Воздушный теплообменник на дымоход своими руками: примеры изготовления и советы от мастеров

Строение теплообменника

Теплообменник можно изготовить своими руками в домашних условиях

Оборудование состоит из неподвижной и подвижной плит, в каждой имеются отверстия для движения среды. Между основными пластинами устанавливаются множество других более мелких второстепенных, так что каждая вторая из них повернута к соседним на 180 градусов. Второстепенные пластины герметизируются резиновыми прокладками.

Второй важный элемент ТО – теплоноситель. Он протекает по каналам гофрированной нержавейки. Холодная и горячая среды движутся по всем пластинам, кроме первой и последней, одновременно, но с разных сторон, не допуская смешивания. При высокой скорости потока воды в гофрированном слое возникает турбулентность, которая увеличивает теплообменный процесс.

К трубопроводу устройство подключается при помощи отверстий на передней и задней стенках. Теплоноситель поступает с одной стороны, проходит через все каналы и покидает оборудование с другой. Входное и выходное отверстия уплотняют специальной прокладкой.

Как правильно выбрать?

При выборе основополагающую роль играет цена на теплообменник для печи. От выбора материала зависит конструктивное решение

Второй по важности аспект возможность изготовления

И окончательно завершает выбор, место, где печь будет стоять. Учитывать надо что именно требуется достичь. Нужна отопительно-варочная печь или обогрев гаража, будет ли это каменка для бани или печка для отопления деревенского дома. Для каждого варианта есть свои особенности и тонкости.

Главное: точно рассчитать какую площадь надо отапливать, нужна ли попутно горячая вода, сколько единиц топлива возможно тратить в отопительный сезон и многое другое. Итог всех прикидок должен быть один ориентируясь на финансы, доступные материалы, нужды, подобрать максимально подходящую конструкцию.

Что лучше в разных вариантах:

Варианты подключения конструкций

Теплообменник на дымоходе может работать в двух основных режимах. И в каждом из них – свой процесс теплоотдачи от дыма к внутренней трубе теплообменника.

Итак, в первом режиме мы подключаем к теплообменнику выносной бак с холодной водой. Тогда на внутренней трубе происходит конденсация воды, отчего сам теплообменник нагревается исключительно за счет тепла конденсации водяных паров дымовых газов. В этом случае температура на стенке трубы будет не более 100°С. И вода в баке греться будет долго.

Во втором режиме конденсация паров воды на внутренней стенке теплообменника не происходит. Здесь тепловой поток через трубу идет более существенно, и вода греется быстро. Чтобы более полно понять этот процесс, проведите такой эксперимент: поставьте кастрюлю с холодной водой на газовую горелку. Будет хорошо видно, как на стенках кастрюли появится конденсат, и он станет капать на плиту. И не смотря на пламя 100°С, это состояние будет идти долго, пока сама вода в кастрюле не разогреется. Поэтому, если вы используете теплообменник на трубе как регистр для нагрева воды, то отдавайте предпочтение небольшим его конструкциям с толстыми стенками внутренней трубы – так конденсата будет намного меньше.

Труба на олове – просто и долговечно!

Данный вариант — это просто, практично и удобно. По сути, здесь дымоход попросту обвивает металлическая или медная труба, она постоянно нагревается, и перегоняемый через нее воздух быстро становится теплым.

Приварить спираль к вашему дымоходу вы можете аргоновой горелкой либо полуавтоматической сваркой. Припаять можно и оловом – если только заранее обезжирить его ортофосфорной кислотой. Держаться на нем теплообменник будет особенно крепко – ведь как раз самовары и паяны оловом, и служат действительно долго.

Гофра – дешево и сердито

Это – самый простой и малобюджетный вариант. Берем три алюминиевые гофры и оборачиваем их вокруг дымохода в мансарде или втором этаже. В трубах от стенок дымохода воздух будет греться, и его можно будет перенаправить в любое другое помещение. Даже достаточно большая комната будет нагрета до жары, пока вы будете топить печь для парной. А чтобы теплосъем был более продуктивен, обмотайте спирали из гофры обычной пищевой фольгой.

Теплоообменник-колпак – для прогрева мансарды

Также на участке дымохода в мансардном помещении можно поставить теплообменник, который работал бы по принципу колпаковой печи – это когда горячий воздух поднимается вверх, а остывая – медленно вниз. У такой конструкции есть свой огромный плюс – обычный металлический дымоход на втором этаже обычно раскаляется так, что к нему нельзя прикоснуться, и такой теплообменник значительно уменьшит опасность пожара или случайных ожогов.

Некоторые умельцы такие теплообменники еще обкладывают сеткой с камнями для аккумуляции тепла и декорируют подставку теплообменника. Мансарда в таком случае получается еще более уютной и вполне может использоваться как жилая. Ведь исходя из практики, температура трубы банной печи не превышает 160-170 °С, если на ней находится теплообменник. И самая высокая температура уже будет находиться только в районе шибера. Тепло и безопасно!

Список источников

  • gidpopechkam.ru
  • kaminguru.com
  • econet.ru
  • ZnatokTepla.ru
  • stroy-banya.com
  • sovet-ingenera.com
  • banyaspec.com
  • trubsovet.ru

Монтаж трубопроводов

Мы уже упоминали, что для трубопроводов лучше использовать трубы диаметром 3/4″, такой диаметр наиболее часто используется во всех отопительных системах и подходит по всем показателям для теплообменника бани.

Труба диаметром 3/4″

Трубы могут быть металлическими или пластиковыми. Можно пользоваться и гибкими гофрированными шлангами, но нужно иметь в виду, что у них значительно меньше диаметр условного прохода, а это негативно сказывается на скорости водяного потока.

Гибкая гофрированная труба для отопления и водоснабжения

Гофрированная труба для отопления

Гофрированные трубы

Раскрой при помощи специального инструмента.

Дадим несколько советов по монтажу трубопроводов.

  1. Старайтесь максимально сокращать длину трубопроводов, не делайте много поворотов и изгибов трубы. Ваша задача – создать наиболее благоприятные условия для циркуляции воды.

    Металлические трубы подключения выносного бака

  2. При использовании пластиковых труб не допускайте их перегрева в местах соединения с теплообменниками. Наличие внутри воды не допустит их полного прорыва из-за потери прочности, вызванного нагревом, но деформации возможны.

    Подключение теплообменника к банной печке пластиковыми трубами

  3. Не забывайте в самом низком месте поставить сливной кран. Если баня длительное время не используется, то в зимний период нужно спускать всю воду из системы.

    Схема с указанием положения сливного крана

  4. Во время соединения трубопроводов предусматривайте возможность их демонтажа для выполнения ремонтных или регламентных технических работ.
  5. Старайтесь, чтобы длина горизонтальных участков трубопровода была минимальной. Все такие участки монтируйте под углом не менее 10°. Такие мероприятия положительно сказываются на скорости потока воды.

Что такое теплообменник для дымохода, зачем он нужен и как работает?

Теплообменник (или конвектор, или экономайзер, если нагревается вода) — деталь, которая устанавливается на дымоход. Горячий дым, проходящий по печной трубе — нагревает ее. А теплообменник — может нагревать этим теплом воздух или воду.

Поскольку самый горячий участок печной трубы — это первый метр на выходе из печи, ставить конвектор в идеале надо именно тут. Если дымоход не очень длинный, и проходит без изгибов — то и дальше от топки нагрев тоже возможен. Например, таким способом можно обогревать комнату или мансарду на 2 этаже над помещением с котлом.

Так выглядит топка печки и начало дымохода в тепловизоре

Для полноценного отопления или вместо «основного» водогрейного котла теплообменник не используется — слишком мало тепла он выдаст. Но для дополнительного обогрева вполне подходит, поскольку стоит дешево, электричества не расходует. По сути он не позволяет просто так терять тепло, которое выделяет печь (твердотопливная, или на газу, или на отработке — любая, кроме электрического котла).

Для каких дымоходов можно использовать?

Для любых твердотопливных (на дровах, пеллетах) или газовых котлов. Это может быть банный котел, или буржуйка, или камин в комнате.

Бак с подключением водяного контура

Теплообменник в виде бака, расположенного вокруг дымохода, делают из нержавейки или оцинкованной жести. При этом следует учесть конструкцию печи. Если в ней предусмотрен режим дожигания дымовых газов, и температура дыма на выходе из печи не превышает 200 градусов, можно использовать любой материал для изготовления теплообменника.

В простых печах без дымооборота значение температуры дыма на выходе может достигать 500 градусов Цельсия. В этом случае необходимо использовать нержавейку, так как цинковое покрытие при сильном нагреве выделяет вредные вещества.

Чаще всего теплообменники такого типа устанавливают на банную печь и используют в качестве нагревателя воды для ГВС. Бачок оснащают штуцерами в верхней и нижней его части, к ним подключают трубы, выведенные в систему. Бак для горячей воды при этом устанавливают в душевой или парилке. Возможно использовать такую систему и для отопления подсобного помещения или гаража.

Изготовление бака: пошаговая инструкция и видео

Теплообменники для промышленных печей продаются в комплекте с некоторыми модификациями, при установке новой печки можно подобрать подходящую модель с уже готовым водяным контуром. Также можно сделать теплообменник на дымоход своими руками. Для его изготовления необходимы следующие материалы:

  • отрезки трубы из нержавеющей стали разного диаметра с толщиной стенок 1,5-2 мм, листовая сталь;
  • 2 штуцера на 1 дюйм или ¾ дюйма для подключения к системе;
  • бак-накопитель из нержавейки или оцинкованной стали объемом от 50 до 100 литров;
  • медные или стальные трубы или гибкая подводка для ГВС;
  • шаровый вентиль для слива теплоносителя.

Последовательность изготовления для банной печи или буржуйки:

    1. Работы начинают с подготовки чертежа. Размеры бака, устанавливаемого на дымоход, зависят от диаметра трубы и типа печи. Печи простой конструкции с прямым дымоходом отличаются высокой температурой дымовых газов на выходе, поэтому размеры теплообменника могут быть достаточно большими: до 0,5 м высотой.

  1. Диаметр внутренних стенок бака должен обеспечивать плотную посадку теплообменника на дымовой патрубок. Диаметр внешних стенок бака может превышать диаметр внутренних в 1,5-2,5 раза. Такие размеры обеспечат быстрый прогрев и хорошую циркуляцию теплоносителя. Печи с низкой температурой дымовых газов лучше комплектовать баком, имеющим небольшие размеры, чтобы ускорит его прогрев и избежать образования конденсата и ухудшения тяги.
  2. С помощью сварочного инвертора соединяют детали заготовки, следя за герметичностью швов. В нижней и верхней части бака приваривают штуцера для подачи и отбора воды.
  3. Бак устанавливают на дымовой штуцер печи внатяг, промазывая соединительный шов жаропрочным силикатным герметиком. Сверху на бак-теплообменник аналогичным образом ставят переходник с неутепленной трубы на утепленную и выводят дымоход из помещения через потолок или стену.
  4. Подключают теплообменник к системе и баку-накопителю. При этом выдерживают необходимый градус наклона: труба подачи холодной воды, подсоединяемая к нижнему штуцеру, должна иметь угол не менее 1-2 градусов относительно горизонтальной плоскости, трубу подачи нагретой воду подсоединяют к верхнему штуцеру и с уклоном не менее 30 градусов выводят к накопительной емкости. Накопитель должен располагаться выше уровня теплообменника.
  5. В нижней точке системы устанавливают сливной кран. В бане его можно совместить с краном забора теплой воды для парилки.
  6. Перед началом эксплуатации систему необходимо заполнить водой, в противном случае металл перегреется, и его поведет, что может привести к нарушению герметичности сварных швов и утечкам.
  7. Подачу воды в бак-накопитель можно сделать как ручную, так и автоматическую с помощью поплавкового крана. При ручном заполнении рекомендуется вывести на его внешнюю стенку прозрачную трубку для контроля уровня воды в баке, чтобы не запустить систему на сухую.

Для хорошей циркуляции теплоносителя необходимо использовать трубы с диаметром не менее ¾ дюйма, а их общая протяженность до накопительного бака не должна превышать 3 метра!

Теплообменник-водонагреватель, сделанный своими руками, показан на видео.

Устройство переоборудованных печей для бани

Реализовать систему второго контура в печи можно несколькими способами. Выбор наиболее подходящего решения зависит от типа печки и наличию технических возможностей, как то сварки и подходящего материала для теплообменника.

Наиболее распространенные схемы оборудования водогрейного контура:

  • Установка на дымоход или в топку печи рамного теплообменника или витого змеевика;
  • Монтаж на печи дополнительного наставного бака для нагрева воды, циркулирующей в системе отопления;
  • Оборудование внутри топочной камеры системы из труб-регистров.

Если площадь отапливаемого банного помещения превышает 30 м2, без учета парилки, то будет правильным предусмотреть в конструкции печки для сауны с водяным контуром дополнительный бойлер-накопитель для горячей воды. Таким способом можно использовать часть кипятка для нужд моечного отделения и уборки помещения уже после того, как топка была потушена.

Не все перечисленные способы установки водогрейного контура одинаково эффективны. Например, самый простой вариант, предусматривающий монтаж второго наставного бака для подогрева воды, признается специалистами наиболее неэффективным. Зачастую печь и сауна прогреваются до требуемой температуры, а предбанник и комната отдыха остаются холодными.

Теплый воздух, прогреваемый горящими дровами из топки, поднимается вверх, обеспечивая теплом каменку и расположенный на ней слой камней. Последний медленно отдает свое тепло помещению, обеспечивая комфортную температуру для парилки.

Производители предлагают комбинированные котлы для бани на дровах, использующие газ в качестве альтернативного способа нагрева. Однако, не во всех районах есть возможность подключиться к системе газоснабжения, поэтому более популярной является классическая модель на монотопливе.

Отличие между конструкциями котлов в бане на дровах (фото ниже, цена здесь же или на сайте компании производителя) заключается чаще всего в расположении водяного бака.

Есть несколько зон его установки, которые обладают положительными качествами:

  • Схемы с выносными баками. Этот тип является наиболее популярной конструкцией. С его помощью удается получать горячую воду, используемую в обогреве остальных помещений постройки. Эта модель позволяет хорошо прогреть воздух внутри, прежде чем вода успеет закипеть. Она востребована в банях, использующих сухой и жаркий воздух. Для материала бака используют качественную нержавеющую сталь. Монтаж осуществляется, как правило, в смежном помещении, а соединение проводится с помощью регистров, или шланга труб. Недостатком конструкции является относительная сложность монтажных работ, дополнительные расходы на регистры и трудоемкость монтажа.
  • Наставной бак монтируется непосредственно в камеру к топке. Конструкция является актуальной для печей, изготовленных из труб. Прогрев воды в них осуществляется в верхней точке топки. Однако, это не всегда является эффективным решением. Главное правило, используемое при монтаже таких конструкций – максимальная герметичность для всех швов, что позволит продлить срок службы аппарата.
  • Монтаж бака на дымоходной трубе отличается двумя вариантами установки: бак в форме куба или параллелограмма является проходным узлом на крышу или бачок служит проходным узлом через потолок на второй этаж. Емкость обогревается не только за счет теплообмена в трубе, но и благодаря печным регистрам, что позволяет использовать значительные объемы во время нагрева жидкости.
  • Навесная конструкция бака предусматривает крепление на стену или другую вертикальную поверхность Вода прогревается внутри за счет теплообмена, получаемого от печных стен. Материал, применяемый для этой конструкции – нержавеющая сталь.

Средние расценки на печи с различным расположением водяного бака

Наименование (бренд) Тип расположения водяного бака Цена, руб.
Тунгусска на дымовой трубе от 12000
Helo (Финляндия) встроенный от 27000
Сахара навесной от 14000

Предлагаем ознакомиться Мебель для бани из дерева- купить деревянную мебель для бань и саун в комнату отдыха в Москве

Как самостоятельно изготовить устройство

Несложный змеевик несложно изготовить самостоятельно из медной трубки. Для дымохода диаметром 100 мм подойдет медная трубка с диаметром ¼ дюйма и длиной 3-4 м. К концам трубы следует припаять фитинги с резьбой. Затем трубку заполняют мелким песком, закручивают их и обматывают дымоход.

Между витками желательно оставлять небольшое расстояние – тогда труба от дымохода будет нагреваться и теплопередачей, и инфракрасным излучением. Эту работу удобно выполнять с помощником. Затем песок из трубы вымывают водой под давлением. Присоединяют трубы, ведущие к радиаторам и расширительному баку.

Теплообменник Кузнецова выполняют при помощи сварки. Самый простой вариант – изготовить корпус из газового баллона или трубы большого диаметра.

Для изготовления понадобятся следующие материалы:

  1. Газовый баллон, труба большого диаметра (300 мм) для корпуса.
  2. Труба диаметром 32 мм (одну заготовку лучше взять большего диаметра – до 57 мм). Длина заготовок – 300-400 мм, общее количество должно быть достаточно для вырезания заготовок.
  3. Два небольших патрубка одного диаметра с диаметром дымохода; желательно использовать трубу дымохода – если дымоход сборный, то с одной стороны конструкции патрубок будет с раструбом, который необходим для монтажа теплообменника.
  4. Два фрагмента стального листа, достаточных, чтобы вырезать заглушки торцов корпуса.

Технология изготовления воздушного теплообменника:

  1. Большая труба или баллон обрезается в нужный размер.
  2. Нарезаются 9 заготовок такой же длины из тонких труб.
  3. Вырезаются круги для заглушек.
  4. В кругах вырезаются 9 отверстий для труб маленького диаметра; если берется одна трубка большего диаметра, то отверстие для нее вырезается в центре.
  5. Тонкие трубы вставляются в отверстия заглушек, наживляются при помощи сварки, затем привариваются.

В корпусе по бокам вырезаются отверстия с диаметром, равным диаметру дымохода.

Конструкция из тонких трубок и заглушек вставляется в корпус и проваривается по стыку заглушек и корпуса из большой трубы.

В отверстия по бокам корпуса вставляются патрубки и также провариваются.

Альтернативный вариант:

Какие материалы можно использовать

Идеальный вариант – нержавеющая сталь (например, пищевая аустенитная нержавейка 08Х18Н10 или AISI 304) или медь. Изделия промышленного производства иногда изготавливают из титана. Но цена на эти материалы достаточно велика. Зато они долговечны, не ржавеют, надежны и прочны. Если у вас буржуйка в гараже или самодельная каменка из подручных материалов в бане, вполне возможно применить и черный металл (углеродистую сталь).

Можно применить качественную гофрированную трубу из нержавейки. Оцинкованная гофра – нежелательный и недолговечный вариант. Для змеевика можно применять и алюминиевые трубы (только не для дымоходов твердотопливных печей).

Иногда применяют и оцинкованную сталь, но следует иметь в виду, что при сварочных работах слой цинка испаряется, и все преимущества оцинковки (стойкость к коррозии) сходят на нет. При температуре выше 400 °С цинк начинает испаряться (пары цинка токсичны), поэтому не стоит применять оцинковку для теплообменников на дымоходах твердотопливных котлов.

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.

Водяные модели

В водяных теплообменниках средой передачи энергии от трубы являются жидкости — вода или антифриз в системах отопления или чистая вода для хозяйственных нужд.

Различают две конструкции:

  • в виде змеевика, подключённого к накопительному баку;
  • «самоварные» конструкции.

Устранение большого количество тепла может привести к снижению тяги и образованию конденсата

В первом случае вокруг трубы обвивают несколько витков медной, алюминиевой или нержавеющей трубки, которые подводят к накопителю.

Змеевик может находиться в воздушном пространстве или внутри дополнительного бака. Второй вариант подразумевает герметичную ёмкость, расположенную вокруг металлического дымохода. К бачку приварены штуцеры подвода и отвода нагретой жидкости.

Нагретая в теплообменнике вода за счёт законов физики поднимается в выносной накопительный бак. Обязательно устраивают контур циркуляции. Если его не сделать, вода нагреваясь разорвёт рекуператор.

Тёплую воду забирают из бака. Сливной кран нужен для удаления воды, если помещение не отапливается постоянно. При отрицательной температуре может произойти разморозка всех частей конструкции.

Добавив в схему циркуляционный насос и группу безопасности, к теплообменнику подключают один, максимум два радиатора отопления. Такой конструкции достаточно для отопления однокомнатного помещения.

Как сделать самому

Сборка воздушного теплообменника

Изготовление «самоварной» конструкции доверяют профессионалам или покупают готовое изделие в магазине.

Чтобы не было течи в швах, нужны навыки в сварных работах.

Варят металл газосваркой — электросварные швы непригодны для долговечной работы в системах, заполненных жидкостями.

Самостоятельно изготавливают теплообменник в виде змеевика для горячего теплоснабжения.

Из материалов понадобятся:

  • медная или алюминиевая трубка диаметром до 25 мм;
  • бак с поплавковым механизмом для подачи жидкости из трубопровода водоснабжения;
  • гибкая подводка;
  • шаровой кран.

Полная длина трубы не должна превышать 3 метра

Последовательность работы:

  1. На концах трубки нарезают резьбу для подключения штуцеров.
  2. Трубу навивают вокруг формы того же радиуса, что и дымоход. Если сечение трубки небольшое её заполняют песком. Это предотвратит заломы и перекрытия внутреннего сечения.
  3. Устанавливают готовый змеевик на дымоход.
  4. Вешают теплообменный бак на стену, но не выше, чем в 50 см от штуцера отвода горячей воды от змеевика.
  5. Проводят подключения.

Проще по исполнению, но дороже вариант, когда для изготовления спирали используют гибкую гофрированную нержавеющую трубку. Покупают гофру с уже смонтированными штуцерами. Это облегчит монтаж, для установки разъёмов не придётся приобретать специнструмент.

Выбираем материал

Змеевик традиционно изготавливается из трубы, протяженность и диаметр которой определяются желаемым уровнем теплоотдачи. Эффективность работы конструкции будет зависеть от теплопроводности используемого материала. Чаще всего используются трубы:

  • медные с коэффициентом теплопроводности 380;
  • стальные с коэффициентом теплопроводности 50;
  • металлопластиковые с коэффициентом теплопроводности 0,3.

Медный или металлопластиковый?

При одинаковом уровне теплоотдачи и равных поперечных размерах длина металлопластиковых труб будет в 11, а стальных в 7 раз больше, чем медных.

Именно поэтому для изготовления змеевика лучше всего использовать отожженную медную трубу .

Такой материал отличается достаточной пластичностью, а потому ему легко можно будет придать желаемую форму, например, путем гибки. К медной трубе легко подсоединяется резьбой фитинг.

Ищем подручные средства

Учитывая высокую стоимость материалов, будет уместно рассмотреть возможность использования уже отслуживших свое изделий, но еще не выработавших полностью ресурс. Это не только снизит затраты на изготовление теплообменника, но сократит время на выполнение монтажных работ. Как правило, предпочтение отдается:

  • любым радиаторам отопления, не имеющим течи;
  • полотенцесушителям;
  • радиаторам от автомобилей и другим похожим по конструкции изделиям;
  • проточным водонагревателям.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий