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

Механизм функционирования

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

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

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

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

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.

Это интересно: дровяные чугунные печи для дачи.

Инструкция по изготовлению бака

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

Потребуются такие материалы:

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

Работы по сборке теплообменника с баком состоят из таких этапов:

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

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

Принцип работы устройства

Из чего состоит теплообменник типа труба в трубе? Нетрудно догадаться: из пары труб, вмонтированных одна в другую (по-научному – коаксиально расположенных). По каждому из элементов двигается теплоноситель. «Девайс» можно регулировать за счет правильного подбора диаметра элементов. Конструкция настолько проста, что теплообменник труба в трубе сделать своими руками может любой хозяин, имеющий немного времени и желание.

Так выглядит теплообменник для водопровода

Особенности функционирования аппарата

Описанные устройства применяют для охлаждения либо нагрева теплоносителя для сравнительно умеренных по площади поверхностей теплообмена – порядка 50 квадратных метров. Если сделать особенный расчет теплообменного аппарата типа труба в трубе, то можно добиться даже процесса кипения, а то и конденсации теплоносителя.

Также в случае необходимости площадь теплообмена реально увеличить, но придется строить дополнительные секции.

Чтобы очистка поверхности одинаково качественно осуществлялась в любой части конструкции, с обеих сторон, важно правильно выбрать и умело присоединить выходные/входные патрубки. Тогда агрегат будет работать эффективно, равномерно распределяя потоки по каждому из каналов

Этот момент особенно важен для установки охлаждающих устройств, когда понижение температуры недопустимо.

Принцип работы «девайса» предельно прост: пара теплоносителей отделена друг от друга перегородкой, через которую осуществляется теплообмен. Расположение «бок о бок» позволяет добиться относительной компактности сооружения. Распределение процессов внутри устройства происходит так: насыщенный пар концентрируется между трубами, а жидкость перемещается по внутренней трубе.

Цена описываемого аппарата не бывает низкой, однако и миссия у него, согласитесь, важная. Конструкция теплообменника типа труба в трубе может разниться, базируясь на разных вариантах компоновок. Однако любой из придуманных типов агрегата хорошим мастерам вполне под силу собрать прямо на месте, используя стандартные элементы и опираясь на чертеж.

1– труба теплообменная; 2 – труба кожуховая; 3 – опора; 4 – решетка кожуховых труб; 5 – камера

Сфера применения приборов

Такой вид теплообменников используют во множестве сфер – как в промышленном сегменте, так и в бытовой области. Добыча и транспортировка газа, подача и очистка нефти, обработка осадочных вод, перемещение химических составов – все эти процессы становятся возможными благодаря задействованию конструкций труба в трубе. Широко распространено применение данного типа теплообменников и в коммунальном хозяйстве – для снабжения горячей водой населения, заводов, фабрик и других зданий. Если сделать специальный расчет теплообменника типа труба в трубе, то такую конструкцию можно задействовать даже в теплоэнергетике. Одно из самых интересных применений «героя» статьи – изготовление вина и молочных продуктов. Даже в пищевой промышленности без теплообменников не обойтись.

Схема устройства прибора

Теплообменник в виде змеевика

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

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

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

Расчеты мощности

Все расчеты всегда будут примерными, в каждом отдельном случае сложно определить ту мощность, которая потребуется для обогрева комнаты, парной и тому подобное.

Принято считать, что не более 5 кВт достаточно для того, чтобы обогреть обычное банное помещение. К примеру, 1 кв. м. теплообменника (его площади), равен 9 кВт печи. Учитывайте, что мощность значительно сократиться, после затухания печи или котла, поэтому расчет нужно делать по поверхности теплообменника печи. Поэтому при расчете старайтесь учитывать максимальную площадь теплообменника, чтобы обеспечить достаточную температуру даже при одноразовой топке.

Форма в таком случае практически не играет роли, она может быть самой разной, как вам заблагорассудится. Наиболее оптимальным считается регистр из нержавеющих труб, но постепенно его место занимает сваренный коллектор из двух швеллеров. Теплосъемник такой формы считается менее производимым, но для его установки и монтажа не понадобиться много материала.

Также не забывайте учитывать тип самого дымохода, на кирпичных дымоходах обустроить качественный теплообменник достаточно сложно, в отличие от металлических каналов. Поэтому отдавая предпочтение самостоятельной работе, исходите из удобства.

Способ монтажа змеевика

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

Для работы потребуется:

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

Технология монтажа системы выглядит так:

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

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

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

• Автор: Сергей
• Распечатать

Поделитесь с друзьями!

Негативные моменты

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

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

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

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.

В этом видео вы узнаете, как сделать теплообменник:

Разновидности бачков для бани с установкой на трубу

На сегодняшний день существует сразу несколько вариантов, благодаря которым можно сделать банные процедуры более простыми и удобными. Сразу оговоримся, что в моечном помещении можно установить водонагреватель и провести к нему холодную воду. Однако нет смысла в напрасной трате электрической энергии, ведь баня все равно будет топиться в любом случае. Чтобы моющиеся люди были обеспечены горячей водой, вам нужно установить резервуар, в котором она и будет прогреваться.

Есть несколько классификаций таких резервуаров, ознакомимся вкратце с каждым из них. Так, по своему месторасположению баки могут быть трех типов.

Обратите внимание! Если вы отдали свое предпочтение третьему варианту, то подберите большой резервуар, так как нагревательный элемент может быть использован по всей своей длине. Этот резервуар может вести вдоль дымохода до потолка, а в некоторых случаях даже охватывать часть чердачного помещения.

От материала, используемого при производстве бака, много чего зависит. Сюда можно отнести и время, в течение которого вода сохраняется теплой, и скорость самого нагрева, и даже эксплуатационный срок емкости. Сегодня баки производят из трех основных материалов.

Наконец, баки классифицируются и по своему объему. Есть мнение, что для мытья одного посетителя в бане вполне достаточно 10-ти литров нагретой воды. И чтобы рассчитать, какой объем резервуара вам нужен, нужно взять общее количество людей, которые будут париться, и умножить его на 10. В результате вы сможете узнать требуемый объем.

Тем не менее, следует учитывать несколько факторов.

1. При низкой мощности отопительного прибора и большой площади парного помещения вода не успеет должным образом прогреваться.
2. А если бак чересчур маленький, то быстро испарится.

Другими словами, при выборе требуемого объема необходимо учитывать все аспекты и остановить свой выбор на варианте, удовлетворяющем все условия.

Дымоходные трубы для бани

Современные версии бани оборудуются дымоходами из соображений экономических – копоть быстро разрушает отделочные материалы, и для выполнения требований пожаробезопасности. Из существующих на сегодня дымоходных труб используются лишь некоторые, так как к ним предъявляются повышенные требования.

• Кирпичная – материал огнеупорен, обладает прекрасной теплоотдачей, то есть ускоряет нагрев помещения и поддерживает температуру. Однако довольно сложен в монтаже и нуждается в периодической чистке. Этот вариант исключает установку водонагревателя на трубу, можно применять только выносные модификации.

• Керамический – устойчив к действию высоких температур, долговечен, но обладает значительной стоимостью.
• Асбестовые – непригодны для дымоходов в бане, так как плохо переносят перепады температур.
• Металлические – изделия из черного металла не рекомендуются, так как при требуемых условиях эксплуатации быстро прогорают, к тому же имеют большой вес. Изделие из нержавейки намного устойчивее к температурным перепадам и обладает весьма привлекательной ценой. На сегодня это самый популярный вариант.

Металл обладает низкой теплопроводностью, то есть быстро нагревается и не удерживает тепло. Но именно это свойство можно использовать для быстрого нагрева воды, тем самым сократив расходы.

Как сделать самодельный конвектор на дымоход для нагрева воздуха? (+подробное видео)

Чтобы создать самый простой конвектор, который улучшит нагрев воздуха в том же помещении, где стоит котел — вам понадобится:

1. Сварочный аппарат.
2. Не менее 8-10 тонких стальных трубок диаметром около 32 мм и длиной около 50-60 см. В идеале брать пищевую нержавейку. Хуже, но тоже подойдет оцинкованная сталь. По форме — обычно берут круглые трубки, но подойдут и квадратного или прямоугольного сечения.

Монтаж осуществляется так: надо приварить эти трубки по кругу вокруг дымохода, как можно ближе к топке.

Похожие записи

• Обзор полимерных дымоходов Фуранфлекс: характеристики, плюсы и минусы

• Правила и способы гильзовки дымохода: сравнение и поэтапная работа