Регистр воздушного типа
Существуют специальные конструкции печей с теплообменниками воздушного типа, которыми обогревают не только гаражи, но и большие теплицы или прочие постройки.
Теплообменник из гофра
Гофрированные канализационные трубы могут с успехом быть использованы для организации теплообменника. Их накручивают вокруг неутепленного отрезка дымовой трубы, чтобы воздух, находящийся внутри них, быстрее нагрелся и распространился в соседние помещения. А если обернуть такую трубу и дымоход фольгированным материалом, то прогрев будет происходить быстрее.
Колпаковый теплообменник
Если нужно организовать отопление второго этажа и мансарды дома, то удобно использовать теплообменник в виде колпака. Он позволяет задержать теплый воздух, который скапливается возле потолка, внутри комнаты. Постепенно остывая, воздух будет опускаться вниз, и обогревать комнату остаточным теплом.
Изготовить такой колпак можно из огнеупорного гипсокартона, листа оцинковки или другого материала, после чего вывести воздуховоды к месту назначения. Для красоты колпак можно обложить искусственными камнями, которые будут нагреваться и постепенно отдавать тепло.
Общие характеристики и принцип работы
Большинство новичков придерживается мнения, что укрыться от тепла можно в простой и недорогой палатке, но это глубокое заблуждение. Палатка лишь сохраняет тепло в ограниченном пространстве, но если она не оборудована устройством теплообмена, всё, что вы сможете от нее получить — это защиту от сильного ветра.
Важно отметить, что эффективный прогрев и сохранение температуры внутри палатки возможно лишь при наличии своеобразного двухслойного шлюза на входе и люка в месте расположения обогревателя. Если люк отсутствует, то этот участок нужно защитить ковриком из стекловолокна во избежание пожароопасных ситуаций
Будете ли вы изготовлять теплообменник для зимней палатки своими руками или же купите готовый вариант — решать вам. Но в любом случае необходимо заранее разобраться с принципом работы такого устройства, т. к. и в магазинных изделиях, и в самодельных он аналогичный. То же самое касается требований в плане эксплуатации и безопасности.
Работа теплообменника построена на сгорании топлива, которое преобразуется в тепло
Среди основных характеристик подобных агрегатов особое внимание уделяется мощности теплового излучения. Она может зависеть от таких факторов:
- Максимально возможный температурный диапазон.
- Площадь нагрева.
- Тип материала, из которого изготовлена система.
Еще немаловажную роль отыгрывает и форма обогревателя, ведь известно, что круглые модели демонстрируют более эффективную работу, если сравнивать их с квадратными, т. к. в них отсутствуют участки застоя тепла.
Чаще всего теплообменники изготовляют из жаропрочной стали, хотя в самодельных изобретениях могут присутствовать самые различные материалы и подручные средства.
Печь для бани с теплообменником для воды
С помощью такой банной печи можно не только нагреть воду для душа, но и обогреть ближайшие помещения. Если установить бак, вода в котором будет нагреваться с помощью теплообменника, то в бане появится и душ.
Если же в предбаннике установить отопительные радиаторы, подсоединенные к теплообменнику, то получится водяная система отопления.
Чтобы сделать правильный выбор, необходимо знать, какие особенности имеют печи для бани с включенными в их конструкцию теплообменниками
Также важно правильно подобрать конструкцию печи с теплообменником и ее необходимую мощность
Существуют два вида печей с теплообменниками, используемых в банях:
- встроенная емкость, снабженная двумя патрубками. С помощью патрубков емкость соединяется с резервуаром, наполненным водой;
- внешняя емкость, размещенная на дымоходе печи. Обычно эта емкость и является резервуаром, в котором греется вода для мытья.
Тем, кто изготавливает печь для бани самостоятельно, следует знать, что мощность теплообменника зависит от площади его поверхности с 1 кв. метра площади выход мощности составит около 9 кВт.
Теплообменник встроенного типа
В нижней и верхней части теплообменника должны быть вварены штуцеры, через которые устройство нагрева воды подключается к выносному баку.
При работе печи теплая вода из теплообменника поднимается вверх в выносной бак. Одновременно по нижней трубе в бачок теплообменника из выносного бака поступает холодная вода. Согласно законам физики, постепенно весь объем воды, находящейся в выносном баке, нагревается.
Такой вариант удобен тем, что имеется возможность установить выносной бак в соседнем помещении, но при условии, что общая длина соединительных труб будет не более 3 метров. Их диаметр должен быть не менее 3/4 дюйма.
Для лучшей циркуляции воды трубы, ведущие к выносному баку, должны иметь небольшой уклон (до 5 градусов). Для улучшения циркуляции воды в систему можно добавить электрический насос.
Важно: для уплотнения резьбовых соединений в печи для бани с теплообменником требуется материал, способный выдерживать воздействие высокой температуры.
Основным недостатком встроенного теплообменника является уменьшение количества тепла, используемого на обогрев помещения. По этой причине мощность теплообменника должна быть не более 10 процентов от общей мощности печи, установленной в бане.
Необходимо также выбирать оптимальный размер бака. Если его объем будет слишком маленький, то вода в нем будет быстро закипать, а емкость большого размера будет долго нагреваться.
Внешний теплообменник
Внешний теплообменник значительно сокращает теплопотери печи, что экономит расход топлива. Конструкция теплообменника монтируется на трубе дымохода, тем самым напоминая устройство самовара.
Изготавливают внешние теплообменники любой формы, но в каждом из них вставлен металлический патрубок, проходящий сквозь крышку и днище устройства. Этот патрубок, имеющий диаметр чуть более трубы дымохода, выходящего из печи, надевается на него, выходящие из топки горячие газы проходя сквозь дымоход и как следствие сквозь патрубок теплообменника, отдают свое тепло воде, находящейся внутри теплообменника.
Достоинством такой конструкции является возможность установки теплообменника большого размера, но при этом не отбирающего мощность у печи. Вода в нем сохраняет тепло, даже когда печь уже не топится.
Среди недостатков отмечают трудность контроля оставшегося в теплообменнике количества воды. Однако с этим недостатком научились успешно бороться. Для этой цели к теплообменнику подсоединяют выносной бак, куда монтируют водомерное стекло.
Важно: местам стыковки теплообменника с дымоходом необходимо обеспечить герметичность. Для этого используют термостойкий герметик или раствор из глины, извести и песка. Цементный раствор использовать нельзя, так как он не выдерживает воздействия температуры
Цементный раствор использовать нельзя, так как он не выдерживает воздействия температуры.
Полезное видео
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, малогабаритных буржуек, 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.
Изготовление теплообменника своими руками
Не всегда есть возможность купить готовый проект печи с теплообменником. Так же не все могут сами работать сваркой. Но соорудить теплообменник в печь для отопления своими руками, не такая тяжелая задача. Применив алюминий или медь можно избежать сварочных работ. При хорошей подготовке, правильном расчёте это возможно и не обременительно. Вдобавок экономит семейный бюджет.
Расходные материалы
Выбрав место и размер, стоит обдумать из чего проще соорудить теплообменник. Можно использовать как перечисленные выше материалы, так и чугунные радиаторы отопления, автомобильные радиаторы и тому подобное. Главное правильно учитывать тепло проводимость. Точно продумать какой инструмент понадобится и подготовить его заранее. Все эти мелочи облегчат установку.
Алгоритм сборки
Начинать надо с проекта — продумывая мелочи и подбирая варианты. Исходить стоит из размера — если печь слабая, то несоразмерно большой теплообменник только навредит. Если вы используете в качестве трубы для змеевика медь, то длина не должна превышать трёх метров.
Самый простой вариант изготовления — змеевик. Для него потребуется медная труба, длинной от 2 м до 3 м.
От длины трубы и количества витков зависит скорость нагрева. Но стоит помнить — надо учитывать размер печи, топки и не злоупотреблять увеличением змеевика. Перекосы в размерах понижают срок службы печи.
Для закручивания трубы в спираль нужен шаблон. Это любая подсобная деталь цилиндрической формы. Диаметр шаблона должен вписываться в топочный размер.
Подготовив материалы приступаем:
Изгибая трубу, наматываем её на заготовленную болванку для получения спирали;
- Соблюдаем размеры, в которые надо змеевик поместить;
Средний показатель расчётной мощности теплообменника, равен 1кВт на 10 метров площади.
Если вас не устраивает такой тип теплообменника, можно изготовить другой тип, например сварив стальные трубы. Выглядит это примерно так:
Примеры чертежей, по которым проводить работы:
Как установить?
Установить теплообменник в печь удобно во время кладки новой печи. Это позволит капитально смонтировать его, соблюдая все зазоры и размеры. При такой установке легче соблюсти правильный размер. Смонтировав теплообменник на фундамент печи, обложить его кирпичом легче, чем разбирая готовую печь, пытаться приспособить его на место. Но это тоже возможно.
Есть также важные моменты и требования, которые стоит соблюдать для увеличения сроков эксплуатации:
- не стоит фиксировать трубы конструкций металлическими крепежами;
- не стоит заливать ледяную воду, для избежания появления конденсата;
- соблюдать пропорции между печью и теплообменником, избегая большой разницы;
- использовать уплотнительные материалы с высокой жаропрочностью;
- соблюдать полностью все меры противопожарной безопасности;
Нехитрые правила помогут избежать опасных ситуаций, помогут продлить срок службы печи. Не забывайте так же о пожарной безопасности.
Примеры установки на фото:
Какой материал выбрать
Змеевик по классической технологии сооружается из трубы. Ее длина, диаметр устанавливается в зависимости от нужной теплоотдачи. Точная эффективность работы зависит от теплопроводности материалов. Обычно берут трубы из:
Стальной
- меди – коэффициент теплопроводности 380;
- стали – 50;
- металлопластика– 0,3.
Медный теплообменник для буржуйки, выполненный своими руками
При одних и тех же показателях теплоотдачи, одинаковом поперечном размере труб длина из металлопластика в 11 раз, а из стали в семь раз больше меди. По этой причине выбирают отожженные медные трубы для змеевика. Они пластичные, поэтому легко принимают требуемую форму с помощью прогиба. Также к такой трубе легко с помощью резьбы подсоединить фитинг.
Принцип работы
При топке любого вида топлива, особенно в котлах изготовленных самостоятельно, температура выходящих газов может достигать более 600 градусов. Для того чтобы сохранять постоянную тягу, такие высокие температуры просто не нужны, они наоборот будут только ухудшать обогрев. Поэтому нет ничего плохого, если владелец заберет часть тепла, при этом никакого ущерба для работы печи не будет.
Задача состоит в том, чтобы обеспечивать постоянный и активный теплообмен между излишне нагретыми газами и средой, в данном случае – это вода либо воздух. Ключевой считается площадь контакта. Например, некоторые размещают змеевик внутри самого дымохода, данное решение не выгодно, хотя бы с той точки зрения, что канал будет постоянно засоряться. Даже любое препятствие на пути будет влиять на силу тяги.
Принцип работы и конструкция сочетает три основных типажа монтажа теплосъемника на дымоход:
- Змеевик.
- Водяная «рубашка». Это своеобразный цилиндр, который надевается на трубу и заполняется водой. Запомните важный нюанс, не стоит делать одну общую зону для заполнения, лучше провести через цилиндр несколько меньших по диаметру каналов.
- Тормоза. Выходящий канал формируется в виде лабиринта, то есть того же самого змеевика, когда потоки замедляются и соответственно теплопередача усиливается.
Два первых вида отлично подходят для формирования водяного контура, организации системы отопления. А вот, третий тип отлично справится с локальным обогревом.
У каждого теплообменника есть свои особенности, их обязательно нужно учитывать. К примеру, если используется вода для нагрева, то помните, что возникает излишне чрезмерный теплообмен. Когда печь сильно растоплена, поставка холодной воды вызывает резкое снижение, тем самым стенки самого канала охлаждаются, что приводит к образованию влаги. Происходит скорое заполнение пространства гарью и сажей.
Для обеспечения нормальных характеристик теплообменника на дымоходе, нужно:
- Оснащать контур отдельными теплоаккумулирующими баками, тем самым, исключая прямую передачу холодной воды.
- Изготавливайте конструкцию простую, для её быстрого съема и прочистки.
- Рассчитывайте площадь таким образом, чтобы в итоге, после теплообменника, температура была достаточной для поддержания допустимой тяги.
Использовать из материалов лучше «нержавейку», она способна переносить перепады температуры. Кстати, учитывайте, что внутренняя сторона теплообменника, должна быть обязательно гладкой.
Изготовление теплообменника
Конструктивно теплообменники для горячей воды могут быть двух видов: внешние и внутренние. К первым относятся подкова и змеевик. Подкова очень легка в исполнении, но не отличается высокой мощностью: для ее изготовления нужно просто сварить две чугунные или стальные трубы – в результате вы получите агрегат с маленькой площадью контакта носителей и, следовательно, с низкой мощностью нагрева поступающей холодной воды.
Более удачным вариантом внешнего теплообменника будет змеевик – он изготавливается посредством сварки нескольких труб: чем больше труб вы используете, тем мощнее будет агрегат.
Внутренний теплообменник представляет собой бак, в который помещается трубка, нагревающая поступающую в нее воду. Чтобы смастерить такой прибор своими руками, вам понадобится:
- стальной бак для воды;
- стальная или чугунная трубка;
- анод;
- регулятор мощности.
Изготовление теплообменника не займет много времени: скрутите трубку в спираль, закрепите ее на стенках бака, а затем сделайте в емкости два выхода: нижний – для холодной воды, верхний – для горячей.
Наружный теплообменник
Эксплуатация теплообменника
Для этого достаточно выполнять несколько простых правил:
- трубы теплообменника нельзя устанавливать на закрытом креплении, поскольку при нагреве материал будет расширяться, а если у него не будет для этого свободного пространства, то разрушения не избежать;
- при невысокой мощности печки стоит делать теплообменник своими руками поменьше, поскольку большое устройство будет перетягивать всю энергию на себя;
- если кирпичная печь с установленным в ней теплообменником уже прогрета, то доливать в нее воду нельзя;
- для уплотнения соединения теплообменника с трубами необходимо использовать устойчивые к высоким температурам материалы.
Теплообменник для зимней палатки своими руками
Сделать теплообменник для палатки своими руками не составит особого труда. Затраты на металл будут минимальными, самоделка окажется более выгодной, чем ее заводские аналоги. При изготовлении самоделки не требуется какая-то фантастическая точность в соблюдении габаритов – это не двухконтурный котел, а простейший самодельный теплообменник в палатку для отдыха и рыбалки в холодных зимних условиях.
Делать теплообменник для зимней палатки лучше всего из нержавеющей стали и алюминиевых трубок. Если нет ни того, ни другого, найдите любую тонкостенную металлическую трубу диаметром около 20 мм и листовое железо толщиной 1 мм. Также вам потребуется сварочный аппарат и дрель со сверлом по металлу подходящего диаметра. Сборка не займет у вас много времени, с монтажом можно справиться буквально за день.
Все размеры носят скорее рекомендательный характер, вы вполне можете что-то изменить специально для ваших нужд.
Подготовка теплообменных труб
Первая наша задача – соорудить непосредственно сам теплообменник по образу и подобию его жаротрубнного собрата. Для этого необходимо взять два прямоугольных отреза листового металла и наметить в нем отверстия под теплообменные трубки. Рекомендуем сделать три ряда в шахматном порядке – пять трубочек в верхнем и нижнем рядах, четыре трубки в среднем ряду. Самая сложная задача заключается в том, чтобы приварить трубки с двух сторон к двум листам металла.
Сборка корпуса
Далее собираем корпус из еще четырех отрезков. В верхней части делаем отверстие под дымоход. Его необходимо продумать так, чтобы дымоход легко снимался. Привариваем верхнюю крышку к нашему теплообменнику, по бокам привариваем боковые крышки. Пробовать обогревать зимнюю палатку еще рано – нужно сделать ножки.
Лучше всего, если ножки будут складными, но можно обойтись и без этого. Сделайте их из тонких металлических стержней (проволоки), отмеряя их длину не забудьте учесть высоту используемой плитки/горелки. Соответственно, нижняя часть нашего теплообменника для зимней палатки несплошная – здесь располагается вырез, в котором виднеются внутренние трубки. Именно через этот вырез пламя и жар будут проникать внутрь нашего агрегата.
Работа с электрической частью
Для работы теплообменника для зимней палатки потребуется хороший вентилятор. Мы рекомендуем взять производительный кулер диаметром 120 мм от стационарного компьютера. Такие кулеры обладают хорошей пропускной способностью и минимальным уровнем шума. Привариваем к задней части нашего теплообменника подходящий крепеж, прикручиваем вентилятор, припаиваем длинные проводники для подключения к аккумулятору (подойдет ШВВП 2х0,75).
Теперь все готово для запуска теплообменника. Размещаем его в зимней палатке, подсоединяем дымоход и выводим его наружу, снизу размещаем печку/горелку. Подключаем газовый баллон, поджигаем газ, включаем кулер и ждем разогрева. Пока не обгорит металл, возможен неприятный запах. Через 10-15 минут наш агрегат выйдет на рабочий режим – отрегулируйте температуру воздуха путем регулировки печки/горелки.
Виды теплообменников для банной печи
Конструктивно теплообменник может представлять собой змеевик либо бак с максимальным объемом 5 литров и двумя патрубками для подключения водяного бака/радиатора.
По способу крепления теплообменники делятся на два типа:
внутренние. Такие изделия закрепляются на одной из боковых стенок печи либо монтируются на ее дне. Также возможет вариант установки водяной рубашки, которая буквально опоясывает топливную камеру с внутренней ее стороны либо размещена в пространстве между кожухом печи и стенками топливника;
Теплообменник для печи
внешние. Теплообменники этого типа фиксируются на дымовой трубе или прикрепляются к стенке печи.
Внешний теплообменник на трубе
Цены на разные виды теплообменников
теплообменник
Лучшими показателями теплосбережения отличаются теплообменники внутреннего типа. Вода в них будет нагреваться, пока полностью не остынет печь до последнего ее кирпича или камня.
Самый быстрый нагрев воды обеспечивают внутренние теплообменники и наружные, устанавливаемые на печную трубу. При этом первые изделия нередко предполагают необходимость внесения конструктивных изменений/дополнений в банную печь, а вторые нельзя назвать украшением помещения парной (широкий бак не лучшим образом вписывается в интерьер).
Пример внутреннего теплообменника из стали в кирпичной печи
Если сравнивать изделия по легкости монтажа, то пальму первенства занимают теплообменники, которые навешиваются на внешние стенки печи. Такие изделия отличаются продолжительным сроком службы, не портят внешнего вида печи, однако вода в них нагревается дольше, а остывает значительно быстрее.
Чугунный теплообменник
Плюсы тепловых агрегатов из чугуна:
- Высокая теплопроводность – чугунные элементы быстро нагреваются и эффективно передают тепло от одного носителя к другому.
- Медленное остывание – теплообменники из чугуна долгое время остывают, что дает возможность сэкономить на работе отопительной системы.
- Долговечность – чугун устойчив к воздействию слабых кислот и к образованию накипи, поэтому он менее подвержен коррозии, нежели многие другие металлы, что и обеспечивает длительный срок службы теплообменника.
- Возможность увеличения функциональности – уже после установки агрегата к нему можно нарастить новые чугунные секции, тем самым увеличив мощность теплового оборудования.
Минусы чугунных теплообменников:
Громоздкость – чугунные агрегаты отличаются внушительным весом, что усложняет их эксплуатацию и обслуживание. При этом, чем больше масса теплообменника, тем выше его мощность.
- Хрупкость – несмотря на большой вес, агрегаты из чугуна боятся механических ударов: они быстро обзаводятся трещинами, сколами и прочими деформациями.
- Низкая устойчивость к температурным перепадам – хоть чугун и выдерживает максимально высокие температуры, от резких термических изменений на поверхности теплообменника могут появляться трещины, что чревато значительным снижением его работоспособности.
Выводы и полезное видео по теме
Несколько видеорекомендаций помогут лучше понять устройство и принцип работы самодельного теплообменника.
Видео #1. Советы по изготовлению модели из труб:
Видео #2. Модель из алюминиевого профнастила:
Видео #3. Простой вариант из подручных материалов:
Как видите, для увеличения КПД печки в гараже, подсобке или бане можно не тратиться на дорогостоящие приборы, а сделать эффективное устройство своими руками. Для работы потребуются навыки работы с металлом и примерная схема сборки.
Вы знаете, как сделать оригинальный вариант теплообменника для установки на дымовую трубу своими руками? Появились вопросы во время ознакомления с представленной информацией или есть полезные сведения для посетителей сайта и нас? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке.
Баня является частью культуры нашего народа, и каждый хороший хозяин при строительстве задумывается над вопросом обеспечения горячей водой. Конечно, существуют современные системы нагрева и автоматической подачи горячей воды, но они дорогие и порой такие проверенные временем варианты как бак на трубу для бани оказываются более доступными и главное экономными.
