Échangeur de chaleur à air pour conduit de fumée fait maison : exemples de fabrication et conseils d'artisans

Vous pouvez améliorer le rendement de votre chaudière, de votre poêle de chauffage ou de votre poêle de sauna en installant sur le conduit un appareil simple mais efficace : un échangeur de chaleur. Cependant, pour qu'il fonctionne de manière productive, vous devez connaître les caractéristiques de conception et les règles de fabrication de l'appareil. Êtes-vous d'accord ?

Nous allons vous expliquer comment fabriquer un échangeur de chaleur pour conduit de fumée de vos propres mains. Nous énumérerons les modifications qui conviennent à une installation autonome et expliquerons en quoi le modèle à air diffère du modèle à eau. Grâce à nos recommandations, vous pourrez augmenter considérablement le rendement thermique de vos apparaeils de chauffage.

Principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur à air

Le rô le principal de l'échangeur de chaleur est de transférer l'énergie des produits de combustion dans le conduit de fumée au fluide caloporteur, qui peut être de l'eau ou de l'air. Les échangeurs de chaleur installés dans les conduits de fumée (ceci concerne les modèles à eau) sont souvent appelés économiseurs.

Ces appareils captent et transmettent à la pièce la chaleur qui se perdrait simplement dans l'atmosphère, ce qui permet d'utiliser au maximum l'énergie thermique produite par le poêle. Outre l'eau du robinet ordinaire, on utilise parfois d'autres liquides - de l'huile ou un antigel.

De ce fait, tous les appareils sont divisés en deux grandes catégories :

• à air ;
• à liquide (à eau).

Le chox de l'un ou l'autre type dépnd de plusieurs facteurs. Les plus importants sont la configuration et le matériau du conduit de fumée, 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 à liquide, mais sa conception simple le rend adapté à une fabrication maison.

Voyons comment fonctionne le modèle à air. La conception de l'appareil est simple : un boîtier robuste avec un espace intérieur compartimenté. Les cloisons sont constituées de plaques ou de tubes, dont la fonction principale est de ralentir le mouvement des gaz chauds et de diriger la chaleur dans la direction souhaiteé.

Certaines cloisons (volets) ne sont pas soudées, mais rendues mobiles. En enfonçant ou en retirant les plaques métalliques, vou s pouvez régler la force de tirage, réduisant ou augmentant ainsi la performance de l'appareil de chauffage.

Les échangeurs de chaleur à air sont appelés convecteurs car leur fonctionnement repose sur le principe de convection. L'air froid de la pièce pénètre à l'intérieur de l'appareil, où sa température augmente sous l'effet des gaz de combustion chauds. Une fois chauffé, il se déplace par une autre ouverture, soit de retour dans la pièce, soit vers le système de chauffage.

Types d'appareils pour conduit de fumée

Parmi les variétés à air, le modèle traditionnel pour la fabrication personnelle est l'échangeur de chaleur tubulaire, bien qu'il existe de nombreuses autres options.

Examinons les principaux types qui conviennent pour l'installation sur le conduit de fumée des poêles à combustion lente, des poêles de type burzhuyka de petite taille, des poêles à huile usagée. La chaleur qu'ils transforment à partir de l'énergie des produits de combustion est appelée chaleur sèche.

Si l'on représente schématiquement la partie interne des dispositifs, elle peut prendre les variantes suivantes.

Des tubes disposés horizontalement ou verticalement, soudés au corps du foyer. La disposition verticale est plus efficace car l'air circule mieux à travers les canaux. Le matériau de fabrication est l'acier.

Pour le soudage sur les parois, on peut utiliser des fragments de tubes d'un diamètre de 50 mm à 200 mm. On considère que la forme de la section - rectangulaire ou circulaire - n'est pas fondamentalement importante.

Un tube enroulé autour du foyer. Pour une bonne dissipation de la chaleur, 2 à 3 spires suffisent ; il est préférable de les écarter légèrement pour augmenter la surface de chauffage.

La performance dépend en grande partie de la différence entre les niveaux d'entrée et de sortie de l'air. La force de tirage est déterminée par la différence de température ; c'est pourquoi l'ouverture chargée de l'aspiration est souvent dirigée vers l'extérieur.

Des cloisons à l'intérieur du boîtier. Un 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 regard du début et de la fin du labyrinthe. On installe et on soude un couvercle métallique par-dessus, assurant l'étanchéité du boîtier.

Des tubes traversant le foyer.

La structure intégrée doit être créée lors de l'assemblage du poêle artisanal, avant même la soudure des parois. Les canaux sont disposés en parallèle, à une certaine distance les uns des autres. La section des tubes est de 50 mm ou plus.

Avec des canaux disposés verticalement, le mouvement de l'air est plus intense, donc la performance de l'appareil est augmentée. Mais dans certains cas, des dispositifs avec des tubes horizontaux ou des cloisons sont appropriés. Chacun des modèles mentionnés convient à la fabrication personnelle si l'on a des compétences en soudure.

Quel est le meilleur matéria u?

Lors de la construction de l'échangeur de chaleur, on utilise des pièces métalliques – des tôles galvanisées, des bouteilles de gaz, des tuyaux de différents diamètres, des pièces en fonte, etc. Il est déconseillé d'utiliser la fonte car elle est, par rapport à l'acier, fragile et lourde, ce qui rend son installation sur le conduit de fumée difficile.

L'option optimale est l'acier austénitique. L'inox supporte facilement les variations thermiques, résiste aux dommages mécaniques et peut être travaillé et soudé soi-même.

Tableau des principales caractéristiques techniques des aciers austénitiques AISI. On peut voir comment les propriétés des matériaux de types 304 (304L) et 316 (316L) changent lors du chauffage.

L'acier galvanisé est inférieur à l'acier allié ou austénitique car il n'est pas conçu pour le chauffage. Le régime à haute température entraîne le dégagement d'oxydes de zinc, nocifs pour la santé, donc si l'on prévoit une augmentation de la température dans la cheminée jusqu'à +419,5 °C, il faut abandonner la galvanisation. Il est préférable d'acheter un matériau coûteux mais sûr.

Options de fabrication d'appareils faits maison

Nous proposons plusieurs projets simples à réaliser soi-même, qui peuvent être fabriqués à partir de pièces métalliques à l'aide de soudure et d'outils électriques.

Aperçu de l'échangeur de chaleur à partir d'une bouteille de gaz

Si l'on installe un dispositif artisanal sur un poêle de type 'bourjouïka', 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 proposons d'examiner une variante qui convient parfaitement aux petits poêles de type «bourjouïka», largement utilisés pour le chauffage des garages.

Dans l'ensemble, une bouteille de gaz permet d'obtenir un échangeur de chaleur plutôt soigné et performant pour un poêle chauffant une petite pièce. Pour augmenter encore l'efficacité du chauffage sans modifier radicalement la conception, vous pouvez installer des ventilateurs sur les tubes et porter leur nombre à 4 ou 5.

Aperçu photo de l'économiseur Feringer

Les modèles d'usine des fabricants populaires peuvent servir d'exemples pour la fabrication. Par exemple, la société Feringer, connue pour la production de poêles, propose des conduits de fumée prêts à l'emploi qui sont essentiellement des échangeurs de chaleur.

Examinons les modèles de conception simple. Toutes les pièces qui les composent peuvent être fabriquées par vous-même.

L'idée principale que l'on peut reprendre des modèles avancés de Feringer – est l'utilisation de quatre tubes au lieu d'un. Si le poêle est déjà installé dans un garage ou un débarras, on retire une partie du conduit de fumée, on installe à la place un économiseur à quatre tubes – et la température dans la pièce augmente immédiatement de plusieurs degrés.

Convecteur à air fait maison

Le modèle proposé est entièrement réalisé en pièces d'acier. C'est un échangeur de chaleur qui est environ 1,5 fois plus voluminoux qu'un conduit de fumée en term de dimensions.

Il s'agit d'un tambour avec des tubes disposés perpendiculairement au conduit d'évacuation des fumées. L'acier inoxydable a été choisi à bon escient – il supporte facilement les hautes températures, se nettoie bien et ne brûle pas.

Pour le travail, vous aurez besoin de :

• tube en acier d'un diamètre de 30 mm (pour fabriquer 8 sections identiques) ;
• fragment de tube de 50 mm (pour le canal central) ;
• tôle métallique de 2 mm d'épaisseur (pour la fabrication de 2 plaques rondes et d'un boîtier);
• un bidon de peinture de 20 L (pour l'adaptateur sur le conduit de cheminée).

Vous devez également préparer l'outillage pour la coupe et la soudure du métal.

C'est l'une des meilleures options d'échangeur de chaleur à air pour le conduit de fumée d'un poêle de garage ou d'une remise. La construction peut être simplifiée en soudant des cloisons métalliques à la place des tubes, mais le principe de fonctionnement reste le même : l'air chauffé provenant du conduit de fumée constituera une source de chaleur supplémentaire pour la pièce.

Le processus de fabrication du conduit de fumée pour poêle de type burzhuyka fait l'objet d'un article que nous vous recommandons. Il est préférable de doter la cheminée d'un échangeur de chaleur dès sa fabrication.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Quelques recommandations vidéo vous aideront à mieux comprendre la structure et le principe de fonctionnement de l'échangeur thermique artisanal.

Vidéo #1. Conseils pour fabriquer un modèle à partir de tubes :

Vidéo #2. Modèle en tôle ondulée en aluminium :

Vidéo #3. Version simple à partir de matériaux de récupération :

Comme vous le voyez, pour augmenter le rendement d'un poêle dans un garage, un débarras ou un sauna, on peut ne pas dépenser pour des appareils coûteux, mais fabriquer un dispositif efficace de ses propres mains. Des compétences en métallurgie et un schéma de montage approximatif seront nécessaires.

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