. Poner las tuercas de compresión en los extremos del tubo.
3. Procesar los bordes del tubo con un escariador.
4. Instalar los racores y apretarlos firmemente al tubo con las tuercas.

No es necesario utilizar exclusivamente racores roscados de doble cara. Si se tienen habilidades para soldar tubos de cobre y la herramienta adecuada, se pueden instalar racores roscados de una sola cara mediante soldadura.

Además, dependiendo del material del cuerpo del recipiente, no se descarta la opción de soldar directamente a las paredes del depósito. Sin embargo, al fabricar de forma independiente un calentador de agua de calefacción indirecta, este paso no se recomienda debido a la complejidad de la operación tecnológica.

En su forma ensamblada con racores o soldada, el elemento de intercambio de calor (serpentín de la caldera) ya se puede considerar listo para su instalación y posterior operación. Solo quedará preparar el lugar para el montaje directamente en el depósito de la caldera e incorporar el calentador de agua al recipiente.

Preparación del tanque del calentador

¿Cómo colocar la espiral de cobre (latón) terminada dentro del tanque de la caldera si el depósito es de una sola pieza? En este caso, habrá que cortar con cuidado la parte superior y hacer una tapa que se fijará al cuerpo del recipiente con pernos.

Las superficies de acoplamiento de la tapa y del tanque se nivelan, se lijan y se equipan con una junta de goma. Mientras tanto, el montaje (y el mantenimiento) interior parece más conveniente si se hacen dos tapas en el depósito: una superior y otra inferior.

Ejemplo de disposición de la tapa en un recipiente utilizado como calentador de agua de calefacción indirecta. El sellado se logra mediante una junta y pernos alrededor de toda la circunferencia.

Después de instalar la tapa en el depósito de la caldera, el problema de montar el serpentín dentro del tanque se resuelve por sí solo. Ahora basta con perforar dos agujeros en el cuerpo del recipiente, orientándolos según la ubicación de los extremos del tubo de la espiral. El diámetro de los agujeros debe corresponder al diámetro de la parte roscada de los racores, con un margen de 1-2 mm.

Las partes roscadas de los racores se pasan a través de los agujeros, habiendo colocado previamente juntas de sellado. Luego, desde el exterior de la pared del tanque, se enroscan los racores opuestos y se aprieta firmemente la unión.

Con esta fijación, la espiral calefactora es bastante estable, pero es necesario realizar soportes adicionales. El flujo del refrigerante a presión dentro del tubo a menudo se acompaña de vibraciones. Los soportes adicionales compensarán el defecto.

Opción de transición desde los tubos del serpentín del calentador a las líneas principales con el refrigerante del sistema de calefacción. Los accesorios rectos también cumplen la función de sujeción.

En el cuerpo del calentador de calefacción indirecta también es necesario hacer orificios para la entrada y drenaje de agua, presionar en ellos tuberías cortas, y en las tuberías montar grifos de cierre. Si se desea, se puede complementar el aparato con un termómetro de aguja.

Una vez finalizado el montaje de todos los componentes, el cuerpo del recipiente se cubre externamente con material aislante. Aquí será adecuada la lana mineral con revestimiento de aluminio superior.

Instrucciones para la conexión y puesta en marcha del sistema

En primer lugar, el calentador de agua casero de calefacción indirecta debe conectarse a la red de calefacción. Allí donde se utiliza un sistema de calefacción autónomo, la caldera de calefacción indirecta se incluye en la red de la caldera doméstica.

La conexión mecánica se realiza con la tapa del recipiente del calentador abierta. Después de la conexión, es necesario abrir ligeramente la válvula de cierre que conecta con la línea de retorno del refrigerante y asegurarse de que no haya fugas tanto en el exterior como en el interior del dispositivo.

Antes de poner en funcionamiento completamente el calentador casero de calefacción indirecta, se recomienda realizar una prueba de estanqueidad del sistema. En la foto – un ejemplar de fábrica.

Si no se detectan fugas, se abre la línea de suministro del refrigerante. Es necesario esperar un tiempo para que el serpentín se caliente hasta la temperatura del sistema de calefacción. En el modo de calentamiento completo, verificar nuevamente el serpentín y todos los puntos de conexión en busca de posibles fugas.

Si la verificación muestra la integridad del sistema, se cierra la tapa del recipiente y se conectan las líneas de suministro y consumo de agua calentada. Se prueba el sistema en modo de intercambio de calor real.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Un cilindro de gas usado se utiliza a menudo para fabricar dispositivos caseros. Presentamos un video sobre cómo hacer un calentador de calefacción indirecta a partir del cuerpo de un cilindro.

Aquí se describe solo una de todas las variantes posibles que existen y se aplican con éxito. Cabe señalar que hay muchas variantes de construcciones independientes de calentadores de calefacción indirecta.

Por ejemplo, en lugar de un recipiente de almacenamiento cilíndrico se utilizan recipientes rectangulares. El bobinado de la espiral del serpentín se hace no de una sola capa, sino de varias capas. Se complementa el calentador de agua con una resistencia eléctrica. Las ideas de diseño no tienen límites.

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