Теплообменник на дымоход своими руками

Теплообменник на дымоход своими руками

Теплообменник на дымоход своими руками
СОДЕРЖАНИЕ
0

Жидкостный теплообменник

Во время изготовления жидкостных теплообменников для того чтобы сделать их более безопасными, сердечник помещается в металлический корпус. При этом в нем размещается утеплитель. Часто при создании описываемых устройств используется базальтовая вата.

Такие изделия закрепляются на дымоходе, что способствует нагреву теплоносителя. Если используется змеевик, его концы присоединяются к отопительной системе. Если изделие создается своими руками, следует делать змеевик из меди. Это связано с тем, что данный материал обладает высокой теплопроводностью.

Некоторые владельцы домов применяют металлические изделия, но для увеличения эффективности приходится значительно увеличивать размеры конструкции.

Циркуляция теплоносителя осуществляется следующим образом:

  • сначала жидкость нагревается, в результате чего происходит увеличение ее объема;
  • после этого она поднимается по змеевику;
  • после этого жидкость направляется в радиатор;
  • остывший теплоноситель вытесняется и направляется к нагревающему элементу.

Чтобы система работала эффективно, необходимо заранее рассчитать такие параметры, как длина нагревательного элемента и диаметр труб, используемых при создании системы. Если не учесть эти параметры, система не будет работать эффективно. В некоторых случаях из-за совершенных во время создания системы ошибок происходит гидроудар.

Устанавливая теплообменник на трубу дымохода, следует помнить о том, сто конструкция должна быть безопасной. Ее нагревающиеся части не должны соприкасаться с материалами, которые могут загореться.

К недостаткам описываемых устройств можно отнести:

  1. Сложность изготовления и проведения расчетов. Перед проведением работ по созданию устройства важно учитывать площадь дома и другие параметры, которые могут влиять на эффективность работы системы.
  2. Необходимость в постоянном слежении за такими параметрами системы, как давление теплоносителя и температура.
  3. Увеличенный расход жидкости, связанный с испарением ее из расширительного бака. При этом в зимнее время, если дом пустует, жидкость необходимо полностью сливать.

Но следует отметить, что изготовить жидкостный теплообменник может практически любой человек, обладающий знаниями физики на школьном уровне. Но перед изготовлением устройства важно составить чертеж всей конструкции, в котором будут отображены размеры всех элементов.

При использовании жидкостного устройства следует помнить, что если дом не используется в зимнее время, жидкость необходимо полностью слить. Если этого не сделать, она превратится в лед, что может привести к разрушению труб и радиаторов. Если же теплообменник устанавливается в доме, который используется круглый год, об этом недостатке можно забыть.

Теплообменник на дымоход своими руками

По конструкции описываемые устройства можно разделить на встроенные им прикрепленные к дымоходу. Изделия второго типа часто называют устройствами самоварного типа.

Встроенные конструкции состоят из небольшого бачка емкостью до 5 литров. Он устанавливается между топкой и кожухом теплогенератора.

К теплообменнику при помощи труб происходит подключение емкости объемом до 100 литров. После нагрева отопительной установки происходит подъем горячей воды по трубе. Остывший теплоноситель поступает обратно в теплообменник. Благодаря этому во внешней емкости поддерживается нужная температура теплоносителя.

Устройства самоварного типа представляют собой герметичную емкость, опоясывающую дымоход. В процессе нагрева жидкости в таком случае происходит использование тепла от продуктов сгорания, движущихся по трубе.

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.

Теплообменник на дымоход своими руками

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.

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

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.

Предлагаем ознакомиться:  Из чего сделать каркас для палатки

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%.

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.

Особенности теплообменника на трубу дымохода в баню

Прежде чем сделать теплообменник на дымоход своими руками, нужно выбрать подходящий материал. Оптимальный вариант – пищевая нержавейка. Она хороша тем, что при высокой температуре металл не будет терять физических параметров. Сварочный шов получается крепким, а при реакции кислорода с никелем образуется защитная пленка. Она устойчивая к солям и кислотам.

