Делаем сами теплообменник на трубу дымохода для отопления

Принцип работы воздушного теплообменника

При горении жидкого топлива или угля, особенно в самодельных печах, на входе в дымоход температура газов достигает 600°С и даже выше. Для поддержания активной тяги такие температуры не нужны, они только ухудшают ситуацию. Ничто не мешает забрать часть тепла без ущерба для функционирования печи и отдать воздуху в помещении или воде в системе отопления или ГВС.

Задача заключается в том, чтобы обеспечить активный теплообмен между перегретыми газами, вырывающимися из стопки, и целевой средой: водой или воздухом. Ключевой является площадь контакта. Располагать, например, воздуховоды или змеевик водяной трубы внутри дымохода не лучшая идея, даже с учетом всех остальных особенностей любые объекты в канале будут способствовать лишь образованию сажи и конденсата, что быстро выведет из строя дымоход и соответственно превратит работу печи в опасное для окружающих мероприятие.

Есть три оптимальных варианта для теплосъема с дымохода:

  • Змеевик вокруг дымохода.
  • Водяная рубашка. Поверх трубы дымохода одевается цилиндр большего диаметра и заполняется теплоносителем. Разбивка канала дымохода на группу каналов меньшего диаметра позволяет повысить площадь контакта.
  • Тормоз для дымохода. Канал дымохода формируется в виде змеевика, лабиринта, по которому движение газов замедляется, что увеличивает теплоотдачу.

Первые два варианта подойдут для формирования водяного контура и использования тепла в системе отопления или ГВС. Третья конструкция больше подходит для локального обогрева воздуха.

У всех типов теплообменников есть особенности, которые не стоит игнорировать. Если нагреваемой средой является вода, то возникает проблема с чрезмерным теплообменом. Когда дымоход уже горяч, и печь активно топится, подача в теплообменник холодной воды вызывает резкое понижение температуры стенок дымохода.

воздушный теплообменник на дымоходную трубу
Воздушный теплообменник

Наряду с высокой производительностью получить долговечность очень сложно. С одной стороны увеличение площади контакта теплообменника и дымохода увеличивают выход тепла, с другой стороны чрезмерный забор тепла грозит большими проблемами вплоть до полного выхода дымохода из строя.

Оптимальные характеристики теплообменника для дымохода:

  1. Водяной контур должен снабжаться отдельным теплоаккумулирующим баком, исключая подачу холодной воды непосредственно на теплообменник.
  2. Конструкция теплообменника должна быть легкосъемной, для чистки и обслуживания.
  3. Мощность теплообменника подбирается исходя из реальных показателей печи и дымохода так, чтобы температуры газов выше теплообменника было достаточно для поддержания тяги.

В качестве материалов для теплообменника лучше выбирать нержавеющую сталь, способную выдержать резкие перепады температур. Внутренняя поверхность теплообменника, контактирующая с дымом по возможности должна быть идеально гладкой, чтобы конденсат даже при появлении срывался в конденсатосборник, не создавая лишних проблем.

Делаем сами теплообменник на трубу дымохода для отопления

Самодельные теплообменники для дымохода часто собираются без учета этих требований и без предварительного расчета, от чего возникает масса проблем, как с нагревом воды, так и состоянием дымохода.

С воздушными теплообменниками все обстоит проще. Если не подавать большой объем холодного воздуха с улицы, а использовать его для подогрева внутреннего объема в помещении, то перепада температур не будет достаточно для активной конденсации.

Принцип работы различных видов теплообменников одинаковый: вода нагревается за счет тепла от сгораемого топлива в печи и далее используется для мытья или отопления. При этом нет необходимости в установке в бане отдельного бойлера.

В зависимости от расположения теплообменник может быть:

  • встроенным (внутренним, интегрированным, как еще говорят);
  • внешним (на дымоход).

Выполняется он в виде змеевика или емкости, которая разогревается от жара из топки либо трубы дымохода. Самоварный теплообменник является внешним и работает, подобно самовару, нагреваясь за счет горячих газов от сгораемого топлива.

Делаем сами теплообменник на трубу дымохода для отопления

В теплообменник вварены трубки, по которым поступает и отводится вода. Горячая вода поступает в бак, который размещают либо рядом с теплообменником, либо выносят в другое помещение. Трубы можно расположить так, чтобы вода постоянно циркулировала, нагреваясь в банной печи.

Теплообменник используется для забора тепловой энергии, идущей через дымоход. Источником является нагретый воздух. Особенности конструкции агрегата зависят от:

  • формы и диаметра трубы;
  • материала изготовления;
  • мощности носителя и прибора, генерирующего тепло.

Выделяют воздушные и жидкостные модификации. Первая имеет более примитивное устройство, но не считается самой эффективной. Для нее требуется качественный материал.

Жидкостный теплообменник имеет форму металлического змеевика. Он контрастирует с внутренней плоскостью дымохода и отличается высоким показателем теплопроводности. Змеевик находится в корпусе из металла для безопасности применения и оптимального теплообмена. Его изолируют с внутренней стороны негорючим утеплителем. Чаще это базальтовая вата.

