Como fazer um boiler de aquecimento indireto com as próprias mãos: instruções e dicas de fabricação

A presença de água encanada quente é parte do conforto habitual em uma residência moderna. No entanto, nem sempre é possível resolver o problema de levar comunicações centralizadas para propriedades rurais.

Por isso, os proprietários de residências particulares organizam um abastecimento autônomo de água quente, usando o circuito de aquecimento como fonte de calor. Para resolver o problema, basta construir um boiler de aquecimento indireto com as próprias mãos.

Vamos explicar como fazer um aparelho útil para o lar. No artigo, descrevemos detalhadamente as regras de instalação e conexão do equipamento que fornece água sanitária para os pontos de consumo de água. Você aprenderá como preparar o boiler para a partida e como colocá-lo em operação.

Funcionamento do boiler de aquecimento indireto

Na prática, o aparelho é um trocador de calor comum.

Na verdade, os trocadores de calor são tradicionalmente construídos no princípio 'tubo dentro de tubo', mas neste caso, os elementos de troca térmica são um vaso e uma serpentina tubular. O tanque de armazenamento atua como o tubo externo, dentro do qual é colocado o tubo interno ou serpentina.

Através da serpentina tubular, passa o fluido de aquecimento do sistema de aquecimento, e a área interna do recipiente é preenchida com água fria. O fluido de aquecimento aquece as paredes da serpentina tubular, que, por sua vez, aquecem a água fria no recipiente.

É mais ou menos assim que se parece o esquema tradicional de conexão de uma caldeira de aquecimento indireto. Neste caso, o aparelho funciona em conjunto com uma caldeira de aquecimento.

O esquema da caldeira de aquecimento indireto geralmente é feito com a tecnologia de contracorrente de dois meios com diferentes níveis de temperatura. Em outras palavras, se a saída de água aquecida estiver na parte inferior do tanque e o tubo de alimentação de água fria estiver acima, neste caso, o fornecimento de fluido de aquecimento para a serpentina é realizado no nível superior.

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

Para reduzir as perdas de calor, a caldeira de aquecimento indireto feita à mão deve ser isolada. Um bom isolante térmico é a lã mineral.

Considerando que a caldeira de aquecimento indireto é um equipamento sanitário térmico, o aparelho e a tubulação adjacente estão sujeitos a isolamento térmico.

É razoável montar o sistema nas proximidades da caldeira do sistema de aquecimento. Esta abordagem garantirá menos custos de instalação do equipamento, e as perdas de calor no caminho do sistema de aquecimento para a caldeira de aquecimento indireto serão significativamente reduzidas.

A seguinte seleção de fotos apresenta um exemplo de fabricação da caldeira de aquecimento indireto mais simples:

Projeto e instalação faça você mesmo

A principal tarefa na fase de projeto feito por você mesmo é a seleção de um tanque de armazenamento que, pelo seu volume, cubra as necessidades de água quente.

Escolha do tanque de armazenamento

Para a maioria dos casos de operação do sistema, o cálculo da necessidade é feito para 3-4 pessoas (família média). De acordo com as normas, uma pessoa consome cerca de 70 L/dia. Ou seja, para uma família média é perfeitamente suficiente instalar um boiler de aquecimento indireto com volume de 200 L. Com essa capacidade, a necessidade é totalmente atendida.

A seleção do vaso para convertê-lo em um boiler de aquecimento indireto deve receber atenção especial. Deve ser um recipiente resistente, durável, não sujeito à corrosão.

O tanque para aquecimento de água fria geralmente é escolhido para instalação vertical, mas a opção de montagem na posição horizontal também não é excluída. Como tanque do boiler, é permitido usar recipientes feitos de materiais termorresistentes resistentes.

Naturalmente, o material do recipiente deve ser escolhido considerando suas altas propriedades anticorrosivas, expansão térmica admissível e outras características operacionais.

Materiais adequados podem ser considerados:

• alumínio;
• aço inoxidável;
• polímeros especiais.

Deve-se lembrar: boilers de qualquer tipo são vasos que operam sob pressão. Além disso, o fluido de aquecimento do sistema de aquecimento pode aquecer a altas temperaturas (90°C e acima). Com base nessas propriedades das instalações de boiler, deve-se projetar e construir o sistema manualmente.

Na prática, muitas vezes encontram-se construções realmente absurdas, também feitas manualmente, por exemplo, baseadas em um simples galão de leite ou panela de cozinha. Tais soluções devem ser evitadas.

Assim se parece a paródia de um boiler de aquecimento indireto. Feito manualmente de forma digna, mas para comparar com um dispositivo realmente confiável e eficiente, é necessária uma abordagem completamente diferente.

O projeto de um boiler de aquecimento indireto feito manualmente também inclui o cálculo da serpentina tubular. Aqui é necessário calcular a potência térmica necessária deste dispositivo para, com base no resultado, determinar o comprimento do tubo da serpentina e seu diâmetro.

Cálculo do comprimento da serpentina

O material tradicional para fabricação de serpentinas de boilers é cobre ou latão. Recomenda-se escolher um desses materiais, pois ambos possuem alto coeficiente de transferência de calor.

A eficiência do funcionamento da serpentina (tempo de aquecimento e alcance da temperatura necessária) depende em grande parte do cálculo correto. Também é importante realizar a instalação da espiral dentro do vaso de forma adequada.

Para calcular os valores necessários para a fabricação da serpentina do boiler, a fórmula é adequada:

L = Q / D* (Tg – Tx) * 3,14

As designações das letras aqui:

• L – comprimento do tubo,
• Q – potência térmica da serpentina,
• D – diâmetro do tubo,
• Tq – temperatura da água quente,
• Tf – temperatura da água fria.

Vamos analisar um exemplo de como calcular o comprimento de um tubo de cobre para uma espiral de 20 kW para um aquecedor de água indireto.

Há um tubo de cobre com diâmetro de 10 mm, adquirido no mercado em bobina. Para o aquecedor, foi utilizado um recipiente com capacidade de 200 litros. Os valores calculados das temperaturas da água fria e quente: 15 °C e 80 °C, respectivamente.

É necessário determinar o comprimento do tubo de cobre suficiente para fabricar uma espiral tubular trocadora de calor com potência de 20 kW. Pela fórmula, realiza-se o seguinte cálculo: 20/0,01*(80-15)*3,14. O resultado do cálculo: o comprimento necessário do tubo de cobre será de 10 metros.

Fabricação e tratamento da serpentina

Para a fabricação da serpentina de um aquecedor de água indireto com capacidade de 150-200 litros, geralmente utiliza-se um tubo de cobre ou latão com diâmetro de 10 a 20 mm. O tubo é enrolado em espiral, considerando uma folga residual de 5-7 mm entre as voltas.

A folga deve ser feita obrigatoriamente (é permitido afastar as voltas após a enrolação), pois é necessária a compensação da expansão do metal. Além disso, com essa configuração da espiral, consegue-se o contato total da água com a superfície do tubo de cobre (ou latão).

Exemplo de enrolamento caseiro de serpentina para aquecedor de água indireto. Como tambor, utiliza-se um tubo de polietileno de parede espessa. Após o enrolamento, as voltas são afastadas em 1-2 mm.

Em princípio, serpentinas de cobre ou latão podem ser encontradas já prontas para uso. Por exemplo, pegar uma serpentina de algum equipamento tecnológico. Mas então será necessário considerar as dimensões do recipiente existente e a correspondência da espiral em termos de potência de troca térmica.

Muitas vezes, não é possível fazer a seleção exata de acordo com os parâmetros. Portanto, para não perder tempo precioso, nesse sentido, é mais vantajoso fabricar o aquecedor espiral tubular você mesmo.

Fabricar uma serpentina manualmente sem experiência é difícil, mas é uma tarefa realizável. Aqui, o principal – é realizar um enrolamento de espiral de qualidade. Para o enrolamento do tubo de cobre (latão), recomenda-se usar um tambor de material adequado.

O diâmetro do tambor é cerca de 10-15% menor que o diâmetro interno do recipiente do aquecedor. Assim, se o diâmetro interno do tanque for 500 mm, então o valor do diâmetro da serpentina será: (500 – 500/10) = 450 mm.

Uma das possíveis opções de instalação de uma conexão roscada na parte final do tubo da serpentina. A extremidade livre da conexão com rosca entrará no orifício na parede do recipiente.

Nas extremidades do tubo enrolado em espiral, será necessário montar conexões roscadas de contato. Para resolver esta tarefa, é necessário:

1. Obter um corte reto nas extremidades do tubo, processando-as com um cortador de tubos.
2. Colocar porcas de aperto nas extremidades do tubo.
3. Processar as bordas do tubo com um escareador.
4. Instalar as conexões e apertá-las firmemente contra o tubo com as porcas.

Não é obrigatório usar exclusivamente conexões roscadas de dois lados. Se você tem habilidades em soldar tubos de cobre e a ferramenta adequada, pode instalar conexões roscadas de um lado usando o método de soldagem.

Além disso, dependendo do material do corpo do vaso, não se descarta a opção de soldar diretamente nas paredes do tanque. No entanto, ao fabricar seu próprio aquecedor de água indireto, esta etapa não é recomendada devido à complexidade da operação técnica.

Na forma montada com conexões ou soldada, o elemento de troca de calor (serpentina do aquecedor) já pode ser considerado pronto para instalação e operação subsequente. Restará preparar o local para montagem diretamente no tanque do aquecedor e incorporar o aquecedor de água no vaso.

Preparação do tanque do boiler

Como colocar a serpentina pronta de cobre (latão) dentro do tanque do aquecedor, se o tanque for inteiriço? Neste caso, você terá que cortar cuidadosamente a parte superior e fazer uma tampa que será fixada ao corpo do vaso com parafusos.

As superfícies de encaixe da tampa e do tanque são niveladas, lixadas e equipadas com uma junta de borracha. Enquanto isso, a montagem interna (e manutenção) parece mais conveniente se você fizer duas tampas no tanque – uma superior e outra inferior.

Exemplo de construção de tampa em um vaso usado como aquecedor de água indireto. A vedação é obtida com junta e fixação por parafusos em toda a circunferência.

Após a instalação da tampa no tanque do aquecedor, o problema de montagem da serpentina dentro do tanque desaparece por si só. Agora basta furar dois furos no corpo do vaso, orientando-se pela localização das extremidades do tubo da serpentina. O diâmetro dos furos deve corresponder ao diâmetro da parte roscada das conexões, com uma folga de 1-2 mm.

As partes roscadas das conexões são passadas pelos furos, após a instalação das juntas de vedação. Em seguida, do lado externo da parede do tanque, são aparafusadas as contra-conexões e a junção é apertada firmemente.

Com essa fixação, a serpentina de aquecimento é bastante estável, mas é necessário fazer suportes adicionais. O fluxo do fluido térmico sob pressão dentro do tubo frequentemente acompanha o surgimento de vibrações. Os suportes adicionais compensarão esse defeito.

Opção de transição dos tubos da serpentina do aquecedor para as linhas principais com o fluido térmico do sistema de aquecimento. As conexões retas simultaneamente atuam como fixadores.

No corpo do aquecedor de água indireto também é necessário fazer furos para entrada e drenagem de água, pressionar neles tubos curtos e montar torneiras de fechamento nos tubos. Se desejar, você pode complementar o aparelho com um termômetro de ponteiro.

Após concluir a montagem de todos os componentes, o corpo do vaso é coberto externamente com material isolante. Lã mineral com revestimento de folha de alumínio por cima será adequada.

Instruções para conexão e inicialização do sistema

Primeiramente, o boiler caseiro de aquecimento indireto precisa ser conectado à linha de aquecimento. Onde se utiliza um sistema de aquecimento autônomo, o boiler é incluído na rede da caldeira doméstica.

A conexão mecânica é feita com a tampa do tanque do boiler aberta. Após a conexão, é necessário abrir parcialmente a válvula de fechamento que conecta à linha de retorno do fluido térmico e verificar se não há vazamentos, tanto no lado externo do dispositivo quanto internamente.

Antes de colocar o boiler caseiro de aquecimento indireto em pleno funcionamento, recomenda-se realizar um teste de estanqueidade do sistema. Na foto – modelo de fábrica

Se não forem detectados vazamentos, abre-se a linha de alimentação do fluido térmico. É necessário aguardar algum tempo para que a serpentina aqueça até a temperatura do sistema de aquecimento. Em modo de aquecimento total, verifique novamente cuidadosamente a serpentina e todos os pontos de conexão quanto a possíveis vazamentos.

Se a verificação mostrar a integridade do sistema, fecha-se a tampa do vaso e conectam-se as linhas de alimentação e distribuição da água a ser aquecida. Testa-se o sistema em modo de troca de calor real.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Um cilindro de gás usado é frequentemente utilizado para fabricar dispositivos caseiros. Apresentamos um vídeo sobre como fazer um BAI (Boiler de Aquecimento Indireto) a partir do corpo do cilindro.

Aqui é descrita apenas uma das opções possíveis que existem e são aplicadas com sucesso. É importante notar que existem muitas variações de construções caseiras de boilers de aquecimento indireto.

Por exemplo, em vez de um tanque cilíndrico de armazenamento, são utilizados recipientes retangulares. O enrolamento da serpentina é feito não em uma única camada, mas em várias camadas. O aquecedor de água é complementado com uma resistência elétrica. Os projetos de design não têm limites.

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