Теплообменник на дымоход для отопления из цинка не так хорош. Нагреваясь до 200 градусов, материал испаряется. А когда отметка достигает 500 градусов, испарения выделяются в такой концентрации, что может быть опасной для человека. Но это не страшно, ведь не все печки могут выдавать такую температуру. Для постоянной эксплуатации он не подходит, но это хороший вариант теплообменника для банной печи на дымоход или для мансарды.

Воздушный теплообменник на дымоход своими руками имеет простую конструкцию. Он имеет металлический корпус, внутри которого есть входные и выходные патрубки. Принцип работы изделия простой и виден на этом фото.

Внизу находится холодный воздух. При поступлении в патрубки он нагревается и выходит из верхней части, нагревая помещение, в котором находится. В таком случае расход топлива уменьшается в 2-3 раза, так как помещение эффективней отапливается.

Обратите внимание! Теплообменник устанавливается в горизонтальном положении, как показано на фото. Но есть и варианты с вертикальным расположением.

Еще одно преимущество в том, что теплообменник на трубу дымохода делается своими руками. Нужна только подробная инструкция. Вот перечень инструментов и материалов для работ:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • листовой металл, размерами 350х350х1 мм;
  • трубы разного диаметра;
  • отрезок трубы, диаметр которой 60 мм;
  • ведро из металла на 20 л или бочка.

Теплообменник на дымоход своими руками

Теперь можно приступить к пошаговому рассмотрению технологии создания:

  1. Создаются торцевые детали из листов 350х350х1 мм. При помощи болгарки вырезаются два одинаковых круга. При этом диаметр деталей (заглушек) равен металлической емкости, которая будет использоваться.
  2. В центре вырезается отверстие для установки 60 мм трубы.
  3. По краям размечается и вырезается отверстия для остальных труб. Их должно быть 8. См. фото.
  4. К центральному отверстию приваривается отрезок трубы, диаметр которой 60 мм.

    ​Обратите внимание! Важно, чтобы все трубы имели одинаковую длину.

  5. Дальше привариваются все 8 труб по кругу. И так к каждому торцу. На выходе должна получиться такая конструкция.
  6. Теплообменник практически готов, нужно только сделать для него корпус.
  7. Если в емкости есть дно, то оно отрезается.
  8. По бокам ровно по центру делаются отверстия, идентичные диаметру дымоходной трубы.
  9. В каждое отверстие вставляется патрубок и приваривается сварочным аппаратом.
  10. Сделанный ранее сердечник из труб вставляется в корпус и фиксируется с корпусом сваркой. Теплообменник готов. Осталось покрасить его краской с термоустойчивыми свойствами.

Устанавливается теплообменник на трубу дымохода в баню, в дом или в другое помещение. С ним разница в отоплении будет ощущаться сразу. Посмотрите соответствующее видео, которое поможет справиться с работой своими руками.

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;
  • 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.
Предлагаем ознакомиться:  Декоративный колодец (73 фото): как сделать вариант из дерева для сада на даче своими руками

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.

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.

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.

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.

Эффективность банной или отопительной печи можно повысить, оснастив ее водяным или воздушным теплообменником. Установка теплообменника на дымоходе позволит решить сразу две задачи: нагреть воду для отопительной системы или контура ГВС и выполнить теплоизоляцию дымохода.

Принцип работы

Дымовая труба металлической печки, установленной в бане, доме или гараже, при топке сильно нагревается. В зависимости от конструкции печи ее температура может быть от 200 до 500 градусов, что делает ее опасной в противопожарном плане, а случайное прикосновение к ней может вызвать сильный ожог.

Тепло от дымовой трубы можно использовать во благо, разместив на ней теплообменник: бак или змеевик. Теплоносителем в этом случае обычно выступает вода, а в некоторых случаях — воздух. При контакте теплоносителя с нагретыми стенками дымовой трубы их температура выравнивается: дымоход охлаждается, а вода или воздух в теплообменнике, напротив, нагреваются.

При нагреве теплая вода поднимается в верхнюю часть теплообменника, а оттуда по выходному штуцеру и трубе в систему или накопительный водяной бак. На место нагретой воды через входной штуцер поступает холодная. По мере нагрева циркуляция продолжается, в результате чего вода в накопителе способна нагреться до высокой температуры.

теплообменник

Воздушные теплообменники действуют по схожему принципу: снизу происходит забор холодного воздуха, после нагревания он поступает по трубопроводу в обогреваемые помещения. Так можно обогреть мансарду в дачном доме или комнату отдыха в бане, которые топятся периодически. Устройство водяного отопления в них невозможно, так как придется регулярно сливать и заливать в систему теплоноситель.

Банная печь с теплообменником  — преимущества и особенности эксплуатации

К плюсам описываемых конструкций можно отнести:

  1. Одновременное решение двух задач – отопление парилки и предбанника, а также нагрев воды.
  2. Возможность установки бака в помещении, которое располагается ближе к парилке.
  3. Большой срок использования. Это обусловлено использованием высококачественных материалов.
  4. Отсутствие необходимости в уходе за конструкцией.
  5. Небольшие размеры печи. Это позволяет экономить пространство в парилке.
  6. Мощности печи с теплообменником хватает для быстрого прогрева помещения.

Во время проведения работ по установке теплообменника следует помнить о некоторых правилах. Например – необходимо производить соединение труб в системе таким образом, чтобы они не были жестко закреплены около стен. Это связано с изменением их линейных параметров во время нагрева теплоносителя.

Также следует помнить о том, что для уплотнения резьбы необходимо использовать материалы, устойчивые к высокой температуре. Выбор объема емкости, устанавливаемой в бане, должен осуществляться с учетом того, что нагрев производится в течение двух часов.

Предлагаем ознакомиться:  Как сделать слив в бане своими руками

Теплообменный колпак

Принцип действия теплообменника колпака заключается в том, что при нагреве воздух поднимается вверх, а после остывания медленно спускается вниз.

Часто на мансардах имеется металлический дымоход, который во время отопления дома сильно нагревается. Установка теплообменника позволяет снизить риск возгорания и получения случайных ожогов.

Некоторые владельцы домов обкладывают трубу сеткой с камнями для аккумуляции тепла. В таком случае помещение становится более уютным и может использоваться как жилое. Особенно часто такие устройства устанавливаются владельцами жилых домов, которые желают использовать пространство под кровлей даже в зимние месяцы.

При отсутствии желания создавать теплообменник собственными руками можно приобрести готовую конструкцию. Если же вы желаете сэкономить, необходимо тщательно рассчитать размеры будущего изделия, чтобы не совершить ошибку. Если же ошибка будет допущена, во время сборки устройства придется заново составлять чертеж.

Теплообменник на дымоход своими руками

Что еще почитать по теме?

Предназначение теплообменника

Ни для кого не секрет, что из дома через разные источники уходит много тепла. Если посмотреть на фото ниже, то можно увидеть утраты в процентном соотношении.

Целых 14% приходится на дымоход. Это тепло могло бы остаться в доме. На первый взгляд, 14% от 100% немного. Но если выяснить сколько получается киловатт и умножить все это на отопительный сезон, то затраты могут ударить по кошельку.

В таких случаях устанавливают теплообменник на трубу дымохода для отопления. С ним КПД печи будет увеличен в разы, притом, что основные функции печки никак не пострадают. Для чего нужна дымоходная труба? Она в первую очередь отводит продукты горения (дым и газы). Они нагревают дымоход, он становится очень горячим. На фото видно, как выглядит печь и дымоход под тепловизором.

Бывает и такое, что температура дымохода близка к той, что находится в печи. Есть одна проблема – это тепло не аккумулируется. Эту большую температуру можно использовать рационально. Поэтому первым делом нужно думать не о том, как усилить тягу в дымоходе своими руками, а как использовать вырабатываемое тепло дымохода правильно. Именно этим занимается теплообменник.

Разновидности устройства и принцип работы

Существуют разные конфигурации теплообменников, которые отличаются формой или конструкцией, но являются схожими. В основе теплообменника полый корпус, имеющий входной и выходной патрубок. Кожух оснащается тормозным механизмом, который используется для отработанных продуктов (дым, газ). Ниже приводится пример конструкции водяного теплообменника.

Теплообменник может иметь систему регулируемых клапанов, которые помогают добиваться эффективного соотношения теплообмена и тяги в дымоходе. Нормы безопасности с ними не будут нарушены. Получается, что благодаря теплообменнику можно нагревать воду или воздух в помещении. Очень важную роль играет сечение дымоходов в теплообменнике печного котла. В зависимости от него и выбирается размер теплообменника, материал и мощность.

Воздушный теплообменник на дымоход имеет простую конструкцию, однако, не самый эффективный. Водяные изделия требуют качественного материала, сложнее в исполнении, но более эффективные. Подробней о видах мы поговорим дальше.

Как установить воздушный или водяной теплообменник на трубу дымохода своими руками

Это стандартная конструкция, для которой используется жидкий теплоноситель внутри, нагреваемый теплом от дымохода. Он выглядит как металлический змеевик, обвивающий трубу дымохода. Коэффициент теплопроводности довольно высокий. На фото видно, как он выглядит.

Теплообменник на дымоход своими руками

Чтобы увеличить теплообмен, а также в целях безопасности, эта конструкция помещается в корпус из металла. Он хорошо изолируется с внутренней части утеплителем, устойчивым к повышенной температуре. Обычно это базальтовая вата.

Теплообменник на дымоход нужно подсоединять с отопительной системой. Он устанавливается где-то на дымоходе и имеет на корпусе два конце змеевика для подсоединения. Сверху устанавливается расширительный бачок. Змеевик делается из медной отожженной трубки. Материал имеет очень высокий коэффициент теплопроводности. Он в 7 раз будет меньше, чем стальной.

Вода внутри нагревается и поднимается по трубе. Она самотеком подается в батарею для отопления. При этом холодная жидкость вытесняется и подается в змеевик обратно. Получается система отопления естественной теплоизоляции. Для этого важно рассчитать длину теплообменника, правильно создать угол наклона и т. д.

Обратите внимание! Для улучшения циркуляции можно установить насос.

Есть некоторые недостатки теплообменника такого типа:       

  1. Необходимость сложных расчетов и создания.
  2. Большой расход теплоносителя. Он будет испаряться из расширительного бачка. А при использовании воды оставлять систему без отопления нельзя, так как при сильном морозе она может замерзнуть. Придется сливать ее.
  3. Нужно постоянно мониторить температурный режим и давление в системе.
  4. Температура дыма и газов в дымоходе будет уменьшаться. Это может привести к снижению тяги и неполному сгоранию твердого топлива.

Вот теперь то и придется задуматься, как увеличить тягу. Регулятор тяги дымохода делается своими руками. Из видео можно узнать все подробности.

Принцип работы

Теплообменник из гофры

Еще один простой вариант утеплить мансарду или другое помещение. Конструкция состоит из трех алюминиевых гофрированных труб. Они обвертываются вокруг дымохода на мансардном или обычном этаже. Воздух внутри начинает нагреваться, и по системе труб направляется в любое желаемое помещение. Увеличить эффективность изделия можно, обвернув трубы пищевой фольгой.

Есть мастера, которые оборудуют конструкцию сеткой, устанавливают туда камни и украшают теплообменник. Это позволяет удерживать тепло. В открытом виде на мансарде такой вариант выглядит очень красиво и создает чувство уюта внутри. Получается, что создать теплообменник на трубу дымохода несложно, о чем свидетельствуют и отзывы. Даже новичок может справиться с этой задачей.

Заключение по теме

Чтобы сократить потери тепла в доме и использовать вырабатываемое тепло от печи по максимуму, достаточно установить на дымоход теплообменник. Если есть желание, нужный материал и базовые навыки работы, то такая задача покажется легкой и вполне реальной. Зато после отопительного сезона вы увидите, насколько снизились затраты на обогрев дома.

Теплообменник, установленный на дымоходе печи, это реальная возможность сэкономить на организации горячего водоснабжения. Здесь важно грамотно провести монтаж, с учетом требований пожарной безопасности.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector