3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплообменник на дымоход для отопления

Как сделать теплообменник на трубу дымохода – варианты конструкции и способы монтажа

Одним из обязательных элементов банной или отопительной систем является печь, которая может служить не только источником тепла в доме, но и подогревать воду для бытовых нужд. В данной статье мы расскажем, зачем нужен теплообменник на трубу дымохода, какие бывают разновидности такой конструкции, а также каким образом его можно установить.

Механизм функционирования

Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.

Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.

По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.

Воздушный радиатор на трубу дымохода имеет аналогичный принцип работы. Холодный воздух поступает внутрь теплообменника снизу, а после нагревания поднимается вверх и через трубопровод подается в отапливаемые помещения. Кроме того, пластины радиатора также отдают тепло. Воздушный теплообменник оптимален для отопления мансард на даче или предбанников бани, если такие помещения протапливаются лишь время от времени. В них нецелесообразно организовывать водяное отопление, поскольку придется постоянно заливать и сливать воду из системы.

Накопительный бак с водяным контуром

Установить бак-теплообменник на трубу дымохода в баню можно из оцинкованной жести либо из нержавеющей стали. На выбор материала будет в значительной степени влиять строение печи. Если в вашем распоряжении двухкамерный котел, в котором оборудована система дожигания газов, следовательно, выходящий в трубу дым будет уже не слишком горячим – не более 200 ℃. В таком случае материал для бака не имеет решающего значения. Читайте также: «Как сделать и установить бак на трубу для бани – практические рекомендации».

А вот в обычных конструкциях печей, где горячий угарный газ выходит непосредственно в дымоход, температура дыма может подниматься до 500 ℃. В такой ситуации единственный вариант – нержавеющая сталь, ведь оцинковка будет выделять токсины от сильного нагрева.

Как правило, устанавливают такой тип регистра на трубу – в баню, где необходимо постоянное снабжение большим количеством горячей воды. При этом сам бак устанавливают на печке внутри парилки или моечной, а вокруг трубы оборачивают нагревательный контур. В бачке предусматривают входной и выходной штуцеры для циркуляции воды в системе. Как вариант, подобный тип отопления можно использовать для гаража или подсобок. Читайте также: «Как сделать дымоход из трубы своими руками – пошаговое руководство».

Инструкция по изготовлению бака

Зачастую в магазинах можно купить теплообменник на трубу отопления с уже сделанным водяным контуром. Останется только монтировать его на новую фабричную печку и можно пользоваться. Однако при желании вы можете сделать теплообменник на трубу дымохода своими руками.

Потребуются такие материалы:

  • листы стали и куски трубы из нержавейки разного сечения со стенками, толщиной 1,5-2мм;
  • штуцеры на 1″ или 3/4″, чтобы подключить водяной контур к системе отопления;
  • большой бак для воды из оцинковки или нержавейки объемом 50-100 литров;
  • гибкие шланги или трубы из меди или стали для горячей воды;
  • кран для слива воды из системы.

Работы по сборке теплообменника с баком состоят из таких этапов:

  1. Разработка чертежа. Исходя из вида печки и диаметра дымовой трубы, определяют габариты бака. В простых металлических печах с прямым дымоходом на выходе газы очень сильно нагреваются, так что теплообменник может быть довольно крупным – около 50 см высотой.
  2. Внутренний диаметр стенок накопительного бака нужно выбрать так, чтобы он плотно сел на патрубок дымохода. Внешний диаметр бака должен быть больше внутреннего сечения в 1,5-2,5 раза. Такие параметры позволяют быстро нагреть теплоноситель и обеспечить его свободную циркуляцию. Если в печи выходящие газы не очень горячие, то лучше ставить теплообменник на трубу дымохода для отопления меньших размеров, чтобы не скапливался конденсат и была хорошая тяга.
  3. Сварочным аппаратом нужно скрепить все элементы конструкции, проследив, чтобы швы были герметичными. Штуцеры для циркуляции воды приваривают вверху и внизу бака.
  4. Водяной котел усаживают на дымовой штуцер очень плотно, дополнительно обрабатывая швы жаростойким герметиком. В верхней части на баке точно так же крепится переходник на утепленную трубу, которую через потолок или стенку выводят наружу.
  5. Нагревательный контур с теплоносителем подсоединяют к накопительному баку. Входящую трубу с холодной водой через штуцер подводят к баку с наклоном в 1-2 градуса. Труба с горячей водой, подключаемая к емкости через верхний штуцер, имеет наклон в 30 градусов. При этом сам накопитель монтируют выше теплообменника.
  6. В самом низком месте бака врезают кран для слива воды. В парилке он может быть совмещенным с краном для забора горячей воды.
  7. Прежде чем растапливать печь, в систему заливают воду, чтобы металлические элементы не перегрелись, а швы не полопались.
  8. Заполнение водой в теплообменнике может быть как ручным, так и автоматическим. Если производится залив воды вручную, нужно установить на наружной стенке прозрачную трубку, чтобы следить за уровнем воды.

Стоит отметить, что от контура до бака не должно быть более 3 метров расстояния, а диаметр трубы лучше брать не уже 3/4″.

Теплообменник в виде змеевика

Если для монтажа предыдущего типа отопления от трубы дымохода требуется умение обращаться со сварочным аппаратом, то конструкция теплообменника в виде змеевика выполняется намного проще. Нужно только обернуть несколько колец гибкой алюминиевой или медной трубки вокруг дымохода. Эти металлы имеют высокий уровень теплопроводности и не разрушаются из-за коррозии.

