Realizzazione serpentina per boiler

[Frappettini]

La mia barchetta è dotata di un boiler con resistenza elettrica e serpentina che, alimentata dal fluido di raffreddamento del motore, funge da scambiatore di calore riscaldando così l’ acqua di lavanda; è una comodità avere acqua bella calda per lavare i piatti e per fare la doccia. L’ unico problema è che il precedente proprietario aveva un po’ esagerato con le dimensioni installando un boiler da almeno 60 litri; tale boiler mi occupa la quasi totalità del gavoncino del pozzetto vocazionato a calavele.

Nel mio garage giaceva da tempo immemore un vecchio boiler elettrico della Atwood da 25 litri precedentemente montato su una roulotte; questo boiler ha una particolarità: era predisposto ad accogliere una serpentina per scaldare l’ acqua. Tale predisposizione si concretizza con due fori sulla flangia; fori chiusi da 2 vitone a testa esagonale.
Siccome è da tempo che pensavo di sostituire il mio grande boiler con un qualcosina di meglio dimensionato alle mie esigenze, ho provato a realizzare uno scambiatore di calore; ho scaricato foto e informazione dalla rete, ho smontato dal boiler la flangia che accoglie le rubinetterie, la resistenza e l’ anodo;

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ho pulito bene il tutto e ho svitato dalla flangia le viti che chiudevano i fori che vanno ad accogliere l’ entrata e l’ uscita delle serpentina.

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Un negozio di materiale idraulico mi ha fornito il 2.7 mt. tubo di rame, 2 gomiti di rame, decapante e materiale per saldatura (argentana?) un nuovo anodo, i passatubi e guarnizioni assortite, al supermercato ho comprato 2 flaconi di Viakal ( spesa totale 38 euro)

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Ho saldato ai passatubi di bronzo i 2 tubi di rame per l’ entrata e l’ uscita dalla serpentina dell’ acqua calda di riscaldamento

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Dopodichè ho affrontato forse la parte più faticosa del lavoro: realizzare la serpentina. Ho steso tutto il tubo di rame, inizialmente fornitomi in larghe spire, nella maniera la più rettilinea possibile, ho tappato un’ estremità del tubo e l’ ho riempito di sabbia per edilizia ( per avere la sabbia la più fine possibile, l’ ho passata nel colabrodo a buchi piccoli di cucina, mia moglie non era in casa!); ho avuto cura di comprimere il più possibile la sabbia nel tubo battendo il tubo per terra.
Poi ho fissato alla morsa del banco da lavoro un tubo di alluminio sul quale ho iniziato ad avvolgere le spire del tubo di rame; inizialmente, con la torcia a gas, ho scaldato il tubo ma il tubo si schiacciava e la spira non veniva realizzata a dovere e allora ho lavorato a freddo il tubo di rame avvolgendolo per almeno 10 spire lungo il tubo di alluminio che ha funzionato da sesta. Il lavoro si è dimostrato faticoso.

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Terminata la serpentina si trattava di svotarla dalla sabbia e lì, amici miei, il progetto a rischiato di naufragare miseramente: la sabbia non ne voleva sapere di uscire; ho provato con tutti i sistemi: acqua sotto pressione, sonde infilate dentro usciva un pochino di sabbia ma il grosso della quantità di sabbia rimaneva dentro la serpentina; evidentemente avevo usato sabbia troppo fine e/o avevo compresso troppo la sabbia dentro il tubo.
In un’ ultimo tentativo, ho sparato dentro la serpentina aria compressa a 200 atm. della mia bombola da sub: 15 secondi di poderoso soffio hanno avuto ragione della sabbia.
Ho allargato tra di loro le spire della serpentina, ho saldato il gomito e i passatubi e montato il tutto sulla flangia

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Ho rimontato il tutto sul serbatoio che ho riempito d’ acqua, ho notato alcune piccole perdite, prontamente chiuse con mezzo giro di vite.
Collegata alla 220 V., la resistenza scalda bene e il termostato stacca alle temperature previste, non ho potuto ancora collaudare la serpentina con l’ acqua calda ma non ho dubbi che scaldi a dovere.

Mi sono fatto l’ idea che non dovrebbe essere particolarmente difficoltoso installare in un normalissimo boiler mod. sotto-lavello da 25 L./ 80 €, una serpentina realizzata come sopra per avere così un boiler nautico che scalda anche con il calore del motore. Sono a disposizione per chi volesse intraprendere un progetto del genere.

[CapitanGatto]

che dire??

[mimita]

Ma tutta questa mi sembra una descrizione per strappare applausi ! Non si trova neanche un minimo appiglio per farti le pulci ! Complimenti ! Noi fabbri ormai possiamo appendere le...pinze al chiodo !