теплообменник_выбор
Теплообменники различаются по материалу, из которого они сделаны

Конструкция обустраивается на дымоходе. Через корпус проводят наружу края змеевика и подсоединяют к системе отопления. В верхней области устанавливается расширительный бачок. Трубка из меди лучше всего годится для изготовления змеевика. К тому же этот элемент отличается высоким КПД, а потому габариты у него в разы меньше, чем у стальных изделий.

Сначала идет нагрев жидкости с ее последующим расширением. После этого она перемещается по змеевику и направляется в радиатор. Здесь теплая вода вытесняет прохладный теплоноситель, нагрев которого осуществляется повторно в змеевике. Наблюдается постоянная циркуляция теплоносителя в системе.

Чтобы этот процесс проходил максимально точно, необходимо подсчитать диаметр и длину элемента, а еще в точности определить угол наклона обратки и подачи. Все эти особенности важно учитывать не столько ради того, чтобы устройство продолжало работать, сколько ради предотвращения гидроудара, последствия которого могут быть неблагоприятными. В то же время у описываемого вида теплообменника есть определенные минусы:

  1. Проблемы при обустройстве и проведении расчетов.
  2. Контроль температурного режима и показателей давления, носящий постоянный характер.
  3. Значительный расход теплоносителя. Он вызван испарением влаги из расширительного бака. Зимой при использовании водяной системы приходится жидкость сливать.
  4. Существенное понижение температуры отходящих газов, из-за чего топливо может сгорать не полностью с одновременным снижением тяги.
теплообменник_двойной
У подобного агрегата имеются минусы

Основное назначение теплообменника – передавать энергию от продуктов горения в дымоходе теплоносителю, в качестве которого выступает вода или воздух. Установленные в дымоходах теплообменники (это относится к водяным модификациям) часто называют экономайзерами.

Эти устройства собирают и передают в помещение тепло, которое просто уходит в атмосферу, благодаря чему вырабатываемая печью тепловая энергия используется по максимуму. Кроме обычной водопроводной воды иногда используют и другие жидкости – масло или «незамерзайку».

В связи с этим все устройства делят на две большие категории:

  • воздушные;
  • жидкостные (водяные).

Выбор того или иного вида зависит от нескольких факторов. Важнейшие из них – это конфигурация и материал дымохода, а также характеристики самого прибора.

Схема воздушного теплообменника

Схема воздушного теплообменника. Он считается менее эффективным, чем жидкостный аналог, но имеет простую конструкцию, что делает его подходящим для самостоятельного изготовления

Самодельный теплообменник в виде расширительного бака.

Разберем, как работает воздушная модель. Конструкция устройства проста: прочный корпус с перегороженным внутренним пространством. Роль перегородок играют пластины или трубки, основная функция которых – затормозить движение нагретых газов и направить тепло в нужное русло.

Некоторые перегородки (заслонки) не припаивают, а делают подвижными. С помощью задвигания/выдвигания металлических пластин можно регулировать силу тяги, тем самым снижая или увеличивая производительность обогревательного прибора.

Воздушные теплообменники называют конвекторами, та как в основе их работы лежит принцип конвекции. Холодный воздух из помещения попадает внутрь устройства, где от воздействия горячих дымовых газов повышается его температура. В нагретом состоянии он через другое отверстие движется дальше – обратно в помещение или в отопительную систему.

Специфика работы

Сегодня выпускают теплообменники различных видов. В целом особенности их работы, как и характеристики конструкции, схожи. Свойства строения такого элемента:

  1. Наличие полного корпуса.
  2. Присутствие выходных и выходных патрубков.
  3. Тормозной механизм для продуктов сгорания. Его роль играют клапана с вырезами, которые устанавливаются на осях.

Заслонки можно поворачивать. Формируется зигзагообразный дымоход различной длины. Клапаны можно настраивать, чтобы соотношение тяги и теплообмена получалось максимально эффективным. Стандарты безопасности соблюдаются.

Варианты расположения бака

Предлагаем несколько простых для самостоятельного производства проектов, которые при желании можно сделать из металлических деталей с помощью сварки и электроинструмента.

Если установить самодельное устройство на буржуйку, эффективность обогрева в помещении вырастет на 30-40%. Чем меньше по площади гараж или мастерская, тем выше продуктивность работы прибора.

Предлагаем рассмотреть вариант, который идеально подходит для маленьких печей типа «буржуйка», активно применяющихся для отопления гаражей.

В целом из газового баллона получается довольно аккуратный и производительный теплообменник для печи, обогревающей небольшое помещение. Чтобы еще больше увеличить эффективность обогрева без кардинального изменения конструкции, на трубы можно установить вентиляторы, а количество труб увеличить до 4-5.

В качестве образца для изготовления могут выступать заводские модели популярных производителей. Например, компания Ферингер, известная выпуском печей, предлагает готовые дымоходы, которые по своей сути являются теплообменниками.

Рассмотрим модели несложной конструкции. Все детали, из которых они состоят, можно сделать самостоятельно.

Главная идея, которую можно взять от передовых моделей Ферингер, – использование четырех труб вместо одной. Если печь уже установлена в гараже или подсобке, часть дымохода убираем, устанавливаем вместо нее четырехтрубный экономайзер – и температура в помещении сразу повышается на несколько градусов.

Предложенная модель полностью выполнена из стальных деталей. Это теплообменник, который по габаритам примерно в 1,5 раза объемнее дымохода.

Он представляет собой барабан с трубками, расположенными перпендикулярно дымоотводной трубе. Нержавеющая сталь выбрана не зря – она с легкостью переносит высокие температуры, хорошо чистится и не прогорает.

Для работы потребуются:

  • стальная труба диаметром 30 мм (для изготовления 8 одинаковых отрезков);
  • фрагмент трубы 50 мм (для центрального канала);
  • металлический лист толщиной 2 мм (для изготовления 2-х круглых пластин и кожуха);
  • банку из-под краски объемом 20 л (для переходника на дымоход).

Также необходимо приготовить инструмент для резки и сварки металла.

Это один из лучших вариантов воздушного теплообменника на дымоход печки для гаража или подсобки. Конструкцию можно упростить, вместо трубок приварив металлические перегородки, однако принцип действия останется тем же: нагретый воздух из дымохода будет дополнительным источником тепла для помещения.

Процессу изготовления непосредственно дымохода для печки-буржуйки посвящена рекомендуемая нами статья. Дымовую трубу сразу в ходе изготовления лучше снабдить теплообменником.

Баки для воды можно размещать где угодно: на стене помывочной или душевой, на чердаке, возле печки в парной. Внешние варианты лучше всегда утеплять, иначе вода будет нагреваться очень долго, а остывать быстро.

Вариант, когда бак располагается непосредственно возле банной печи, наиболее оптимальный, так как вода нагревается от пламени. Это визуально уменьшает помещение бани, но хорошо держит жар.

Часто камни укладывают в дымоходе, а бак ставят под топкой. Такая конструкция нагревается долго, но температуру держит тоже несколько часов. Жар от такой печи будет хороший, пар тоже.

Внешний вариант расположения более затратный в плане топлива. В этом случае придется топить дольше, так как нужно прогреть воду в трубах. Однако внешнее расположение очень удобно для душевой комнаты, когда после парилки нужно ополоснуться.

Vadim

Оба варианта имеют свои недостатки – напор воды у них очень низкий ввиду небольшой высоты установки, а высота потолков в бане бывает редко выше двух метров. Установить душ будет сложно, да и мыться придется не выше чем с полутора метров. Эту проблему можно решить, если вынести бак, например, на чердак.

С выносом бака на внешний контур увеличиваются теплопотери. Необходимо утеплить сам теплообменник и трубы, которые к нему подводятся. Расчеты следует проводить, исходя из конструктивных особенностей бани. Например, натрубный вариант, когда змеевик опоясывает трубу, хорошо подходит для душевой комнаты. Но есть ограничения по объему – таким способом согреешь не более 50 литров воды.

Если есть возможность подвести водопровод, то лучше автоматизировать этот процесс. Тогда бак всегда будет наполнен и вода в нем будет горячая все время, пока топится банная печь.

Какой материал лучше?

При устройстве теплообменника применяют металлические детали – оцинкованные листы, баллоны из-под газа, трубы различного диаметра, чугунные заготовки и т.д. Чугун использовать не рекомендуется, потому что он, по сравнению со сталью, хрупкий и тяжелый, что затрудняет его монтаж на дымоход.

Оптимальный вариант – аустенитная сталь. Нержавейка легко переносит термические перепады, устойчива к механическим повреждениям, поддается самостоятельной обработке и сварке.

Таблица характеристик стали

Таблица основных технических характеристик аустенитных сталей AISI. Можно проследить, как меняются свойства материала типов 304 (304L) и 316 (316L) при нагревании

Оцинкованная сталь уступает легированной или аустенитной, так как она не предназначена для нагревания. Высокотемпературный режим приводит к выделению окислов цинка, вредных для здоровья, поэтому если планируется повышение температуры в дымоходе до 419,5 ºС, следует отказаться от оцинковки. Лучше приобрести дорогой, но безопасный материал.

Лучше всего применять теплообменник из нержавеющей стали. Даже под воздействием больших температур физические характеристики металла остаются стабильными. Вот почему сварные швы кажутся достаточно крепкими, а при взаимодействии с кислородом формируют защитную пленку. Она стойко переносит кислотную среду. Говоря о применении цинка, при достижении температурных отметок 200 градусов он испаряется.

При показателе 500 градусов содержание паров в воздухе достигает критичных отметок. В то же время если имеется оцинковка, можно не волноваться. Правда, предельная температура не должна достигать отметки выше 200 градусов. Можно применять оцинкованный материал, так как он способствует усиленному смешению обтекающего устройство воздуха. Такого рода теплообменник неприменим для постоянного обслуживания, но чтобы согреть мансарду или баню — это оптимальный вариант.

Такой элемент можно установить легко и просто. Допускается его монтаж на простой буржуйке, фасад его облицовывают кирпичом, как и печь непосредственно.

Теплообменник в печи

Делаем сами теплообменник на трубу дымохода для отопления

Устанавливать теплообменник в печи – наиболее выгодное решение. Вода будет греться непосредственно от жара из топки. Монтируется такой теплообменник в банную печь рядом с каменкой или сверху на топку.

Недостатком встраиваемого варианта является закипание, когда печь еще не прогрета, а вода в баке уже начинает кипеть. Существуют также проблемы с обслуживанием и заменой частей теплообменника. При замене придется разбирать печь. Надо заметить, что на стенках встроенного устройства накипь собирается быстрее, а чем толще ее слой, тем меньше теплопроводность материала. Теплообменник в результате хуже и хуже выполняет свою главную функцию – передачу тепла – и нуждается в чистке.

В бане использовать тепло от дымохода актуально только для ГВС или приспосабливать отопление воздушное. Воздушный теплообменник будет актуален в первую очередь для прогрева предбанника и раздевалки и других банных помещений, кроме парилки, где и так достаточно тепла от самой каменки.

Контур ГВС актуален для отдельно стоящего здания бани. Достаточно установить небольшую по объему емкость под потолком в соседней к парилке комнате и с помощью теплообменника нагревать воду в нем.

Монтировать контур отопления на основе теплообменника для дымохода, по меньшей мере, не актуально. Он по определению слишком завышен для обеспечения естественной циркуляции, а установка циркуляционного насоса и соответственно захолаживание стенок дымохода скажутся на тяге. Все упирается в повышенную теплоемкость любого, даже самого примитивного контура водяного отопления.

На дымоходе (водяная рубашка)

Теперь перейдем к практической части. Большинство агрегатов подобного плана принято делать из нержавейки. Это совсем не значит, что нельзя использовать черные металлы, алюминий или медь, просто нержавеющая сталь будет служить дольше всех.

Кроме того, приступая к работе, помимо дрели и болгарки желательно иметь сварочный аппарат, иначе придется нанимать сварщика. Но начинать естественно нужно расчета и эскиза.

Серийная печь со встроенным теплообменником на дымоходе.

Серийная печь со встроенным теплообменником на дымоходе.

Точный расчет трубчатого теплообменника дело достаточно сложное, требующее глубоких знаний теплотехники. Но в случае с буржуйкой для бани или гаража сильно напрягаться не стоит, вы ведь все равно не навесите на трубу больше, чем она может выдержать. Поэтому лично я исходил из практических соображений, то есть, сколько нужно воды и тепла на конкретное помещение.

Простейший вариант стационарного бака на дымоходе.

Простейший вариант стационарного бака на дымоходе.

Так средняя домашняя баня рассчитывается на 4 – 6 человек максимум. Чтобы обмыться и попариться одному человеку необходимо порядка 10 литров воды. К этому еще нужно добавить 20л на накладные расходы, запаривание веников, ополаскивание тазиков и прочее.

Итого получается, что материнский бак должен иметь емкость от 50 до 100 литров. При таких условиях сам нагревательный элемент рекомендуется делать на 6 – 8 литров. Меньше брать опасно, так как может закипеть и взорваться, а при большей емкости, будет долго греться.

Подсоединение трубы к баку.

Подсоединение трубы к баку.

Что же касается воздушного конвектора, то там любая инструкция, сколько я их видел, больше ориентирована на толщину металла и сечение труб, нежели на объем рабочего бака, через который проходит трубный пучок теплообменника.

Здесь чем тоньше стенки труб в агрегате, тем быстрее они прогорят, ведь они находятся непосредственно внутри дымохода. А от диаметра и количества труб в пучке напрямую зависит КПД. Ну, с теорией я думаю пора заканчивать и переходить к изготовлению теплообменников.

  • Обычно работу начинают с изготовления самой головки теплообменника. Когда речь идет о нержавейке, то толщина металла дымоходной трубы стартует от 1,5 мм. Наружный кожух емкости при этом может быть сделан из металла любой толщины. Ведь он не будет испытывать особых нагрузок;
Подключение теплообменника гибкими шлангами.

Подключение теплообменника гибкими шлангами.

  • Для того чтобы вода в агрегате быстро нагревалась, но в то же время не закипала, диаметр наружной трубы должен быть минимум в полтора и максимум в 2,5 раза больше чем диаметр самого дымохода;
  • Дальше нужно будет вырезать из цельного листа нержавейки нижнюю и верхнюю стенки теплообменника. После чего сварить наши трубы в единую гильзу;
  • На последнем этапе изготовления головки теплообменника сверху и снизу в боковую стенку наружного кожуха врезается два патрубка. Снизу будет вход, сверху выход;
  • Обычно такая головка устанавливается как можно ближе к печи, потому как, чем дальше от топки, тем ниже температура дымовых газов;
Схема монтажа теплообменника на дымоход.

Схема монтажа теплообменника на дымоход.

  • Далее я буду рассказывать о том, как монтируется самотечная конструкция, то есть без использования циркуляционного насоса. В данном случае, материнский бак должен находиться выше верхнего среза теплосъемной головки минимум на полметра, максимум здесь составляет 1м;
  • В материнский бак врезаться нужно в днище. Вход и выход делаются по разным углам, желательно по диагонали. В самой дальней от входа и выхода точке врезается водозабор с краном. Именно из него вы будете набирать горячую воду;
  • Теперь поговорим о трубной разводке. Когда я монтировал свою систему, мне посоветовали использовать дюймовые стальные трубы, они работают отлично. Позже в литературе я вычитал, что минимальный диаметр, который можно использовать в самотечной системе составляет три четверти дюйма. Возможно оно и так, но о работе таких систем ничего сказать не могу;
Печь с заводским теплообменником.

