Для создания теплообменника для банной печи своими руками вам понадобятся металлические трубы, которые будут служить в качестве теплообменной поверхности. Начните с определения подходящего места для установки теплообменника, чтобы он эффективно передавал тепло в воду или воздух. Затем соедините трубы с печью так, чтобы горячие газы проходили через них, передавая тепло, и задействуйте краны для регулировки потока воды, если планируете использовать устройство для нагрева воды.
Важно учитывать безопасность: надежно изолируйте соединения и следите за тем, чтобы температуру нагрева контролировалось, чтобы избежать перегрева или повреждения системы. Кроме того, рекомендуется использовать качественные материалы, чтобы обеспечить долговечность и эффективность работы теплообменника.
Воздушный теплообменник на дымоход своими руками: примеры изготовления и советы от мастеров
Продуктивность работы котла, отопительной или банной печи можно повысить, установив на трубу простой и в то же время эффективный прибор – теплообменник. Однако для его продуктивной работы нужно знать конструктивные особенности и правила изготовления устройства. Согласны?
Мы расскажем, как сделать теплообменник на дымоход своими руками. Перечислим, какие модификации подходят для самостоятельного монтажа, объясним, чем воздушная модель отличается от водяной. С учетом наших рекомендаций вы сможете значительно увеличить теплоотдачу отопительных агрегатов.
Принцип работы воздушного теплообменника
Основное назначение теплообменника – передавать энергию от продуктов горения в дымоходе теплоносителю, в качестве которого выступает вода или воздух. Установленные в дымоходах теплообменники (это относится к водяным модификациям) часто называют экономайзерами.
Эти устройства собирают и передают в помещение тепло, которое просто уходит в атмосферу, благодаря чему вырабатываемая печью тепловая энергия используется по максимуму. Кроме обычной водопроводной воды иногда используют и другие жидкости – масло или «незамерзайку».
В связи с этим все устройства делят на две большие категории:
- воздушные;
- жидкостные (водяные).
Выбор того или иного вида зависит от нескольких факторов. Важнейшие из них – это конфигурация и материал дымохода, а также характеристики самого прибора.
Схема воздушного теплообменника. Он считается менее эффективным, чем жидкостный аналог, но имеет простую конструкцию, что делает его подходящим для самостоятельного изготовления
Разберем, как работает воздушная модель. Конструкция устройства проста: прочный корпус с перегороженным внутренним пространством. Роль перегородок играют пластины или трубки, основная функция которых – затормозить движение нагретых газов и направить тепло в нужное русло.
Некоторые перегородки (заслонки) не припаивают, а делают подвижными. С помощью задвигания/выдвигания металлических пластин можно регулировать силу тяги, тем самым снижая или увеличивая производительность обогревательного прибора.
Воздушные теплообменники называют конвекторами, та как в основе их работы лежит принцип конвекции. Холодный воздух из помещения попадает внутрь устройства, где от воздействия горячих дымовых газов повышается его температура. В нагретом состоянии он через другое отверстие движется дальше – обратно в помещение или в отопительную систему.
Виды устройств для дымохода
Среди воздушных разновидностей традиционной моделью для самостоятельного изготовления считается трубчатый теплообменник, хотя есть и множество других вариантов.
Рассмотрим основные виды, которые актуальны для монтажа на дымоход печей длительного горения, малогабаритных буржуек, печей на отработке. Тепло, которое они преобразуют из энергии продуктов горения, называют сухим.
Если представить схематично внутреннюю часть устройств, то она может иметь следующие вариации.
Горизонтально или вертикально расположенные трубы, приваренные к корпусу топки. Вертикальное расположение эффективнее, так как воздух лучше проходит сквозь каналы. Материал изготовления – сталь.
Для приваривания к стенкам могут применяться фрагменты труб диаметром от 50 мм до 200 мм. Считается, что форма сечения – прямоугольная или круглая – принципиально не важна
Обвитая вокруг топки труба. Для хорошей теплоотдачи достаточно 2-3 витков, которые лучше слегка раздвинуть, чтобы увеличить площадь обогрева.
Производительность во многом зависит от разницы уровней входа и выхода воздуха. Силу тяги определяет разница в температуре, поэтому отверстие, отвечающее за забор, часто выводят на улицу
Перегородки внутри корпуса. Своеобразный лабиринт составляют из металлических пластин, установленных вертикально. Оптимальная толщина деталей – от 6 мм до 8 мм.
