Содержание
- Что такое теплообменник для дымохода, зачем он нужен и как работает?
- Для каких дымоходов можно использовать?
- Виды теплообменников для дымохода
- З меевик (для нагрева воды) (+видео со змеевиком из гофры)
- Регистровый (для нагрева воды) (+видео)
- Воздушный теплообменник
- Заводские м одели конвекторов для нагрева воздуха (обогрева помещения) (+видео)
- Какой конвектор лучше ставить на дымоход: воздушный или водяной?
- Как сделать самодельный конвектор на дымоход для нагрева воздуха? (+подробное видео)
- Для чего нужен теплообменник?
- Какие бывают теплообменники
- Расчеты мощности
- Принцип работы
- Изготовление теплообменника
- Особенности монтажа
- Что такое теплообменник
Задача дымохода — отводить продукты горения, которые образуются при сжигании газа или дров.
Поднимающийся по трубе горячий дым можно использовать для нагрева воды или воздуха в комнате. Для этого необходим специальный теплообменник.
Что такое теплообменник для дымохода, зачем он нужен и как работает?
Теплообменник (или конвектор, или экономайзер, если нагревается вода) — деталь, которая устанавливается на дымоход. Горячий дым, проходящий по печной трубе — нагревает ее. А теплообменник — может нагревать этим теплом воздух или воду.
Поскольку самый горячий участок печной трубы — это первый метр на выходе из печи, ставить конвектор в идеале надо именно тут. Если дымоход не очень длинный, и проходит без изгибов — то и дальше от топки нагрев тоже возможен. Например, таким способом можно обогревать комнату или мансарду на 2 этаже над помещением с котлом.
Так выглядит топка печки и начало дымохода в тепловизоре
Д ля полноценного отопления или вместо «основного» водогрейного котла теплообменник не используется — слишком мало тепла он выдаст. Но для дополнительного обогрева вполне подходит, поскольку стоит дешево, электричества не расходует. По сути он не позволяет просто так терять тепло, которое выделяет печь (твердотопливная, или на газу, или на отработке — любая, кроме электрического котла).
Для каких дымоходов можно использовать?
Для любых твердотопливных (на дровах, пеллетах) или газовых котлов. Это может быть банный котел, или буржуйка, или камин в комнате.
Главное — чтобы дымоход был в виде металлической трубы, и не был ничем прикрыт. То есть если у вас кирпичный камин с кирпичным прямоугольным дымоходом — поставить такие теплообменники на него не получится (вместо них можно использовать каминные вентиляционные решетки).
Виды теплообменников для дымохода
Главное деление таких устройств заключается в том, что именно они нагревают. Есть 2 варианта:
Воздух. Нагревается только в том помещении, где стоит теплообменник.
Вода. В этом случае экономайзер располагается на дымоходной трубе, и к нему подводится 2 трубы. По одной — поступает холодная вода. По второй — отводится нагретая.
Ниже рассмотрим виды таких изделий подробнее.
З меевик (для нагрева воды) (+видео со змеевиком из гофры)
Самый простой водяной экономайзер имеет форму змеевика (трубы, много раз «обмотанной» вокруг дымохода). Вода подводится с одного конца трубы, проходит по змеевику, и выходит со второго конца. Нагрев происходит за счет большой площади соприкосновения змеевика с горячим дымоходом. Чем больше витков — тем больше площадь соприкосновения, и тем лучше нагрев.
Именно такой теплообменник проще всего сделать своими руками. Для работы лучше использовать медную трубку.
Недостатки такого варианта:
Не получится регулировать температуру воды.
Сложно рассчитать, какой длины должен быть змеевик — потому что температура дымовой трубы непостоянна. Слишком короткий змеевик — может разорвать (вода просто закипит). Слишком длинный — не будет нагревать воду нормально.
Регистровый (для нагрева воды) (+видео)
Заводское изделие. По факту — это тот же медный змеевик, но заключенный в внешний корпус, и изготавливаемый по расчетам. То есть длина выбирается не наугад, в отличие от самодельного змеевика.
Также у регистровых теплообменников медная трубка не соприкасается с дымовой трубой, а проходит на небольшом расстоянии в несколько миллиметров. Благодаря этому уменьшается вероятность закипания воды. А наружный кожух — красивее смотрится в помещении, и улучшает прогрев воды в змеевике.
Воздушный теплообменник
Самый простой вариант — вокруг дымохода навариваются стальные трубы высотой 0.5-1 м.
Холодный воздух «тяжелее» теплого, и опускается вниз. Соприкасаясь с горячей трубой он нагревается, и поднимается вверх, «уступая» снизу место холодному воздуху.
В принципе воздух в комнате точно так же нагревается и от самого дымохода. Назначение конвектора (наваренных вокруг труб) — в увеличении площади нагрева. Чем больше площадь — тем больше тепла она отдаст воздуху.
Теоретически можно создать воздушный теплообменник, проведя пустые трубы прямо через топку, или через дымоход внутри. Но на практике это вредно, потому что:
можно ухудшить тягу, если делать это без расчетов, своими руками;
ускорится загрязнение печной трубы , а чистить сажу вокруг трубы будет тяжело.
Есть и более удачная конструкция, позволяющая обогревать не только помещение с котлом, но и смежные комнаты, находящиеся рядом, через стенку. Для этого поверх трубок «надевается» закрытый корпус. Снизу — он открытый (не глухой, то есть воздух может попадать снизу к трубкам). Другой вариант — снизу есть отвод, через который воздух будет попадать внутрь корпуса для нагрева.
Сверху от корпуса отводится вбок труба (1 или 2 — в зависимости от того, сколько помещений вы хотите греть от дымохода). Она проходит через стену и выходит в соседнее помещение.
Принцип работы такой: холодный воздух попадает снизу к нагретым от дымохода трубкам. От них он забирает тепло, и по боковой трубе — попадает в комнату через стену.
Заводские м одели конвекторов для нагрева воздуха (обогрева помещения) (+видео)
Для ознакомления приведем модели заводских воздушных конвекторов для нагрева смежных помещений.
Термофор, под дымоход диаметром 115 мм, ддина — 65 см. Сделан из нержавеющей стали. Цена — 7800 рублей.
Термофор Рэмбо, под диаметр 115 мм, длина — 1 м. Сделан из высоколегированной стали, толщина внутренней трубы — 1 мм. Стоит 3400 рублей.
Читайте так же: Проходит ли вода через выключенный циркуляционный насос
Термофор для 1 смежного помещения, под диаметр дымохода 115 мм, длина — 65 см. Снизу и сверху — есть по 1 трубе (1 — для подачи воздуха, вторая — для отвода нагретого воздуха в соседнюю комнату). Стоимость — 5200-5300 рублей.
Ferrum ( Феррум), под диаметр дымохода 150 мм, длина — 50 см. Сделан из стали толщиной 0.8 мм. Стоит 3400 рублей.
«Ромашка», под диаметр 120 мм, длина — 80 см, толщина стали — 0.8 мм. Стоит 3500 рублей.
Ферингер, с сеткой для камней, под диаметр 115 мм, длина — 1 м. Предназначен для установки в баню, но можно использовать и в жилых комнатах. Конструктивно — это стартовый дымоход с наваренными вокруг трубы загнутыми листами стали, которые нагреваются от горячего дыма. Также вокруг трубы идет крупноячеистая сетка. В нее можно укладывать крупные камни, которые тоже будут нагреваться от дымохода, и отдавать тепло в помещение. Стоимость — 4200 рублей.
Стартовый дымоход Ферингер с теплообменником с регулируемой конвекцией, под дымоход 115 мм, длиной 1 м. Количество нагреваемого воздуха можно изменять, вращая шибер. Стоимость — 9000 рублей.
Какой конвектор лучше ставить на дымоход: воздушный или водяной?
Лучше воздушный.
Водяные конвекторы малоэффективны, температуру воды в них нельзя регулировать, они требуют тщательного расчета. А толку от них — мало: для отопления нагретую воду не используешь: слишком низкая температура, и слишком мало воды. Для бытовых целей — то же самое.
А вот воздушный теплообменник может немного упростить обогрев комнаты, где стоит котел.
Как сделать самодельный конвектор на дымоход для нагрева воздуха? (+подробное видео)
Чтобы создать самый простой конвектор, который улучшит нагрев воздуха в том же помещении, где стоит котел — вам понадобится:
Не менее 8-10 тонких стальных трубок диаметром около 32 мм и длиной около 50-60 см. В идеале брать пищевую нержавейку. Хуже, но тоже подойдет оцинкованная сталь. По форме — обычно берут круглые трубки, но подойдут и квадратного или прямоугольного сечения.
Монтаж осуществляется так: надо приварить эти трубки по кругу вокруг дымохода, как можно ближе к топке.
Современные россияне мало чем отличаются от своих предков, мы все также пытаемся на чем-то сэкономить, сохранить крохи, но «схалявить». Поэтому не редко, что на частном доме, бане, гараже можно заметить интересное приспособление в виде цилиндра. Этот прибор называется – теплообменник на трубу дымохода. Зачем он нужен и какое его главное предназначение узнаем далее. Также определим, какие разновидностей бывают, и какие правила монтажа.
Для чего нужен теплообменник?
Нужно разделять, что для теплообменников различают два вида конструкции. Например, водяной контур считается внутренним, так как устанавливается непосредственно на котел. А вот второй тип – внешний, предназначен для установки на дымоходе.
Абсолютно все виды этих приспособлений должны заполняться жидкостью. То есть в обычном понимании – это своеобразный бак, который может быть размещен на дымоходе, к нему подведены трубы, по которым после горячая вода попадает в радиаторы или баки. Получается, что даже тепловая энергия от выходящих газов сохраняется и дает пользу. Тем самым происходит полный процесс с безотходным циклом. Съем тепла трубы дымохода, как уже говорилось, происходит при помощи подведенных труб, одна поставляет холодную воду, а другая ведет к баку или батареи уже горячую, нагретую воду.
Какие бывают теплообменники
В зависимости от того, какой теплоноситель используется в данной цепи, различают:
- Воздушный;
- Водяной.
Водяные намного эффективней, учитывая, что коэффициент теплопередачи выше.
В том случае, когда речь идет об установке теплообменника на трубу дымохода в баню или дом, и она выводится наружу, то стоит выбирать первый тип – воздушный. Потому как монтаж полноценной системы с водяной теплопередачей, будет сопровождаться определенными трудностями в конструктивных решениях. Воздушный теплообменник на дымоход идеальное решение для самостоятельной установки, серьезных навыков от вас не потребуется.
Учитывая характер работы, использовать лучше материалы из медной трубки для отопления. Можно установить полноценный змеевик на дымоход, в таком случае теплообменник на дымоход самостоятельно, своими руками удастся сделать в кратчайшие сроки, без дополнительной пайки или сварки трубы.
Кстати, если вы планируете использовать эту энергию не для отопления дома, а в качестве бойлера, то есть использовать воду для мытья посуды, купания и прочие, то лучше установить для бани, сауны бак накопительный.
Расчеты мощности
Все расчеты всегда будут примерными, в каждом отдельном случае сложно определить ту мощность, которая потребуется для обогрева комнаты, парной и тому подобное.
Принято считать, что не более 5 кВт достаточно для того, чтобы обогреть обычное банное помещение. К примеру, 1 кв. м. теплообменника (его площади), равен 9 кВт печи. Учитывайте, что мощность значительно сократиться, после затухания печи или котла, поэтому расчет нужно делать по поверхности теплообменника печи. Поэтому при расчете старайтесь учитывать максимальную площадь теплообменника, чтобы обеспечить достаточную температуру даже при одноразовой топке.
Форма в таком случае практически не играет роли, она может быть самой разной, как вам заблагорассудится. Наиболее оптимальным считается регистр из нержавеющих труб, но постепенно его место занимает сваренный коллектор из двух швеллеров. Теплосъемник такой формы считается менее производимым, но для его установки и монтажа не понадобиться много материала.
Также не забывайте учитывать тип самого дымохода, на кирпичных дымоходах обустроить качественный теплообменник достаточно сложно, в отличие от металлических каналов. Поэтому отдавая предпочтение самостоятельной работе, исходите из удобства.
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. К примеру, на выходе образовалось 600 градусов, забираем «двести», остается 400, которых вполне достаточно для надежного дымоотделения. В таком случае, 200 градусов смогут дать нам не менее пары киловатт.
Читайте так же: Измерение влажности воздуха с помощью термометра
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
Приведем пошаговую инструкцию, как изготовить самостоятельно такое устройство.
- Вырежьте два круга диаметром 30 см. (Заглушки). Размеры учитывайте исходя из вашего дымохода.
- Разметьте на каждом листе места размещения труб, самая большая должна проходить в центре. Средняя трубка 58 мм, восемь маленьких по 32 мм.
- Поочередно приваривайте трубы к заглушкам
- Приварите вторую заглушку к трубам.
- Изготовьте бак.
- Сбоку металлического кожуха проделайте два отверстия, по противоположным сторонам.
- На стенках теплообменника сделать выход под патрубки.
- Готовую сердцевину вставьте в кожух. Закрепите с помощью сварки.
- Приварите теплообменник к дымоходу.
- Обработайте конструкцию термостойкой краской.
Особенности монтажа
Для теплообменника на дымоход своими руками, конструкцию разобрали в пункте выше. Сейчас разберем, каким образом происходит монтаж теплообменника рядом с котлом. Такое устройство будет включать:
- Корпус, то есть, грубо говоря, обшивку печи или котла.
- Непосредственно накопитель.
- Патрубки холодной и горячей подачи.
- Сливные краны теплообменника.
Подробно система конструкции, передана на картинке. Установить теплообменник на трубу дымохода в техническом плане будет немного сложней. Но, в таком случае происходит больший нагрев и циркуляция воды, соответственно больше тепла отдается помещению.
Печь, используемую для отопления дома или готовки пищи, можно переделать своими руками под агрегат, который будет нагревать воду для бытовых нужд. Для этого надо провести монтаж на трубу дымохода теплообменника. Как это сделать, рассмотрим в статье.
Что такое теплообменник
Это техническое устройство, изготовленное из материала с высоким показателем теплопроводности, в котором две среды с разной температурой соприкасаются через перегородку. Именно через стенку прибора от одной среды температура передается другой.
Существует два типа теплообменников:
- Рекуператоры. То есть те, в которых передача температуры происходит через перегородку.
- Регенераторы. В них среды с разными температурами соприкасаются с одной единственной поверхностью поочередно.
Теплообменный агрегат спирального типа
Существует еще одна классификация, в которой теплообменники делятся на водяные и воздушные. О первых было написано выше. Что касается вторых, то с их помощью в основном организовывают дополнительное отопление помещений. Ярким представителем таких агрегатов выступает гофрированные теплообменники.
Для этого используют стальные гофрированные трубы (они гибкие), которые обвивают дымоходную трубу. Получается так, что угарные газы с высокой температурой, идущие от топки печи, отдают часть тепла воздуху, проходящему внутри гофры. Последняя соединена с улицей, обычно ее вводят в помещение через отверстие, расположенное близко к полу. Иногда устанавливают маломощный вентилятор для придания воздуху небольшой скорости. Противоположный конец гофры устанавливают в то помещение, где требуется поднять температуру.
Читайте так же: Сбой зарядки батарея слишком холодная что делать
Материалы для теплообменников
Обычно дымоход собирают из металлических труб. Редко в парилке бани или других помещениях, кроме основного дома, монтируют керамические или стеклянные дымоходы. Слишком дороги. Поэтому можно смело говорить, что эти конструкции обладают высокой тепловой отдачей. Поэтому на них можно монтировать теплообменник.
Как правильно согнут трубу в змеевик
Самое сложное – согнуть трубу в змеевик. Если это стальное изделие диаметром меньше 25 мм, то ее можно согнуть на ручном трубогибе. Если диаметр больше данного значения, или используется алюминиевая, медная труба, то без нагрева их не обойтись. Для этого используется стандартная газовая горелка, работающая на пропане.
Есть другой способ, который сегодня практически не используют. Для этого в трубу засыпают мелкий просеянный песок, с двух сторон ее закрывают заглушками, а затем гнут по трубе диаметром 100, 120 или 150 мм. То есть соответствующей размерам дымохода. После готовую конструкцию освобождают от наполнителя и промывают под напором воды.
Следующий этап – нарезка резьбы на конце змеевика. Для этого используют лерку. Если теплообменник изготовлен из стальной трубы, то к концам можно приварить электросваркой сгоны с соответствующим диаметром под гибкие переходные шланги.
Все готово, можно монтировать теплообменник. Чтобы он не спадал с дымохода, можно его прикрепить к нему с помощью пайки. При этом увеличиться и теплообмен между двумя элементами. Далее в нижней части вкручивается вентиль, к нему гибкая вставка, которая противоположным концом присоединяется к водопроводу.
Трубы из нержавейки с раструбами на концах
То есть получается, что труба, формирующая сквозной проход через водяной бак, становится после сборки частью дымохода. Этот вариант более эффективный в плане передачи тепловой энергии от угарных газов воде, потому что в конструкции теплообменника нет воздушной прослойки, как в первом случае.
Что касается размеров и формы бака, то первые – это диаметр, который должен быть больше диаметра дымоходной конструкции в 1,5-2,0 раза. Длина в этом плане зависит от потребности в воде. Но она ограничена длиною дымохода. Форма бака может быть разной. Но чаще используют цилиндрическую или в виде прямого параллелепипеда. Хотя встречаются и очень необычные формы.
Теплообменник «труба в трубе» в полной сборке
Важно! Теплообменный аппарат этого типа перед началом эксплуатации надо обязательно заполнить водой. Если начать растопку без нее, то велика вероятность, что металл поведет, а это приведет к разгерметизации стыков деталей.
Заключение по теме
Теплообменник, установленный на дымоходе печи, это реальная возможность сэкономить на организации горячего водоснабжения. Здесь важно грамотно провести монтаж, с учетом требований пожарной безопасности.
Источник: