Як милися у лазні наші діди? У піч вмурувався великий чан для води. Поки кам'янка топилася, у чані грілася вода, його об'єму (близько 50 літрів) вистачало для всієї родини. Холодна вода бралася з іншої ємності. Люди парилися і потім милися в одному приміщенні, що було не дуже зручно. У перегрітій та переповненій парою парилці складно було митися.

Не дивно, що в даний час власники бань бажають підвищити комфортність прийняття водних процедур і розділити процес ширяння та миття по різних приміщеннях.

Питання з теплою водою вирішуються двома способами: за допомогою окремо встановленого електричного бойлера та за допомогою теплообмінника, що забирає тепло від печі. Перший метод розглядати не будемо, у ньому немає нічого цікавого та складного. Крім того, для обігріву великої кількості води витрачається значна кількість електричної енергії, а її вартість зараз постійно зростає.

Поговоримо про теплообмінники, дамо покрокову інструкцію будівництва деяких з них та практичні поради щодо інженерних проблем теплообмінників.

Загальноприйнята класифікація технічних агрегатів поділяє всі вироби на види, які мають свою підвиди. Підвидів теплообмінників може бути величезна кількість, кожен власник лазні за рахунок внесення незначних змін до конструкції або матеріалів виготовлення може створювати свої персональні підвиди. А за основними конструктивними особливостями теплообмінники діляться на такі види:

За місцем розташування ємності для теплої води

Баки можна розміщувати в парній, душовій або на горищі. Кожне місце має свої переваги та недоліки.

Перший варіант – бак у парній.Переваги – значно скорочується довжина водопроводів, а це дуже позитивно впливає на швидкість нагрівання води. Про ці та багато інших особливостей функціонування теплообмінників та конструкційних вимог до їх пристроїв ми розповімо наприкінці статті. Недолік – і так невелике приміщення ще більше стискається.

Другий варіант – бак у душовій.На нашу думку, найоптимальніший варіант, недолік – дещо збільшується довжина трубопроводів.

Бак для води в душовій

Загальна проблема для перших двох варіантів – низький тиск води. Справа в тому, що висота лазні рідко перевищує два метри. Якщо від цього значення відняти висоту бака води (приблизно 50 сантиметрів), то максимальна висота патрубка для відбору води знижується до 1,5 метра. Що це означає? Це означає, що стаціонарний душ встановити неможливо, митися доведеться лише гнучким шлангом. І то не піднімати його вище за 1,5 метра. Навіть ще менше, більш-менш терпимим напір води буде лише за перепаду за висотою щонайменше 10 сантиметрів.

Ці проблеми вирішуються виносом ємності для теплої води на горище лазні (варіант третій).

Але в цьому випадку виникають проблеми - збільшується довжина трубопроводів і зростають теплові втрати, бак обов'язково потрібно утеплювати. Але і це не все – виникає проблема з доливом води у ємність. Носити цебрами сходами не кожному власнику лазні хочеться. А водопровід існує не скрізь. Неможливо дати універсальну пораду для всіх читачів за місцем розміщення ємності під воду, кожен повинен самостійно зорієнтуватися з урахуванням власних індивідуальних особливостей будови, наявності інженерних мереж, кліматичної зони проживання та максимальної кількості людей, що миються одночасно.

За місцем розташування теплообмінника

Є два варіанти розташування теплообмінника – у печі або біля димоходу (димохід у цьому випадку має бути з металевих труб). Обидва варіанти є працездатними, але мають свої особливості.

Перший варіант, тобто внутрішній теплообмінник,дозволяє відносно швидко нагріти воду, але є великі ризики її закипання.

Крім того, виникають великі складності проведення періодичних доглядів або заміни теплообмінників.

Із заміною взагалі проблема – доведеться розбирати піч. Що ж до техуходів, їх можна зробити, але ціною значних зусиль. Справа в тому, що вода утворює всередині теплообмінників накип, один міліметр накипу зменшує тепловіддачу на 10%, це значні втрати. У багатьох регіонах нашої країни тверда вода (має велику кількість іонів Ca), це добре для питної води, але погано для всіх типів теплообмінників.

Для утворення накипу необов'язково, щоб вода кипіла по всьому об'єму. Невеликий шар води постійно кипить біля перегрітих стін теплообмінника, весь об'єм не закипає через безперервне її перемішування конвективними потоками, але на стінках кам'яніє кальцій. У деяких випадках вже через кілька років користування лазнею накип досягне такої товщини, що це помітно позначиться на швидкості її нагрівання. Очистити теплообмінник можна буде лише концентрованим розчином соляної кислоти, існуючі у реалізації спеціальні засоби не відрізняються великою ефективністю. Роботи із соляною кислотною при порушенні правил техніки безпеки негативно впливають на здоров'я.

Теплообмінник біля димарянемає цих недоліків, температура труби не настільки висока, щоб вода біля стін теплообмінника закипала. Ця перевага спричинила недоліки – час нагрівання води в ємності значно збільшується.

Іноді зустрічається ще один варіант розміщення теплообмінника - під камінням каменки. Можна, звичайно, і там розташовувати теплообмінник, але навіщо тоді каміння у парній? Тільки дивитися на них? Справа в тому, що з таким розташуванням теплообмінника температура нагрівання каміння буде недостатньою для утворення пари. А пар у російській лазні відіграє вирішальну роль, і не тільки для прогрівання тіла. Справжні любителі російської лазні додають у воду для поливу каміння настій цілющих чи запашних трав. А якщо у воду додати трохи натурального квасу або пива (тільки натурального, а не «болтанки» зі спирту та фарби), то повітря в парній наповниться невимовним ароматом свіжого хліба. Якщо ви встановите під камінням теплообмінник, позбавте себе багатьох задоволень.

Ми з'ясували загальні характеристики теплообмінників та ємностей для теплої води, тепер можна перейти до детального розгляду технології їх виготовлення та монтажу. Ця тема дуже велика, варто її розбити на кілька частин. Розглянемо окремо варіанти виготовлення ємностей, теплообмінників та способів їх монтажу.

Ціни на теплообмінник

теплообмінники

Виготовлення ємностей під теплу воду

Є кілька варіантів ємностей – від дорогих із нержавіючої сталі і до дешевих покупних пластикових. Ми ці варіанти розглядати не станемо, зупинимося на найбільш вдалому, на наш погляд, металевому з листового заліза. Його переваги не тільки в відносно невеликій вартості (хоча і це важливо), а й у можливості зробити бак, що ідеально підходить за лінійними параметрами до кожного приміщення лазні. Що стосується зовнішнього вигляду, то існує великий вибір стійких фарб, поверхні можна пофарбувати в будь-який колір або обклеїти їх самоклеючою декоративною поліетиленовою плівкою.

Таблиця. Розрахунок обсягу бака

Етап	Опис	Схема
Знайдіть обсяг вашого бака	Перемножте довжину (l), ширину (w) та висоту (h)
Обчисліть заповнений обсяг (d)	Для прямокутних баків заповнений об'єм - це довжина і ширина, але менша висота. Нова висота – це висота заповнення бака.

Таблиця. Виготовлення бака

Крок №№	опис робіт
Крок 1. Заготовте матеріали.	Знадобиться листове залізо завтовшки не менше 0,5 мм. Пропонуємо робити бак прямокутної форми, довжина 80 сантиметрів, висота 40 сантиметрів, ширина 20 сантиметрів. У бак міститься 64 літри води, але заливати потрібно не більше 60 літрів. У бак потрібно вварити три металеві патрубки з різьбленням, вони реалізуються в магазинах. Діаметр умовних проходів патрубків краще брати щонайменше 3/4 дюйма. Це діаметр трубопроводів, що найчастіше використовується, забезпечує нормальну природну циркуляцію води. Для повного монтажу теплообмінника потрібно буде мати додаткову водопровідну арматуру та фітинги, про це ми поговоримо нижче під час розгляду питань щодо монтажу.
Крок 2. Зробіть на металевому аркуші розмітку бака.	Знадобляться дві пластини 80х60 см, дві 40х20 см і одна 80х20 см. Ми спеціально зробили бак прямокутним. Справа в тому, що відстань між вхідним та вихідним патрубками слід максимально збільшити. Це дозволить теплій воді не змішуватися відразу з холодною, досягатиметься суттєва різниця їх температур, що вирішує вплив на швидкість водного потоку в трубопроводах. А від цього критерію багато в чому залежить не лише ефективність, а й безпека використання теплообмінника.
Крок 3. Відріжте заготовки за розмірами.	Потрібно користуватися болгаркою, під час роботи з цим інструментом суворо дотримуйтесь правил техніки безпеки – він дуже травмонебезпечний. Намагайтеся, щоб зріз був максимально рівним. Перевірте якість розрізання кожної грані на рівній поверхні, усуньте великі вади.
Крок 4. Зберіть усі деталі бака попарно, зробіть їх абсолютно однаковими.	Особливу увагу звертайте на кути, вони мають бути лише прямокутними.
Крок 5. Покладіть лицьову частину бака на рівну поверхню, у кількох місцях коротким швом приваріть боковину бака.	Таку ж операцію зробіть з іншого боку. Перевірте їхнє становище, під час охолодження шва їх обов'язково поведе.
Крок 6. На приварені боковини покладіть другу велику деталь, перевірте її положення, за необхідності відкоригуйте боковини.	Захопіть елементи. Слідкуйте, щоб зазор між окремими деталями не перевищував 2÷3 міліметрів, інакше під час зварювання доведеться підкладати дріт, а це небажано.
Крок 7. Поставте конструкції верх ногами та прихопіть дно.	Перевірте та виправте його положення.
Крок 8. Якщо все гаразд – зварюйте всі елементи.	Слідкуйте за якістю шва, категорично виключаються перепустки. Можна трохи "халтурити" на товщині зварювального шва, ємність не несе значних навантажень, але перепустки забороняються.
Крок 9. Вваріть у дно металеві патрубки.	Ми вже говорили, що вхідний та вихідний слід по максиму видаляти один від одного. Патрубок відбору води для душу краще розміщувати не посередині, а ближче до зливного, забір води пришвидшуватиме циркуляцію в баку.
Крок 10. Пролійте отвори для патрубків.	Для патрубків потрібно спочатку пропалити отвори в дні бака, зробити це зручніше електричним зварюванням.
Крок 11. Придумайте спосіб кріплення бака до стіни.	Можна приварити до задньої стінки спеціальні кронштейни або встановлювати його на підставці. Якщо є бажання та матеріал – виготовте знімну кришку.
Крок 12. Круглошліфувальною машинкою зачистіть усі шви, налийте воду і перевірте їхню герметичність.	За потреби закладіть отвори.
Крок 13. Підготуйте лицьові поверхні ємності під чистове оздоблення.

Відео – Виготовлення бака для води (зварювання)

Відео - Виготовлення бака з нержавіючої сталі

З баком для води все, його можна кріпити в будь-якому приміщенні лазні. Тепер докладніше поговоримо про теплообмінники.

Теплообмінники – особливості виготовлення

Найважливіші елементи від їх правильного пристрою та ефективного функціонування багато в чому залежить комфортність миття. Ми розглянемо кілька варіантів теплообмінників та висловимо свої зауваження, остаточне рішення за вами. Одна з головних проблем всіх типів теплообмінників – неможливість регулювати температуру нагрівання води. Вода в баку може бути або недостатньо теплою або занадто гарячою. Розбавляти гарячу воду холодною доводиться вручну. Але і це ще не все - дуже великі ризики закипання води в теплообміннику. Система не дуже постраждає від пари, вона відкритого типу, але для теплообмінника такі ситуації даремно не обійдуться. А що робити, якщо вода у теплообміннику закипіла? Гасити полум'я у печі? А як хоч трохи регулювати температуру води? Постійно підкладати в топку по одному поліну та виймати з неї по півполону? На ці запитання ми дамо відповіді наприкінці статті.

Почнемо з простих теплообмінників і закінчимо складнішими.

Теплообмінники біля димаря

Найбільш простий, але дуже ефективний теплообмінник із мідної трубки.

Залежно від діаметра димаря потрібно придбати 1,5÷2,0 метра мідної трубки діаметром приблизно 10 міліметрів. Чим менший діаметр трубки, тим більша поверхня її безпосереднього зіткнення з трубою, тим швидше гріється вода. Але, з іншого боку, маленький діаметр трубки значно зменшує швидкість потоку води, а це може спричинити її закипання. З урахуванням обох факторів рекомендуємо брати трубку діаметром 10 мм.

На кінці трубки слід надіти перехідники та розвальцювати їх. Для розвальцювання є спеціальні пристрої.

До кінців трубок можна приєднати сталеві труби. До гайок прикручуються штуцери Штуцери. Конус штуцера повинен щільно прилягати до розвальцьованого кінця трубки

Робіть розвальцювання акуратно, площина розвальцьованого торця повинна бути рівною і гладкою, інакше в місцях з'єднання трубопроводів будуть протікання.

Ціни на мідні трубки

мідні трубки

Відео – Гнучка мідних трубок

Більш складний у виготовленні теплообмінник можна зробити із двох металевих труб. Діаметр першої повинен бути трохи більшим, ніж діаметр димоходу, а діаметр другої на 5÷10 см більше першої. Як робити такий теплообмінник?

Крок 1.Відріжте болгаркою два шматки труби різних діаметрів довжиною 20÷30 сантиметрів. Торці труб повинні лежати в одній площині, бути рівними та акуратними.

Крок 2З листової сталі виріжте два кола з діаметром більшої труби. У цих колах точно посередині виріжте отвори з меншою діаметром труби.

Крок 3Вставте отвори відрізки труб і приваріть їх. Уважно зварюйте, не допускайте пропусків шва.

Крок 4.Вгорі та внизу конструкції вваріть металеві патрубки з різьбленням на кінцях, для кожного патрубка потрібно зробити отвір. Перевірте теплообмінник на герметичність.

Конструкція готова, можна встановлювати її на димар і робити розведення трубами. Бажано обидва теплообмінники ізолювати мінеральною ватою з верхнім покриттям алюмінієвою фольгою. Це набагато зменшить непродуктивні теплові втрати та прискорить нагрівання води.

За допомогою таких теплообмінників вода нагріватиметься значно швидше. Теплообмінники в печі можуть виготовлятись із трубок у вигляді різних геометричних конструкцій або бути звичайними плоскими. Ефективність плоских теплообмінників нижча. Але зате вони значно довговічніші і простіші у виготовленні.

Теплообмінники необхідно встановлювати одночасно з кладкою печі. З урахуванням параметрів топки підбираються розміри теплообмінників. Висновки труб можуть бути як з одного боку печі, так і двох. Допускається варіант входу холодної води знизу, а зверху виходу площині печі. Одним словом, варіантів як за матеріалом виготовлення теплообмінника, так і за типом, геометрією, лінійними розмірами та конструктивними особливостями безліч. Однозначної універсальної поради дати неможливо, ви повинні ухвалити самостійне рішення з урахуванням особливостей банної печі та режимів користування душовою та парилкою.

Для виготовлення теплообмінника вибирайте міцні якісні матеріали, зварювальні шви потрібно робити відповідно до правил та характеристик матеріалів. Майте на увазі, що виправити пошкоджений теплообмінник у печі у багатьох випадках без її розбирання неможливо. А що таке розібрати та наново зібрати піч пояснювати не варто.

Найлегший варіант – придбати заводську металеву піч для лазні із вбудованим теплообмінником. Але такі печі мають один недолік – низька ефективність теплообмінника.

Монтаж трубопроводів

Ми вже згадували, що для трубопроводів краще використовувати труби діаметром 3/4″, такий діаметр найчастіше використовується у всіх опалювальних системах та підходить за всіма показниками для теплообмінника лазні.

Труби можуть бути металевими чи пластиковими. Можна користуватися і гнучкими гофрованими шлангами, але потрібно мати на увазі, що у них значно менше діаметр умовного проходу, а це негативно позначається на швидкості водяного потоку.

Дамо кілька порад щодо монтажу трубопроводів.

1. Намагайтеся максимально скорочувати довжину трубопроводів, не робіть багато поворотів та вигинів труби. Ваше завдання – створити найсприятливіші умови для циркуляції води.

   

2. При використанні пластикових труб не допускайте їх перегрівання у місцях з'єднання з теплообмінниками. Наявність усередині води не допустить їхнього повного прориву через втрату міцності, спричинену нагріванням, але деформації можливі.

   

3. Не забувайте у найнижчому місці поставити зливний кран. Якщо лазня тривалий час не використовується, то взимку потрібно спускати всю воду із системи.

   

4. Під час з'єднання трубопроводів передбачайте можливість їхнього демонтажу для виконання ремонтних або регламентних технічних робіт.
5. Намагайтеся, щоб довжина горизонтальних ділянок трубопроводу була мінімальною. Усі такі ділянки встановлюйте під кутом не менше 10°. Такі заходи позитивно впливають на швидкість потоку води.

Ціни на гнучку гофровану трубку з нержавіючої сталі

гнучка гофрована трубка з нержавіючої сталі

Під час користування теплообмінників виникають деякі проблеми, здатні зіпсувати настрій. Які це неприємності та як їх можна вирішувати?

Потрібно «ловити» момент, коли вона буде прийнятною, але такий «момент» упіймати майже неможливо. Справа в тому, що під час прийому душу піч продовжує горіти, відповідно температура води постійно підвищується. Що робити? Гасити вогонь у печі? Це, звісно, ​​не вихід.

Ми пропонуємо вирішити проблему за допомогою змішувача. Якщо в лазні є водовід - добре, він допоможе не тільки створювати зручну температуру, але і за допомогою найпростішої автоматики зробити наповнення ємності під воду автоматичним. Можна буде митися без економії води, дещо зменшуються ризики її закипання у теплообміннику. Якщо підведення води відсутнє, рекомендуємо встановити додаткову ємність для холодної води поруч із баком для теплої води. Приєднувати його до душу потрібно через змішувач.

Особливо часто таке відбувається під час монтажу теплообмінника безпосередньо в топці печі. Ми гарантуємо, що вам ніколи не вдасться розрахувати параметри теплообмінника таким чином, щоби повністю виключити таке явище. Занадто складні це розрахунки і надто багато є невідомих та нерегульованих показників. Розрахунки за швидкістю руху водного потоку може виконати лише кваліфікований інженер-конструктор, який добре знає закони теплотехніки, гідротехніки та монтажу. Але найголовніша невідома величина – полум'я у печі.

Ніхто і ніколи не зможе точно сказати, скільки тепла дає пекти в кожну окрему одиницю часу. Оперативно збільшувати або зменшувати інтенсивність горіння в залежності від температури води неможливо. Вирішити проблему закипання води пропонуємо за допомогою звичайних водяних однофазних насосів для опалювальних систем. Вбудовуються вони у трубопровід, потужність пристроїв 100÷300 Вт. Встановлення циркуляційного насоса не тільки усуває ризик закипання, але й значно прискорює час нагрівання води.

Сподіваємося, що наша інформація буде корисною для власників лазень та дасть змогу не вирішувати проблеми з теплообмінниками, а запобігати їх виникненню ще на етапі виготовлення та монтажу.

Ціни на циркуляційний насос

циркуляційний насос

Відео – Як влаштований універсальний теплообмінник у банній печі

Під час пічного опалення теплова енергія не повністю використовується для обігріву приміщення: частина її витрачається на нагрівання труби димоходу, а частина йде на вулицю. Щоб оптимізувати роботу опалювальної системи та використовувати надлишок тепла з користю, встановлюють на димар труби металевий теплообмінник - пристрій, що дозволяє збільшувати ККД печі і зберігати тепло, не дозволяючи відводити нагріте повітря назовні.

Теплообмінник – це пристрій, призначений для енергообміну між різними частинами системи, якою циркулює теплоносій. Установка теплообмінника має кілька цілей:

• використання надлишку теплової енергії для нагрівання води у з'єднаних з опаленням контурах (наприклад, у системі гарячого водопостачання);
• теплоізоляція димоходу.

При облаштуванні пічного опалення монтаж теплообмінника раціональне рішення. Підключивши його до контуру системи гарячого водопостачання в будинку (за умови, що пічне опалення є достатнім потужним), можна заощадити на електриці або твердому паливі, а також не встановлювати окремий котел для роботи ГВП.

Різновиди пристрою та принцип роботи

Існує основна класифікація теплообмінників - за типом теплоносія, яка ділить їх на водяні та повітряні.

Водяні теплообмінники

Водяні теплообмінники - найпростіший і найпоширеніший різновид обладнання. Їхня робота заснована на базових законах фізики: при нагріванні рідина розширюється, її щільність зменшується. Під тиском щільнішої холодної води, що у нижній частині контуру, нагріта рідина надходить у розширювальний бак, а звідти — назад у теплообмінник, рухаючись по замкнутому колу.

Прилади опалення, що використовують для отримання тепла процес згоряння палива, не можуть функціонувати без каналу, що відводить диму. Пристрій відводить токсичні продукти згоряння, які можуть бути небезпечними для людини. Однак димові гази, що йдуть по трубі в атмосферу, буквально забирають із собою велику кількість тепла, яка могла б бути використана для обігріву приміщення. Щоб виправити цей недолік, можна встановити теплообмінник на димар. Пристрій дозволяє суттєво підвищити ККД опалювального приладу.

Принцип роботи та влаштування теплообмінника

Існує декілька різних моделей теплообмінників. Їх конструкція, як і принцип роботи, загалом схожі. Теплообмінник має порожнистий корпус, з вихідним і вхідним патрубками. Усередині корпусу встановлюється так званий гальмівний пристрій, призначений для димових газів. Найчастіше це система заслінок з вирізами, встановлених на осях. Елементи мають можливість повертатися, створюючи зигзагоподібний газохід різної довжини. Регулювання положення заслінок дозволяє вибирати оптимальне співвідношення ефективності теплообміну та тяги в димовідвідному каналі, не порушуючи при цьому норм безпечної експлуатації. Зустрічаються і простіші варіанти без системи регульованих заслінок.

Влаштування теплообмінника для печі «Булер'ян». Холодне повітря через отвори в нижній частині пристрою потрапляє всередину конструкції, нагрівається від продуктів згоряння, що проходять димарем, і виходить назовні

Через отвори, розташовані в нижній частині пристрою, за принципом конвекції затягується холодніше повітря. Він проходить внутрішнім простором, де димові гази, що проходять через газохід, нагрівають його. Через верхні отвори розігріте повітря викидається в приміщення, що обігрівається. Таким чином вдається підвищити ККД опалювального приладу та суттєво зменшити кількість споживаного ним палива. Були проведені експерименти, які показали, що витрата палива біля печі-буржуйки із встановленим на димарі теплообмінником зменшилась утричі.

Однак для того, щоб досягти такого ефекту, слід правильно підібрати пристрій. Не варто забувати, що віддаючи своє тепло в газоході, продукти згоряння досить швидко остигають. Це призводить до зменшення різниці температур у димарі та, відповідно, падіння тяги в системі. Щоб запобігти появі цього неприємного ефекту використовуються регулювання заслінками або підбираються оптимальні розміри конструкції.

Як самостійно зробити такий теплообмінник?

Домашні майстри можуть зробити теплообмінник на димар своїми руками. Технологія виготовлення досить проста. Розглянемо її на прикладі конструкції для грубки-буржуйки. Для роботи знадобляться:

• листовий метал розміром 350х350 мм два шматки;
• вісім відрізків труби діаметра 32 мм або 1,25 дюйма завдовжки 300 мм;
• труба діаметром 57 мм або 2,25 дюйми завдовжки 300 мм;
• металеве відро об'ємом 20 л.

Починаємо роботу з виготовлення торцевих заглушок. Для цього беремо листовий метал і вирізаємо два кола радіусом 150 мм. Розмічаємо на них отвори під труби. У центрі кожної деталі повинна розташовуватись найбільша труба діаметром 57 мм, на рівній від неї відстані по колу розміщуємо вісім елементів діаметром 32 мм. Відстань від центру заглушки до центру кожної з восьми труб має становити 100 мм. Перевіряємо розмітку та виконуємо отвори.

Для точності складання теплообмінника слід виготовити шаблон із фанери завтовшки 20 мм. Встановивши в нього деталі, буде набагато простіше збирати пристрій

Для точності збирання рекомендується виготовити шаблон, він виконується з фанери завтовшки 20 мм. Відрізки труб по черзі вставляємо у підготовлені отвори та надійно приварюємо до плоскої деталі. Спочатку працюємо з однією заглушкою, потім перевертаємо конструкцію та повторюємо операцію з іншого. В результаті отримуємо "серцевину" теплообмінника, підготовлену до встановлення в корпус.

Фрагменти труб приварюються до заглушок. В результаті виходить «серцевина» теплообмінника, готова до встановлення в корпус

Для корпусу теплообмінника можна використовувати сталеві відро, в яких продаються технічні рідини. Його потрібно добре очистити від залишків вмісту. Найкраще в такому випадку обпалити цебро і ретельно пройтися стінками металевою щіткою. Дно вирізаємо кутовою шліфувальною машинкою. Тепер потрібно приєднати вихідний та вхідний патрубки. Це фрагменти звичайної димаря, придбані в магазині.

На корпусі плануємо місце для вхідного патрубка. Він повинен розташовуватись по центру бічної частини конструкції. Ножицями по металу вирізаємо отвір. Приміряємо патрубок. На нижній частині димаря робимо насічки. Вставляємо підготовлений таким чином патрубок у заготовку корпусу і за допомогою молотка відгинаємо насічки, закріплюючи деталь на місці. Зовні кріпимо деталь до основи зварювальними прихватками. Встановлення вхідного патрубка завершено. Аналогічно проводиться монтаж вихідного. Він має бути розташований з протилежного боку корпусу.

Підготовлену «серцевину» теплообмінника вставляємо в корпус, закріплюємо зварюванням та обов'язково герметизуємо всі шви вогнетривким герметиком. Просохлу конструкцію фарбуємо спеціальною фарбою

У підготовлений корпус встановлюємо теплообмінник та надійно фіксуємо його зварювальними прихватками. Всі шви ретельно промазуємо спеціальним вогнетривким герметиком. Залишаємо виріб для висихання на добу. Тепер готовий теплообмінник можна пофарбувати спеціальною фарбою або лаком. Монтуємо готовий пристрій на димар буржуйки. Для посилення ефекту можна встановити біля теплообмінника вентилятор, який посилюватиме циркуляцію повітря. Прилад може бути переносним або стаціонарно закріпленим на корпусі пристрою. Другий варіант більш практичний та зручний.

Для покращення циркуляції повітря у пристрої використовується звичайний вентилятор. Він може бути переносним. Як на фото, але набагато зручніше закріпити прилад за допомогою кронштейнів прямо на теплообміннику

Ну і як кажуть, краще один раз побачити. Тому пропонуємо вам для перегляду відео з прикладом створення схожої конструкції:

Повітряний теплообмінник на димар - надзвичайно корисна конструкція, що дає можливість серйозно збільшити ефективність використання опалювальних приладів. ККД системи, що виріс, дозволяє зменшити витрату палива і, відповідно, заощадити на опаленні. Теплообмінник можна зробити самостійно, проте це досить складна і копітка робота, впоратися з якою зможуть лише досвідчені домашні умільці.

Будь-яка приватна оселя, дача, лазня і іноді навіть гараж вимагають опалення в зимову пору року. Але перед будь-яким дбайливим господарем постає питання, як зменшити витрати на паливо та ефективніше використовувати опалювальний прилад. Один із сучасних перспективних напрямів збільшення ККД – використання тепла гарячих газів, що відходять.

Я вітаю свого дорогого читача та пропоную вашій увазі статтю про те, що таке теплообмінник на трубу димоходу та як його виготовити своїми руками.

Теплообмінник – пристрій від передачі тепла від нагрітого середовища до холоднішого. Принцип один, конструкцій + безліч. Теплообмінник для димопроводу дозволяє відібрати частину енергії газів, що відходять, і застосувати її для обігріву сусіднього приміщення або нагрівання гарячої води.

Пристрої для відбору тепла відпрацьованих газів для димоходу можна використовувати тільки в тому випадку, якщо труба виготовлена ​​зі сталі. На сучасні керамічні та сендвіч-конструкції встановити теплообмінник не вийде, тому що зовнішня поверхня утепленої труби холодна.

Гази, що відходять від сучасних газових та пелетних котлів, негарячі – близько 200 °С, тому отримати багато тепла від димаря не вийде. Від твердопаливних котлів відходять гарячіші гази – до 600 °С, і рекуператор дозволяє отримати досить значну кількість теплоти для обігріву або нагрівання води.

Максимальну кількість тепла від газів можна отримати при експлуатації не дуже сучасних традиційних печей, камінів, саморобних буржуйок. ККД у цих опалювальних приладів невеликий, температура димових газів висока, тому чималу частину тепла, що йде, можна вловити за допомогою теплозйомника. Застосування теплознімачів на димар саморобної буржуйки дозволяє вловлювати до 30-40% енергії додатково.

Основна причина встановлення теплообмінника у тому, що він дозволяє максимально використовувати енергію спалювання палива та економити витрати на опалення. Крім того, іноді при опаленні невеликих будинків економічно недоцільно купувати опалювальний прилад із теплообмінником та встановлювати систему опалення.

Сучасний камін або піч добре обігрівають будинки площею до 70 м² і навіть більше, опалення потребують лише деякі приміщення - ванні або дальні спальні, приміщення другого поверху або мансарди, ось для їх опалення і можна пристосувати тепло від рекуператора для димоходу. Іноді теплообмінник для димоходу застосовують для підігріву води.

Принцип роботи

Принцип роботи теплообмінника для димоходів – рекуперація тепла через теплопровідну стінку. Теплоносії при цьому рухаються в одному чи різних напрямках. У протиточній конструкції теплоносії рухаються у протилежних чи перпендикулярних напрямах, у прямоточних – паралельно.

Види та конструкції

Теплообмінники в першу чергу поділяються за теплоносієм на повітряні та рідинні (водяні). В принципі, допускається заливати олію та антифриз, але не в саморобних конструкціях, так як антифриз отруйний і дорогий, а олія може спалахнути при виникненні нещільностей.

За конструкцією водяні пристрої зазвичай виконують у вигляді змійовика або регістра (труби) з водою (водяна сорочка); повітряні є ковпак з відведенням теплого повітря або широку вставку в димар з вареними поперечними елементами.

При прийнятті рішення про те, як зняти залишкове тепло димових газів, слід мати на увазі, що , а на прогріті стінки димоходу може випадати конденсат. Особливо цей недолік помітний у газових котлах, у яких температура газів, що відходять, невелика. Але на недорогих саморобних печах на конденсат можна не зважати.

Водяний

Перевага води для рекуперації - вона має високу теплоємність і більш ефективно відбирає теплоту димових газів. Але водяні рекуператори вимагають якіснішого виготовлення – система не може протікати; при її експлуатації необхідно стежити, щоб не було перегріву, так як вода, що закипіла, може розірвати трубопровід.

Якщо водяні конструкції використовують у гаражі, майстерні, «дачі вихідного дня», що окремо стоїть бані – воду доведеться зливати в зимову пору року, оскільки замерзла рідина також може розірвати трубопровід.

Через металеві стінки димоходу нагрівається контур з водою, при прогріванні вода піднімається вгору, потім в батареї, охолоджується, опускається в батареї вниз, йде в обратку і підсмоктується назад в теплообмінник.

Для оптимізації роботи системи до неї включають розширювальний бак – це зменшує можливість закипання. Деякі умільці монтують насос, виходить невелика повноцінна система опалення.

Водяні системи використовують для опалення за допомогою радіаторів чи гарячого водопостачання. Серйозний недолік - неможливість регулювати температуру нагрівання води, при перегріві її доводиться зливати. Заливати в систему холодну воду при працюючому опалювальному агрегаті не можна - вода може закипіти, порвати труби і пошкодити димохід, при цьому на внутрішніх стінках труби димоходу осідає конденсат.

• Саморобний змійовик

Найпростіша у виготовленні конструкція. Змійовик зазвичай виготовляють із трубки, яку обмотують по спіралі навколо сталевого димаря. Трубки використовують мідні, звичайні сталеві, з нержавіючої сталі, алюмінію. Алюмінієві не варто використовувати для твердопаливних котлів – його температура плавлення 660 °С, а температура газів, що відходять, твердопаливних опалювальних апаратів досягає 600 °С.

При намотуванні (згинанні) трубу слід заповнити піском і заглушити з обох боків – це дозволить уникнути дефектів (заломів, складочок, перегинів). Для покращення прогріву змійовика між витками має бути невелика відстань – до 1 діаметра.

Але це не довговічний матеріал для змійовика (особливо з оцинкованої вуглецевої сталі).

• Реєстровий

Регістр – кожух більшого діаметра, ніж димар. Регістр надівається зверху на корпус димоходу і приварюється, торці заварюються пластинками з отворами, що вирізають, відповідними діаметру димоходу. Знизу вварюється або вкручується патрубок для води, зверху – для виведення теплої води. В іншому використовується аналогічно змійовику. Кожухи виготовляються не лише круглими, а й квадратними.

Повітряний

Цей варіант більше підійде для локального опалення приміщень - однієї кімнати, ванної кімнати, передбанника. Повітряні конструкції найпростіше зібрати. Іноді використовують змійовик або регістр, іноді теплообмінник Кузнєцова або ковпаковий. У змійовику занадто великий опір стінок труби, вона не повинна бути надто довгою. Через ці складнощі його рідко використовують. Повітряні рекуператори менше охолоджують димар, тому менша ймовірність випадання конденсату на його стінках.

Іноді не споруджують складні конструкції, а використовують підручні матеріали - приварюють до димопроводу ребра з куточків або зігнутих смуг, труби, відкриті з обох боків, кріплять спідниці або смуги (алюмінієві або з тонкої сталі), зігнуті в гофровану конструкцію.

• Теплообмінник Кузнєцова

Теплообмінник Кузнєцова є розширеним циліндром, поперек якого вварюються труби. Циліндр монтують у димар, по внутрішній частині йдуть гарячі димові гази та нагрівають поперечні елементи. Повітря з порожнин виходить у приміщення і опалює його або збирається в повітропровід і надходить до сусіднього приміщення.

• Ковпакового типу

Якщо в невеликому будинку відсутні системи опалення та є необхідність протопити кімнату на мансарді або на другому поверсі, використовують ковпаковий теплообмінник. Навколо димаря влаштовують циліндр, відкритий знизу, вгорі повітря з циліндра надходять у труби, що йдуть на другий поверх. Тепле повітря випускають у нижній частині приміщення другого поверху – так гаряче повітря краще розподіляється у приміщенні та максимально протоплює його.

Іноді замість циліндра над піччю встановлюють ковпак під стелею, в нього піднімається нагріте піч повітря і по трубах надходить в приміщення другого поверху. Можна встановити вентилятор, у такому разі теплим повітрям легше опалювати приміщення на одному поверсі з піччю.

Який вид кращий

Який вид кращий, визначається тим, що саме та яким способом необхідно опалити. ККД краще у водяних рекуператорів – 50-60% (для регістрового параметр вищий, для змійовика – нижче). У повітряних пристроїв ККД нижче.

Для ГВП чи радіаторної системи опалення краще встановлювати водяні теплообмінники. Повітряні більше підходять для опалення близько розташованих окремих приміщень.

Розрахунки потужності

Самостійно розрахувати потужність рекуператора за відсутності вихідних даних (потужності печі, температури та кількості вихідних газів в одиницю часу, площі зіткнення теплообмінника та металу димоходу, швидкості проходження повітря або води через пристрій) практично неможливо. Можна виміряти потужність вже змонтованого теплообмінника.

Орієнтовно варто розраховувати на те, що теплообмінник на димопроводі твердопаливної печі або каміна прогріє кілька невеликих радіаторів, підвищить температуру в гаражі або зробить теплішу кімнату в мансарді, передбанник у лазні.

Купити чи зробити самому

Якщо ви хочете збільшити тепловіддачу від дорогого покупного котла, краще купити готові якісні пристрої – промисловість випускає їх у достатньому асортименті. Але якщо хочеться модернізувати або гараж або підвищити ККД каміна зі сталевою трубою на дачі - можна непогано заощадити, виготовивши та встановивши теплообмінник на димар своїми руками. Установка теплообмінника силами найманого фахівця коштуватиме стільки ж, скільки коштує сама конструкція.

Найпростіший варіант - змійовик - цілком може виготовити домашній аматор навіть без великого досвіду, а для домашнього майстра, який має хоча б невеликі навички зварювальника, по плечу і складніші конструкції.

приблизна ціна

Вартість промислово виготовлених теплообмінників для димоходу залежить від конструкції та виробника.

Ходові теплообмінники-баки для димаря діаметром 115 мм ємністю 6 л коштують карбованців, ємністю 12 л коштують карбованців.

Як самостійно виготовити пристрій

Нескладний змійовик нескладно виготовити самостійно з мідної трубки. Для димаря діаметром 100 мм підійде мідна трубка з діаметром 1/4 дюйма і довжиною 3-4 м. До кінців труби слід припаяти фітинги з різьбленням. Потім трубку заповнюють дрібним піском, закручують їх і обмотують димар.

Між витками бажано залишати невелику відстань – тоді труба від димоходу нагріватиметься і теплопередачею, і інфрачервоним випромінюванням.Цю роботу зручно виконувати із помічником. Потім пісок із труби вимивають водою під тиском. Приєднують труби, що ведуть до радіаторів та розширювального бака.

Теплообмінник Кузнєцова виконують за допомогою зварювання. Найпростіший варіант – виготовити корпус із газового балона або труби великого діаметру.

Для виготовлення знадобляться такі матеріали:

1. Газовий балон, труба великого діаметру (300мм) для корпусу.
2. Труба діаметром 32 мм (одну заготовку краще взяти більшого діаметра – до 57 мм). Довжина заготовок – 300-400 мм, загальна кількість має бути достатньою для вирізування заготовок.
3. Два невеликі патрубки одного діаметра з діаметром димоходу; бажано використовувати трубу димоходу – якщо димар збірний, то з одного боку конструкції патрубок буде з розтрубом, який необхідний для монтажу теплообмінника.
4. Два фрагменти сталевого листа, достатні, щоб вирізати заглушки торців корпусу.

Технологія виготовлення повітряного теплообмінника:

1. Велика труба або балон обрізають у потрібний розмір.
2. Нарізаються 9 заготовок такої ж довжини тонких труб.
3. Вирізаються кола для заглушок.
4. У колах вирізають 9 отворів для труб маленького діаметру; якщо береться одна трубка більшого діаметра, отвір для неї вирізається в центрі.
5. Тонкі труби вставляються в отвори заглушок, наживляються з допомогою зварювання, потім приварюються.

У корпусі з боків вирізаються отвори з діаметром, рівним діаметру димоходу.

Конструкція тонких трубок і заглушок вставляється в корпус і проварюється по стику заглушок і корпусу з великої труби.

В отвори з боків корпусу вставляються патрубки і проварюються.

Альтернативний варіант:

Які матеріали можна використовувати

Ідеальний варіант - нержавіюча сталь(наприклад, харчова аустенітна нержавіюча сталь 08Х18Н10 або AISI 304) або мідь. Вироби промислового виробництва іноді виготовляють із титану. Але ціна на ці матеріали досить велика. Зате вони довговічні, не іржавіють, надійні та міцні. Якщо у вас буржуйка в гаражі або саморобна кам'янка з підручних матеріалів у лазні, можна застосувати і чорний метал (вуглецеву сталь).

Можна застосувати якісну гофровану трубу з нержавіючої сталі. Оцинкована гофра – небажаний та недовговічний варіант.Для змійовика можна використовувати й алюмінієві труби (тільки не для димоходів твердопаливних печей).

Але слід мати на увазі, що при зварювальних роботах шар цинку випаровується, і всі переваги оцинкування (стійкість до корозії) сходять нанівець. При температурі вище 400 ° С цинк починає випаровуватись (пари цинку токсичні), тому не варто застосовувати оцинкування для теплообмінників на димоходах твердопаливних котлів.

Печі на твердому або рідкому паливі дають велику кількість тепла, проте чимало його безперешкодно йде в трубу. Не втратити корисну енергію та перестати опалювати вулицю допоможе теплообмінник на трубу димаря. Простий і компактний пристрій здатний підвищити тепловіддачу фактично на третину, не знижуючи характеристик самої печі, проте слід врахувати цілу низку факторів, таких як підтримання нормальної тяги і можливість чищення димоходу, щоб не потрапити в халепу з теплообмінником.

Принцип роботи

При горінні рідкого палива або вугілля, особливо в саморобних печах, на вході в димохід температура газів досягає 600 ° С і навіть вище. Для підтримки активної тяги такі температури не потрібні, вони лише погіршують ситуацію. Ніщо не заважає забрати частину тепла без шкоди для функціонування печі та віддати повітрі у приміщенні чи воді у системі опалення чи ГВП. Так якщо знизити температуру газів з 600°С до 400°С, то залежно від якості теплообмінника та об'єму протікаючих газів потужність нагріву може досягати кількох кіловат.

Завдання полягає в тому, щоб забезпечити активний теплообмін між перегрітими газами, що вириваються з чарки, і цільовим середовищем: водою або повітрям. Ключовою є площа контакту. Розташовувати, наприклад, повітроводи або змійовик водяної труби всередині димаря не найкраща ідея, навіть з урахуванням усіх інших особливостей будь-які об'єкти в каналі сприятимуть лише утворенню сажі та конденсату, що швидко виведе з ладу димар і відповідно перетворить роботу печі на небезпечний для оточуючих захід.

Є три оптимальні варіанти для теплознімання з димоходу:

• Змійовик навколо димаря.
• Водяна сорочка. Поверх труби димоходу одягається циліндр більшого діаметра та заповнюється теплоносієм. Розбивка каналу димаря на групу каналів меншого діаметра дозволяє підвищити площу контакту.
• Гальмо для димоходу. Канал димоходу формується як змійовика, лабіринту, яким рух газів уповільнюється, що підвищує тепловіддачу.

Перші два варіанти підійдуть для формування водяного контуру та використання тепла у системі опалення або ГВП. Третя конструкція найбільше підходить для локального обігріву повітря.

Всі типи теплообмінників мають особливості, які не варто ігнорувати. Якщо середовищем, що нагрівається, є вода, то виникає проблема з надмірним теплообміном. Коли димар вже гарячий, і піч активно топиться, подача в теплообмінник холодної води викликає різке зниження температури стін димаря. Це неминуче призводить до конденсації вологи з відпрацьованих газів на стінках димоходу, і, як наслідок, відбувається швидке заповнення каналу гаром та золою. Щоб впоратися з цим, необхідно знизити швидкість теплообміну та різницю температур.

Повітряний теплообмінник

Поряд із високою продуктивністю отримати довговічність дуже складно. З одного боку збільшення площі контакту теплообмінника та димоходу збільшують вихід тепла, з іншого боку надмірний забір тепла загрожує великими проблемами до повного виходу з ладу димоходу.

Оптимальні характеристики теплообмінника для димоходу:

1. Водяний контур повинен забезпечуватись окремим теплоакумулюючим баком, виключаючи подачу холодної води безпосередньо на теплообмінник.
2. Конструкція теплообмінника повинна бути легкознімною, для чищення та обслуговування.
3. Потужність теплообмінника підбирається виходячи з реальних показників печі та димоходу так, щоб температури газів вище теплообмінника було достатньо для підтримки тяги.

Як матеріали для теплообмінника краще вибирати нержавіючу сталь, здатну витримати різкі перепади температур. Внутрішня поверхня теплообмінника, що контактує з димом, по можливості повинна бути ідеально гладкою, щоб конденсат навіть при появі зривався в конденсатозбірник, не створюючи зайвих проблем.

Саморобні теплообмінники для димаря часто збираються без урахування цих вимог і без попереднього розрахунку, від чого виникає маса проблем як з нагріванням води, так і станом димаря.

З повітряними теплообмінниками все простіше. Якщо не подавати великий об'єм холодного повітря з вулиці, а використовувати його для підігріву внутрішнього об'єму в приміщенні, перепаду температур не буде достатньо для активної конденсації.

Для опалення

Для організації водяного опалення в будинку теплообмінник для димоходу буде відмінним рішенням, але тільки за наявності баку, що тепло акумулює. Для обігріву будинку немає потреби постійно нагрівати холодну воду, теплоносій в системі втрачає після проходу контуру 20-25 ° С і тільки. Відповідно, знижується ризик утворення конденсату на поверхні димоходу.

Найпростіший варіант теплообмінника – змійовик із мідної трубки, закручений по спіралі навколо димаря. Довжина трубки не повинна бути надто довгою, враховуючи навіть маршрут до котла та назад, і залежить від її діаметра. Якщо взяти, наприклад розмір ¼ дюйма, то бажано обмежитися довжиною 3,5-4 метри. Так можна буде забезпечити нормальний теплообмін із природною циркуляцією води у контурі «теплообмінник – накопичувальний бак».

Якщо немає можливості встановити котел близько до печі, краще використовувати циркуляційний насос і примусово прокачувати воду через теплообмінник, тоді довжина трубки вже не має особливого значення. Використовувати пайку або якимось чином покращувати контакт змійовика та димаря не потрібно. Надто хороше теплоперенесення більше зіграє в мінус.

Велику тепловіддачу дозволяє отримати водяна сорочка, конструкція в якій поверх секції димоходу обладнується зовнішній циліндр, вода заливається між ними. Секцію димаря можна замінити на складання труб меншого діаметру, наприклад 5-6 штук, так, щоб їх сумарний переріз дорівнював каналу димоходу або трохи перевищував його.

Основна складність полягає у визначенні потужності тепловіддачі. Фактичне значення виходить тільки практично, і такий варіант мало кого влаштує. Приблизно можна підрахувати виходячи з температури гарячих газів на виході печі та проходження теплообмінника. Питома теплоємність гарячих газів становить приблизно 1,042 кДж/кг*К, трохи вище, ніж насичене водяними парами повітря. Залежно від перепаду температур на вході та виході теплообмінника, площі контакту підраховується потужність.

Питома теплоємність води 4,183 кДж/кг*К. Допустимо перепад температур 150 градусів, тоді з кожного кілограма диму, що виходить, можна нагріти кілограм або літр води на 38°С. Далі враховується обсяг прохідних газів і ККД теплообмінника, який, за фактом, не перевищує 60%.

Для опалення невеликого приміщення достатньо буде і одного теплообмінника для димоходу, проте краще використовувати його як допоміжне джерело тепла на додачу до основного водяного контуру або водогрійного котла, підвищуючи загальну віддачу тепла.

Насправді невеликий будинок чи сусіднє приміщення простіше обігріти з допомогою повітряного теплообмінника для димоходу. У ньому застосовується той же принцип, що і у водяній сорочці, тільки в простір між групою труб пускають газ від печі, а саму конструкцію перпендикулярно орієнтують димарю. Виходить, що дим обтіче трубки теплообмінника і нагріває повітря в них, далі шляхом примусового вентилювання подається по повітропроводу в інші кімнати будинку.

Для лазневої печі

У лазні використовувати тепло від димаря актуально тільки для ГВП або пристосовувати повітряне опалення. Повітряний теплообмінник буде актуальним насамперед для прогрівання передбанника та роздягальні та інших лазневих приміщень, крім парильні, де й так достатньо тепла від самої кам'яниці.

Контур ГВП актуальний для окремої будівлі лазні. Достатньо встановити невелику за обсягом ємність під стелею в сусідній до парильні кімнаті та за допомогою теплообмінника нагрівати воду в ньому.

Монтувати контур опалення на основі теплообмінника для димоходу щонайменше не актуально. Він за визначенням занадто завищений для забезпечення природної циркуляції, а встановлення циркуляційного насоса і відповідно охолодження стінок димоходу позначаться на тязі. Все впирається в підвищену теплоємність будь-якого, навіть найпримітивнішого контуру водяного опалення.

Недоліки

Основна складність із теплообмінниками для димоходу полягає у відсутності адекватного регулювання потужності, немає добре відпрацьованих способів припинити нагрівання теплоносія або води ГВП під час роботи печі. Якщо просто перекрити контур із водою, то залишок у теплообміннику може закипіти та розірвати димохід та корпус пристрою. Потрібно повністю зливати рідину.

Абияк обмежувати потужність можна за допомогою заслінок, але тоді постраждає тяга і відрегульована робота самої грубки. Обхідний шлях, власне байпас, значно ускладнює конструкцію димоходу і робить його надмірно об'ємним.

Все зводиться до простої ідеї. Не потрібно миритися із втратою тепла, що йде в трубу. Але при встановленні теплообмінника варто враховувати, що він може грати лише вторинні ролі, як в опаленні, так і в гарячому водопостачанні, суттєво знижуючи навантаження на основне джерело тепла. При виборі актуальної моделі необхідно ретельно підбирати потужність та режими роботи, щоб не зіпсувати умови експлуатації печі.

udobnovdome.ru

Теплообмінник на димохід для опалення від печі чи каміна

Коефіцієнт корисної дії пічного опалення і так не дуже великий. Навіщо ж дозволяти теплу газів, що відводяться димоходом, просто так йти в атмосферу, не виконуючи при цьому додаткову потрібну роботу? Для цього і винайдено теплообмінні пристрої.

Теплообмінник із нержавіючої сталі виробляється в заводських умовах, але можна зробити його самостійно за допомогою зварювання

Функції теплообмінника у системах пічного опалення

Принцип теплообмінного апарату полягає в тому, щоб відбирати тепло від продуктів згоряння, що йдуть через димохід, і за допомогою різного конструктивного виконання сталевих пластин (або труб) повертати його в обігрівається простір.

Існують у теплообмінника і кардинальніші можливості - наприклад, скорочувати кількість повітря, необхідну для стійкої роботи печі. У такому разі його називають рекуператором і застосовують для підвищення ефективності роботи твердопаливних казанів.

Пристрій та принцип роботи теплообмінника для лазні: бак із трьома штуцерами та бак самоварного типу

Оскільки продукти згоряння виходять через димохід, то теплообмінник найдоцільніше встановлювати саме там. У найпростішому випадку потрібно виготовити і змонтувати змійовик із сталевих труб, що утворюють яких повинні щільно примикати до внутрішньої поверхні димоходу. Чим менший крок змійовика і більший діаметр трубопроводу, тим ефективнішим виявиться теплообмінник.

Читачі вважають дані матеріали корисними:

• Установка керамічного димаря своїми руками, поради та рекомендації
• Огляд димоходів для печі з різних матеріалів

По виду теплоносія, що використовується у вторинному ланцюгу, розрізняють повітряні та водяні теплообмінники.

Оскільки коефіцієнт теплопередачі для води значно вищий, ніж для повітря, то й ефективність водяних теплообмінників більша.

Однак при встановленні такого апарату саме на димар доведеться задовольнитись другим варіантом, оскільки теплообмінник доведеться монтувати зовні, а використання води як теплоносія в даному випадку пов'язане зі значними складнощами. Особливо якщо теплообмінник буде встановлюватися самостійно.

Варіант зовнішнього монтажу теплообмінника, заснованого на воді як теплоносій

Варіанти пристрою та принцип роботи теплообмінних пристроїв

Вибір залежатиме від того, чи проектується піч з можливістю подальшої установки теплообмінника або всі роботи доведеться починати з нуля. У першому випадку доцільний варіант водяного теплообмінника, що встановлюється поруч із звичайною нагрівальною піччю. Такий теплообмінник включатиме:

• Власне корпус апарату.
• Накопичувальний бак.
• Верхній та нижній відводи з робочого простору печі.
• Зливні крани теплообмінника та системи.

Принцип роботи теплообмінника, що забезпечує гаряче водопостачання та підключається до печі.

Теплообмінник на димар повітряного типу матиме зовсім іншу структуру:

• Корпус, з вхідним і вихідним патрубками.
• Система поворотних заслінок, яка регулюватиме швидкість і тиск відведених продуктів згоряння.
• Елементи кріплення корпусу в димарі.

Наявність поворотних заслінок, хоч і вимагатиме більш уважного керування теплообмінником під час його функціонування, натомість дозволить збільшувати ефективність тепловіддачі газами, що йдуть внаслідок спрямованої зміни шляхів їх переміщення по димарю.

Вибір матеріалів для теплообмінника

Оскільки димові гази, що проходять димарем, мають температуру до 300-350°С, то використання для виготовлення корпусу звичайної сталі не годиться. Довговічні теплообмінники з нержавіючої сталі (найпопулярніша марка 08Х18Н10 або AISI 304). Якщо фінансові можливості не дозволяють зробити такий вибір, можна обійтися оцинкованою сталлю.

Теплообмінник з нержавіючої сталі під гарячу воду приєднується до бака, що розміщується на стіні

Однак при температурах понад 200-250 ° С довговічність корпусу почне зменшуватися. Більш того, при подальшому підвищенні температур цинкове покриття починає інтенсивно випаровуватись і в деяких випадках може підсмоктуватись усередину житлових приміщень, що дуже небезпечно для здоров'я.

Разом з тим, другий варіант буде доцільним, якщо піч встановлена ​​в заміському будинку і не призначена для довготривалого використання.

Способи встановлення теплообмінника в димарі

Найпростіше монтувати корпус під наявні розміри димоходу, коли піч не працює. Всередині димового каналу монтується корпус з таким розрахунком, щоб зменшення прохідного отвору не перевищило 40%. Звичайно, при цьому зростає тяга і інтенсивніше протікає теплообмін, але й керувати таким процесом виявиться набагато складнішим.

Можна також прикріплювати теплообмінник і до печі, а потім обкласти вогнестійкою цеглою. Оскільки особливих навантажень на апарат немає, то й кладку цегли зазвичай виробляють на ребро. Ефективність теплообмінника залежатиме від стінок корпусу - при збільшенні їх товщини апарат розігрівається повільніше, але потім працює більш стабільно. В цьому випадку також знижуються втрати на утворення конденсату.

Схема монтажу теплообмінника показує особливості встановлення труб та заповнення бака водою.

Стадії монтажу теплообмінника своїми руками

Усередині димаря прокладається змійовик з тонкостінних мідних труб (менш вдалий варіант - труби з нержавіючої сталі), за якими згодом прокачуватиметься повітря. Крок труб виконують таким, щоб відстань між осями суміжних витків були не менш як чотири-п'ять діаметрів труби. При більших значеннях відбуваються непотрібні втрати тепла, а при менших збільшується витрата мідних труб і ефект екранування, наслідком якого є перегрів трубопроводів.

На відео показано виготовлення теплообмінника на димар своїми руками

Приварювання змійовика проводиться аргоновим зварюванням. Паяння не годиться через підвищені (проти рекомендованих для паяних конструкцій) температури експлуатації труб.

Приклади встановлених теплообмінників у лазні, ванній, дерев'яному будинку

Гофрові насадки - найпростіша конструкція теплообмінника

Ще більш конструктивно просто (хоч і менш привабливо) теплообмінник для цілей опалення можна спорудити з сталевих гофрових труб. Ними просто обвивають зовнішню поверхню димоходу, а для подальшого перенаправлення гарячого повітря в інші приміщення будинку можна використовувати систему внутрішньої вентиляції. Теплознімання збільшиться, якщо гофрові насадки зверху покрити теплоізолюючим фольговим матеріалом.

Теплообмінник з гофротруби якомога ближче прикладається до димоходу та ізолюється фольгою для знімання та збереження максимальної кількості тепла.

Наявність теплообмінника завжди вигідна, тому що дозволяє використовувати для опалення індивідуальних будинків печі або котли порівняно невеликої потужності, і, отже, з меншою витратою палива. До того ж буде продовжено термін служби димоходу, який більш ефективно охолоджуватиметься.

kamin-maker.ru

Теплообмінник на трубу димоходу, або як не опалювати вулицю

Економія та ощадливість – якості властиві тільки людині, саме вони протягом століть рухають технічний прогрес, створюючи пристрої, покликані не тільки полегшувати життя, але й використовувати всі доступні ресурси по максимуму.

Якщо торкатися побутової, або точніше кажучи, комунальної сфери, то витрати на опалення будинку по праву вважаються найвищими, але й тут прогрес та народна кмітливість знайшли своє застосування.

Один з найдоступніших способів економії тепла в будинку з пічним опаленням - це теплообмінник на трубу димоходу, і саме про цей пристрій ми хотіли б поговорити в цій статті.

Навіщо він потрібен

На фото вище видно, що через димар втрачається, приміряно 14% тепла, яке могло б зберігатися у будинку. Звичайно, не найбільша цифра, але якщо перевести втрати в кіловати енергії та помножити на кількість днів, протягом яких проводилося опалення, то результат виходить досить вагомий.

Основне призначення труби димоходу – це, звісно, ​​відведення відпрацьованих газів. Саме вони розжарюють трубу до величезної температури.

Якщо подивитися на піч через тепловізор, то видно, що температура димоходу може бути, як і в самій топці. Проблема в тому, що тепловіддача димаря ніяк не акумулюється, але її можна пустити в справу. І про те, як це зробити, йтиметься нижче.

Види теплообмінників

Головне завдання теплообмінника полягає в тому, щоб переносити тепло, що випромінюється димарем на відстань, але при цьому не переостуджувати його поверхню, так як це призведе до підвищеного утворення конденсату і скупчення нагару на внутрішній частині труби.

Саме збереження цього балансу є найсуттєвішою складністю, особливо якщо вирішено виготовити теплообмінник на димар своїми руками.

По конструктивним особливостям теплообмінники можуть бути двох видів:

1. Водяні, коли тепло переноситься природною циркуляцією рідини в замкнутій системі.
2. Повітряні коли прогріте повітря примусово переноситься в потрібному напрямку.

Вибір конструкції безпосередньо залежить від індивідуальних особливостей будинку та печі, а також від цілей, які переслідують його установку. Але про все по порядку.

Водяний теплообмінник замкнутого типу

Принцип дії всіх замкнутих систем опалення побудований на елементарних законах фізики - при нагріванні, щільність води зменшується і підштовхується знизу холоднішою, вона починає підніматися трубою, потрапляючи в розширювальний бак, і вже з нього по всьому контуру повертається до нагрівача.

В даному випадку, як нагрівач виступає димохід, який своєю енергією штовхає воду по контуру системи опалення.

Саморобний змійовик

Конструкція, зображена на фото, є найпоширенішим і найпростішим способом використання тепла від димаря. Верхній край трубки з'єднується з розширювальним баком, нижній з контуром опалення.

Порада! найкраще для змійовика підійде мідна трубка. Вона легко накручується на димар і має високий коефіцієнт теплопровідності.

Найчастіше таку систему використовують як допоміжну. З її допомогою можна обігрівати невеликі приміщення, в яких раніше не передбачалося опалення, але не більше. Виступати у ролі основного опалення вона зможе, оскільки у її пристрої є кілька значних недоліків:

• Температура поверхні димоходу – величина непостійна і сложноконтролируемая, як наслідок, неможливо регулювати ступінь нагріву теплоносія.
• Через непостійність температури дуже складно розрахувати оптимальну довжину змійовика. Якщо він буде надто коротким, вода почне закипати і розірве трубку, а якщо надто довгий, теплоносій взагалі не прогріється до потрібної температури.
• Воду з розширювального бака не можна використовувати для душу або з іншою метою, і справа не тільки в нерегульованому нагріванні. При заповненні бака холодною водою, вона через змійовик почне охолоджувати димохід, внаслідок чого утворюється конденсат та прискорюється процес утворення нагару на внутрішніх стінках.
• Температури, до якої нагрівається димар, недостатньо для прогрівання довгого контуру. При звичайному опаленні вода, проходячи по системі, втрачає всього 25 градусів, щоб зберегти цей показник у даній ситуації, вся система має бути невеликих розмірів.

Важливо! Деяким «народним умільцям спадає на думку думка про те, що теплообмінник у димарі буде значно ефективнішим, адже температура там вища. Робити цього в жодному разі не можна, сторонні предмети всередині труби перешкоджають вільному проходженню газів, внаслідок чого вони можуть піти до приміщення.

Реєстровий теплообмінник

Щоб уникнути проблем із саморобними пристроями, можна придбати регістр теплообмінника на димохідну трубу. Звичайно, ціна такого пристосування буде вищою, ніж у зробленого своїми руками. Але й якісні характеристики не йдуть у жодне порівняння.

Принцип роботи такого пристрою, ідентичний описаному вище, з тією різницею, що тут вже зроблено всі розрахунки, що уберігають пристрій від закипання. На жаль, контролю за нагріванням тут теж немає, але є кілька істотних плюсів у порівнянні з «саморобкою»:

• Зовнішній кожух зберігає тепло всередині, дозволяючи змійовику прогріватися навіть за невисокої температури димоходу;
• Мідні трубки не вступають у щільний контакт з поверхнею, що нагрівається, це захищає пристрій від можливого закипання.

Важливо! До кожного заводського теплообмінника додається докладна інструкція щодо його встановлення. Щоб досягти максимальної продуктивності і не зіткнутися з непередбаченими проблемами, необхідно її уважно вивчити та дотримуватися всіх рекомендацій виробника.

Повітряні теплообмінники

Принцип дії такого пристрою в тому, що гарячі гази всередині димоходу обтікають трубки теплообмінника, за рахунок чого нагріваються і віддають енергію назовні. По суті, він не створює додаткового нагріву, а просто спрямовує гарячий повітря в заданому напрямку.

Повітряний теплообмінник на димар може бути як самостійним, так і з примусовою тягою. Щоб прискорити поширення гарячого повітря в приміщенні, часто використовують звичайний вентилятор, цього цілком достатньо для циркуляції повітря, і водночас не переостуджує димар.

Зібрати такий теплообмінник можна самостійно, а всі етапи показано на відео у цій статті

Теплообмінник «Кузнєцова»

Це найоптимальніший теплообмінник на димар для опалення холодної мансарди або горища. Гарячі гази завжди прагнуть вгору, а так як вихід розташовується нижче за рівень входу, вони спочатку нагрівають теплообмінник, і вже після цього, остигаючи, потрапляють у трубу, звідки і виходять на вулицю.

Димар з теплообмінником Кузнєцова не зможе повністю обігріти приміщення, але він практично повністю виключає втрати тепла, випускаючи через трубу тільки охолоджені гази.

fireplace.su

Як встановити повітряний або водяний теплообмінник на трубу димоходу своїми руками

Ефективність банної або опалювальної печі можна підвищити, оснастивши її водяним або повітряним теплообмінником. Установка теплообмінника на димарі дозволить вирішити одразу два завдання: нагріти воду для опалювальної системи або контуру ГВП та виконати теплоізоляцію димоходу.

Принцип роботи

Димова труба металевої пічки, встановленій у лазні, будинку чи гаражі, при топці сильно нагрівається. Залежно від конструкції печі її температура може бути від 200 до 500 градусів, що робить її небезпечною у протипожежному плані, а випадковий дотик до неї може спричинити сильний опік.

Тепло від димової труби можна використовувати на благо, розмістивши на ній теплообмінник: бак або змійовик. Теплоносієм у цьому випадку зазвичай виступає вода, а в деяких випадках – повітря. При контакті теплоносія з нагрітими стінками димаря їх температура вирівнюється: димохід охолоджується, а вода або повітря в теплообміннику, навпаки, нагріваються.

При нагріванні тепла вода піднімається у верхню частину теплообмінника, а звідти по вихідному штуцеру та трубі у систему або накопичувальний водяний бак. На місце нагрітої води через вхідний штуцер надходить холодна. У міру нагріву циркуляція продовжується, внаслідок чого вода в накопичувачі здатна нагрітися до високої температури.

Повітряні теплообмінники діють за схожим принципом: знизу відбувається забір холодного повітря, після нагрівання він надходить трубопроводом в приміщення, що обігріваються. Так можна обігріти мансарду в дачному будинку або кімнату відпочинку в лазні, які періодично топляться. Пристрій водяного опалення в них неможливий, тому що доведеться регулярно зливати та заливати в систему теплоносій.

Бак із підключенням водяного контуру

Теплообмінник у вигляді бака, розташованого навколо димаря, роблять з нержавіючої сталі або оцинкованої жерсті. При цьому слід врахувати конструкцію печі. Якщо в ній передбачено режим допалювання димових газів і температура диму на виході з печі не перевищує 200 градусів, можна використовувати будь-який матеріал для виготовлення теплообмінника.

У простих печах без димообігу значення температури диму на виході може досягати 500 градусів за Цельсієм. У цьому випадку необхідно використовувати нержавіючу сталь, так як цинкове покриття при сильному нагріванні виділяє шкідливі речовини.

Найчастіше теплообмінники такого типу встановлюють на банну піч і використовують як нагрівач води для ГВП. Бачок оснащують штуцерами у верхній і нижній частині, до них підключають труби, виведені в систему. Бак для гарячої води при цьому встановлюють у душовій чи парилці. Можливо використовувати таку систему для опалення підсобного приміщення або гаража.

Виготовлення бака: покрокова інструкція та відео

Теплообмінники для промислових печей продаються в комплекті з деякими модифікаціями, при встановленні нової печі можна підібрати відповідну модель з готовим водяним контуром. Також можна зробити теплообмінник на димар своїми руками. Для його виготовлення необхідні такі матеріали:

• відрізки труби з нержавіючої сталі різного діаметру із товщиною стінок 1,5-2 мм, листова сталь;
• 2 штуцери на 1 дюйм або ¾ дюйми для підключення до системи;
• бак-накопичувач з нержавіючої сталі або оцинкованої сталі об'ємом від 50 до 100 літрів;
• мідні або сталеві труби або гнучке підведення для ГВП;
• шаровий вентиль для зливу теплоносія.

Послідовність виготовлення для банної печі або буржуйки:

1. Роботи починають із підготовки креслення. Розміри бака, що встановлюється на димар, залежать від діаметра труби та типу печі. Печі простої конструкції з прямим димарем відрізняються високою температурою димових газів на виході, тому розміри теплообмінника можуть бути досить великими: до 0,5 м заввишки.

1. Діаметр внутрішніх стінок бака повинен забезпечувати щільну посадку теплообмінника на димовий патрубок. Діаметр зовнішніх стінок бака може перевищувати діаметр внутрішніх в 15-25 рази. Такі розміри забезпечать швидке прогрівання та хорошу циркуляцію теплоносія. Печі з низькою температурою димових газів краще комплектувати баком, що має невеликі розміри, щоб прискорити його прогрів та уникнути утворення конденсату та погіршення тяги.
2. За допомогою зварювального інвертора з'єднують деталі заготовки, стежачи за герметичності швів. У нижній та верхній частині бака приварюють штуцера для подачі та відбору води.
3. Бак встановлюють на димовий штуцер печі внатяг, промазуючи сполучний шов жароміцним силікатним герметиком. Зверху на бак-теплообмінник аналогічно ставлять перехідник з неутепленої труби на утеплену і виводять димар з приміщення через стелю або стіну.
4. Підключають теплообмінник до системи та баку-накопичувача. При цьому витримують необхідний градус нахилу: труба подачі холодної води, що приєднується до нижнього штуцера, повинна мати кут не менше 1-2 градусів щодо горизонтальної площини, трубу подачі нагрітої воду приєднують до верхнього штуцера і з ухилом не менше 30 градусів виводять до накопичувальної ємності. Накопичувач повинен розташовуватися вище за рівень теплообмінника.
5. У нижній точці системи встановлюють зливний кран. У лазні його можна поєднати з краном забору теплої води для парилки.
6. Перед початком експлуатації систему необхідно заповнити водою, інакше метал перегріється, і його поведе, що може призвести до порушення герметичності зварних швів та витоків.
7. Подачу води в бак-накопичувач можна зробити як ручну, так і автоматичну за допомогою поплавкового крана. При ручному заповненні рекомендується вивести на його зовнішню стінку трубку прозору для контролю рівня води в баку, щоб не запустити систему на суху.

Для хорошої циркуляції теплоносія необхідно використовувати труби з діаметром не менше ¾ дюйма, а їхня загальна довжина до накопичувального бака не повинна перевищувати 3 метри!

Теплообмінник-водонагрівач, зроблений своїми руками, показано на відео.

Проста конструкція: змійовик

Установка бака-теплообмінника на димар пов'язана з проведенням зварювальних робіт, що під силу далеко не кожному. Простіша конструкція - змійовик, обернутий у вигляді спіралі навколо димової труби. Змійовик можна виготовити з мідної або алюмінієвої трубки - ці метали легко гнуться, мають високу теплопровідність і не піддаються корозії.

Діаметр трубки вибирають так, щоб було зручно підключати її до штуцерів водяного бака-накопичувача. Для згинання зручніше труби з діаметром не більше 28 мм. Довжина в будь-якому випадку не повинна перевищувати 3 метри – це обов'язкова умова для природної циркуляції теплоносія. Для підключення нагрівального змійовика до бака використовують гнучку підводку для гарячої води.

Таку конструкцію теплообмінника можна використовувати для отримання гарячої води, рідше для опалення невеликих приміщень. Максимальна ефективність нагрівання досягається, якщо встановити змійовик на димар простої печі типу буржуйки з високою температурою димових газів.

Змійовик на димар своїми руками

Теплообмінник із труби зазвичай встановлюють на димар металевої печі, встановленої в гаражі або майстерні, для отримання теплої води або опалення. Можливе також встановлення змійовика на лазневу піч.

Необхідні матеріали:

• труба з міді, алюмінію чи сталі – близько 3 метрів;
• гнучке підведення для ГВП діаметром ¾ дюйма - 2 штуки необхідної довжини;
• накопичувальний бак, оснащений поплавковим краном для подачі води та зливним краном для її споживання;
• шаровий вентиль для зливу системи.

Послідовність виконання робіт:

1. Найскладніше при виконанні такого теплообмінника – зігнути трубу у вигляді спіралі, не зменшивши її перерізу. Мідні труби діаметром менше 28 мм можна зігнути за допомогою трубогиб без нагріву. Сталеві та алюмінієві, а також труби більшого діаметру перед формуванням необхідно розігріти паяльною лампою.
2. Також можна використовувати такий спосіб: трубу заповнюють сухим піском і щільно затикають кінці дерев'яними заглушками. Гнуть трубу за шаблоном - трубу, що має діаметр димоходу, після чого прибирають заглушки і висипають пісок, трубу промивають під великим напором води.
3. На кінцях труби нарізають різьблення та встановлюють перехідники для підключення до системи.
4. Трубу встановлюють на димар. Для покращення теплопередачі можна зробити пайку змійовика на димову трубу оловом, попередньо знежиривши місця пайки і видаливши оксиди ортофосфорної кислоти.
5. Бак вішають на стіну або встановлюють на опору вище за рівень розміщення змійовика. Підключають нагрівач до бачка за допомогою гнучких шлангів. У нижній точці системи встановлюють зливний кран.

При використанні теплообмінника-змійовика в закритих системах опалення необхідно встановити циркуляційний насос! Теплоносій може закипіти, і при поганій циркуляції можливий гідроудар із руйнуванням елементів системи!

Відео: отримання гарячої води від теплообмінника-змійовика, встановленого на димарі

Повітряний бак

Удосконалити звичайну буржуйку або банну піч із прямим димарем можна, якщо встановити на повітряний теплообмінник на димар. Він являє собою циліндричний корпус, яким проходять кілька порожнистих труб. Підсмоктування повітря відбувається знизу, нагріваючись у трубі, він виходить з теплообмінника, збільшуючи ККД печі на 15-20%. Повітропроводи можна вивести в сусіднє приміщення, обігрівши таким чином від однієї печі кілька кімнат або гаражних секцій.

Відео: як зробити повітряний теплообмінник на димар

Ще одна оригінальна конструкція печі з повітряним теплообмінником на димарі для опалення гаража показана у відео-ролику. За допомогою такої пічки можна опалити не тільки гараж, а й будь-яке господарське приміщення, включаючи сільськогосподарські споруди та теплиці.

З гофротруби

Дешевий і простий спосіб влаштування повітряного теплообмінника - використання для цього гофрованих вентиляційних труб. Їх обертають навколо неутепленої частини димоходу, в результаті повітря в гофрі прогрівається і за рахунок теплової конвекції надходить до сусідніх кімнат. Щоб гофротруба прогрівалася ефективніше, можна обернути її разом із димарем кількома шарами фольги.

Система з гофротрубою зручна для опалення гаража, в якому встановлена ​​проста буржуйка із чорнового металу. Така піч швидко нагріває повітря, але воно піднімається до стелі, через що на рівні підлоги температура залишається низькою. Якщо вивести повітропроводи ближче до підлоги, можна створити природну циркуляцію нагрітого повітря, і в усьому обсязі гаража температура стане приблизно однаковою.

Теплообмінник ковпакового типу

Теплообмінники у вигляді ковпака зазвичай використовують для опалення мансарди або другого поверху. Принцип його дії полягає в тому, що нагріте від димаря повітря піднімається під стелю, де затримується ковпаком і поступово остигаючи, опускається вниз, в кімнату.

Ковпак можна виконати оцинкованого металу або вогнестійкого гіпсокартону і вивести повітропроводи в потрібному місці. Іноді ковпак прикрашають камінням, яке, нагріваючись, є додатковим теплоакумулятором.

Недоліки

Незважаючи на безліч плюсів, пристрій нагрівального елемента на трубі димоходу має недоліки. Один із них, найбільш важливий – різке зниження температури диму в місці встановлення теплообмінника. Це може загрожувати погіршенням тяги та утворенням конденсату, підвищеним відкладенням сажі всередині труби.

Крім того, при підключенні системи опалення, наприклад, гаража потрібно прорахувати об'єм теплоносія, щоб уникнути закипання води та розриву труб. Зварні шви мають бути повністю герметичними.

Будь-яка конструкція теплообмінника значно збільшує ККД печі. Для безвідмовної роботи системи необхідно не рідше двох разів на рік проводити візуальний огляд всіх її елементів, а при необхідності – своєчасний ремонт, чищення від накипу, заміну прокладок та інші необхідні роботи з обслуговування. У цьому випадку системи нагрівання води та опалення будуть безвідмовно працювати протягом тривалого часу.

Немає коментарів