По диаметру трубка должна быть удобной для подключения к штуцеру накопительного бака. Оптимально для сгибания выбирать трубу сечением не более 28 мм. По длине такой контур не должен превышать 3 метров, чтобы циркуляция воды была правильной. С помощью гибкой подводки можно подключить бак к змеевику.

Как правило, змеевики применяют для нагрева воды, хотя, иногда и для отопления маленьких комнат. Лучше всего себя показывают змеевики, закрепленные на дымовых трубах металлической печи с очень высокой температурой угарных газов.

Способ монтажа змеевика

Монтировать теплообменник-змеевик можно на дымоход банной печки или буржуйки в гараже или сарае. Он будет служить для отопления или для нагрева воды.

Для работы потребуется:

  • алюминиевая или медная трубка длиной до 3 м;
  • 2 штуцера 3/4″ и гибкий шланг для горячей воды;
  • котел с поплавковым краном для заполнения водой и клапаном для ее использования;
  • кран для слива теплоносителя из системы.

Технология монтажа системы выглядит так:

  1. Первым шагом производится изгиб трубки, чтобы ее сечение осталось неизменным. Для медных труб менее 28 мм диаметра можно использовать трубогиб, не нагревая их. А вот стальные, алюминиевые и изделия с большим диаметром нуждаются в предварительном прогреве паяльной лампой.
  2. Для сгиба можно воспользоваться сухим песком, заполнив им трубу и закрыв заглушками с обеих сторон. По образцу производят спиральный сгиб, после чего ссыпают песок и промывают трубу под напором воды.
  3. В торцевых частях трубки нарезают резьбу для переходников под штуцеры, а затем подключают к системе.
  4. Полученный змеевик монтируют на дымоход. Если припаять его оловом к трубе, теплоотдача будет лучше. Предварительно производят обезжиривание ортофосфорной кислотой.
  5. Немного выше змеевика на опору или на стену вешают накопительный бак. Подключают его к теплообменнику гибкой подводкой и устанавливают кран внизу бака.

Отметим, что для безопасного и долговременного использования змеевика для отопления, нужна установка насоса, обеспечивающего циркуляцию воды в системе и препятствующего перегреву.

Регистр воздушного типа

Использовать на благо излучаемое дымоходом тепло и увеличить тем самым КПД буржуйки или печи для бани можно, установив воздушный бак-теплообменник. Он выглядит как корпус в форме цилиндра, сквозь который проходят несколько полых трубок. Снизу в них попадает холодный воздух, нагревается внутри теплообменника, поднимается вверх, откуда попадает в помещение. Такой тепловой поток можно направить в соседние комнаты, чтобы обогреть большее количество помещений. Читайте также: «Виды регистров из гладких труб, характеристики и особенности использования в системах отопления».

Существуют специальные конструкции печей с теплообменниками воздушного типа, которыми обогревают не только гаражи, но и большие теплицы или прочие постройки.

Теплообменник из гофра

Гофрированные канализационные трубы могут с успехом быть использованы для организации теплообменника. Их накручивают вокруг неутепленного отрезка дымовой трубы, чтобы воздух, находящийся внутри них, быстрее нагрелся и распространился в соседние помещения. А если обернуть такую трубу и дымоход фольгированным материалом, то прогрев будет происходить быстрее.

Оптимально использовать гофру для буржуйки, установленной в гараже (прочитайте также: «Как установить трубу для буржуйки в качестве дымохода»). Выведя отверстия воздуховодов пониже к полу, можно добиться равномерного распределения теплого воздуха во всем гараже и создать вполне комфортные условия.

Колпаковый теплообменник

Если нужно организовать отопление второго этажа и мансарды дома, то удобно использовать теплообменник в виде колпака. Он позволяет задержать теплый воздух, который скапливается возле потолка, внутри комнаты. Постепенно остывая, воздух будет опускаться вниз, и обогревать комнату остаточным теплом.

Изготовить такой колпак можно из огнеупорного гипсокартона, листа оцинковки или другого материала, после чего вывести воздуховоды к месту назначения. Для красоты колпак можно обложить искусственными камнями, которые будут нагреваться и постепенно отдавать тепло.

Негативные моменты

Наряду с пользой теплообменника на дымоходе, стоит отметить и ряд негативных факторов. Во-первых, из-за такой конструкции температура выходящих газов существенно снижается. Это может провоцировать излишнее накапливание сажи, образование конденсата и ухудшение тяги.

Немаловажный момент обустройства такой системы отопления – это просчитать, какой объем воды нужен для ее полноценного функционирования. Если ее будет мало, система может перегреться, вода в ней закипит, и трубы могут разорваться. Кроме того, важно обеспечить герметичность швов.

В любом случае, обустройство теплообменника позволяет увеличить эффективность любой печи. В целях безопасности, как минимум, дважды в год следует проводить визуальную диагностику системы и ее обслуживание – чистку сажи, замену дефектных элементов и так далее. Тогда можно будет с уверенностью использовать теплообменник для отопления дома и нагрева воды в бане.

Самостоятельная установка теплообменника самоварного типа на трубу дымохода

При печном отоплении тепловая энергия не полностью используется для обогрева помещения: часть ее расходуется на нагревание трубы дымохода, а часть уходит на улицу. Чтобы оптимизировать работу отопительной системы и использовать избыток тепла с пользой, устанавливают на дымоход печной трубы металлический теплообменник — устройство, позволяющее увеличивать КПД печи и сохранять тепло, не позволяя отводить нагретый воздух наружу.