[albodo]

Credo che il tuo predecessore abbia installato un boiler capiente per un motivo.....
Il consumo di energia per riscaldare l'acqua non è proporzionale alla temperatura ma segue una funzione esponenziale.
Meno acqua calda hai, a maggior temperatura devi arrivare per soddisfare i servizi e questo non è buona cosa.

Il motivo di esistenza delle caldaie a condensazione è proprio questo....

ps
credo tu abbia fatto una fatica evitabile: il tubo leggermente ovalizzato, se non quasi rettangolare, scambia il calore meglie, frap.
considera con un rapido calcolo superficie radiante e volume sul rettangolo e sul tondo.

[max440]

Vorrei solo fare qualche puntualizzazione sul post scriptum di Albodo in quanto non ritengo che Frap abbia fatto una fatica inutile cercando di mantenere la sezione del tubo il più possible circolare anzi ritengo che abbia fatto un buon lavoro.Il calore si diffonde dalla superficie e ovalizzando un tubo circolare la superficie esterna non cambia e quindi scambia come prima, se però nell'ovalizzazine si va troppo oltre potrebbe diminuire in maniera significativa la sezione interna del tubo limitando la quantità di acqua di riscaldamento circolante e quindi il rendimento finale potrebbe essere compromesso.

[albodo]

caro max, non ho mai detto che la fatica del frap fosse inutile: semplicemente evitabile.

Non sono daccordo con quanto affermi, perché è contro le leggi della fisica infatti i tubi degli scambiatori più efficienti sono ellittici o rettangolari; i tubi rotondi hanno dalla loro maggior comodità, robustezza ed economicità e vengono usati per questo motivo.

Uno scambiatore serve per scambiare calore e lo fa attraverso la superficie dei tubi, ENTRO CUI L'ACQUA NON E' FERMA.
Maggiore il volume nel tubo, minore lo scambio termico...e il volume non è funzione diretta alla superficie.

Per comodità faccio un esempio con due tubi, uno quadrato e uno rettangolare, stesso perimetro di forma ed entrambi lunghi un metro.

Il tubo quadrato è di 8 dm di perimetro, 2 dm di lato, 4 dm quadrati di base, 10 di altezza.
Contiene quindi un volume di 40 litri e viene irradiato da 80 dm quadrati di superficie.

Il tubo rettangolare è di 8 dm di perimetro, lati di 3,5 dm maggiore, 0,5 dm minore, area 1,75.
Contiene quindi 17,5 litri d'acqua e viene irradiato da 80 dm quadrati di superficie.

Quale dei due è lo scambiatore più efficiente?

[AndreaC]

Complimenti,bellissimo lavoro, solo avrei cercato un materiale meno soggetto alle correnti galvaniche.

[Temasek]

Complimenti Frap.
Però segui il consiglio di AndreaC.

Isola bene il rame daqlla caldaia.

Tempo fa (molto tempo fa), costruii uno scaldabagno solare, l'accrocchio funzionava (ed anche bene), solo che ogni anno dovevo sostituire l'accumulatore perchè si bucava per corrosione galvanica.
Pila formata dai tubi dell'acqua in rame e dall'accumulattore il acciaio zincato (vecchio boiler di recupero).

[TNT]

Grande Andrea! ... un lavoro con i fiocchi !

[Frappettini]

grazie per i suggerimenti che spero potranno essere utili al prossimo.
per quanto rigurda forme e materiali impiegati, mi sono limitato a copiare bovinamente quanto reperito in rete ;
qui di seguito la foto del lavoro terminato:

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[Nanni64]

Il grande Frapp. Ottimo lavoro preciso e pulito come sai fare tu...:-)

[kermit]

Ottimo lavoro Frapp

[lord]

Che manualità ! Complimenti.

[Moody]

Appena visto! Complimentoni!

[subdive]

Bel lavoro!!

[Frappettini]

Grazie! Circa un anno fa, ho venduto la barca sulla quale era installato il boiler. Con il nuovo armatore sono rimasto in contatto e mi dice che il boiler continua a funzionare benissimo.

[Frappettini]

Dopo 6 anni dall' installazione e d' uso, sabato scorso il nuovo proprietario della barca sulla quale avevo installato il boiler, dietro mio suggerimento, ha smontato flangia per eseguire un po' di manutenzione; vi riporto la foto dello scambiatore:
l' anodo si è completamente consumato,
la serpentina presenta vistose incrostazioni calcaree.

Onestamente non pensavo che si fosse creata una sitazione del genere; pensavo certamente alla presenza di calcare ma non in questa misura. Quest' inverno controllerò il bolier della mia barca

[andros]

e cosa ti aspettavi?direi normale.