Печь с заводским теплообменником.

  • Холодная вода у нас выходит из дальнего патрубка в материнском баке. Труба должна опускаться немного ниже головки теплообменника. Это самая нижняя точка, в ней монтируется аварийный сливной кран, отсюда вы будете спускать остатки воды на зиму, дабы система не замерзла. Угол по горизонту между нижним вводным патрубком теплообменника и сливным краном составляет 2 — 3º, чтобы долго не вымерять, я делал 2 см;
  • Труба, которая выходит из нашего теплосъемника к материнскому баку должна направляться под углом по отношению к горизонту в 30º;
  • И наконец, самое главное. Для того чтобы вода циркулировала сама по себе, согласно известным законам физики, протяженность труб от головки теплообменника до материнского бака не должна превышать 3м.
Заводские модели из нержавейки.

Заводские модели из нержавейки.

Диаметр дымохода Объем головки Вид стали Вес теплообменника Высота по дымоходу Цена
105 мм Нержавейка 2,5кг 500 мм 2800руб
115 мм Нержавейка 2,5кг 600 мм 2900руб
130 мм 20л Нержавейка 4,5кг 665 мм 5300руб

Витой регистр теплообменник на дымоходную трубу, проще говоря, змеевик, встречается у домашних умельцев гораздо чаще предыдущего варианта. Причина я думаю, здесь понятна. Для его изготовления не нужно резать, сверлить, а главное варить нержавейку или какую-либо иную сталь. Здесь достаточно обвить дымоход длинной трубой.

Медные змеевики.

Медные змеевики.

Я всегда рекомендую использовать для этих целей медную трубку. Теплопроводность у нее выше, чем у нержавейки и что не менее важно, изготовить такой змеевик можно своими руками, причем в домашних условиях. Плюс с долговечностью и гигиеническими нормами там также полный порядок. Конечно, как вариант можно взять еще алюминий или обычную сталь, но с ними больше мороки.

Делаем сами теплообменник на трубу дымохода для отопления

В идеале лучше брать трубку три четверти дюйма или даже больше. Но за неимением таковой можно остановиться на полдюймовом варианте. Запомните, чем тоньше трубка, тем выше вероятность, того что вода в ней закипит.

Допустим у меня в гараже, стоит полудюймовая труба, но дабы перестраховаться я установил туда циркуляционный насос. КПД конечно увеличилось в разы, но это уже не самотечная система.

По моему опыту, самая большая проблема это красиво согнуть трубку так, чтобы она осталась круглой, без поперечных деформаций. С медной полудюймовой трубой вопрос решается легко, там бояться нечего, она держит форму сама. А вот уже больший диаметр, а также алюминий или сталь придется гнуть при помощи газовой горелки или паяльной лампы.

Змеевик на дымоходе.

Змеевик на дымоходе.

Обычно длина трубки в таком змеевике стартует от 3м, но четкие нормативы и указания здесь отсутствуют. По сути, это кустарное производство и чем длиннее будет ваш змеевик, тем выше будет КПД вашего агрегата.

Хотя здесь есть одно важное ограничение. Медная трубка в змеевике должна быть цельная, не паянная. Медь в кустарных условиях паяют оловом, температура плавления олова 232ºС, даже с учетом добавок, такой припой не выдержит больше 300ºС. Нетрудно догадаться, что стоит вам затопить пожарче печь и ваш паянный змеевик быстро потечет.

Изгибание тубы под нужный диаметр на колодке.

Изгибание тубы под нужный диаметр на колодке.

Сколько я видел таких змеевиков, они все стоят открытые. Мне же по случаю достались маты хорошей базальтовой ваты, девать их было некуда и я, укутал ими свой змеевик, а сверху сделал кожух из фольги.

Теперь даже при умеренном горении, на сырых дровах, теплообменник работает как часы. Только брать нужно именно базальтовую вату, она способна выдерживать до 1200ºС. Стекловата уже при 450ºС попросту спечется.

В остальном же система монтируется точно так же, как и предыдущий вариант, то есть такой же материнский бак, с теми же наклонами и вентилями.

Как я уже говорил, по сравнению с требованиями, предъявляемыми к узлам жидкостного теплообменника, воздушный конвектор четких характеристик, которые бы всерьез влияли на его работу, не имеет. Главное чтобы кожух этого агрегата был как минимум в полтора раза больше диаметра самого дымохода.

Движение воздуха в конвекторе.

Движение воздуха в конвекторе.

Каждый мужчина знает, что собой представляет револьверный барабан. Так вот, здесь нам нужно будет изготовить нечто подобное. Только трубки этого барабана должны располагаться перпендикулярно направлению движения дымовых газов.

Я буду рассказывать, как такой аппарат делается из самых доступных подручных средств, вы можете делать из нержавейки, но обойдется он намного дороже. Если в водяном теплообменнике большую роль играют гигиенические нормы выбранного вами металла, то здесь это не столь важно, главное чтобы он не прогорел.

В качестве горизонтальных конвекторных трубок мы будем использовать стальную трубу с толщиной стенки 2 мм, можно брать больше, меньше нежелательно. Нам понадобится 2,5м трубы дюйм с четвертью и небольшой кусочек 30 см двухдюймовой трубы. Корпусом у нас будет служить стандартное металлическое ведро из-под краски на 20л.

Для боковых стенок будет использоваться металлический лист толщиной 1,5 – 2 мм. Из него нам нужно будет вырезать две круглых пластины, с диаметром соответствующим внутреннему диаметру нашего ведра:

  • Теперь приступаем к работе. Вначале вырезаются 2 одинаковых круглых пластины, они станут основой нашего барабана. Разметка не сложная. По центру у нас будет проходить двухдюймовая труба. Далее по окружности на одинаковом расстоянии размечаем и высверливаем 8 отверстий под трубы дюйм с четвертью;
Приваренные к пластине трубки.

Приваренные к пластине трубки.

  • Кстати, несущие пластины должны быть абсолютно одинаковыми. Так что можно вначале четко разметить одну, а после стянуть пластины между собой струбцинами и насверлить отверстий. Во-первых, это будет быстрее, а во-вторых, вероятность ошибки при разметке уменьшается вдвое;
  • Для того чтобы трубы не перекашивало во время сварки и их было удобнее варить, нужно будет сделать деревянную заготовку, такой себе шаблон. Лучше всего для этого подойдут скрученные саморезами листы фанеры. Общая толщина такой заготовки должна быть не менее 20 – 30 мм. Просто берете сделанные ранее круглые пластины, кладете их на фанеру и обводите отверстия для труб. После этого перьевым сверлом по дереву нужного вам диаметра делаете небольшие 5 – 7 мм глубиной круглые глухие ниши;
Сварка барабана при помощи деревянного шаблона.

Сварка барабана при помощи деревянного шаблона.

  • Теперь можно приступать к сварке барабана. Для этого кладете на деревянный шаблон круглую металлическую пластину и вставляете в ниши металлические трубки. Благодаря шаблону они никуда не денутся, и будут стоять строго перпендикулярно вашей металлической пластине. Вам останется только обварить их по кругу;
Готовый барабан.

Готовый барабан.

  • Дальше вытаскиваете барабан с трубками из шаблона, переворачиваете и точно также привариваете противоположную круглую пластинку к трубкам. Сам барабан готов, можно переходить к изготовлению корпуса;
  • Как вы помните, для корпуса у нас есть двадцатилитровое железное ведро из-под краски. Которое, кстати, нужно будет предварительно обжечь и зачистить наждаком. Дно у этого ведра срезается болгаркой;
  • Корпус теплообменника, в нашем случае ведра из-под краски, будет располагаться перпендикулярно дымоходу, следовательно, в боковых стенках корпуса нам нужно вырезать 2 противолежащих отверстия под переходники на дымоход. Я для этого использовал электролобзик со специальным полотном;
Переходник под дымоход.

Переходник под дымоход.

  • Чтобы переходники удобно легли, я сначала разметил на них линию соприкосновения с корпусом, а затем по этой линии ножницами по металлу сделал продольные насечки шириной 10 – 15 мм. Самый маленький лепесток получился длинной 20 мм;
  • Дальше поочередно вставляем переходники вовнутрь корпуса, отгибаем лепестки и обвариваем переходники;
  • Теперь собираем всю конструкцию вместе. Для этого вставляем наш барабан с трубками в корпус и обвариваем пластины по периметру;
  • Не нужно стараться герметично все обварить, главное чтобы прочно держалось. Ведь последним штрихом в сборке нашей конструкции будет обмазывание всех проблемных стыков термостойким герметиком;
Уплотнительный хомут для переходника на дымоходе.

Уплотнительный хомут для переходника на дымоходе.

  • Сегмент дымохода с воздушным теплообменником должен сравнительно легко сниматься и ставиться на свое место обратно. Это вам пригодится, когда вы надумаете чистить дымоход. Ведь именно в этом конвекторе будет скапливаться больше всего сажи. А чистить его нужно не реже 1 раза в год.
Конвектор в сборе, установленный на дымоход.

Конвектор в сборе, установленный на дымоход.

Виды устройств для дымохода

Такая конструкция включает металлический корпус. На нём установлены входные и выходные патрубки. Воздушный теплообменник на дымоход функционирует предельно просто. Холодный воздух идет в патрубке, после чего поступает в отапливаемую комнату из верхней области теплообменника.

Это происходит после его нагрева. Такая особенность обеспечивает большую эффективность устройства для генерации тепла и ощутимую экономию топлива. Сделать теплообменник на дымоход своими руками вполне возможно, имея болгарку и аппарат для сварки. Придется запастись еще и металлическими трубами. Понадобятся:

  • металлические листы размером 350×350×1 мм;
  • 2 трубы по 50 мм в диаметре и еще одна длиной 2,4 м;
  • емкость из металла объемом 20 л.

Сначала на трубу дымохода изготавливают торцевые детали. Для этого вырезают в металлических листах окружности. Диаметр емкости должен совпадать с аналогичным показателем у заглушек. В их середине вырезают отверстия для проведения центральной трубы диаметром 60 мм. По краям наносят разметку и проделывают отверстия для трубы. В общей сложности должно получиться 2 окружности.

Схема воздушного теплообменника

Из подготовленной емкости дальше необходимо соорудить корпус теплообменника на трубу дымохода в баню или другое помещение. Для этого отрезают болгаркой дно тары. По центральной линии полученной трубы для выхода дыма делают отверстия с боковых частей корпуса. Сюда направляются патрубки подходящего диаметра и привариваются.

Принцип действия такого устройства в том, что горячие газы внутри дымохода обтекают трубки теплообменника, за счёт чего они нагреваются и отдают энергию наружу. По сути, он не создаёт дополнительного нагрева, а просто направляет горячий в воздух в заданном направлении.

Воздушный теплообменник на дымоход может быть как самостоятельным, так и с принудительной тягой. Чтобы ускорить распространение горячего воздуха в помещении, часто используют обычный вентилятор, этого вполне достаточно для циркуляции воздуха, и в то же время не переостужает дымоход.

Собрать такой теплообменник можно самостоятельно, а все этапы показаны на видео в этой статье

Это самый оптимальный теплообменник на дымоход для отопления холодной мансарды или чердака. Горячие газы всегда стремятся вверх, а так, как выход располагается ниже уровня входа, они сначала нагревают теплообменник, и уже после этого, остывая, попадают в трубу, откуда и выходят на улицу.

Дымоход с теплообменником Кузнецова не сможет полностью обогреть помещение, но он практически полностью исключает потери тепла, выпуская через трубу только остывшие газы.

Рассмотрим основные виды, которые актуальны для монтажа на дымоход печей длительного горения, малогабаритных буржуек, печей на отработке. Тепло, которое они преобразуют из энергии продуктов горения, называют сухим.

Если представить схематично внутреннюю часть устройств, то она может иметь следующие вариации.

Горизонтально или вертикально расположенные трубы, приваренные к корпусу топки. Вертикальное расположение эффективнее, так как воздух лучше проходит сквозь каналы. Материал изготовления – сталь.

Модель теплообменника с трубами

Для приваривания к стенкам могут применяться фрагменты труб диаметром от 50 мм до 200 мм. Считается, что форма сечения – прямоугольная или круглая – принципиально не важна

Потери тепла в доме

Обвитая вокруг топки труба. Для хорошей теплоотдачи достаточно 2-3 витков, которые лучше слегка раздвинуть, чтобы увеличить площадь обогрева.

Модель с воздушным змеевиком

Производительность во многом зависит от разницы уровней входа и выхода воздуха. Силу тяги определяет разница в температуре, поэтому отверстие, отвечающее за забор, часто выводят на улицу

Перегородки внутри корпуса. Своеобразный лабиринт составляют из металлических пластин, установленных вертикально. Оптимальная толщина деталей – от 6 мм до 8 мм.

Модель с перегородками

Входное и выходное отверстия воздуховода должны располагаться напротив начала и конца лабиринта. Сверху устанавливают и приваривают металлическую крышку, обеспечивающую герметичность корпуса

Трубы, проходящие сквозь топку.

Модель с интегрированными трубами

Интегрированную конструкцию необходимо создавать при сборке самодельной печи, еще перед тем, как заварятся стенки. Каналы расположены параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. Сечение труб – 50 мм и более

При вертикально расположенных каналах движение воздуха более интенсивное, следовательно, производительность прибора увеличена. Но в некоторых случаях уместны устройства с горизонтально расположенными трубами или с перегородками. Каждая из перечисленных моделей подходит для самостоятельного изготовления, если есть навыки сварки.

Расчет площади

При расчете площади теплообменника строгих рамок не существует. Исходить следует из полезной площади банного помещения или того места, которое он будет отапливать. При установке в парилке и использовании только для получения горячей воды можно установить и маломощную конструкцию.

Если теплообменник будет выноситься наружу и необходимо, чтобы он еще и обогревал помещение, то он должен обеспечивать 5 кВт на 1 квадрат полезной площади помещения. Если он рассчитан не на отопление, а на расход воды, то объем может варьироваться. Средний расход воды может быть до 50 кубических метров на человека. Однако с увеличением объема увеличивается и время нагрева.

При установке бака в печь необходимо помнить, что он не должен остужать камни. Поэтому он должен быть такого размера, чтобы не забирать все тепло от камней, а греться вместе с ними.

Гофра и оловянная труба

Гофра представляет собой экономичный вариант. Берут 3 гофрированные трубы из алюминия и устанавливают вокруг дымохода. Воздух прогревается от стенок последнего. Его можно перенаправлять в любую комнату. Чтобы добиться максимальной теплоотдачи, можно заворачивать трубы в слой фольги.Есть возможность установки своими руками теплосъемника, функционирующего по типу колпаковой печи.

Теплый воздух направляется вверх, после чего медленно опускается. В большинстве случаев металлическая труба греется до такой степени, что прикосновение к ней может привести к ожогам. В указанном случае теплообменник на дымоход для отопления незаменим, так как он снижает вероятность появления таких травм, а также пожаров.

Труба на олове также обустраивается просто. Дымоход оборачивают ею, после чего она начинает нагреваться. Воздух, который циркулирует в такой трубе, становится тёплым. Аргоновой или полуавтоматической сваркой приваривают спираль.

Обустроить хороший теплообменник на дымоход своими руками несложно. Надо запастись качественными инструментами и материалами. Создав такое приспособление самостоятельно, можно сделать жилище тёплым, а также сберечь немало денег.

Самостоятельное изготовление теплообменников

Подходить к изготовлению теплообменника для банной печи своими руками следует ответственно. Выбирать его размеры и материал необходимо из расчета, какую функцию он будет выполнять в дальнейшем и где он будет установлен.

Внешний

Чтобы сделать змеевик на дымоход, используют медную трубку диаметром 10 мм. Длина ее будет зависеть от размеров трубы дымохода, но обычно хватает 2 м. На концы трубки надевают развальцованные переходники, через которые змеевик будет подсоединяться к трубам.

Можно своими руками сделать теплообменник самоварного типа длиной около 30 см (или немного меньше). Для этого потребуются:

  • две стальные трубы. Одна диаметром чуть больше дымохода, а вторая диаметром приблизительно на 10 см больше первой;
  • листовая сталь, из которой вырезаются крышки с отверстиями, равными диаметру меньшей трубы.

Необходимо сварить из всего этого цилиндрическую конструкцию. Крышки следует приваривать тщательно, чтобы не было зазоров. Получится емкость теплообменника. Внизу и вверху на боковой поверхности цилиндра надо проделать отверстия и приварить патрубки для подсоединения труб, по которым будет поступать и отводиться вода.

Перед установкой теплообменник надо обязательно проверить на герметичность.

Внутренний

Самостоятельно делают встроенные теплообменники для банных печей из стали. Используют для этого либо трубки, либо плоские стальные емкости (сталь марки 430 или 304). Хотя КПД плоского устройства меньше, но изготовить его проще, и прослужит он дольше.

Печь и дымоход через тепловизор

Встраиваемые (или встроенные) теплообменники устанавливают во время кладки. Поэтому об их наличии надо позаботиться заранее, еще на этапе планировки. Патрубки выводить можно с разных сторон. Если нет опыта в сварочных работах, то лучше приобрести печь с уже встроенным в нее теплообменником или пригласить мастера, который все выполнит профессионально. Продаются также теплообменники отдельно, причем по вполне доступной цене.

Изготовление баков

Разновидностей баков для воды существует огромное множество. Это могут быть самые дешевые варианты из пластиковых емкостей или более дорогие из железа. Конечно, если делать качественный долговечный бак, то следует выбрать металл.

Рассмотрим вариант прямоугольного бака для установки в печь. Для этого необходим лист железа 0,5 мм или толще. Потребуются также патрубки, которые в дальнейшем будут привариваться к баку.

Далее размечаются контуры накопителя и вырезаются болгаркой. Срезы нужно делать как можно ровнее, соединить нарезанные листы следует сваркой. Патрубки привариваются сбоку, расстояние между ними должно быть максимальным. Это делается для того, чтобы холодная и горячая вода не смешивались сразу же. Так можно достичь существенной разницы температур. Устанавливать бак можно непосредственно в печь или располагать снаружи.

Монтаж труб

При подключении теплообменника банной печи трубы можно брать металлические, в том числе гибкие гофрированные, можно пластиковые – материал большой роли не играет. Пластиковые монтировать проще, металлические будут надежнее. Трубы следует подводить к патрубкам, которые привариваются к баку.

Пластиковые или металлические трубы нужно брать диаметром три четверти дюйма. Такой размер часто используется для отопления, поэтому идеально подходит и для теплообменника. Следует помнить: чем больше диаметр труб, тем лучше водяной поток будет впоследствии проходить.

При монтаже трубопроводов нужно максимально сокращать их длину, стараться уменьшать количество поворотов и изгибов. Это также пагубно сказывается на циркуляции воды.

Важно установить сливной кран. Он позволит сливать воду, например, на зимний период. Следует также предусмотреть вариант демонтажа элементов системы отопления для обслуживания. В трубах со временем будет накапливаться накипь, ее требуется периодически удалять.

Трубы нужно устанавливать под углом. По регламенту уклон должен быть не менее 4% от общей длины трубопровода (примерно это составляет 10°), что значительно ускоряет водный поток. Слишком большой уклон тоже делать не следует, он нужен только для циркуляции воды в системе. Такое устройство поможет в дальнейшем сливать воду.

Если бак внешний, то вода будет циркулировать за счет вертикальности труб. Также для циркуляции можно поставить насос. Он принудительно будет гонять воду по трубной системе, что удобно, когда бак находится на низкой высоте и вода не может двигаться по системе под собственным весом. Для насоса потребуются дополнительные доработки, подключение к электросети. Источник питания для него лучше вынести наружу, так как пар может вызывать короткое замыкание.

В целом же специалисты считают наилучшим такое устройство системы с теплообменником, в котором циркуляция осуществляется естественным путем.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector