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:
- водяные;
- воздушные.
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.
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.
Обратите внимание! Для улучшения циркуляции можно установить насос.
Есть некоторые недостатки теплообменника такого типа:
- Необходимость сложных расчетов и создания.
- 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.
- Нужно постоянно мониторить температурный режим и давление в системе.
- 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.
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.
Теперь можно приступить к пошаговому рассмотрению технологии создания:
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.
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 .
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.
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.
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:
- 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.
- 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.
- С помощью сварочного инвертора соединяют детали заготовки, следя за герметичностью швов. В нижней и верхней части бака приваривают штуцера для подачи и отбора воды.
- 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.
- 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.
- В нижней точке системы устанавливают сливной кран. В бане его можно совместить с краном забора теплой воды для парилки.
- 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.
- 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.
Теплообменник-водонагреватель, сделанный своими руками, показан на видео.
Простая конструкция: змеевик
Установка бака-теплообменника на дымоход связана с проведением сварочных работ, что по силам далеко не каждому. Более простая конструкция - змеевик
, обернутый в виде спирали вокруг дымовой трубы. Змеевик можно изготовить из медной или алюминиевой трубки
- эти металлы легко гнутся, имеют высокую теплопроводность и не подвержены коррозии.
Диаметр трубки выбирают так, чтобы было удобно ее подключать к штуцерам водяного бака-накопителя. Для гибки удобнее трубы с диаметром не более 28 мм. Длина в любом случае не должна превышать 3 метров - это обязательное условие для естественной циркуляции теплоносителя . Для подключения нагревательного змеевика к баку используют гибкую подводку для горячей воды.
Такую конструкцию теплообменника можно использовать для получения горячей воды, реже - для отопления небольших помещений. Максимальная эффективность нагрева достигается, если установить змеевик на дымоход простой печи типа с высокой температурой дымовых газов.
Змеевик на дымоход своими руками
Теплообменник из трубы обычно устанавливают на дымоход металлической или мастерской, для получения теплой воды или отопления. Возможна также установка змеевика на банную печь.
Необходимые материалы:
- труба из меди, алюминия или стали - около 3 метров;
- гибкая подводка для ГВС диаметром ¾ дюйма - 2 штуки необходимой длины;
- накопительный бак, оснащенный поплавковым краном для подачи воды и сливным краном для ее потребления;
- шаровый вентиль для слива системы.
Последовательность выполнения работ:
- Самое сложное при выполнении такого теплообменника - согнуть трубу в виде спирали, не уменьшив ее сечения. Медные трубы диаметром меньше 28 мм можно согнуть с помощью трубогиба без нагрева. Стальные и алюминиевые, а также трубы большего диаметра перед формовкой необходимо разогреть паяльной лампой.
- Также можно использовать такой способ: трубу заполняют сухим песком и плотно затыкают ее концы деревянными заглушками. Гнут трубу по шаблону - трубе, имеющей диаметр дымохода, после чего убирают заглушки и высыпают песок, трубу промывают под большим напором воды.
- На концах трубы нарезают резьбу и устанавливают переходники для подключения к системе.
- Трубу устанавливают на дымоход. Для улучшения теплопередачи можно произвести пайку змеевика на дымовую трубу оловом, предварительно обезжирив места пайки и удалив окислы ортофосфорной кислотой.
- Бак вешают на стену или устанавливают на опору выше уровня размещения змеевика. Подключают нагреватель к бачку с помощью гибких шлангов. В нижней точке системы устанавливают сливной кран.
Видео: получение горячей воды от теплообменника-змеевика, установленного на дымоходе
Воздушный бак
Усовершенствовать обычную буржуйку или банную печь с прямым дымоходом можно, если установить на воздушный теплообменник на дымоход
. Он представляет собой цилиндрический корпус, по которому проходят несколько полых труб. Подсос воздуха происходит снизу, нагреваясь в трубе, он выходит из теплообменника, увеличивая КПД печи на 15-20%. Воздуховоды можно вывести в соседнее помещение, обогрев таким образом от одной печи несколько комнат или секций гаража.
Видео: как сделать воздушный теплообменник на дымоход
Еще одна оригинальная конструкция печи с воздушным теплообменником на дымоходе для отопления гаража показана в видео-ролике. С помощью такой печки можно отопить не только гараж, но и любой хозяйственное помещение, включая сельскохозяйственные постройки и теплицы.
Из гофротрубы
Дешевый и простой способ устройства воздушного теплообменника - использование для этой цели гофрированных вентиляционных труб
. Их оборачивают вокруг неутепленной части дымохода, в результате воздух в гофре прогревается и за счет тепловой конвекции поступает в соседние комнаты. Чтобы гофротруба прогревалась эффективнее, можно обернуть ее вместе с дымоходом несколькими слоями фольги.
Система с гофротрубой удобна для отопления гаража, в котором установлена простая буржуйка из чернового металла. Такая печь быстро нагревает воздух, но он поднимается к потолку, из-за чего на уровне пола температура остается низкой. Если вывести воздуховоды ближе к полу, можно создать естественную циркуляцию нагретого воздуха, и во всем объеме гаража температура станет примерно одинаковой.
Теплообменник колпакового типа
Теплообменники в виде колпака обычно используют для отопления мансарды или второго этажа . Принцип его действия заключается в том, что нагретый от дымохода воздух поднимается под потолок, где задерживается колпаком и, постепенно остывая, опускается вниз, в комнату.
Колпак можно выполнить или оцинкованного металла или огнестойкого гипсокартона и вывести воздуховоды в нужном месте. Иногда колпак декорируют камнями, которые, нагреваясь, служат дополнительным теплоаккумулятором.
Недостатки
Несмотря на множество плюсов, устройство нагревательного элемента на трубе дымохода имеет и недостатки . Один из них, наиболее важный - резкое снижение температуры дыма в месте установки теплообменника. Это может грозить и образованием конденсата, повышенным отложением сажи внутри трубы.
Кроме того, при подключении системы отопления, например, гаража нужно просчитать объем теплоносителя, чтобы избежать закипания воды и разрыва труб . Сварные швы должны быть полностью герметичными.
Любая конструкция теплообменника существенно увеличивает КПД печи . Для безотказной работы системы необходимо не реже двух раз в год проводить визуальный осмотр всех ее элементов , а при необходимости - своевременный ремонт, чистку от накипи, замену прокладок и другие необходимые работы по обслуживанию. В этом случае системы нагрева воды и отопления будут безотказно работать в течение долгого времени.
Продуктивность работы котла, отопительной или банной печи можно повысить, установив на трубу простой и в то же время эффективный прибор – теплообменник. Однако для его продуктивной работы нужно знать конструктивные особенности и правила изготовления устройства. Согласны?
Мы расскажем, как сделать теплообменник на дымоход своими руками. Перечислим, какие модификации подходят для самостоятельного монтажа, объясним, чем воздушная модель отличается от водяной. С учетом наших рекомендаций вы сможете значительно увеличить теплоотдачу отопительных агрегатов.
Основное назначение теплообменника – передавать энергию от продуктов горения в дымоходе теплоносителю, в качестве которого выступает вода или воздух. Установленные в дымоходах теплообменники (это относится к водяным модификациям) часто называют экономайзерами.
Эти устройства собирают и передают в помещение тепло, которое просто уходит в атмосферу, благодаря чему вырабатываемая печью тепловая энергия используется по максимуму. Кроме обычной водопроводной воды иногда используют и другие жидкости – масло или «незамерзайку».
В связи с этим все устройства делят на две большие категории:
- воздушные;
- жидкостные (водяные).
Выбор того или иного вида зависит от нескольких факторов. Важнейшие из них – это конфигурация и материал дымохода, а также характеристики самого прибора.
Схема воздушного теплообменника. Он считается менее эффективным, чем жидкостный аналог, но имеет простую конструкцию, что делает его подходящим для самостоятельного изготовления
Разберем, как работает воздушная модель. Конструкция устройства проста: прочный корпус с перегороженным внутренним пространством. Роль перегородок играют пластины или трубки, основная функция которых – затормозить движение нагретых газов и направить тепло в нужное русло.
Некоторые перегородки (заслонки) не припаивают, а делают подвижными. С помощью задвигания/выдвигания металлических пластин можно регулировать силу тяги, тем самым снижая или увеличивая производительность обогревательного прибора.
Воздушные теплообменники называют конвекторами, та как в основе их работы лежит принцип конвекции. Холодный воздух из помещения попадает внутрь устройства, где от воздействия горячих дымовых газов повышается его температура. В нагретом состоянии он через другое отверстие движется дальше – обратно в помещение или в отопительную систему.
Виды устройств для дымохода
Среди воздушных разновидностей традиционной моделью для самостоятельного изготовления считается трубчатый теплообменник, хотя есть и множество других вариантов.
Рассмотрим основные виды, которые актуальны для монтажа на дымоход печей длительного горения, печей на отработке. Тепло, которое они преобразуют из энергии продуктов горения, называют сухим.
Если представить схематично внутреннюю часть устройств, то она может иметь следующие вариации.
Горизонтально или вертикально расположенные трубы, приваренные к корпусу топки. Вертикальное расположение эффективнее, так как воздух лучше проходит сквозь каналы. Материал изготовления – сталь.
Для приваривания к стенкам могут применяться фрагменты труб диаметром от 50 мм до 200 мм. Считается, что форма сечения – прямоугольная или круглая – принципиально не важна
Обвитая вокруг топки труба. Для хорошей теплоотдачи достаточно 2-3 витков, которые лучше слегка раздвинуть, чтобы увеличить площадь обогрева.
Производительность во многом зависит от разницы уровней входа и выхода воздуха. Силу тяги определяет разница в температуре, поэтому отверстие, отвечающее за забор, часто выводят на улицу
Перегородки внутри корпуса. Своеобразный лабиринт составляют из металлических пластин, установленных вертикально. Оптимальная толщина деталей – от 6 мм до 8 мм.
Входное и выходное отверстия воздуховода должны располагаться напротив начала и конца лабиринта. Сверху устанавливают и приваривают металлическую крышку, обеспечивающую герметичность корпуса
Трубы, проходящие сквозь топку.
Интегрированную конструкцию необходимо создавать при сборке самодельной печи, еще перед тем, как заварятся стенки. Каналы расположены параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. Сечение труб – 50 мм и более
При вертикально расположенных каналах движение воздуха более интенсивное, следовательно, производительность прибора увеличена. Но в некоторых случаях уместны устройства с горизонтально расположенными трубами или с перегородками. Каждая из перечисленных моделей подходит для самостоятельного изготовления, если есть навыки сварки.
Какой материал лучше?
При устройстве теплообменника применяют металлические детали – оцинкованные листы, трубы различного диаметра, чугунные заготовки и т.д. Чугун использовать не рекомендуется, потому что он, по сравнению со сталью, хрупкий и тяжелый, что затрудняет его монтаж на дымоход.
Оптимальный вариант – аустенитная сталь. Нержавейка легко переносит термические перепады, устойчива к механическим повреждениям, поддается самостоятельной обработке и сварке.
Таблица основных технических характеристик аустенитных сталей AISI. Можно проследить, как меняются свойства материала типов 304 (304L) и 316 (316L) при нагревании
Оцинкованная сталь уступает легированной или аустенитной, так как она не предназначена для нагревания. Высокотемпературный режим приводит к выделению окислов цинка, вредных для здоровья, поэтому если планируется повышение температуры в дымоходе до + 419,5 ºС, следует отказаться от оцинковки. Лучше приобрести дорогой, но безопасный материал.
Варианты изготовления приборов своими руками
Предлагаем несколько простых для самостоятельного производства проектов, которые при желании можно сделать из металлических деталей с помощью сварки и электроинструмента.
Обзор теплообменника из газового баллона
Если установить самодельное устройство на буржуйку, эффективность обогрева в помещении вырастет на 30-40%. Чем меньше по площади гараж или мастерская, тем выше продуктивность работы прибора.
Предлагаем рассмотреть вариант, который идеально подходит для маленьких печей типа «буржуйка», активно применяющихся для отопления гаражей.
Галерея изображений
Дымоход буржуйки имеет выход в стену, поэтому теплообменник монтируется прямо на дымоотводящую трубу на небольшой высоте от плиты – 20-30 см. Если потолок высокий, его можно поднять выше или вывести выходное отверстие наружу
Корпус прибора – это вычищенный внутри и снаружи газовый баллон из-под пропана, из которого полностью удалены остатки газа и конденсата. Верхнюю часть баллона оставляют на месте (она находится снизу), а нижнюю отрезают и заменяют металлическим диском
Внутреннюю полость пересекают три металлически трубы диаметром 100 мм. Они расположены по восходящей спирали, а концы их выходят в различные стороны. Можно использовать трубы с большим диаметром (110 мм), а детали с меньшим сечением будут давать меньше тепла
Перед монтажом труб, проходящих насквозь, вырезают по два отверстия на каждую деталь. Для оформления верхней части используют металлический круглый диск, отрезанный по диаметру баллона и герметично приваренный
Расположение теплообменника на дымоходе
Корпус теплообменника для буржуйки
Диаметр и расположение труб
Особенности конструкции и сборки
В целом из газового баллона получается довольно аккуратный и производительный теплообменник для печи, обогревающей небольшое помещение. Чтобы еще больше увеличить эффективность обогрева без кардинального изменения конструкции, на трубы можно установить вентиляторы, а количество труб увеличить до 4-5.
Фотообзор экономайзера Ферингер
В качестве образца для изготовления могут выступать заводские модели популярных производителей. Например, компания Ферингер, известная выпуском печей, предлагает готовые дымоходы, которые по своей сути являются теплообменниками.
Рассмотрим модели несложной конструкции. Все детали, из которых они состоят, можно сделать самостоятельно.
Галерея изображений
Модель с четырьмя трубами (60 мм) из черной стали после тестирования оказалась самой эффективной и производительной. Она имеет высокую степень пожаробезопасности, так как убирает все искры, и максимально снижает температуру газов на выходе
Встроенный в верхнюю часть дымохода шибер поворачивается вручную с помощью небольшой ручки, находящейся снаружи. Даже в закрытом состоянии шибер не заслоняет трубу полностью, чтобы остался выход для продуктов горения (угарного газа)
Если заглянуть в дымоход сверху, то видно главные элементы – четыре спаянные в единый блок трубы, каждая из которых оснащена поперечными планками – винтообразными рассекателями, позволяющими отсекать искры
Главное отличие моделей с кожухом – наличие защитного экрана, который по форме напоминает конфигурацию теплообменника. Кожух имеет дизайнерское оформление, делающее его внешний облик менее техничным
Теплообменник на дымоход – четырехтрубный экономайзер
Шибер – заслонка, расположенная внутри трубы
Внутреннее устройство теплообменника Ферингер
Модели теплообменников с кожухом
Главная идея, которую можно взять от передовых моделей Ферингер, – использование четырех труб вместо одной. Если печь уже установлена в гараже или подсобке, часть дымохода убираем, устанавливаем вместо нее четырехтрубный экономайзер – и температура в помещении сразу повышается на несколько градусов.
Самодельный воздушный конвектор
Предложенная модель полностью выполнена из стальных деталей. Это теплообменник, который по габаритам примерно в 1,5 раза объемнее дымохода.
Он представляет собой барабан с трубками, расположенными перпендикулярно дымоотводной трубе. Нержавеющая сталь выбрана не зря – она с легкостью переносит высокие температуры, хорошо чистится и не прогорает.
Для работы потребуются:
- стальная труба диаметром 30 мм (для изготовления 8 одинаковых отрезков);
- фрагмент трубы 50 мм (для центрального канала);
- металлический лист толщиной 2 мм (для изготовления 2-х круглых пластин и кожуха);
- банку из-под краски объемом 20 л (для переходника на дымоход).
Также необходимо приготовить инструмент для резки и сварки металла.
Галерея изображений
Нарезаем циркулярной пилой 9 трубок одинаковой длины, диаметр центральной больше (например, 50 мм), остальные – по 30 мм
Размечаем металлический лист (толщиной 2 мм) для вырезания двух пластин с отверстиями под трубки. Вырезаем их циркуляркой или с помощью металлорежущего станка
Приборы отопления, использующие для получения тепла процесс сгорания топлива, не могут функционировать без дымоотводящего канала. Устройство отводит токсичные продукты сгорания, которые могут быть опасны для человека. Однако дымовые газы, уходящие по трубе в атмосферу, буквально уносят с собой большое количество тепла, которое могло бы быть использовано для обогрева помещения. Чтобы исправить этот недостаток можно установить теплообменник на дымоход. Устройство позволяет существенно повысить КПД отопительного прибора.
Принцип работы и устройство теплообменника
Существует несколько различных моделей теплообменников. Их конструкция, как и принцип работы, в целом схожи. Теплообменник имеет полый корпус, снабженный выходным и входным патрубками. Внутри корпуса устанавливается так называемое тормозное устройство, предназначенное для дымовых газов. Чаще всего это система заслонок с вырезами, установленных на осях. Элементы имеют возможность поворачиваться, создавая зигзагообразный газоход различной длины. Регулировка положения заслонок позволяет выбирать оптимальное соотношение эффективности теплообмена и тяги в дымоотводящем канале, не нарушая при этом норм безопасной эксплуатации. Встречаются и более простые варианты без системы регулируемых заслонок.
Устройство теплообменника для печи «Буллерьян». Холодный воздух через отверстия в нижней части устройства попадает внутрь конструкции, нагревается от продуктов сгорания, проходящих по дымоходу, и выходит наружу
Через отверстия, расположенные в нижней части устройства, по принципу конвекции затягивается более холодный воздух. Он проходит по внутреннему пространству, где дымовые газы, проходящие через газоход, нагревают его. Через верхние отверстия разогретый воздух выбрасывается в обогреваемое помещение. Таким образом удается повысить КПД отопительного прибора и существенно уменьшить количество потребляемого им топлива. Были проведены эксперименты, которые показали, что расход топлива у печки-буржуйки с установленным на дымоходе теплообменником уменьшился в три раза.
Однако для того, чтобы добиться такого эффекта, следует правильно подобрать устройство. Не стоит забывать, что отдавая свое тепло в газоходе, продукты сгорания достаточно быстро остывают. Это приводит к уменьшению разности температур в дымоходе и, соответственно, падению тяги в системе. Чтобы не допустить появление этого неприятного эффекта используются регулировки заслонками или подбираются оптимальные размеры конструкции.
Как самостоятельно сделать такой теплообменник?
Домашние мастера могут сделать теплообменник на дымоход своими руками. Технология его изготовления довольно проста. Рассмотрим ее на примере конструкции для печки-буржуйки. Для работы понадобятся:
- листовой металл размером 350х350 мм два куска;
- восемь отрезков трубы диаметра 32 мм или 1,25 дюйма длиной 300 мм;
- труба диаметром 57 мм или 2,25 дюйма длиной 300 мм;
- металлическое ведро объемом 20 л.
Начинаем работу с изготовления торцевых заглушек. Для этого берем листовой металл и вырезаем две окружности радиусом 150 мм. Размечаем на них отверстия под трубы. В центре каждой детали должна располагаться самая большая труба диаметром 57 мм, на равном от нее расстоянии по кругу размещаем восемь элементов диаметром 32 мм. Расстояние от центра заглушки до центра каждой из восьми труб должно составлять 100 мм. Проверяем разметку и выполняем отверстия.
Для точности сборки теплообменника следует изготовить шаблон из фанеры толщиной 20 мм. Установив в него детали, будет гораздо проще собирать устройство
Для точности сборки рекомендуется изготовить шаблон, он выполняется из фанеры толщиной 20 мм. Отрезки труб поочередно вставляем в подготовленные отверстия и надежно привариваем к плоской детали. Сначала работаем с одной заглушкой, затем переворачиваем конструкцию и повторяем операцию с другой. В результате получаем «сердцевину» теплообменника, подготовленную к установке в корпус.
Фрагменты труб привариваются к заглушкам. В результате получается «сердцевина» теплообменника, готовая к установке в корпус
Для корпуса теплообменника можно использовать стальное ведро, в которых продаются технические жидкости. Его нужно хорошо очистить от остатков содержимого. Лучше всего в таком случае обжечь ведро и тщательно пройтись по стенкам металлической щеткой. Дно вырезаем угловой шлифовальной машинкой. Теперь нужно присоединить выходной и входной патрубки. Это фрагменты обычной дымоходной трубы, приобретенные в магазине.
На корпусе намечаем место для входного патрубка. Он должен располагаться по центру боковой части конструкции. Ножницами по металлу вырезаем отверстие. Примеряем патрубок. На нижней части дымовой трубы делаем насечки. Вставляем подготовленный таким образом патрубок в заготовку корпуса и с помощью молотка отгибаем насечки, закрепляя деталь на месте. Снаружи крепим деталь к основе сварочными прихватками. Установка входного патрубка завершена. Аналогично проводится монтаж выходного. Он должен быть расположен с противоположной стороны корпуса.
Подготовленную «сердцевину» теплообменника вставляем в корпус, закрепляем сваркой и обязательно герметизируем все швы огнеупорным герметиком. Просохшую конструкцию красим специальной краской
В подготовленный корпус устанавливаем теплообменник и надежно фиксируем его сварочными прихватками. Все швы тщательно промазываем специальным огнеупорным герметиком. Оставляем изделие для высыхания на сутки. Теперь готовый теплообменник можно покрасить специальной краской или печным лаком. Монтируем готовое устройство на дымоход буржуйки. Для усиления эффекта можно установить около теплообменника вентилятор, который будет усиливать циркуляцию воздуха. Прибор может быть переносной или стационарно закрепленный на корпусе устройства. Второй вариант более практичный и удобный.
Чтобы улучшить циркуляцию воздуха в устройстве используется обычный вентилятор. Он может быть переносной. Как на фото, но гораздо более удобно закрепить прибор с помощью кронштейнов прямо на теплообменнике
Ну и как говориться, лучше один раз увидеть. Поэтому предлагаем вам к просмотру видео с примером создания похожей конструкции:
Воздушный теплообменник на дымоход – чрезвычайно полезная конструкция, дающая возможность серьезно увеличить эффективность использования приборов отопления. Выросший КПД системы позволяет уменьшить расход топлива и, соответственно, сэкономить на отоплении. Теплообменник можно сделать самостоятельно, однако это достаточно сложная и кропотливая работа, справиться с которой смогут только довольно опытные домашние умельцы.
При использовании печи для обогрева дома возникает вопрос, как повысить продуктивность отопительного прибора? Это можно сделать, если установить теплообменник на дымоход. Он будет использовать для обогрева помещения энергию продуктов горения топлива.
Разновидности установок
Данный агрегат использует тепловую энергию от дымоотводной трубы, которую передает теплоносителю. Конфигурация устройства зависит от вида и конструкции дымохода, материала из которого он изготовлен. В качестве теплоносителя может выступать:
- обычная вода;
- воздух;
- любые жидкости, которые не замерзают;
- масло.
Все теплообменники разделяют на воздушные и жидкостные. Воздушные установки имеют достаточно простую конструкцию. Их можно сделать своими руками при помощи подручных средств. Недостатком данного агрегата есть его низкая продуктивность.
Теплообменник, который использует в качестве теплоносителя жидкость, имеет более сложную конструкцию. Чтоб данная установка работала эффективно, нужно соблюдать некоторые рекомендации по монтажу. Но если все сделать правильно, дымоход с теплообменником может исполнять роль полноценной отопительной системы для небольшого дачного домика или бани.
Конструкция воздушного теплообменника
Воздушный теплообменник на дымоход представляет собой полый корпус, который подключается к системе отопления при помощи специальных патрубков. Внутри корпуса устанавливается специальное тормозное устройство для газов, которые образуются в процессе горения топлива. Чаще всего это специфическая система заслонок с небольшими вырезами для движения потоков воздуха. В некоторых моделях теплообменников существует возможность регулировать силу тяги в дымоотводном канале, что влияет на продуктивность агрегата.
Данное устройство работает благодаря принципу конвенции. В нижней части теплообменника есть отверстие, сквозь которое в его корпус попадает холодный воздух. Он быстро нагревается от воздействия высокой температуры дымохода, после чего возвращается обратно в помещение. Таким образом, за несколько минут в комнате, где установлен данный агрегат, стает заметно теплее.
Преимуществом данной конструкции есть значительное повышение производительности печки. При использовании одинакового количества твердого топлива можно получить в несколько раз больше тепловой энергии.
Конструкция жидкостного теплообменника
Данный агрегат представляет собой обычный змеевик с водой, который контактирует с внешней поверхностью дымохода. Тонкие трубки вставляют в металлический корпус и изолируют при помощи базальтовой ваты. В качестве материала для изготовления трубок для теплоносителя используется медь. Она имеет высокий коэффициент теплопроводности, что позволяет максимально уменьшить диаметр трубопровода.
Змеевик непосредственно подключают к отопительной системе и устанавливают на дымоотвод. В верхней точке агрегата должен находиться специальный бачок, который предназначен для забора, расширившейся от нагрева, жидкости.
КАК ИЗГОТОВИТЬ ТЕПЛООБМЕННИК(ЗМЕЕВИК)
Принцип работы жидкостного теплообменника:
- от воздействия высокой температуры, которая образуется внутри дымохода, жидкость в трубопроводе нагревается;
- горячая вода расширяется, отчего движется по змеевику и самотеком попадает в радиатор отопления;
- в отопительном приборе горячая жидкость вытесняет холодную;
- процесс повторяется сначала. Холодная вода обратно попадает в теплообменник, где снова нагревается.
Несмотря на высокую продуктивность данного агрегата, он имеет много недостатков. В первую очередь жидкостный теплообменник достаточно сложно установить, нужно постоянно производить контроль работы отопительной системы, наблюдать за показателями давления. Такую установку нельзя использовать в зимний период, когда жидкость в змеевике может замерзнуть. Также можно получить обратный эффект, когда из-за сниженной температуры в дымоходе уменьшается тяга, что влечет увеличение объема дров для получения определенного количества тепла.
Какие материалы можно использовать?
Качественный теплообменник на дымоход изготовляется из пищевой аустенитной нержавеющей стали. Она отлично работает при постоянном воздействии высоких температур. Никель, который содержится в составе сплава, образует на поверхности трубопровода особую пленку, которая устойчива к воздействию агрессивной среды.
В качестве материала для трубы теплообменника можно использовать оцинкованную сталь. При сильном нагреве выше 200°С цинк, который содержится в металле, начинает испаряться. При температуре 500°С его концентрация в воздухе становится опасной для здоровья человека. Но если ваша отопительная система будет работать в меньшем температурном диапазоне, данный материал полностью безопасен.
Как самостоятельно изготовить данное устройство?
Сделать теплообменник на дымоход своими руками достаточно просто. Для этого используйте следующие материалы:
- лист металла размером 0,35 м х 0,35 м – 2 шт.;
- труба диаметром 0,032 м и длиной 2,4 м – 1 шт.;
- труба диаметром 0,058 м и длиной 0,3 м – 1 шт.;
- металлическая емкость цилиндрической формы объемом 20 л – 1 шт.
Пошаговая инструкция для изготовления теплообменника:
- Из листов металла вырежьте два круга радиусом 0,15 м. Они будут исполнять роль заглушек.
- На листе металла разметьте места для размещения труб. Самый большой круг диаметром 58 мм должен находиться в центре, а по контуру – восемь маленьких кружков диаметром 32 мм.
- Трубу диаметром 5,8 см нужно распилить при помощи болгарки на восемь одинаковых частей.
- К одному концу трубы самого большого размера приварите заглушку.
- Поочередно каждую трубу диаметром 3,2 см приварите к металлическому кругу.
- Наживите другую заглушку к противоположной стороне труб, после чего ее приварите.
- При помощи болгарки отрежьте дно металлической емкости.
- На боковой поверхности металлического кожуха вырежьте два отверстия с противоположных сторон. Их диаметр должен соответствовать параметрам дымохода.
- К подготовленным отверстиям приварите патрубки, при помощи которых агрегат будет присоединяться к дымоотводу.
- Подготовленную сердцевину вставьте в кожух с патрубками. Конструкцию тщательно закрепите, используя сварку.
- Присоедините теплообменник к дымоходу.
- Готовый агрегат обработайте термостойкой краской.
Теплообменник из медной трубки своими руками
Данный агрегат – это змеевик из медной трубы, который оборачивается вокруг дымохода. Она быстро нагревается, а воздух, который движется внутри, становится теплым. Чтоб обеспечит высокую эффективность данной системы без применения насоса, длина змеевика не должна быть больше 3 м.
Сделать такую конструкцию можно при помощи аргоновой сварки. Допускается вариант крепления с использованием олова. При этом все поверхности нужно обезжирить ортофосфорной кислотой.
На концах медной трубы должна находиться наружная резьба для присоединения выносного бака с водой. Он должен обязательно находиться выше змеевика, что обеспечит максимальную продуктивность системы.
Используем гофру
Этот вариант теплообменника самый простой и требует минимальное количество материальных затрат. Для этого используйте длинную гофрированную трубу. Ее нужно обернуть вокруг дымохода.
Воздух внутри гофры будет очень быстро нагреваться. Его достаточно просто перенаправить в соседнее помещение. Для увеличения теплоотдачи намотайте на гофру пищевую фольгу.
Для безопасной эксплуатации отопительной системы с применением теплообменников разной конфигурации нужно все время проверять узлы соединения с дымоходом. При выявлении малейших зазоров незамедлительно восстановите герметичность швов.
Видео: Дымоход в водяной рубашке