Входное и выходное отверстия воздуховода должны располагаться напротив начала и конца лабиринта. Сверху устанавливают и приваривают металлическую крышку, обеспечивающую герметичность корпуса
Трубы, проходящие сквозь топку.
Интегрированную конструкцию необходимо создавать при сборке самодельной печи, еще перед тем, как заварятся стенки. Каналы расположены параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. Сечение труб – 50 мм и более
При вертикально расположенных каналах движение воздуха более интенсивное, следовательно, производительность прибора увеличена. Но в некоторых случаях уместны устройства с горизонтально расположенными трубами или с перегородками. Каждая из перечисленных моделей подходит для самостоятельного изготовления, если есть навыки сварки.
Какой материал лучше?
При устройстве теплообменника применяют металлические детали – оцинкованные листы, баллоны из-под газа, трубы различного диаметра, чугунные заготовки и т.д. Чугун использовать не рекомендуется, потому что он, по сравнению со сталью, хрупкий и тяжелый, что затрудняет его монтаж на дымоход.
Оптимальный вариант – аустенитная сталь. Нержавейка легко переносит термические перепады, устойчива к механическим повреждениям, поддается самостоятельной обработке и сварке.
Таблица основных технических характеристик аустенитных сталей AISI. Можно проследить, как меняются свойства материала типов 304 (304L) и 316 (316L) при нагревании
Оцинкованная сталь уступает легированной или аустенитной, так как она не предназначена для нагревания. Высокотемпературный режим приводит к выделению окислов цинка, вредных для здоровья, поэтому если планируется повышение температуры в дымоходе до + 419,5 ºС, следует отказаться от оцинковки. Лучше приобрести дорогой, но безопасный материал.
Варианты изготовления приборов своими руками
Предлагаем несколько простых для самостоятельного производства проектов, которые при желании можно сделать из металлических деталей с помощью сварки и электроинструмента.
Обзор теплообменника из газового баллона
Если установить самодельное устройство на буржуйку, эффективность обогрева в помещении вырастет на 30-40%. Чем меньше по площади гараж или мастерская, тем выше продуктивность работы прибора.
Предлагаем рассмотреть вариант, который идеально подходит для маленьких печей типа «буржуйка», активно применяющихся для отопления гаражей.
Галерея изображений
Фото из
Дымоход буржуйки имеет выход в стену, поэтому теплообменник монтируется прямо на дымоотводящую трубу на небольшой высоте от плиты – 20-30 см. Если потолок высокий, его можно поднять выше или вывести выходное отверстие наружу
Корпус прибора – это вычищенный внутри и снаружи газовый баллон из-под пропана, из которого полностью удалены остатки газа и конденсата. Верхнюю часть баллона оставляют на месте (она находится снизу), а нижнюю отрезают и заменяют металлическим диском
Внутреннюю полость пересекают три металлически трубы диаметром 100 мм. Они расположены по восходящей спирали, а концы их выходят в различные стороны. Можно использовать трубы с большим диаметром (110 мм), а детали с меньшим сечением будут давать меньше тепла
Перед монтажом труб, проходящих насквозь, вырезают по два отверстия на каждую деталь. Для оформления верхней части используют металлический круглый диск, отрезанный по диаметру баллона и герметично приваренный
Источник3: laminatepol.ru
Теплообменник для банной печи своими руками
При топке бани образуется лишняя тепловая энергия. Домашние умельцы научились рационально ее использовать, например, для отопления прилегающих помещений и подогрева воды для принятия душа. Принцип действия достаточно простой – естественный тепловой обмен. Вода подогревается с помощью обыкновенного змеевика (теплообменника).
Создав замкнутый контур теплую воду можно использовать для обогрева других помещений, мытья и прочих процедур. Поэтому сегодня многие владельцы бань на собственных загородных участках интересуются, как сделать теплообменник для банной печи своими руками.
Зачем нужен теплообменник в бане
- обогревает парную и прилегающие банные комнаты;
- способствует экономии электричества;
- формирует комфортный микроклимат;
- позволяет получать горячую и теплую воду для банных процедур.
В парилке жар формируется от печи с камнями, которые накапливают тепловую энергию и отдают его окружающей среде. В прилегающее помещение бани тепло из парилки поступает по специальным коммуникациям, напоминающим систему отопления в доме.
Преимущества обустройства такого отопления:
- экономия в парной свободного пространства благодаря компактности размещения отопительного устройства и водонагревателя;
- возможность монтажа накопительной емкости для воды на значительном расстоянии от печного оборудования, например, в отдельной моечной зоне;
- нагрев воды в теплообменники осуществляется намного быстрее, чем воздушная среда помещения;
- продолжительный период эксплуатации системы – до 25 лет.
Вода является основой в банной системе отопления, в конструкции которой могут быть задействованы теплообменники разной конфигурации и габаритов. Такое приспособление может представлять собой просто несколько литровый бак с водой, расположенный непосредственно над печью, либо это может быть замкнутая трубопроводная система, по которой осуществляется циркуляция горячей воды.
Для информации! Как правило, горячая вода для банных процедур требуется в более значительных количествах по сравнению с бытовым применением. Здесь ее используют для запаривания различных трав в чанах, функционирования паровых бочек, мытья, постоянного поддержания помещений в чистоте и прочих банно-парных процедур. Это нужно учитывать при обустройстве теплообменника, устройство должно обеспечивать требуемый объем воды для комфортного времяпровождения и обслуживания бани.
Устройство и принцип работы
Принцип работы разных вариантов теплообменников аналогичен. За счет тепловой энергии, образующейся в результате сгорания в печи топлива, подогревается вода в накопительной емкости, и далее распространяется по отопительной системе либо применяется для мытья. В этом случае для организации в бане душа отдельная установка бойлера не требуется.
Теплообменники в зависимости от места расположения бывают:
- внешние – обустраиваются на дымоходе;
- внутренние либо интегрированные.
Конструкция такого нагревательного приспособления может быть сделана в виде змеевика либо накопительного водяного бака, который подогревается от жара дымохода либо непосредственно печной топки.
Теплообменник внешнего тира работает по принципу самовара, его подогревают горячие газы, образующиеся в процессе сгорания топлива и выводящиеся наружу через дымоходную трубу.
В теплообменники вваривают трубки, непосредственно по которым проходит вода. Рядом с нагревательным прибором либо в отдельном помещении размещают накопительную емкость, в которую уже поступает нагретая вода. Трубы разводят и объединяют в кольцо, чтобы жидкость постоянно циркулировала, то есть при работе печи была всегда горячей.
Отдельно нужно отметить, что эффективность функционирования теплообменника в первую очередь зависит от площади нагревающей поверхности. Общая площадь системы, сделанной из множества изогнутых труб, значительно больше одной толстой трубы либо плоской плиты аналогичных габаритов. Этот нюанс обязательно стоит учитывать при самостоятельном обустройстве отопления в бане и сооружении теплообменника.
Внимание! Нельзя постоянно эксплуатировать печное оборудование в бане со встроенным теплообменником без наличия в системе воды. За счет жидкости осуществляется охлаждение топочной металлической камеры печи. При нарушении этого процесса металл в результате сильного перегревания начнет деформироваться, соответственно печная конструкция быстро выйдет из строя.
Виды теплообменников
Для оборудования печных конструкций в бане используют разные типы теплообменников, отличающиеся:
- местом расположения;
- конструкцией.
Варианты устройств по конструкции:
- змеевик – самое простое приспособление, концы которого выведены из емкости, один предназначен для забора холодной воды, второй – для вывода подогретой;
- соединение двух стальных резервуаров – один в форме параллелепипеда, второй цилиндрический, после нагревания разогретая вода транспортируется по трубопроводу в душевую либо для обогрева помещений.
Второй вариант пользуется большой популярностью, так как позволяет одновременно отапливать все помещения в бане и нагревать воду для душа, прочих банных процедур. Это позволяет хозяевам значительно экономить собственные средства на электричестве, отоплении и подогреве воды для мытья.
Важно! При выборе оптимального теплообменника и его монтаже своими руками необходимо также помнить, что бак либо другая емкость с водой в процессе эксплуатации требует регулярной чистки от накипи.
Классификация видов
Теплообменник в бане предоставляет возможность решать различные задачи, например:
- отопление прилегающих помещений;
- нагревание воды для мытья в душе.
Змеевик для подогревания воды часто устанавливают внутри самой печи. Жидкость также может находиться в емкости, расположенной вне и совмещенной со стенкой печи, которая и будет передавать тепловую энергию. Также можно применять контур отопительный.
По месту расположения емкости теплой воды
Водонагреватели в зависимости от размещения бака с водой делятся на следующие типы:
- Емкость расположена в самой парилке. Такой вариант предоставляет возможность быстрее нагревать воду благодаря отсутствию трубопровода либо он достаточно короткий. В результате значительно уменьшаются тепловые потери. Единственный существенный недостаток – уменьшение в парилке полезной площади.
- Емкость размещена в прилегающей душевой комнате. Такой вариант обустройства рекомендуют многие специалисты. Во–первых, в парилке остается больше места, во-вторых в отдельном помещении намного комфортнее принимать душ. Недостаток – прокладка более длинного трубопровода.
- Емкость размещена вместе с теплоносителем в чердачном помещении. Это позволяет значительно повысить напор воды в кранах, в том числе в душе. Но при таком варианте расположения нагревательный бак требует дополнительного утепления с целью минимизации потерь тепла, также нужно проводить холодную воду на чердак, а также увеличится длина трубопровода с горячей водой.
Внимание! Размещение баков с водой в бане допускается в любом месте: над печью либо возле печной установки, на чердаке, в душевой либо прачечной комнате. Но главное при самостоятельном обустройстве данной системы помнить, что при внешней установке емкости для воды желательно утеплять, в противном случае жидкость будет намного дольше прогреваться, но значительно быстрее остывать.
По расположению теплообменника
По месту размещения нагревательного элемента теплообменники бывают следующих типов:
- Водонагреватель – часть печной установки. Для проведения ремонта такого нагревателя приходится разбирать соответствующий участок печи.
- Водонагреватель размещен возле дымохода. В этом случае вода в накопительной емкости нагревается медленнее. Но приспособление более доступно, значительно проще его поменять.
Совет: не рекомендуется монтировать теплообменник под каменкой, он будет забирать тепловую энергию, соответственно не получится в парилке поддать нужного количества пара для банной процедуры.
Общие принципы установки системы
Чтобы своими руками обустроить в загородной бане качественный теплообменник с продолжительным сроком эксплуатации нужно придерживаться следующих ключевых правил:
- Соблюдение углов наклона в процессе прокладки трубопроводных коммуникаций, при этом независимо от того, используется или нет циркуляционный насос. Иначе в процессе эксплуатации бани придется постоянно мучиться со спуском воды из системы трубопроводов, в том числе заменой электронасоса, утратившего свой ресурс работы.
Основные правила:
- трубопровод, по которому подается вода в накопительную емкость, нужно укладывать под углом 30º по направлению к теплообменнику;
- трубопровод, через который осуществляет отвод воды из накопительной емкости, монтируют под углом 5–10º по направлению к теплообменнику.
- Важно на этапе проектирования обогревательной конструкции позаботиться о спуске воды с системы. Для этого нужно предусмотреть специальный спускной кран в самой нижней точке конструкции. Это нужно чтобы не «разморозить» систему в зимний период, особенно если хозяева не регулярно пользуются баней.
- Перед началом эксплуатации обязательно нужно проверить герметичность соединения теплообменника с пластиковыми трубами. Нужно учитывать, что пластик может деформироваться при соприкосновении с горячими поверхностями. Поэтому специалисты рекомендуют на таких участках использовать металлические трубные вставки с переходниками на трубопровод из пластика.
- Циркуляционный насос рекомендуется встраивать прямо в трубопровод, чтобы при его чистке и замене не пришлось демонтировать полностью всю систему. Агрегат подключается через тройники, присоединенные к коммуникациям с двух сторон. Это позволит перекрыть линию с обеих сторон и не спускать полностью воду с трубопровода для проведения ремонта насоса.
- После завершения монтажа обязательно нужно проверить работу всей системы с помощью подачи холодной воды. Это необходимо для того чтобы при обнаружении протечек в местах соединений сразу их устранить.
Важно! При самостоятельном обустройстве системы отопления в бане важно не забыть вмонтировать в нее кран для слива воды, предусмотреть возможность свободного доступа для демонтажа отдельных элементов конструкции с целью обслуживания системы в процессе эксплуатации.
Как сделать теплообменник своими руками
Нагреватель воды в бане при желании можно сделать своими руками в бытовых условиях. Для этого необходимо выбрать наиболее оптимальный вариант конструкции, тщательно изучить инструкцию по сборке и ознакомиться с рекомендациями специалистов.
Материалы и инструменты
Расходные материалы:
- листовое железо для изготовления емкости;
- трубы для прокладки трубопроводной системы;
- трубы для изготовления змеевика.
Необходимые инструменты:
- агрегат для сварки металлических труб;
- ножницы по металлу;
- тиски;
- плоскогубцы;
- ключ гаечный;
- инструмент для развальцовки.
Совет: для изготовления теплообменника рекомендуется использовать материалы из нержавеющей стали либо металлические с оцинкованным покрытием. Оптимальная толщина листового металла для сваривания накопительного бака, в том числе труб – 1,5–2 мм.
Расчет размеров и мощности
Сделать точный расчет теплообменника невозможно по ряду следующих причин:
- отсутствие возможности регулировки подачи воздуха;
- неоднородность используемого топлива;
- неодинаковая теплоотдача печного оборудования в процессе эксплуатации.
Поэтому любой тип нагревательного приспособления сооружают с запасом прочностных показателей.
Совет: для изготовления змеевика с размещением в топочной камере рекомендуется использовать трубы из стали Ø ¾, с размещением в трубопроводе – из меди Ø 10 мм. Рекомендуемая длина змеевика – 1 м. Для медных труб шаг установки должен быть минимальным, для стальных – 10–15 см.
Порядок изготовления теплообменника около отводящей трубы
При самостоятельном монтаже теплообменника с расположением возле отводной трубы важно обеспечить качественную герметизацию отверстий.
Последовательность выполнения монтажа:
- изготовление из медной трубы Ø 10 мм змеевика;
- развальцовка окончаний труб для формирования перехода диаметра стандартной трубы к диаметру змеевика;
- изготовление отводного отверстия в отрезке дымовой трубе;
- монтаж змеевика и отводных труб;
- монтаж отрезка дымовой трубы;
- установка остальных элементов коммуникационной системы.
В результате должна получиться достаточно надежная и безопасная система нагрева воды и отопления банных помещений.
Теплообменник в печи
В этом случае конструкция представляет собой также змеевик, только для его изготовления применяется прочная стальная труба, которая не сгибается так, как медная. Поэтому в данном случае отводы делаются прямыми.
Между поворотами трубопровода оставляются отступы, чтобы вода в трубах не закипала при нагревании.
Совет: при выборе такого места расположения змеевика в трубопроводную систему рекомендуется включать циркуляционный насос.
Установка и подключение
При обустройстве теплообменника в дымоходе его фиксируют на отводах. В топочной части печной установки водонагреватель держится на кирпичной кладке.
Ключевое правило сооружения таких конструкций – отсутствие горизонтальных участков. Отводные трубы желательно делать минимально возможной длины.
Последовательность выполнения монтажа:
- В первую очередь нужно определиться с местом размещения накопительной емкости для воды. Как правило, ее крепят к стене в бане выше самого теплообменника на 10–30 см.
- Перед тем как подвешивать бак нужно закрепить дюбелями на стене 2–3 направляющие из деревянных реек. Непосредственно на них фиксируется емкость, чтобы между ней и стеной остался вентиляционный зазор – минимум 2 см.
- Под дно бака дополнительно устанавливаются специальные кронштейны для укрепления конструкции.
- Далее нужно подключить 4 патрубка: >
- патрубки прямой и обратной подачи подсоединяют с помощью фитингов к теплообменнику;
- патрубок для заполнения системы холодной воды соединяют с обратным клапаном
- патрубки для подачи теплой воды потребителю подсоединяют к кранам выдачи и душу.
При соединении патрубков с нагревателем рекомендуется использовать качественную гофрированную трубу из стали либо меди. Также обязательно нужно надежно уплотнить все соединительные участки.
- Далее нужно установить на линию обратной подачи воды вентиль для ее слива. Он должен быть расположен в самой нижней точке системы.
- Следующий шаг – фиксация на стену печной конструкции бака с теплообменником, если он не встроен в саму печь.
- Заключительный этап – соединение фитингами трубопроводов и подключение их к источнику воды.
Важно! Перед началом эксплуатации системы отопления банных помещений трубопроводные коммуникации заполняют холодной водой и проверяют наличие протечек. Даже самая небольшая дырочка со временем увеличится, и в этом месте трубопровод будет сильно протекать. Поэтому все обнаруженные дефекты при осмотре сразу же устраняются.
Разобравшись с конструкцией банных теплообменников, правилами их установки, монтажные работы вполне можно выполнить самостоятельно. Главное соблюдать требуемые уклоны трубопроводных коммуникаций, чтобы теплоноситель мог передвигаться самостоятельно и не забыть оборудовать кран для слива воды в зимний период. А если финансовые возможности позволяют для повышения скорости циркуляции жидкости в трубах и напора выдачи теплой воды из кранов и в душе, рекомендуется подсоединить в систему электронасос.
Источник4: laminatepol.ru