Intercambiador de calor de aire para chimenea hecho por uno mismo: ejemplos de fabricación y consejos de expertos

La productividad del funcionamiento de la caldera, del horno de calefacción o del horno de sauna se puede mejorar instalando en el tubo un dispositivo simple y a la vez eficaz: un intercambiador de calor. Sin embargo, para su funcionamiento productivo es necesario conocer las características de diseño y las reglas de fabricación del dispositivo. ¿Está de acuerdo?

Le contaremos cómo hacer un intercambiador de calor para chimenea con sus propias manos. Enumeraremos qué modificaciones son adecuadas para la instalación independiente, explicaremos en qué se diferencia el modelo de aire del de agua. Teniendo en cuenta nuestras recomendaciones, usted podrá aumentar significativamente la transferencia de calor de los equipos de calefacción.

Principio de funcionamiento del intercambiador de calor de aire

La función principal del intercambiador de calor es transferir la energía de los productos de combustión en la chimenea al refrigerante, que puede ser agua o aire. Los intercambiadores de calor instalados en chimeneas (esto se aplica a las modificaciones de agua) a menudo se denominan economizadores.

Estos dispositivos recogen y transfieren a la habitación el calor que simplemente se pierde en la atmósfera, de modo que la energía térmica generada por el horno se utiliza al máximo. Además del agua de grifo normal, a veces se utilizan otros líquidos: aceite o anticongelante.

En relación con esto, todos los dispositivos se dividen en dos grandes categorías:

• de aire;
• líquidos (de agua).

La elección de uno u otro tipo depende de varios factores. Los más importantes son la configuración y el material de la chimenea, así como las características del propio dispositivo.

Esquema del intercambiador de calor de aire. Se considera menos eficiente que el análogo líquido, pero tiene una construcción simple, lo que lo hace adecuado para la fabricación independiente.

Analicemos cómo funciona el modelo de aire. La construcción del dispositivo es simple: un cuerpo resistente con un espacio interno dividido. El papel de los divisores lo desempeñan placas o tubos, cuya función principal es frenar el movimiento de los gases calientes y dirigir el calor en la dirección adecuada.

Algunos divisores (compuertas) no se sueldan, sino que se hacen móviles. Mediante el deslizamiento/extracción de las placas metálicas se puede regular la fuerza de tiro, reduciendo o aumentando así el rendimiento del dispositivo de calefacción.

Los intercambiadores de calor de aire se denominan convectores, ya que su funcionamiento se basa en el principio de convección. El aire frío de la habitación ingresa al dispositivo, donde su temperatura aumenta por la acción de los gases calientes de la combustión. Una vez caliente, se desplaza a través de otra abertura de regreso a la habitación o al sistema de calefacción.

Tipos de dispositivos para chimenea

Entre las variedades de aire, el modelo tradicional para fabricación propia es el intercambiador de calor tubular, aunque existen muchas otras opciones.

Consideremos los tipos principales que son relevantes para la instalación en la chimenea de estufas de combustión lenta, estufas pequeñas de hierro fundido, estufas de aceite usado. El calor que convierten a partir de la energía de los productos de combustión se denomina seco.

Si se representa esquemáticamente la parte interior de los dispositivos, puede tener las siguientes variaciones.

Tubos dispuestos horizontal o verticalmente, soldados al cuerpo de la cámara de combustión. La disposición vertical es más eficaz, ya que el aire circula mejor a través de los conductos. El material de fabricación es acero.

Para soldar a las paredes se pueden usar fragmentos de tubos con diámetros de 50 mm a 200 mm. Se considera que la forma de la sección, rectangular o circular, no es fundamentalmente importante.

Tubo enrollado alrededor de la cámara de combustión. Para una buena transferencia de calor, bastan 2 o 3 vueltas, que es mejor separar ligeramente para aumentar el área de calefacción.

El rendimiento depende en gran medida de la diferencia entre los niveles de entrada y salida del aire. La fuerza de tiro está determinada por la diferencia de temperatura, por lo que la abertura de toma a menudo se saca al exterior.

Tabiques dentro del cuerpo. Un laberinto peculiar se compone de placas metálicas instaladas verticalmente. El espesor óptimo de las piezas es de 6 mm a 8 mm.

Los orificios de entrada y salida del conducto de aire deben ubicarse frente al inicio y final del laberinto. En la parte superior se instala y suelda una tapa metálica que garantiza la estanqueidad del cuerpo.

Tubos que atraviesan la cámara de combustión.

La estructura integrada debe crearse durante el montaje de la estufa casera, antes de que se suelden las paredes. Los canales están dispuestos en paralelo, a cierta distancia entre sí. La sección de los tubos es de 50 mm o más.

Con canales dispuestos verticalmente, el movimiento del aire es más intenso, por lo tanto, el rendimiento del aparato aumenta. Pero en algunos casos, son apropiados los dispositivos con tubos dispuestos horizontalmente o con tabiques. Cada uno de los modelos mencionados es adecuado para fabricación propia, si se tienen habilidades de soldadura.

¿Qué material es mejor?

Al construir el intercambiador de calor se utilizan piezas metálicas – láminas galvanizadas, cilindros de gas, tuberías de varios diámetros, piezas de hierro fundido, etc. No se recomienda usar hierro fundido, porque en comparación con el acero, es frágil y pesado, lo que dificulta su instalación en la chimenea.

La opción óptima es el acero austenítico. El acero inoxidable soporta fácilmente los cambios térmicos, es resistente a daños mecánicos, y puede ser procesado y soldado por uno mismo.

Tabla de las principales características técnicas de los aceros austeníticos AISI. Se puede observar cómo cambian las propiedades de los materiales de los tipos 304 (304L) y 316 (316L) al calentarse.

El acero galvanizado es inferior al acero aleado o austenítico, ya que no está diseñado para calentarse. El régimen de alta temperatura conduce a la liberación de óxidos de zinc, perjudiciales para la salud, por lo que si se planea elevar la temperatura en la chimenea hasta +419,5 ºC, se debe rechazar el galvanizado. Es mejor adquirir un material caro pero seguro.

Opciones de fabricación de dispositivos por uno mismo

Ofrecemos varios proyectos sencillos de fabricación propia que, si se desea, se pueden realizar a partir de piezas metálicas con ayuda de soldadura y herramientas eléctricas.

Reseña del intercambiador de calor a partir de un cilindro de gas

Si se instala un dispositivo casero en una estufa de leña, la eficiencia de calefacción en la habitación aumentará entre un 30-40%. Cuanto más pequeña sea la superficie del garaje o taller, mayor será la productividad del aparato.

Proponemos considerar una opción que es ideal para pequeñas estufas del tipo 'estufa de leña', que se utilizan activamente para calentar garajes.

En general, de un cilindro de gas se obtiene un intercambiador de calor bastante ordenado y eficiente para una estufa que calienta una habitación pequeña. Para aumentar aún más la eficiencia de calefacción sin cambiar drásticamente el diseño, se pueden instalar ventiladores en los tubos y aumentar el número de tubos a 4-5.

Fotoreseña del economizador Ferringer

Como modelo para fabricación pueden servir las versiones de fábrica de fabricantes populares. Por ejemplo, la empresa Feringer, conocida por la producción de estufas, ofrece chimeneas prefabricadas que, en esencia, son intercambiadores de calor.

Consideremos modelos de construcción sencilla. Todas las piezas que los componen se pueden hacer por uno mismo.

La idea principal que se puede tomar de los modelos avanzados de Feringer – es el uso de cuatro tubos en lugar de uno. Si la estufa ya está instalada en el garaje o en el cuarto de servicio, retiramos parte de la chimenea, instalamos en su lugar un economizador de cuatro tubos, y la temperatura en la habitación aumenta inmediatamente varios grados.

Convector de aire casero

El modelo propuesto está completamente hecho de piezas de acero. Es un intercambiador de calor que, en dimensiones, es aproximadamente 1,5 veces más voluminoso que la chimenea.

Consiste en un tambor con tubos dispuestos perpendicularmente a la tubería de salida de humos. El acero inoxidable no se eligió en vano: soporta fácilmente altas temperaturas, se limpia bien y no se quema.

Para el trabajo se necesitarán:

• tubo de acero de 30 mm de diámetro (para hacer 8 segmentos iguales);
• fragmento de tubo de 50 mm (para el canal central);
• lámina metálica de 2 mm de espesor (para fabricar 2 placas circulares y la carcasa);
• bote de pintura de 20 l (para el adaptador de la chimenea).

También es necesario preparar herramientas para cortar y soldar metal.

Esta es una de las mejores opciones de intercambiador de calor de aire para la chimenea de una estufa de garaje o de un cuarto de servicio. El diseño se puede simplificar, soldando tabiques metálicos en lugar de tubos, pero el principio de funcionamiento seguirá siendo el mismo: el aire caliente de la chimenea será una fuente adicional de calor para la habitación.

El proceso de fabricación de la chimenea para una estufa pequeña de hierro fundido está dedicado al artículo que recomendamos. Es mejor equipar el conducto de humos con un intercambiador de calor durante su fabricación.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Varias recomendaciones en video ayudarán a comprender mejor la estructura y el principio de funcionamiento de un intercambiador de calor casero.

Video #1. Consejos para fabricar un modelo a partir de tubos:

Video #2. Modelo de chapa perfilada de aluminio:

Video #3. Versión sencilla con materiales disponibles:

Como puede ver, para aumentar el rendimiento de la estufa en el garaje, el cobertizo o la sauna, no es necesario gastar en costosos dispositivos, sino que puede hacer un dispositivo eficaz con sus propias manos. Para el trabajo se necesitarán habilidades para trabajar con metal y un esquema aproximado de montaje.

¿Sabe cómo hacer una versión original de un intercambiador de calor para instalar en el tubo de la chimenea con sus propias manos? ¿Han surgido preguntas durante la lectura de la información presentada o tienen información útil para los visitantes del sitio y para nosotros? Por favor, escriba comentarios en el bloque ubicado abajo.