Рационализируем отопление: как применять теплообменник на дымоход, и чем он полезен?

Выбираем материал

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


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

Медный или металлопластиковый?

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

Именно поэтому для изготовления змеевика лучше всего использовать отожженную .

Ищем подручные средства

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

  • любым радиаторам отопления, не имеющим течи;
  • полотенцесушителям;
  • радиаторам от автомобилей и другим похожим по конструкции изделиям;
  • проточным водонагревателям.

Установка

Монтировать теплообменник удобнее всего на этапе кладки. Это помогает соорудить его более правильно с четким соблюдением размеров, зазоров. При этом намного проще соответствовать заданным размерам. После установки теплообменника на фундамент печки, его обкладывают кирпичом. Это проще, чем разбирать имеющуюся конструкцию, хотя и такой подход не исключается.

Чтобы увеличить время эксплуатации нужно обращать внимания на следующие нюансы:

  • не фиксировать трубы крепежами из металла;
  • не наполнять систему слишком холодной водой, иначе образуется сильный конденсат;
  • соблюдать соотношение размеров печи и теплообменника, разница не должна быть большой;
  • пользоваться уплотнителями с хорошей огнестойкостью;
  • соблюдение мер пожарной безопасности.

Указанные простые установки помогут предотвратить возникновение опасных для жизни и здоровья людей ситуации, увеличат время службы, помнить о безопасности.

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.

Теплообменники различаются по материалу, из которого они сделаны

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.

У подобного агрегата имеются минусы

Классификация видов

Классификация видов направлена на облегчение выбора теплообменника для каждого конкретного случая

Если обратить внимание на статистику, то станет ясно, что практически каждая баня это уникальный проект. Отличия могут быть минимальны, но они есть, а значит каждый конкретный случай зависит от характеристик помещения: наличия свободного места в помещении, наличия чердачного помещения и, конечно, бюджета стройки

По месту расположения емкости теплой воды

Прежде чем делить систему по месту расположения емкости для теплой воды, разберемся, а на что вообще влияет расположение бака с теплой водой? А влияет оно в первую очередь на необходимость насоса. Дело в том, что полноценный насос установить в бане не получится, так как для него нужно отдельное помещение. Но по факту, мощная насосная установка в бане и не нужна. Будет вполне достаточно циркуляционного насоса систем отопления. Но, если бюджет не позволяет пользоваться техникой, приходится вспоминать законы физики.

Согласно школьному курсу, теплая вода легче холодной, а значит горячий слой «всплывает» над холодным. Так образуется небольшая разность давлений, которая при некоторых ухищрениях во время прокладки трубопровода позволяет создать систему с естественной циркуляцией. До массового распространения насосов на том же принципе работали системы отопления всех частных домов.

Система с расположением бака в парилке

По расположению бака с теплой водой системы бывают:

  • С расположением бака в парилке. Зачастую такой бак и вовсе прячут в одну кирпичную «рубашку» с печью, за счет чего достигается эффект термоса с долгим сохранением теплой воды. Но напор это разность между уровнем воды и высотой точки излива, то есть расположением распылителя душа. И тут начинаются проблемы: сделать при таком исполнении классический душ невозможно. Можно выполнить душевую с гибким шлангом и не поднимать его выше 1,5 метров. Почему именно 1,5 метра? Да потому, что при высоте бани в 2 м, сделать напор больше не получится. Поэтому нужно устанавливать циркуляционный насос, мучатся с гибким шлангом или выбирать другой вариант расположения бака. Но, справедливости ради, плюсы и у такой системы есть: малая протяженность трубопровода, быстрый прогрев воды и длительное сохранение температуры воды.
  • С расположением бака за стеной парилки. В этом случае получается сэкономить место в парной, которого всегда не хватает, но незначительно увеличивается протяженность трубопроводов и пропадает эффект термоса. Проблемы с напором и в этом случае сохраняются.
  • С расположением на чердаке. Если конструктивные особенности помещения позволяют выполнить бак в чердачном помещении, то этот вариант будет наиболее выигрышным для напора. Конечно, увеличивается сложность монтажа из-за увеличения общей протяженности трубопроводов, но появится возможность установки классического душа. При этом бак следует обязательно утеплять, желательно минеральной ватой, чтобы тепло не расходовалось на прогрев неотапливаемого чердака.

По расположению теплообменника

  • С теплообменником внутри печи. Как правило, это змеевик из стальных труб или пластинчатый теплообменник. Главное удобство такой конструкции в том, что нет необходимости занимать дополнительное место вокруг дымохода, а значит экономится место в помещении. Если устроить теплообменник змеевик внутри топки, то вода будет прогреваться достаточно быстро, но при этом в разы увеличивается опасность вскипания воды в трубе. Для того, чтобы защитить систему, придется устанавливать циркуляционный насос отопления.
  • С теплообменником на дымоходе. Теплообменник на дымоходе проще сделать самому, для его эксплуатации и ремонта не нужно разбирать печь, как в предыдущем случае. Если говорить о покупных теплообменниках, то теплообменник на дымоходе будет эффективнее. Единственный минус — это габариты. эффективный теплообменник в топку можно сделать своими руками, а квадратные метры, занятые теплообменником на дымоходе никуда не денутся, поэтому такую конструкцию используют достаточно редко и только в целях предотвращения вскипания и пережога труб.

Теплообменник на трубу дымохода

Из какого металла лучше делать теплообменник?

Сам обменник на трубу ставить лучше из пищевой нержавеющей стали. Ее еще называют аустенитной. Даже при высоких температурах ее характеристики не меняются – ведь сварные швы у нее прочные и не подвержены образованию трещин, а никель в реакции с кислородом на поверхности образуют специальную защитную пленку, которая устойчива к солям и кислотам. Это – самый долговечный вариант.

Что касается цинка, то уже при температуре 200°С он начнет испаряться, а при 500°С – его концентрация в воздухе достигнет опасного значения. Поэтому, если вы навесили на теплообменник оцинкованный профиль, но он не нагревается больше 200°С – можете не беспокоиться. А поставить его можно – такой профиль хорошо служит для усиления конвекции воздуха, который обтекает теплообменник. Конечно, для постоянного отопления дома такой теплообменник не годится, а вот для быстрого прогрева мансарды, например, это то, что надо! Т.е. вы приехали с друзьями в баню, начали растапливать печь, а в мансарде или комнате отдыха за каких-то полчаса уже тепло. И не нужно думать ни про котел, ни про вторую печь.

Например, вот как можно сделать теплообменник на печку-буржуйку:

Несколько общих советов

Во время пользования теплообменников возникают некоторые проблемы, способные «испортить настроение». Какие это неприятности и как их можно решать?

Температура нагрева воды в баке

Температура нагрева воды в баке

Нужно «ловить» момент, когда она будет приемлемой, но такой «момент» поймать почти невозможно. Дело в том, что во время приема душа печь продолжает гореть, соответственно, температура воды постоянно повышается. Что делать? Тушить огонь в печи? Это, конечно, не выход.


Мы предлагаем решить проблему при помощи смесителя. Если в бане есть водовод – отлично, он поможет не только создавать комфортную температуру, но и с помощью простейшей автоматики сделать наполнение емкости под воду автоматическим. Можно будет мыться без экономии воды, несколько уменьшаются риски ее закипания в теплообменнике. Если подвод воды отсутствует, то рекомендуем установить дополнительную емкость для холодной воды рядом с баком для теплой воды. Подсоединять его к душу нужно через смеситель.

Схема подключения

Закипает вода в теплообменнике

Закипает вода в теплообменнике

Особенно часто такое случается во время монтажа теплообменника непосредственно в топке печи. Мы гарантируем, что вам никогда не удастся рассчитать параметры теплообменника таким образом, чтобы полностью исключить такое явление. Слишком сложные это расчеты и слишком много есть неизвестных и нерегулируемых показателей. Расчеты по скорости движения водного потока может выполнить только квалифицированный инженер-конструктор, отлично знающий законы теплотехники, гидротехники и монтажа. Но самая главная неизвестная величина – пламя в печи.

Никто и никогда не сможет точно сказать, сколько тепла дает печь в каждую отдельно взятую единицу времени. Оперативно увеличивать или уменьшать интенсивность горения пламени в зависимости от температуры воды невозможно. Решить проблему закипания воды предлагаем при помощи обыкновенных однофазных водяных насосов для отопительных систем. Встраиваются они непосредственно в трубопровод, мощность устройств 100÷300 Вт. Установка циркуляционного насоса не только устраняет риски закипания, но и значительно ускоряет время нагрева воды.

Схема подключения циркуляционного насоса

Надеемся, что наша информация будет полезной для владельцев бань и даст возможность не решать проблемы с теплообменниками, а предупреждать их возникновение еще на этапе изготовления и монтажа.

Изготовление теплообменника

Приведем пошаговую инструкцию, как изготовить самостоятельно такое устройство.

  1. Вырежьте два круга диаметром 30 см. (Заглушки). Размеры учитывайте исходя из вашего дымохода.
  2. Разметьте на каждом листе места размещения труб, самая большая должна проходить в центре. Средняя трубка 58 мм, восемь маленьких по 32 мм.
  3. Поочередно приваривайте трубы к заглушкам
  4. Приварите вторую заглушку к трубам.
  5. Изготовьте бак.
  6. Сбоку металлического кожуха проделайте два отверстия, по противоположным сторонам.
  7. На стенках теплообменника сделать выход под патрубки.
  8. Готовую сердцевину вставьте в кожух. Закрепите с помощью сварки.
  9. Приварите теплообменник к дымоходу.
  10. Обработайте конструкцию термостойкой краской.

Самодельный теплообменник

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!

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:

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. В центре вырезается отверстие для установки 60 мм трубы. По краям размечается и вырезается отверстия для остальных труб. Их должно быть 8. См

фото.

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.

Используем гофру

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

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.

Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 27842 Количество использованных доноров: 4 Информация по каждому донору:

  1. https://InfoTruby.ru/primenenie/teploobmennik-na-trubu-dymohoda: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 6454 (23%)
  2. https://vseotrube.ru/ventilyatsiya-i-dymohod/teploobmennik: использовано 4 блоков из 9, кол-во символов 9918 (36%)
  3. http://PechnoeDelo.com/dymohod/teploobmennik-svoimi-rukami.html: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 7327 (26%)
  4. http://kaminyn.ru/dyimohod/teploobmennik-dyimohoda.html: использовано 5 блоков из 9, кол-во символов 4143 (15%)

С этим читают