Такие качества, как бережливость и экономия присущи только человеку. На протяжении веков именно они двигают технический прогресс и способствуют созданию устройств, призванных не просто облегчить жизнь, но и использовать все доступные ресурсы по максимуму. Затраты на отопление дома считаются по праву самыми высокими. И вот как раз теплообменник на трубу дымохода входит в число наиболее доступных вариантов экономии тепла в частной постройке с печным отоплением.
Чтобы получить от печной системы максимум тепла, можно установить на дымоход теплообменник, сделанный своими руками
Разновидности
Сегодня существует много типов таких устройств. Но наибольшей популярностью пользуются:
- теплообменник из гофры;
- теплообменник, оборудованный ёмкостью для воды;
- теплообменник, имеющий форму змеевика;
- воздушный теплообменник.
В зависимости от вида циркулирующего внутри устройства теплоносителя, все теплообменники подразделяются на жидкостные и воздушные. Последние наиболее просто изготавливаются, однако их эффективность оставляет желать лучшего. В то время как дымоход с теплообменником, внутри которого циркулирует вода, может использоваться как полноценная система отопления небольшой дачи, если подключить на вход/выход устройства подачу/обратку на радиаторы.
Каждый народный умелец, создавая полезное устройство для своих нужд, вносил личные идеи, способствующие улучшению его конструкции. Реализация теплообменника на трубу дымохода по своим чертежам выполнялась с использованием таких комплектующих элементов, как:
- регистры отопления;
- коллекторы;
- металлические резервуары:
- разнообразные змеевики;
- радиаторы бытовых систем отопления;
- радиаторы системы охлаждения двигателей транспортных средств.
Соорудить теплообменник-змеевик можно из обычной медной трубы, согнутой в спираль
Жидкостный теплообменник
Стандартная конструкция устройства такого типа выглядит, как металлический змеевик, которому присущ высокий коэффициент теплопроводности. Для обеспечения безопасности и лучшего теплообмена размещается он в корпусе из металла и хорошо изолируется негорючим утеплителем, в качестве которого используется, как правило, базальтовая вата.
Монтаж конструкции проводится на участке дымохода. Концы змеевика сначала выводятся через корпус теплообменника, а затем подсоединяют к отопительной системе. В её верхней точке ставится расширительный бачок. Изготавливать змеевик лучше всего из медной отожжённой трубки. Конечно, можно использовать и стальной такой элемент, но для достижения сопоставимого эффекта тогда придётся создать конструкцию в 7 (!) раз большую по габаритам. Обусловлено это более высокой теплопроводностью меди.
Естественная циркуляция теплоносителя по системе происходит следующим образом: жидкость нагревается и, увеличиваясь в объёме, поднимается по змеевику. Затем она самотёком по трубе попадает в радиатор отопления. Находящийся там холодный теплоноситель вытесняется и, поступив в змеевик, он вновь нагревается.
Важно! Чтобы теплоноситель циркулировал по системе, необходимо точно рассчитать диаметр и длину змеевика, выдержать углы наклона как подачи, так и обратки, а также многое другое.
Недооценка этих расчетов может привести к печальным последствиям. То, что устройство не будет работать – это ещё полбеды. Гораздо страшнее возможность возникновения гидроудара из-за кипения теплоносителя.
Некоторые типы теплообменников сложно изготовить своими руками так, чтобы их эксплуатация приносила желаемый результат
Такому виду теплообменника на трубу дымохода присущи следующие недостатки:
- сложность расчётов и изготовления;
- необходимость постоянного контроля давления и температурного режима в системе;
- повышенный расход теплоносителя: жидкость просто испаряется из расширительного бака. При использовании воды в зимний период, когда система не эксплуатируется, жидкость требуется сливать;
- температура отводящих газов значительно снижается. А это может привести к уменьшению тяги и неполному сгоранию используемого топлива.
Вместе с тем, изготовить жидкостный теплообменник на дымоход своими руками может человек, обладающий лишь знаниями физики курса средней школы и имеющий навыки обращения с инструментом.
Воздушный теплообменник
Устройство данного типа состоит, как правило, из металлического корпуса, внутри которого смонтированы несколько патрубков – входных и выходных. В основе его функционирования находится принцип конвекции. Поступающий внутрь патрубков холодный воздух нагревается и выходит в отапливаемое помещение через верхнюю часть теплообменника. Такое техническое решение предоставляет возможность уменьшить расход топлива раза в 2-3 без снижения эффективности теплогенерирующего устройства.
Изготовить самостоятельно подобное приспособление не составит никаких сложностей. Для этого понадобятся металлические трубы различного диаметра, болгарка и сварочный аппарат.
Для изготовления воздушного теплообменника нужны металлический лист, труб разного диаметра и железная емкость подходящего размера
Прежде, чем приступать к работе, запаситесь таким материалом:
- отрезком трубы диаметром 50 миллиметров;
- трубой длиной 2,4 метра диаметром дюйм с четвертью;
- металлическим листом 350×350×1 (единица измерения – миллиметры);
- 20-литровым ведром из-под машинного масла или металлической ёмкостью.
Процедура изготовления выглядит следующим образом:
- вырежьте из листа металла круги. Они будут использоваться в качестве торцевых деталей. Необходимо, чтобы их диаметр соответствовал значению этого параметра ранее подготовленной ёмкости;
- в центре каждого круга вырежьте отверстие под центральную 50-ти миллиметровую трубу;
- на обеих деталях вокруг центрального отверстия равномерно отметьте точки, в которых вырежьте 8 проёмов для отрезков трубы диаметром дюйм с четвертью;
- разрежьте эту трубу на 8 отрезков с помощью болгарки. То есть длина каждой трубки должна быть 30 сантиметров;
- применяя сварочный аппарат, прикрепите к центральному отверстию кусок трубы диаметром 50 миллиметров, а к боковым отверстиям – элементы, полученные на предыдущем этапе;
На заметку! Выполнив вышеописанную последовательность действий, вы создадите сердечник теплообменника. Следующий этап – изготовление его корпуса.
- срежьте с помощью болгарки дно ранее приготовленного металлического резервуара.
- по его бокам по центру вырежьте отверстие диаметром, равным сечению трубы дымохода.
- сваркой присоедините к проделанным отверстиям патрубки подходящего размера.
- изготовленный по такой методике корпус наденьте на сердечник и приварите к нему.
- готовое изделие покройте термостойкой краской.
- после того, как краска высохнет, установите теплообменник на дымоход.
Особенности теплообменника на трубу дымохода в баню
По конструкции подобные устройства подразделяются на два вида – встроенные и прикреплённые к трубе. Исполнение во втором варианте получило название теплообменник самоварного типа.
Для бани используется теплообменники, которые не только отапливают помещение, но и нагревают воду
В состав встроенного теплообменника входит небольшой бачок ёмкостью, как правило, до 5 литров, устанавливаемый между топкой и кожухом теплогенератора. Контакт устройства с открытым огнём должен быть полностью исключён. К встроенному теплообменнику с помощью труб подключается ёмкость, объём которой может достигать 100 литров. Когда отопительная установка нагревается, горячая вода поднимается вверх по трубе, а остывшая уже по другой трубе поступает обратно в теплообменник. Так во внешней ёмкости поддерживается требуемая температура воды.
Теплообменник самоварного типа – это ни что иное, чем герметичная ёмкость, которая опоясывает верхнюю дымоходную трубу. По мнению специалистов, такой вариант нагрева более предпочтителен. Объясняют они это тем, что в процессе нагрева используется тепло движущихся по дымоходной трубе продуктов сгорания. И ещё немаловажно, что если сравнивать объёмы, то значение этого параметра теплообменника, прикреплённого к трубе, больше, чем у изделия встроенного типа.
Банная печь с теплообменником — преимущества и особенности эксплуатации
Выделим основные достоинства печей в бане с теплообменником.
- Банная система такой конструкции решает сразу две задачи – отапливает помещения предбанника и парилки, а также нагревает воду.
- Располагать бак допускается в помещении, ближайшем к парилке.
- Несмотря на относительно невысокую стоимость печей с теплообменником на трубу в бане, им характерен большой эксплуатационный ресурс благодаря использованию при изготовлении высококачественных материалов.
- По причине оснащения топки современной печи огнеупорным стеклом, можно наслаждаться языками пламени и контролировать при этом процесс горения.
- Неприхотливость системы в уходе;
- Привлекательный внешний вид.
- Незначительные габариты печи с теплообменником на трубу в бане способствуют экономии пространства в парилке.
- Мощности такой системы вполне достаточно для быстрого прогрева помещения парилки до нужной температуры.
Конструкция банной печи с теплообменником не отличается сложностью, а бак можно расположить в помещении, примыкающем к парилке
Вопросы безопасности для каждого человека находятся на первом месте. Этот фактор требует, чтобы система эксплуатировалась правильно. Крепить трубы, соединяющие бак с другими частями конструкции, неподвижно к стене нельзя, поскольку при нагревании их линейные параметры изменяются.
Совет! Уплотнение резьбовых соединений конструкции следует проводить с использованием прокладок, способных выдержать высокую температуру.
Выбирать объём ёмкости для воды следует с учётом того, что её прогрев должен осуществляться на протяжении двух часов с момента розжига в топке топлива. Иначе вода просто превратится в пар.
Мощность созданного теплообменника на трубу дымохода в баню не должна оказывать влияние на функционирование самой печи. При этом уровень допустимого понижения мощности не должен превышать 10%. Когда система нагрета до высокой температуры, заполнять её водой нельзя.
Другие долговечные и простые варианты
Выше была рассмотрена конструкция, когда змеевик теплообменника размещается в металлическом корпусе. Но существует несложный и практичный вариант использования такого элемента. Дымоход обвивается медной трубкой. Она всё время прогревается, за счёт чего температура проходящего по ней воздуха заметно увеличивается в течение непродолжительного периода времени. К дымопроводу такая спираль приваривается полуавтоматической сваркой или аргоновой горелкой. Используемое в качестве припоя олово предварительно нужно обезжирить ортофосфорной кислотой. Соединение получится долговечным и надёжным.
Решетка вокруг дымохода, заполненная камнями — это тоже своего рода теплообменник
Домашние мастера зачастую создают теплообменник из гофрированных труб. В этом случае дымоход оборачивается вкруговую тремя алюминиевыми гофрами. Присутствующий в трубах воздух будет прогреваться от стенок дымопровода, а хозяину дома просто нужно будет направить его в нужную комнату. Для того чтобы сделать теплосъём более продуктивным, обмотайте спирали гофры пищевой плёнкой.
На участке дымохода, проходящего по мансарде, можно установить теплообменник, работающий так же, как функционирует колпаковая печь. Принцип работы такой системы основан на законах физики: воздух, нагретый до высокой температуры, поднимается вверх, а, остывая, он опускается вниз. Такой вариант подходит, если дымоход в доме выполнен из металла, который больше всего раскаляется на уровне второго этажа. Риск ожога или возникновения пожара снижается с помощью колпака.
Чтобы накопить тепло, некоторые домашние мастера вокруг такого теплообменника на трубу устанавливают сетку с камнями, и, облагородив подставку, привносят в комнату ещё больше уюта. Такой вариант не только согревает, но и успокаивает. А принцип работы данной конструкции не допускает прогрев труб выше 170 градусов.
Важно! Дополнительную безопасность создаёт то, что самое горячее место находится возле шибера.
Установка на дымоходную трубу теплообменника позволит вам использовать тепло более рационально. Но, приобретая конкретную модель такого устройства, необходимо корректно подбирать режимы его работы и мощность. Иначе вы рискуете нарушить условия работы самого теплогенерирующего агрегата.