No Image

Теплообменник на дымоход для отопления

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

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.

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.

Без дымохода не способно нормально функционировать ни одно отопительное устройство, работающее за счёт сгорания топлива.

Читайте также:  Как чистить каменную мойку

Через трубу для отвода дыма выходят вредные продукты, представляющие опасность для человека. Но одновременно теряется и значительное количество ценного тепла.

Его можно было бы использовать для обогрева комнаты. Чтобы не допустить подобных утечек, устанавливается увеличивающий КПД теплообменник на трубу дымохода.

Специфика работы

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

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

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

Выпускаются и простые модификации, которые не оснащены системой регулируемых клапанов.

В этом видео вы узнаете, как сделать теплообменник:

Правильный выбор материала

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

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

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

Если выполнить укладку материала на ребро, конструкция не будет шаткой.

Предназначение элемента

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

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

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

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

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

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

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

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

Невзирая на все эти недостатки, указанный теплообменник способен сделать всякий человек, который умеет обращаться с инструментом и обладает знаниями физики.

Воздушное устройство

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

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

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

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

Разрезают трубу длиной 2,4 м на 8 фрагментов по 30 см в длину. На отверстие посередине заглушек приваривается фрагмент трубы диаметром 60 мм и длиной 300 мм. Приваривают 8 отрезков из нее по кругу.

Из подготовленной емкости дальше необходимо соорудить корпус теплообменника на трубу дымохода в баню или другое помещение. Для этого отрезают болгаркой дно тары. По центральной линии полученной трубы для выхода дыма делают отверстия с боковых частей корпуса. Сюда направляются патрубки подходящего диаметра и привариваются. Готовый сердечник вставляют в корпус и фиксируют его на кожухе сваркой. Когда конструкция будет готова, надо покрыть ее огнестойкой краской. Вслед за этим остается лишь поставить теплообменник на трубу дымохода для отопления.

Гофра и оловянная труба

Гофра представляет собой экономичный вариант. Берут 3 гофрированные трубы из алюминия и устанавливают вокруг дымохода. Воздух прогревается от стенок последнего. Его можно перенаправлять в любую комнату. Чтобы добиться максимальной теплоотдачи, можно заворачивать трубы в слой фольги.

Есть возможность установки своими руками теплосъемника, функционирующего по типу колпаковой печи. Теплый воздух направляется вверх, после чего медленно опускается. В большинстве случаев металлическая труба греется до такой степени, что прикосновение к ней может привести к ожогам. В указанном случае теплообменник на дымоход для отопления незаменим, так как он снижает вероятность появления таких травм, а также пожаров. Некоторые мастера практикуют облицовку сеткой с камнями. Это не только декоративный прием, но и способ удержать ещё больше тепла. Мансардное помещение становится теплым и уютным.

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

Дымоход следует обработать ортофосфорной кислотой для удаления жира.

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

Бережливость и экономия – это никак не признак жадности. Эти качества способствуют техническому прогрессу. Создаются самые разные устройства, которые упрощают жизнь и позволяют рационально использовать все ресурсы. Возьмем, к примеру, отопление. Благодаря желанию сэкономить и сберечь тепло в доме, была создана технология утепления. Это позволяет сделать дом теплым и уютным при минимальных затратах на отопление. Всем известно, что в коммунальной сфере огромное количество средств уходит именно на отопление.

Но это не единственный вариант, как можно сэкономить на отоплении. Если дом обогревается при помощи печного отопления, то можно установить теплообменник на трубу дымохода. Что это за устройство и как оно работает? Для чего оно нужно? Можно ли сделать его своими руками?

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.

Конструкция 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.

Основная задача – аккумулировать тепло от дымохода и передавать его в помещение. Классификация всех теплообменников следующая:

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.

Читайте также:  Газовая колонка с термостатом

Используемый материал

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.

Водяной теплообменник

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.

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.

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.

Теплообменник воздушного типа

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.

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.

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.

  • Дальше привариваются все 8 труб по кругу. И так к каждому торцу. На выходе должна получиться такая конструкция.
  • Теплообменник практически готов, нужно только сделать для него корпус.
  • Если в емкости есть дно, то оно отрезается.
  • По бокам ровно по центру делаются отверстия, идентичные диаметру дымоходной трубы.
  • В каждое отверстие вставляется патрубок и приваривается сварочным аппаратом.
  • 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.

    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

    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.

    Комментировать
    0 просмотров
    Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

    Это интересно
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    Adblock detector