Что такое теплообменник и для чего он нужен

Теплообменник — это устройство, предназначенное для энергообмена между различными частями системы, по которой циркулирует теплоноситель. Установка теплообменника имеет несколько целей:

  • использование избытка тепловой энергии для нагрева воды в соединенных с отоплением контурах (например, в системе горячего водоснабжения);
  • теплоизоляция дымохода.

При обустройстве печного отопления монтаж теплообменника — рациональное решение. Подключив его к контуру системы горячего водоснабжения в доме (при условии, что печное отопление достаточную мощное), можно сэкономить на электричестве или твердом топливе, а также не устанавливать отдельный котел для работы ГВС.

Теплообменники — это широкая категория инженерного оборудования, которая используется и в частном хозяйстве, и в промышленности. В городских котельных, предприятиях сферы энергетики также можно увидеть сложное оборудование.

Разновидности устройства и принцип работы

Существует основная классификация теплообменников — по типу теплоносителя, которая делит их на водяные и воздушные.

Читать еще:  Контробрешетка под металлочерепицу размеры

Водяные теплообменники

Водяные теплообменники — самая простая и распространенная разновидность оборудования. Их работа основана на базовых законах физики: при нагревании жидкость расширяется, ее плотность уменьшается. Под давлением более плотной холодной воды, находящейся в нижней части контура, нагретая жидкость поступает в расширительный бак, а оттуда — обратно в теплообменник, двигаясь по замкнутому кругу.

Циркуляция по трубам и постоянное нагревание воды до нужной температуры позволяет поддерживать оптимальную работу подключенного контура. Она же предотвращает переохлаждение трубы дымохода, которое может привести к образованию конденсата.

Простейший теплообменник представляет собой металлический бак или змеевик (спиралевидную трубу), в котором находится теплоноситель — горячая вода. Источником тепла является горячая труба дымохода, которая находится в прямом контакте с источником тепла.

Устройство на основе водного теплоносителя работает по принципу самовара. В системе предусмотрен расширительный бак для горячей воды. Через выходной штуцер теплообменника вода по трубе попадает в расширительный бак. Снизу бака расположен выходной штуцер с трубой, через которую охлажденная вода покидает емкость и поступает снова в теплообменник. Естественный физический процесс теплового обмена обусловливает постоянную циркуляцию жидкости и поддержание постоянной температуры.

Воздушные теплообменники

Принцип действия воздушных теплообменников в том, что горячие газы нагревают расположенные внутри устройства трубки, не создавая дополнительного нагрева, а лишь направляя тепловую энергию наружу. Конструктивно воздушный теплообменник представляет собой цилиндр с несколькими полыми трубками внутри, воздух в цилиндрический резервуар подсасывается снизу, в трубе нагревается и из теплообменника выходит наружу, таким образом увеличивая уровень нагрева помещения на 15-20%.

Обратите внимание! С помощью воздушного теплообменника можно обогреть соседние комнаты от одной печи, если туда вывести воздуховодную трубу. С помощью воздушного теплообменника можно усовершенствовать простую буржуйку или обычную печь, если установить его на дымоход.

Кроме традиционного металлического бака или змеевика встречаются колпаковые модели, которые используются для отопления мансардных помещений.Такой принцип строения печи предложил И.В. Кузнецов, и колпаковая печь названа его именем. Работа колпаковых теплообменников основана на удержании нагретого воздуха, поднимающегося вверх по дымоходу, с помощью специального колпака, который устанавливается под потолком. Движение воздуха в трубе происходит за счет естественных физических процессов.

Способы установки

Существуют два основных способа установки устройства — непосредственно на печь или на трубу дымохода (устройство самоварного типа или т.н. водяная рубашка).

В первом случае эффективность установки будет значительно выше, т.к. ёмкость будет получать тепло не только от трубы дымохода, но и от жара каменки.

Обратите внимание! При всех достоинствах у этого способа есть существенный недостаток: вода в емкости нагревается быстрее, чем печь, и начинает закипать. Со временем на поверхности бака образуется накипь, из-за чего модель нуждается в регулярной очистке.

Как установить теплообменник своими руками: инструкция

Установка теплообменника на дымоход происходит на базе уже готовой емкости, (например, модель “Ермак”), которую можно приобрести в магазине, либо изготовить самостоятельно из листовой нержавеющей стали или медной трубки.

Как выбрать металл для изготовления устройства

Для изготовления теплообменников используют следующие виды металла:

  • нержавеющая сталь;
  • оцинкованная жесть;
  • медь.

Выбор зависит от конструкции печи, ее мощности и температурного режима.

Если рабочая температура печного оборудования не превышает 200 градусов, то для установки теплообменника подойдет любой металл.

Если печь нагревается выше 200 градусов, то использовать тонкостенные баки из оцинковки не рекомендуется, поскольку высокая температура может деформировать емкость.

Обратите внимание! Стоит учитывать, что при нагревании цинковое покрытие выделяет токсические вещества. Для высокомощного печного отопления рекомендуется использовать теплообменники из нержавеющей стали.

Для теплообменника в виде змеевика (трубки, которая устанавливается спирально вокруг дымохода) используется медь как оптимальный металл по части пластичности, теплопроводности, прочности и устойчивости к коррозии.

При желании можно изготовить змеевик самостоятельно, согнув трубу спиралью таким образом, чтобы ее внутренний диаметр был на 1-2 мм больше трубы дымохода.

Обратите внимание! Для изготовления теплообменника самоварного типа медь не подходит.

Установка теплообменника самоварного типа

Установка теплообменника — дело не совсем простое, и требует опыта в сварочных работах и знания принципов работы отопительных систем.

Монтаж выполняется на основе готового металлического бака:

  • Емкость теплообменника устанавливается непосредственно на трубу дымохода, которая должна быть прочно закреплена на каменке.
  • Выше по ходу трубы после теплообменника устанавливается шиберная заслонка дымохода.
  • После выбора места для установки накопительного бака (это может быть парная, душевая, предбанник) на стену крепится опорная реечная конструкция.
  • Бак фиксируется на опоре с помощью саморезов строго вертикально. Если бак имеет большой объем (от 120 литров), можно использовать кронштейны, которые устанавливаются на стену.
  • К входному патрубку бака подключается обратный клапан (в случае открытого типа контура).
  • К выходному патрубку емкости подключается кран для слива воды (он должен быть предусмотрен, если печное отопление используется сезонно).
  • К теплообменнику через штуцеры подключаются отводящий и подводящий патрубки, идущие к накопительному баку.
  • После подключения всех подводящих и отводящих труб теплообменник приваривается к трубе дымохода с обеих сторон.
  • Патрубки, ведущие к накопительному баку, присоединяются при помощи металлических фитингов.
  • После завершения сварочных работ, подключения подводящих и отводящих патрубков проводится проверка системы путем пробного запуска воды. Если сварные швы выполнены качественно, то в местах стыков течи возникнуть не должно.

Внимание! Выносной бак теплообменника должен быть выше по уровню, чем верхний край печи.

Зачем нужен теплообменник на трубу дымохода

Особенностью печей на твердом или жидком топливе является невысокий общий КПД. При сжигании данных видов топлива образуется большое количество тепловой энергии, однако основная ее часть уходит в атмосферу вместе с продуктами сгорания. Улучшить теплосъем можно, установив дополнительный теплообменник на трубу дымохода.

Принцип работы

На выходе из котла температура газообразных продуктов сгорания топлива может достигать 600 °С более. Для обеспечения нормальной тяги в дымоходе такой нагрев является чрезмерным и в отдельных случаях даже вредным, поскольку способен привести к перегреву конструкций.

Рациональнее пустить избыток тепла в отводимых газах на приготовление горячей воды, или нужды дополнительного жидкостного или воздушного отопления. При этом работоспособность печи не будет нарушена, а величина дополнительно снимаемой мощности может достигнуть нескольких киловатт.

Съем избыточной тепловой мощности производят дополнительным теплообменником, монтируемым на дымоходе. Размещается теплообменник снаружи дымохода. Устанавливать его внутри дымоотводящей трубы не рекомендуется, т.к. это приведет к ухудшению тяги, быстрому накоплению сажи и интенсивному образованию конденсата в холодное время года.

В качестве теплоносителя для подобного теплообменника может использоваться воздух и вода. Воздух обычно применяется для организации дополнительного воздушного отопления. Вода может использоваться как на нужды отопления, так и для ГВС.

Конструктивные особенности. Варианты исполнения

Чаще всего дополнительные теплообменники устраивают в виде следующих конструкций:

  • змеевик с внешней стороны дымоотводящей трубы;
  • водяная рубашка. Представляет собой заполненный теплоносителем герметичный цилиндр, надеваемый на дымоход. Для увеличения эффективности теплосъема участок дымохода под водяной рубашкой нередко разделяют на несколько каналов меньшего диаметра;
  • тормоз для дымохода. Для устройства такого теплообменника дымоход прокладывается не вертикально, а змейкой. Это увеличивает площадь контакта с окружающей средой и, соответственно, величину снимаемой тепловой мощности.

Последний вариант пригоден лишь для местного отопления в непосредственно близости от котла или печи. Первые два могут применяться для организации ГВС и жидкостного отопления.

Главной особенностью теплообменников для дымоходов является интенсивный теплосъем с отработанных газов. С одной стороны, эффективный теплообмен позволяет уменьшить потери дорогостоящего тепла. С другой, — эксплуатация подобного устройства может привести к тому, что участок дымохода под теплообменником всегда будет прохладным. Это чревато образованием конденсата.

Избавиться от конденсации влаги в дымоходе можно несколькими путями:

  • применением теплоаккумулятора для жидкостного контура. Дополнительный бак в системе избавит от риска подачи слишком холодной жидкости к дымоходу;
  • дополнительный теплообменник конструируется таким образом, чтобы всегда была возможность оперативно его демонтировать, очистить и установить обратно;
  • мощность устройства подбирается таким образом, чтобы продукты сгорания на участке выше него сохраняли достаточно высокую температуру, необходимую для обеспечение тяги.

В качестве материала изготовления приборов для дополнительного теплообмена обычно применяется нержавеющая сталь. Она устойчива к температурным перепадам и легко шлифуется, чтобы конденсат быстро стекал и не способствовал образованию сажи.

Теплообменник для дымохода при водяном отоплении дома

Одним из наиболее рациональных вариантов организации подобных систем является змейка из медной трубы небольшого диаметра, намотанная вокруг дымохода. Для частного дома средних размеров оптимальный теплосъем можно обеспечить, намотав 3-4 метра трубы диаметром ¾ дюйма. Добиваться плотного контакта с трубой дымоудаления нет смысла, т.к. это может привести к чрезмерному теплосъему и нарушению тяги в трубе.

Для профилактики образовании конденсата в дымоотводящей трубе рекомендуется использовать теплоаккумулирующие баки. Емкость таких баков рассчитывается индивидуально в зависимости от мощностей котла и дополнительного теплообменника, а также с учетом объема циркулирующего теплоносителя.

Вариант с водяной рубашкой чуть более сложен в реализации, поскольку при монтаже подобной системы могут возникнуть сложности с установкой цилиндрического бака на уже действующий дымоход. Вместе с тем, такие конструкции более компактны из-за лучшего теплосъема.

Использовать для отопления дома одну лишь энергию отводимых от котла газов вполне возможно, но не всегда рационально. Как правило, подобные конструкции применяются лишь в качестве вспомогательных для основных систем отопления.

Теплообменник на дымоход банной печи

Для банной печи съем тепла с дымохода в отопительных целях применяется крайне редко. Банные печи, как правило, обладают значительной мощностью, несопоставимой с мощностью устройств косвенного нагрева. Поэтому более разумно в качестве основного отопительного прибора рассматривать именно печь. Теплосъемники на дымовые трубы могут пригодиться лишь для организации дополнительного отопления в предбанниках, коридорах и прочих помещениях, непосредственно не контактирующих с печью.

Вместе с тем, установленный на трубе теплосъемник вполне способен обеспечить горячее водоснабжение.

Недостатки использования

При всех удобствах и очевидной экономии, теплообменники на трубе дымохода способны озадачить одной серьезной проблемой: трудностью регулирования мощности. При работающем котле или банной печи прекратить нагрев теплоносителя почти невозможно. Если перекрыть контур, то остановившаяся внутри теплосъемника вода быстро перегреется, закипит и разрушит всю конструкцию. Поэтому нагретую воду приходится сливать в отдельную емкость, что не всегда удобно.

Уменьшить скорость нагрева воды можно путем перекрытия дымохода заслонками. Однако такие действия могут нарушить работу котла или печи, что может привести к отравлению угарным газом, пожару и прочим печальным последствиям. Решением проблемы может стать прокладка байпаса – параллельного дымохода. Однако в этом случае увеличивается стоимость монтажа, плюс все сооружение получается весьма громоздким.

Поэтому перед установкой на трубу дополнительного теплообменника будет разумным тщательно взвесить все плюсы и минусы использования таких систем, а также определиться с их мощностными характеристиками. Лучше всего при решении подобных задач привлечь опытного специалиста.

Виды и правила монтажа теплообменников на трубу дымохода

Печь, используемую для отопления дома или готовки пищи, можно переделать своими руками под агрегат, который будет нагревать воду для бытовых нужд. Для этого надо провести монтаж на трубу дымохода теплообменника. Как это сделать, рассмотрим в статье.

Что такое теплообменник

Это техническое устройство, изготовленное из материала с высоким показателем теплопроводности, в котором две среды с разной температурой соприкасаются через перегородку. Именно через стенку прибора от одной среды температура передается другой.

Существует два типа теплообменников:

  1. Рекуператоры. То есть те, в которых передача температуры происходит через перегородку.
  2. Регенераторы. В них среды с разными температурами соприкасаются с одной единственной поверхностью поочередно.

  1. Змеевик – это трубка, накрученная на дымоходную трубу, по которой движется вода.
  2. Труба в трубе. Это конструкция в виде цилиндра, насаженная на дымоход. Внутри него протекает вода, которая поступает внутрь конструкции через нижний патрубок, а выходит через патрубок, установленный верхней части теплообменника. Нагрев жидкости происходит через стенку дымохода.
  3. Спиральные. В быту применяются редко, потому что конструктивно – это емкость, в которую укладывают по спирали (по внутренним стенкам) трубу, внутри движется горячая среда. К сожалению, в таком виде дымоход работать не будет.
  4. Кожухотрубные. Это не бытовой агрегат. Его конструкция – это емкость, в которой вставлено большое количество трубок. По ним и перемещается среда с большой температурой, а между трубками движется вода.
  5. Пластинчатые, их еще называют конвекторами. Эта модель такая же, как предыдущая. Только в ней вместо трубок установлены полые панели, по которым и движется среда с высокой температурой. А между ними вода. Эффективность передачи тепловой энергии здесь зависит от того, в каком направлении относительно друг друга перемещаются среды. Оптимально – навстречу друг другу.
Читать еще:  Кровля из сланца

  • труба из меди, алюминия или стали длиною 3 м;
  • два гибких шланга для подключения к системе горячего водоснабжения, требуемой длины;
  • вентиль.

Зачем он нужен

На фото выше видно, что через дымоход теряется, примерено 14 % тепла, которое могло бы сохраняться в доме. Конечно, не самая большая цифра, но если перевести потери в киловатты энергии и умножить на количество дней, в течение которых производилось отопление, то результат получается довольно весомый.

Естественно, сохранить все 14 % внутри не получится, но если установить теплообменник для дымохода, можно значительно увеличить КПД печи, без ущерба её основным функциям.

Основное назначение трубы дымохода – это, конечно, отведение отработанных газов. Именно они раскаляют трубу до огромной температуры.

Если посмотреть на печь через тепловизор, видно, что температура дымохода может быть, как и в самой топке. Проблема в том, что теплоотдача дымохода никак не аккумулируется, но ведь её можно пустить в дело. И о том, как это сделать, пойдёт речь ниже.

Виды теплообменников

Главная задача теплообменника состоит в том, чтобы переносить тепло, излучаемое дымоходом на расстояние, но при этом не переостужать его поверхность, так как это приведёт к повышенному образованию конденсата и соответственно скоплению нагара на внутренней части трубы.

Именно сохранение этого баланса является самой существенной сложностью, особенно если решено изготовить теплообменник на дымоход своими руками.

По конструктивным особенностям теплообменники могут быть двух видов:

  1. Водяные, когда тепло переносится посредством естественной циркуляции жидкости в замкнутой системе.
  2. Воздушные, когда прогретый воздух принудительно переносится в нужном направлении.

Выбор конструкции напрямую зависит от индивидуальных особенностей дома и печи, а также от целей, которые преследуются его установкой. Но обо всём по порядку.

Водяной теплообменник замкнутого типа

Принцип действия всех замкнутых систем отопления построен на элементарных законах физики – при нагревании, плотность воды уменьшается и подталкиваема снизу более холодной, она начинает подниматься по трубе, попадая в расширительный бак, и уже из него по всему контуру возвращается к нагревателю.

В данном случае, в качестве нагревателя выступает дымоход, который своей энергией толкает воду по контуру системы отопления.

Самодельный змеевик

Конструкция, изображённая на фото, является самым распространённым и простым способом использования тепла от дымохода. Верхний край трубки соединяется с расширительным баком, а нижний с контуром отопления.

Совет! лучше всего для змеевика подойдёт медная трубка. Она легко накручивается на дымоход и имеет высокий коэффициент теплопроводимости.

Чаще всего такую систему используют в качестве вспомогательной. С её помощью можно обогревать небольшие помещения, в которых ранее не предусматривалось отопление, но не более того. Выступать в роли основного отопления она не сможет, так как в её устройстве есть несколько значительных недостатков:

  • Температура на поверхности дымохода – величина непостоянная и сложноконтролируемая, как следствие, невозможно регулировать степень нагрева теплоносителя.
  • Из-за непостоянства температуры, очень сложно рассчитать оптимальную длину змеевика. Если он будет слишком коротким, вода начнёт закипать и разорвёт трубку, а если слишком длинный, теплоноситель вообще не прогреется до нужной температуры.
  • Воду из расширительного бака нельзя использовать для душа или в других целях, и дело не только в нерегулируемом нагреве. При заполнении бака холодной водой, она через змеевик начнёт охлаждать дымоход, в результате чего образуется конденсат и ускоряется процесс образования нагара на внутренних стенках.
  • Температуры, до которой нагревается дымоход, недостаточно для прогрева длинного контура. При обычном отоплении, вода, проходя по системе, теряет всего 25 градусов, чтобы сохранить этот показатель в данной ситуации, вся система должна быть небольших размеров.

Важно! Некоторым «народным умельцам приходит в голову мысль о том, что теплообменник в дымоходе будет значительно эффективнее, ведь температура там выше. Делать этого ни в коем случае нельзя, посторонние предметы внутри трубы препятствуют свободному прохождению газов, в результате чего они могут пойти в помещение.

Регистровый теплообменник

Чтобы избежать проблем с самодельными устройствами, можно приобрести регистр теплообменник на дымоходную трубу. Конечно, цена такого приспособления будет выше, чем у сделанного своими руками. Но и качественные характеристики не идут ни в какое сравнение.

Принцип работы такого устройства, идентичен описанному выше, с той лишь разницей, что тут уже произведены все расчёты, уберегающие устройство от закипания. К сожалению, контроля за нагревом тут тоже нет, но зато есть несколько существенных плюсов в сравнении с «самоделкой»:

  • Внешний кожух сохраняет тепло внутри, позволяя змеевику прогреваться даже при невысокой температуре дымохода;
  • Медные трубки не вступают в плотный контакт с нагревающейся поверхностью, это защищает устройство от возможного закипания.
Читать еще:  Монтерей черепица технические характеристики

Важно! К каждому заводскому теплообменнику прилагается подробная инструкция по его установке. Чтобы добиться максимальной производительности и не столкнуться с непредвиденными проблемами, необходимо её внимательно изучить и следовать всем рекомендациям производителя.

Воздушные теплообменники

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

Теплообменник «Кузнецова»

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.

Изготавливаем своими руками теплообменник на трубу дымохода: что для этого нужно

Такие качества, как бережливость и экономия присущи только человеку. На протяжении веков именно они двигают технический прогресс и способствуют созданию устройств, призванных не просто облегчить жизнь, но и использовать все доступные ресурсы по максимуму. Затраты на отопление дома считаются по праву самыми высокими. И вот как раз теплообменник на трубу дымохода входит в число наиболее доступных вариантов экономии тепла в частной постройке с печным отоплением.

Чтобы получить от печной системы максимум тепла, можно установить на дымоход теплообменник, сделанный своими руками

Разновидности

Сегодня существует много типов таких устройств. Но наибольшей популярностью пользуются:

  • теплообменник из гофры;
  • теплообменник, оборудованный ёмкостью для воды;
  • теплообменник, имеющий форму змеевика;
  • воздушный теплообменник.

В зависимости от вида циркулирующего внутри устройства теплоносителя, все теплообменники подразделяются на жидкостные и воздушные. Последние наиболее просто изготавливаются, однако их эффективность оставляет желать лучшего. В то время как дымоход с теплообменником, внутри которого циркулирует вода, может использоваться как полноценная система отопления небольшой дачи, если подключить на вход/выход устройства подачу/обратку на радиаторы.

Каждый народный умелец, создавая полезное устройство для своих нужд, вносил личные идеи, способствующие улучшению его конструкции. Реализация теплообменника на трубу дымохода по своим чертежам выполнялась с использованием таких комплектующих элементов, как:

  • регистры отопления;
  • коллекторы;
  • металлические резервуары:
  • разнообразные змеевики;
  • радиаторы бытовых систем отопления;
  • радиаторы системы охлаждения двигателей транспортных средств.

Соорудить теплообменник-змеевик можно из обычной медной трубы, согнутой в спираль

Жидкостный теплообменник

Стандартная конструкция устройства такого типа выглядит, как металлический змеевик, которому присущ высокий коэффициент теплопроводности. Для обеспечения безопасности и лучшего теплообмена размещается он в корпусе из металла и хорошо изолируется негорючим утеплителем, в качестве которого используется, как правило, базальтовая вата.

Монтаж конструкции проводится на участке дымохода. Концы змеевика сначала выводятся через корпус теплообменника, а затем подсоединяют к отопительной системе. В её верхней точке ставится расширительный бачок. Изготавливать змеевик лучше всего из медной отожжённой трубки. Конечно, можно использовать и стальной такой элемент, но для достижения сопоставимого эффекта тогда придётся создать конструкцию в 7 (!) раз большую по габаритам. Обусловлено это более высокой теплопроводностью меди.

Естественная циркуляция теплоносителя по системе происходит следующим образом: жидкость нагревается и, увеличиваясь в объёме, поднимается по змеевику. Затем она самотёком по трубе попадает в радиатор отопления. Находящийся там холодный теплоноситель вытесняется и, поступив в змеевик, он вновь нагревается.

Важно! Чтобы теплоноситель циркулировал по системе, необходимо точно рассчитать диаметр и длину змеевика, выдержать углы наклона как подачи, так и обратки, а также многое другое.

Недооценка этих расчетов может привести к печальным последствиям. То, что устройство не будет работать – это ещё полбеды. Гораздо страшнее возможность возникновения гидроудара из-за кипения теплоносителя.

Некоторые типы теплообменников сложно изготовить своими руками так, чтобы их эксплуатация приносила желаемый результат

Такому виду теплообменника на трубу дымохода присущи следующие недостатки:

  • сложность расчётов и изготовления;
  • необходимость постоянного контроля давления и температурного режима в системе;
  • повышенный расход теплоносителя: жидкость просто испаряется из расширительного бака. При использовании воды в зимний период, когда система не эксплуатируется, жидкость требуется сливать;
  • температура отводящих газов значительно снижается. А это может привести к уменьшению тяги и неполному сгоранию используемого топлива.

Вместе с тем, изготовить жидкостный теплообменник на дымоход своими руками может человек, обладающий лишь знаниями физики курса средней школы и имеющий навыки обращения с инструментом.

Воздушный теплообменник

Устройство данного типа состоит, как правило, из металлического корпуса, внутри которого смонтированы несколько патрубков – входных и выходных. В основе его функционирования находится принцип конвекции. Поступающий внутрь патрубков холодный воздух нагревается и выходит в отапливаемое помещение через верхнюю часть теплообменника. Такое техническое решение предоставляет возможность уменьшить расход топлива раза в 2-3 без снижения эффективности теплогенерирующего устройства.

Изготовить самостоятельно подобное приспособление не составит никаких сложностей. Для этого понадобятся металлические трубы различного диаметра, болгарка и сварочный аппарат.

Для изготовления воздушного теплообменника нужны металлический лист, труб разного диаметра и железная емкость подходящего размера

Прежде, чем приступать к работе, запаситесь таким материалом:

  • отрезком трубы диаметром 50 миллиметров;
  • трубой длиной 2,4 метра диаметром дюйм с четвертью;
  • металлическим листом 350×350×1 (единица измерения – миллиметры);
  • 20-литровым ведром из-под машинного масла или металлической ёмкостью.

Процедура изготовления выглядит следующим образом:

  • вырежьте из листа металла круги. Они будут использоваться в качестве торцевых деталей. Необходимо, чтобы их диаметр соответствовал значению этого параметра ранее подготовленной ёмкости;
  • в центре каждого круга вырежьте отверстие под центральную 50-ти миллиметровую трубу;
  • на обеих деталях вокруг центрального отверстия равномерно отметьте точки, в которых вырежьте 8 проёмов для отрезков трубы диаметром дюйм с четвертью;
  • разрежьте эту трубу на 8 отрезков с помощью болгарки. То есть длина каждой трубки должна быть 30 сантиметров;
  • применяя сварочный аппарат, прикрепите к центральному отверстию кусок трубы диаметром 50 миллиметров, а к боковым отверстиям – элементы, полученные на предыдущем этапе;

На заметку! Выполнив вышеописанную последовательность действий, вы создадите сердечник теплообменника. Следующий этап – изготовление его корпуса.

  • срежьте с помощью болгарки дно ранее приготовленного металлического резервуара.
  • по его бокам по центру вырежьте отверстие диаметром, равным сечению трубы дымохода.
  • сваркой присоедините к проделанным отверстиям патрубки подходящего размера.
  • изготовленный по такой методике корпус наденьте на сердечник и приварите к нему.
  • готовое изделие покройте термостойкой краской.
  • после того, как краска высохнет, установите теплообменник на дымоход.

Особенности теплообменника на трубу дымохода в баню

По конструкции подобные устройства подразделяются на два вида – встроенные и прикреплённые к трубе. Исполнение во втором варианте получило название теплообменник самоварного типа.

Для бани используется теплообменники, которые не только отапливают помещение, но и нагревают воду

В состав встроенного теплообменника входит небольшой бачок ёмкостью, как правило, до 5 литров, устанавливаемый между топкой и кожухом теплогенератора. Контакт устройства с открытым огнём должен быть полностью исключён. К встроенному теплообменнику с помощью труб подключается ёмкость, объём которой может достигать 100 литров. Когда отопительная установка нагревается, горячая вода поднимается вверх по трубе, а остывшая уже по другой трубе поступает обратно в теплообменник. Так во внешней ёмкости поддерживается требуемая температура воды.

Теплообменник самоварного типа – это ни что иное, чем герметичная ёмкость, которая опоясывает верхнюю дымоходную трубу. По мнению специалистов, такой вариант нагрева более предпочтителен. Объясняют они это тем, что в процессе нагрева используется тепло движущихся по дымоходной трубе продуктов сгорания. И ещё немаловажно, что если сравнивать объёмы, то значение этого параметра теплообменника, прикреплённого к трубе, больше, чем у изделия встроенного типа.

Банная печь с теплообменником — преимущества и особенности эксплуатации

Выделим основные достоинства печей в бане с теплообменником.

  • Банная система такой конструкции решает сразу две задачи – отапливает помещения предбанника и парилки, а также нагревает воду.
  • Располагать бак допускается в помещении, ближайшем к парилке.
  • Несмотря на относительно невысокую стоимость печей с теплообменником на трубу в бане, им характерен большой эксплуатационный ресурс благодаря использованию при изготовлении высококачественных материалов.
  • По причине оснащения топки современной печи огнеупорным стеклом, можно наслаждаться языками пламени и контролировать при этом процесс горения.
  • Неприхотливость системы в уходе;
  • Привлекательный внешний вид.
  • Незначительные габариты печи с теплообменником на трубу в бане способствуют экономии пространства в парилке.
  • Мощности такой системы вполне достаточно для быстрого прогрева помещения парилки до нужной температуры.

Конструкция банной печи с теплообменником не отличается сложностью, а бак можно расположить в помещении, примыкающем к парилке

Вопросы безопасности для каждого человека находятся на первом месте. Этот фактор требует, чтобы система эксплуатировалась правильно. Крепить трубы, соединяющие бак с другими частями конструкции, неподвижно к стене нельзя, поскольку при нагревании их линейные параметры изменяются.

Совет! Уплотнение резьбовых соединений конструкции следует проводить с использованием прокладок, способных выдержать высокую температуру.

Выбирать объём ёмкости для воды следует с учётом того, что её прогрев должен осуществляться на протяжении двух часов с момента розжига в топке топлива. Иначе вода просто превратится в пар.

Мощность созданного теплообменника на трубу дымохода в баню не должна оказывать влияние на функционирование самой печи. При этом уровень допустимого понижения мощности не должен превышать 10%. Когда система нагрета до высокой температуры, заполнять её водой нельзя.

Другие долговечные и простые варианты

Выше была рассмотрена конструкция, когда змеевик теплообменника размещается в металлическом корпусе. Но существует несложный и практичный вариант использования такого элемента. Дымоход обвивается медной трубкой. Она всё время прогревается, за счёт чего температура проходящего по ней воздуха заметно увеличивается в течение непродолжительного периода времени. К дымопроводу такая спираль приваривается полуавтоматической сваркой или аргоновой горелкой. Используемое в качестве припоя олово предварительно нужно обезжирить ортофосфорной кислотой. Соединение получится долговечным и надёжным.

Решетка вокруг дымохода, заполненная камнями — это тоже своего рода теплообменник

Домашние мастера зачастую создают теплообменник из гофрированных труб. В этом случае дымоход оборачивается вкруговую тремя алюминиевыми гофрами. Присутствующий в трубах воздух будет прогреваться от стенок дымопровода, а хозяину дома просто нужно будет направить его в нужную комнату. Для того чтобы сделать теплосъём более продуктивным, обмотайте спирали гофры пищевой плёнкой.

На участке дымохода, проходящего по мансарде, можно установить теплообменник, работающий так же, как функционирует колпаковая печь. Принцип работы такой системы основан на законах физики: воздух, нагретый до высокой температуры, поднимается вверх, а, остывая, он опускается вниз. Такой вариант подходит, если дымоход в доме выполнен из металла, который больше всего раскаляется на уровне второго этажа. Риск ожога или возникновения пожара снижается с помощью колпака.

Чтобы накопить тепло, некоторые домашние мастера вокруг такого теплообменника на трубу устанавливают сетку с камнями, и, облагородив подставку, привносят в комнату ещё больше уюта. Такой вариант не только согревает, но и успокаивает. А принцип работы данной конструкции не допускает прогрев труб выше 170 градусов.

Важно! Дополнительную безопасность создаёт то, что самое горячее место находится возле шибера.

Установка на дымоходную трубу теплообменника позволит вам использовать тепло более рационально. Но, приобретая конкретную модель такого устройства, необходимо корректно подбирать режимы его работы и мощность. Иначе вы рискуете нарушить условия работы самого теплогенерирующего агрегата.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector