Топовая баня
Назад

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция

Опубликовано: 26.03.2020
0
0

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.
Варианты теплообменников для дымоходов

Варианты теплообменников для дымоходов

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.

Делаем своими руками

Теплообменник из медной трубки

Теплообменник из медной трубки

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.

Теперь перейдем к практической части. Большинство агрегатов подобного плана принято делать из нержавейки. Это совсем не значит, что нельзя использовать черные металлы, алюминий или медь, просто нержавеющая сталь будет служить дольше всех.

Кроме того, приступая к работе, помимо дрели и болгарки желательно иметь сварочный аппарат, иначе придется нанимать сварщика. Но начинать естественно нужно расчета и эскиза.

Серийная печь со встроенным теплообменником на дымоходе.

Серийная печь со встроенным теплообменником на дымоходе.

Точный расчет трубчатого теплообменника дело достаточно сложное, требующее глубоких знаний теплотехники. Но в случае с буржуйкой для бани или гаража сильно напрягаться не стоит, вы ведь все равно не навесите на трубу больше, чем она может выдержать. Поэтому лично я исходил из практических соображений, то есть, сколько нужно воды и тепла на конкретное помещение.

Простейший вариант стационарного бака на дымоходе.

Простейший вариант стационарного бака на дымоходе.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция

Так средняя домашняя баня рассчитывается на 4 – 6 человек максимум. Чтобы обмыться и попариться одному человеку необходимо порядка 10 литров воды. К этому еще нужно добавить 20л на накладные расходы, запаривание веников, ополаскивание тазиков и прочее.

Итого получается, что материнский бак должен иметь емкость от 50 до 100 литров. При таких условиях сам нагревательный элемент рекомендуется делать на 6 – 8 литров. Меньше брать опасно, так как может закипеть и взорваться, а при большей емкости, будет долго греться.

Подсоединение трубы к баку.

Подсоединение трубы к баку.

Что же касается воздушного конвектора, то там любая инструкция, сколько я их видел, больше ориентирована на толщину металла и сечение труб, нежели на объем рабочего бака, через который проходит трубный пучок теплообменника.

Здесь чем тоньше стенки труб в агрегате, тем быстрее они прогорят, ведь они находятся непосредственно внутри дымохода. А от диаметра и количества труб в пучке напрямую зависит КПД. Ну, с теорией я думаю пора заканчивать и переходить к изготовлению теплообменников.

  • Обычно работу начинают с изготовления самой головки теплообменника. Когда речь идет о нержавейке, то толщина металла дымоходной трубы стартует от 1,5 мм. Наружный кожух емкости при этом может быть сделан из металла любой толщины. Ведь он не будет испытывать особых нагрузок;
Подключение теплообменника гибкими шлангами.

Подключение теплообменника гибкими шлангами.

  • Для того чтобы вода в агрегате быстро нагревалась, но в то же время не закипала, диаметр наружной трубы должен быть минимум в полтора и максимум в 2,5 раза больше чем диаметр самого дымохода;
  • Дальше нужно будет вырезать из цельного листа нержавейки нижнюю и верхнюю стенки теплообменника. После чего сварить наши трубы в единую гильзу;
  • На последнем этапе изготовления головки теплообменника сверху и снизу в боковую стенку наружного кожуха врезается два патрубка. Снизу будет вход, сверху выход;
  • Обычно такая головка устанавливается как можно ближе к печи, потому как, чем дальше от топки, тем ниже температура дымовых газов;
Схема монтажа теплообменника на дымоход.

Схема монтажа теплообменника на дымоход.

  • Далее я буду рассказывать о том, как монтируется самотечная конструкция, то есть без использования циркуляционного насоса. В данном случае, материнский бак должен находиться выше верхнего среза теплосъемной головки минимум на полметра, максимум здесь составляет 1м;
  • В материнский бак врезаться нужно в днище. Вход и выход делаются по разным углам, желательно по диагонали. В самой дальней от входа и выхода точке врезается водозабор с краном. Именно из него вы будете набирать горячую воду;
  • Теперь поговорим о трубной разводке. Когда я монтировал свою систему, мне посоветовали использовать дюймовые стальные трубы, они работают отлично. Позже в литературе я вычитал, что минимальный диаметр, который можно использовать в самотечной системе составляет три четверти дюйма. Возможно оно и так, но о работе таких систем ничего сказать не могу;
Печь с заводским теплообменником.

Печь с заводским теплообменником.

  • Холодная вода у нас выходит из дальнего патрубка в материнском баке. Труба должна опускаться немного ниже головки теплообменника. Это самая нижняя точка, в ней монтируется аварийный сливной кран, отсюда вы будете спускать остатки воды на зиму, дабы система не замерзла. Угол по горизонту между нижним вводным патрубком теплообменника и сливным краном составляет 2 — 3º, чтобы долго не вымерять, я делал 2 см;
  • Труба, которая выходит из нашего теплосъемника к материнскому баку должна направляться под углом по отношению к горизонту в 30º;
  • И наконец, самое главное. Для того чтобы вода циркулировала сама по себе, согласно известным законам физики, протяженность труб от головки теплообменника до материнского бака не должна превышать 3м.
Заводские модели из нержавейки.

Заводские модели из нержавейки.

Диаметр дымохода Объем головки Вид стали Вес теплообменника Высота по дымоходу Цена
105 мм Нержавейка 2,5кг 500 мм 2800руб
115 мм Нержавейка 2,5кг 600 мм 2900руб
130 мм 20л Нержавейка 4,5кг 665 мм 5300руб

Витой регистр теплообменник на дымоходную трубу, проще говоря, змеевик, встречается у домашних умельцев гораздо чаще предыдущего варианта. Причина я думаю, здесь понятна. Для его изготовления не нужно резать, сверлить, а главное варить нержавейку или какую-либо иную сталь. Здесь достаточно обвить дымоход длинной трубой.

Медные змеевики.

Медные змеевики.

Я всегда рекомендую использовать для этих целей медную трубку. Теплопроводность у нее выше, чем у нержавейки и что не менее важно, изготовить такой змеевик можно своими руками, причем в домашних условиях. Плюс с долговечностью и гигиеническими нормами там также полный порядок. Конечно, как вариант можно взять еще алюминий или обычную сталь, но с ними больше мороки.

Предлагаем ознакомиться  Изготовление дефлектора григоровича своими руками

В идеале лучше брать трубку три четверти дюйма или даже больше. Но за неимением таковой можно остановиться на полдюймовом варианте. Запомните, чем тоньше трубка, тем выше вероятность, того что вода в ней закипит.

Допустим у меня в гараже, стоит полудюймовая труба, но дабы перестраховаться я установил туда циркуляционный насос. КПД конечно увеличилось в разы, но это уже не самотечная система.

По моему опыту, самая большая проблема это красиво согнуть трубку так, чтобы она осталась круглой, без поперечных деформаций. С медной полудюймовой трубой вопрос решается легко, там бояться нечего, она держит форму сама. А вот уже больший диаметр, а также алюминий или сталь придется гнуть при помощи газовой горелки или паяльной лампы.

Змеевик на дымоходе.

Змеевик на дымоходе.

Обычно длина трубки в таком змеевике стартует от 3м, но четкие нормативы и указания здесь отсутствуют. По сути, это кустарное производство и чем длиннее будет ваш змеевик, тем выше будет КПД вашего агрегата.

Хотя здесь есть одно важное ограничение. Медная трубка в змеевике должна быть цельная, не паянная. Медь в кустарных условиях паяют оловом, температура плавления олова 232ºС, даже с учетом добавок, такой припой не выдержит больше 300ºС. Нетрудно догадаться, что стоит вам затопить пожарче печь и ваш паянный змеевик быстро потечет.

Изгибание тубы под нужный диаметр на колодке.

Изгибание тубы под нужный диаметр на колодке.

Сколько я видел таких змеевиков, они все стоят открытые. Мне же по случаю достались маты хорошей базальтовой ваты, девать их было некуда и я, укутал ими свой змеевик, а сверху сделал кожух из фольги.

Теперь даже при умеренном горении, на сырых дровах, теплообменник работает как часы. Только брать нужно именно базальтовую вату, она способна выдерживать до 1200ºС. Стекловата уже при 450ºС попросту спечется.

В остальном же система монтируется точно так же, как и предыдущий вариант, то есть такой же материнский бак, с теми же наклонами и вентилями.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция

Как я уже говорил, по сравнению с требованиями, предъявляемыми к узлам жидкостного теплообменника, воздушный конвектор четких характеристик, которые бы всерьез влияли на его работу, не имеет. Главное чтобы кожух этого агрегата был как минимум в полтора раза больше диаметра самого дымохода.

Движение воздуха в конвекторе.

Движение воздуха в конвекторе.

Каждый мужчина знает, что собой представляет револьверный барабан. Так вот, здесь нам нужно будет изготовить нечто подобное. Только трубки этого барабана должны располагаться перпендикулярно направлению движения дымовых газов.

Я буду рассказывать, как такой аппарат делается из самых доступных подручных средств, вы можете делать из нержавейки, но обойдется он намного дороже. Если в водяном теплообменнике большую роль играют гигиенические нормы выбранного вами металла, то здесь это не столь важно, главное чтобы он не прогорел.

В качестве горизонтальных конвекторных трубок мы будем использовать стальную трубу с толщиной стенки 2 мм, можно брать больше, меньше нежелательно. Нам понадобится 2,5м трубы дюйм с четвертью и небольшой кусочек 30 см двухдюймовой трубы. Корпусом у нас будет служить стандартное металлическое ведро из-под краски на 20л.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция

Теплообменник для банной печи спиральный

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.

Теплообменник воздушный (конвектор)

Теплообменник воздушный (конвектор)

Vadim

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.

Предлагаем ознакомиться  Установка гильз для прохода труб через перекрытия

Преимуществом данной конструкции есть значительное повышение производительности печки. При использовании одинакового количества твердого топлива можно получить в несколько раз больше тепловой энергии.

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.

Жидкостный теплообменник

Жидкостный теплообменник

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.

Промывка теплообменника

Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.

Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.

Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.

Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.

Подобным образом происходит очистка системы теплообмена “труба в трубе”. Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.

Блиц-советы

  1. Чтобы избежать образования накипи в системе отопления, необходимо использовать только дистиллированную воду. Большое количество дистиллированной воды для этой цели можно изготовить в домашних условиях пропуская через теплообменник “труба в трубе” водяной пар.
  2. Используя самодельное устройстводля теплообмена между газами, образованными в результате сгорания топлива и жидкостью, необходимо все монтажные работы производить с наивысшей тщательностью, чтобы в результате недостаточной герметизации дымохода не поступал угарный газ в помещение.
  3. При использовании котлов или печек, в которых используется естественная тяга воздуха в дымоходе, площадь сечения дымохода внутри теплообменника не должна быть меньше площади патрубка котла или печки.

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.

Значения временного сопротивления разрыву и относительного удлинения для оцинкованной стали

Значения временного сопротивления разрыву и относительного удлинения для оцинкованной стали

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.

Этот вариант теплообменника самый простой и требует минимальное количество материальных затрат. Для этого используйте длинную гофрированную трубу. Ее нужно обернуть вокруг дымохода.

Применение гофрированных труб для изготовления теплообменников

Применение гофрированных труб для изготовления теплообменников

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.

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.
Теплообменник водяной из нержавеющей стали

Теплообменник водяной из нержавеющей стали

Пошаговая инструкция для изготовления теплообменника:

  1. Из листов металла вырежьте два круга радиусом 0,15 м. Они будут исполнять роль заглушек.
  2. 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.
  3. Трубу диаметром 5,8 см нужно распилить при помощи болгарки на восемь одинаковых частей.
  4. К одному концу трубы самого большого размера приварите заглушку.
  5. Поочередно каждую трубу диаметром 3,2 см приварите к металлическому кругу.
  6. Наживите другую заглушку к противоположной стороне труб, после чего ее приварите.
  7. При помощи болгарки отрежьте дно металлической емкости.
  8. На боковой поверхности металлического кожуха вырежьте два отверстия с противоположных сторон. Их диаметр должен соответствовать параметрам дымохода.
  9. К подготовленным отверстиям приварите патрубки, при помощи которых агрегат будет присоединяться к дымоотводу.
  10. Подготовленную сердцевину вставьте в кожух с патрубками. Конструкцию тщательно закрепите, используя сварку.
  11. Присоедините теплообменник к дымоходу.
  12. Готовый агрегат обработайте термостойкой краской.
Самодельный теплообменник

Самодельный теплообменник

Как самому сделать теплообменник на дымоходную трубу

Эта витая конструкция считается самой простой. Она является прямоточной, поэтому многое будет зависеть от диаметра навиваемой трубки и скорости движения воды внутри нее. Здесь соотношения такие:

  • Чем больше диаметр змеевика, тем больше в нем объема воды, который придется дольше нагревать.
  • Чем быстрее движется по виткам вода, тем меньше она забирает тепловой энергии, просто не успевая.
Предлагаем ознакомиться  Монтаж вентиляции из пластиковых труб

Решить эти две проблемы можно двумя способами:

  1. Увеличить длину трубы, скручиваемую в змеевик. То есть вода как можно дольше должна находиться внутри теплообменника.
  2. Установить перед змеевиком отсекающий вентиль, с помощью которого можно было бы контролировать подачу жидкости. Таким способом можно увеличивать или уменьшать скорость движения воды.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция

Монтаж водяного теплообменника этого типа проводится на стадии установки дымохода. Потому что надо в змеевик вставить дымоходные трубы.

Для этого потребуется:

  • труба из меди, алюминия или стали длиною 3 м;
  • два гибких шланга для подключения к системе горячего водоснабжения, требуемой длины;
  • вентиль.
Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция
Как правильно согнут трубу в змеевик

Самое сложное – согнуть трубу в змеевик. Если это стальное изделие диаметром меньше 25 мм, то ее можно согнуть на ручном трубогибе. Если диаметр больше данного значения, или используется алюминиевая, медная труба, то без нагрева их не обойтись. Для этого используется стандартная газовая горелка, работающая на пропане.

Есть другой способ, который сегодня практически не используют. Для этого в трубу засыпают мелкий просеянный песок, с двух сторон ее закрывают заглушками, а затем гнут по трубе диаметром 100, 120 или 150 мм. То есть соответствующей размерам дымохода. После готовую конструкцию освобождают от наполнителя и промывают под напором воды.

Следующий этап – нарезка резьбы на конце змеевика. Для этого используют лерку. Если теплообменник изготовлен из стальной трубы, то к концам можно приварить электросваркой сгоны с соответствующим диаметром под гибкие переходные шланги.

Все готово, можно монтировать теплообменник. Чтобы он не спадал с дымохода, можно его прикрепить к нему с помощью пайки. При этом увеличиться и теплообмен между двумя элементами. Далее в нижней части вкручивается вентиль, к нему гибкая вставка, которая противоположным концом присоединяется к водопроводу.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция
Змеевик из медной трубы на дымоходе печки

Свободный верхний конец теплообменного блока подключают или к накопительному баку, или к крану. Для соединения используется гибкая вставка.

У теплообменников этого типа есть один серьезный недостаток. Если его не использовать при эксплуатируемой печке, то вода внутри трубок закипит. А это недалеко и до гидроудара, который может разорвать стыки соединений.

Чисто конструктивно теплообменник этого типа представляет собой бак, в котором установлена труба диаметром чуть больше диаметра дымохода. К примеру, если размер последнего 115 мм, то трубный участок должен быть в сечении 120 мм. То есть дымоход должен свободной пройти сквозь теплообменный аппарат.

Можно подойти к решению монтажа теплообменника с другой стороны. То есть диаметры двух трубных элементов выбираются одного сечения. Но соединяться они должны раструбным способом, как все элементы дымоходной системы. Это когда у участка трубного элемента один конец имеет стандартный диаметр, а второй немного расширен.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция
Трубы из нержавейки с раструбами на концах

То есть получается, что труба, формирующая сквозной проход через водяной бак, становится после сборки частью дымохода. Этот вариант более эффективный в плане передачи тепловой энергии от угарных газов воде, потому что в конструкции теплообменника нет воздушной прослойки, как в первом случае.

Что касается размеров и формы бака, то первые – это диаметр, который должен быть больше диаметра дымоходной конструкции в 1,5-2,0 раза. Длина в этом плане зависит от потребности в воде. Но она ограничена длиною дымохода. Форма бака может быть разной. Но чаще используют цилиндрическую или в виде прямого параллелепипеда. Хотя встречаются и очень необычные формы.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция
Необычная форма водяного бака теплообменника

Отметим, что баки для воды, устанавливаемые на дымоходы, сегодня продаются в готовом виде, но их несложно сделать своими руками. Для этого надо иметь навыки работы со сварочным аппаратом и некоторыми видами слесарных инструментов. Проще – приобрести готовое изделие определенного объема, в котором уже вмонтирована труба под дымоход требуемого сечения. Здесь же установлены патрубки (штуцера) под подачу и выход воды.

Сборка всей конструкции основывается на создании герметичных соединений. Поэтому стыки обязательно промазываются жаропрочными герметиками.

После установки теплоносителя остается только подключить его через вентиль к водопроводной сети, а с другой стороны к накопительному баку или крану (смесителю). Соединения проводят гибкими вставками или трубами соответствующего диаметра.

Теплообменник на трубу дымохода своими руками: инструкция
Теплообменник «труба в трубе» в полной сборке
, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector