Радиатор из медной трубки своими руками. Теплообменник для печи своими руками. Каких видов могут быть самодельные печные теплообменники

Когда в доме имеется печь, то не стоит торопиться ее разбирать. Ведь, установив в ней теплообменник, можно провести модернизацию оборудования и сделать отопительную систему более усовершенствованной. Как сделать теплообменник, да еще и своими руками для , будет интересно узнать всем домовладельцам, кто до сих пор использует печное отопление.

Функциональные особенности теплообменников

Прежде чем начать изготавливать теплообменник, следует понять характер выполняемой им функции в отопительной системе. Принцип работы этого приспособления реализован в устройствах , газовых и твердотопливных. Теплообменник представляет собой конструкцию из изогнутых труб, которые размещаются внутри отопительного оборудования и нагреваются при помощи источника энергии.

По трубам теплообменника проходит теплоноситель, например, вода, которая нагревается и отправляется в , на ее место поступает остывшая вода из батарей и снова нагревается. Таким образом, происходит . В качестве теплоносителя могут использоваться газы, тогда в качестве нагревательного элемента будет работать рекуператор. Однако в жилых домах такой аппарат используется крайне редко.

Установив в печь теплообменник, можно получить полноценную систему .

Подбор материала

Следует сразу отметить, что в домашних условиях создать теплообменник как на заводе практически невозможно. Вместе с тем, самодельная конструкция по функционалу не будет уступать созданной на предприятии.

Можно придать любую форму конструкции, но наиболее популярными вариантами является система, выполненная из нескольких металлических труб в виде решетки или пластин. В связи с тем, что температура горения достаточно высокая, тем более когда в качестве топлива используется уголь, следует особое внимание уделить выбору материала, а также уровню качества швов сварки. Кроме того, важную роль имеет тип металла, поскольку у каждого своя теплопроводность. Если взять медную трубу, то она в 7 раз будет превышать коэффициент теплопроводности, чем аналогичная труба, изготовленная из стали. При идентичном диаметре и объеме передаваемого тепла достаточно 3,5 метра медной трубы, при этих же параметрах стальной понадобится 27 метров.

Нагревательные элементы из меди самые дорогие, но эффективные. Если нет возможности потратиться на приобретение таких материалов, можно приобрести стальные трубы, но при этом их диаметр должен быть не менее 3,5 сантиметров.

Для справки! В том случае, если в качестве топлива будет использоваться уголь, то наиболее рациональным вариантом будет установка теплообменника из чугуна. Это самый прочный и теплоустойчивый металл. Кроме того, в качестве нагревательного элемента можно использовать старые чугунные батареи.

Расчет мощности

Очень сложно сделать идеальную , не зная мощности теплообменника. При расчете данного показателя следуют учесть следующие параметры:

диаметр труб;
длину нагревательного прибора;
теплопроводность используемого металла;
максимальную температуру горения топлива;
скорость циркуляции жидкости.

Если установить данные исходные величины проблематично, можно воспользоваться усредненным расчетом, исходя из того, что для получения мощности в 1 кВт, понадобится метр трубы с радиусом не менее 2,5 сантиметров.

Конструкция и монтаж

Нагревательный элемент может быть выполнен в виде регистра – решетки из гладко сваренных труб. Это наиболее распространенная конструкция. Однако ее можно упростить, сделав в виде бака, в форме цилиндра или прямоугольника. Основное условие – достаточная площадь для осуществления процесса обмена жидкости.

При изготовлении нагревательного элемента требуется соблюдение следующих правил:

Во избежание закипания воды внутренний объем труб должен быть не менее 50 мм.
Металл не должен прогорать, поэтому его рекомендуемая толщина составляет минимум 3 мм.
При нагреве металл имеет способность расширяться, этот момент следует учесть, предусмотрев расстояние между стенами топки и нагревательным элементом.

Процесс установки нагревательного элемента состоит из нескольких простых действий:

на дно топочной емкости печи уложить теплообменник;
в печи предусмотреть отверстия для труб.

Преимущества теплообменника

Нагревательный элемент в системе отопления, установленный в печи, имеет свои преимущества. Среди основных плюсов можно выделить следующие:

Простота изготовления и монтажа.
В доме появляется комбинированное отопление, что дает возможность отапливать большие площади, а не только локально одно помещение.
Возможность использовать разные виды топлива. Например, котлы ориентированы только на конкретный вид, а печь можно топить любыми твердыми энергоносителями.
Печь придает интерьеру особый шарм и уют, а благодаря новой функции она будет приносить еще больше пользы.

Несмотря на очевидные преимущества, следует отметить, что в сравнении с котлами, сделанными в заводских условиях, КПД будет ниже, кроме того, отсутствует автоматический контроль температуры нагрева теплоносителя. Вместе с тем, стоимость заводских котлов не каждому по карману, а изготовление отопительной системы своими руками с использованием самодельного элемента нагревания под силу каждому.

При использовании печи для обогрева дома возникает вопрос, как повысить продуктивность отопительного прибора? Это можно сделать, если установить теплообменник на дымоход. Он будет использовать для обогрева помещения энергию продуктов горения топлива.

Разновидности установок

Данный агрегат использует тепловую энергию от дымоотводной трубы, которую передает теплоносителю. Конфигурация устройства зависит от вида и конструкции дымохода, материала из которого он изготовлен. В качестве теплоносителя может выступать:

обычная вода;
воздух;
любые жидкости, которые не замерзают;
масло.

Все теплообменники разделяют на воздушные и жидкостные. Воздушные установки имеют достаточно простую конструкцию. Их можно сделать своими руками при помощи подручных средств. Недостатком данного агрегата есть его низкая продуктивность.

Теплообменник, который использует в качестве теплоносителя жидкость, имеет более сложную конструкцию. Чтоб данная установка работала эффективно, нужно соблюдать некоторые рекомендации по монтажу. Но если все сделать правильно, дымоход с теплообменником может исполнять роль полноценной отопительной системы для небольшого дачного домика или бани.

Конструкция воздушного теплообменника

Воздушный теплообменник на дымоход представляет собой полый корпус, который подключается к системе отопления при помощи специальных патрубков. Внутри корпуса устанавливается специальное тормозное устройство для газов, которые образуются в процессе горения топлива. Чаще всего это специфическая система заслонок с небольшими вырезами для движения потоков воздуха. В некоторых моделях теплообменников существует возможность регулировать силу тяги в дымоотводном канале, что влияет на продуктивность агрегата.

Данное устройство работает благодаря принципу конвенции. В нижней части теплообменника есть отверстие, сквозь которое в его корпус попадает холодный воздух. Он быстро нагревается от воздействия высокой температуры дымохода, после чего возвращается обратно в помещение. Таким образом, за несколько минут в комнате, где установлен данный агрегат, стает заметно теплее.

Преимуществом данной конструкции есть значительное повышение производительности печки. При использовании одинакового количества твердого топлива можно получить в несколько раз больше тепловой энергии.

Конструкция жидкостного теплообменника

Данный агрегат представляет собой обычный змеевик с водой, который контактирует с внешней поверхностью дымохода. Тонкие трубки вставляют в металлический корпус и изолируют при помощи базальтовой ваты. В качестве материала для изготовления трубок для теплоносителя используется медь. Она имеет высокий коэффициент теплопроводности, что позволяет максимально уменьшить диаметр трубопровода.

Змеевик непосредственно подключают к отопительной системе и устанавливают на дымоотвод. В верхней точке агрегата должен находиться специальный бачок, который предназначен для забора, расширившейся от нагрева, жидкости.

КАК ИЗГОТОВИТЬ ТЕПЛООБМЕННИК(ЗМЕЕВИК)

Принцип работы жидкостного теплообменника:

от воздействия высокой температуры, которая образуется внутри дымохода, жидкость в трубопроводе нагревается;
горячая вода расширяется, отчего движется по змеевику и самотеком попадает в радиатор отопления;
в отопительном приборе горячая жидкость вытесняет холодную;
процесс повторяется сначала. Холодная вода обратно попадает в теплообменник, где снова нагревается.

Несмотря на высокую продуктивность данного агрегата, он имеет много недостатков. В первую очередь жидкостный теплообменник достаточно сложно установить, нужно постоянно производить контроль работы отопительной системы, наблюдать за показателями давления. Такую установку нельзя использовать в зимний период, когда жидкость в змеевике может замерзнуть. Также можно получить обратный эффект, когда из-за сниженной температуры в дымоходе уменьшается тяга, что влечет увеличение объема дров для получения определенного количества тепла.

Какие материалы можно использовать?

Качественный теплообменник на дымоход изготовляется из пищевой аустенитной нержавеющей стали. Она отлично работает при постоянном воздействии высоких температур. Никель, который содержится в составе сплава, образует на поверхности трубопровода особую пленку, которая устойчива к воздействию агрессивной среды.

В качестве материала для трубы теплообменника можно использовать оцинкованную сталь. При сильном нагреве выше 200°С цинк, который содержится в металле, начинает испаряться. При температуре 500°С его концентрация в воздухе становится опасной для здоровья человека. Но если ваша отопительная система будет работать в меньшем температурном диапазоне, данный материал полностью безопасен.

Как самостоятельно изготовить данное устройство?

Сделать теплообменник на дымоход своими руками достаточно просто. Для этого используйте следующие материалы:

лист металла размером 0,35 м х 0,35 м – 2 шт.;
труба диаметром 0,032 м и длиной 2,4 м – 1 шт.;
труба диаметром 0,058 м и длиной 0,3 м – 1 шт.;
металлическая емкость цилиндрической формы объемом 20 л – 1 шт.

Пошаговая инструкция для изготовления теплообменника:

Из листов металла вырежьте два круга радиусом 0,15 м. Они будут исполнять роль заглушек.
На листе металла разметьте места для размещения труб. Самый большой круг диаметром 58 мм должен находиться в центре, а по контуру – восемь маленьких кружков диаметром 32 мм.
Трубу диаметром 5,8 см нужно распилить при помощи болгарки на восемь одинаковых частей.
К одному концу трубы самого большого размера приварите заглушку.
Поочередно каждую трубу диаметром 3,2 см приварите к металлическому кругу.
Наживите другую заглушку к противоположной стороне труб, после чего ее приварите.
При помощи болгарки отрежьте дно металлической емкости.
На боковой поверхности металлического кожуха вырежьте два отверстия с противоположных сторон. Их диаметр должен соответствовать параметрам дымохода.
К подготовленным отверстиям приварите патрубки, при помощи которых агрегат будет присоединяться к дымоотводу.
Подготовленную сердцевину вставьте в кожух с патрубками. Конструкцию тщательно закрепите, используя сварку.
Присоедините теплообменник к дымоходу.
Готовый агрегат обработайте термостойкой краской.

Теплообменник из медной трубки своими руками

Данный агрегат – это змеевик из медной трубы, который оборачивается вокруг дымохода. Она быстро нагревается, а воздух, который движется внутри, становится теплым. Чтоб обеспечит высокую эффективность данной системы без применения насоса, длина змеевика не должна быть больше 3 м.

Сделать такую конструкцию можно при помощи аргоновой сварки. Допускается вариант крепления с использованием олова. При этом все поверхности нужно обезжирить ортофосфорной кислотой.

На концах медной трубы должна находиться наружная резьба для присоединения выносного бака с водой. Он должен обязательно находиться выше змеевика, что обеспечит максимальную продуктивность системы.

Используем гофру

Этот вариант теплообменника самый простой и требует минимальное количество материальных затрат. Для этого используйте длинную гофрированную трубу. Ее нужно обернуть вокруг дымохода.

Воздух внутри гофры будет очень быстро нагреваться. Его достаточно просто перенаправить в соседнее помещение. Для увеличения теплоотдачи намотайте на гофру пищевую фольгу.

Для безопасной эксплуатации отопительной системы с применением теплообменников разной конфигурации нужно все время проверять узлы соединения с дымоходом. При выявлении малейших зазоров незамедлительно восстановите герметичность швов.

Видео: Дымоход в водяной рубашке

Теплообменники – это общее название приспособлений, объединённых принципом работы.

Они применяются в химической, нефтяной, газовой, прочих промышленных отраслях.

В быту их используют для повышения КПД самодельных печей, в бойлерах косвенного нагрева, для совместной работы разных теплоносителей, когда один из них более дорогой (чтобы сэкономить средства), в общем, везде, где нужно охладить, нагреть или передать температуру жидкости или газу.

Как это работает, для чего и каким образом можно сделать теплообменник своими руками.

Итак, назначение приспособления – передавать температуру от одной среды к другой. Источниками тепла и теплоносителями могут быть различные жидкости, газы и пар. Нестабильные среды разделяются материалом, имеющим для этого подходящий показатель теплопроводности. Простейший пример теплообменника – обычный комнатный радиатор. Источник тепла – вода в отоплении. Нагреваемая среда – воздух в комнате. А разделяющий материал – металл, из которого сделан радиатор.

Большую роль в том, какой использовать промежуточный материал, имеет его степень теплопроводности. Лидерами по этому показателю являются серебро и медь. Но по понятным причинам, чаще всего применяется медь.

Устройство теплообменника

Медь в 7,5 раз лучше передаёт тепло, чем сталь, а пластик в 200 раз хуже, чем сталь. Получается, что при прочих равных условиях, 1,7 метра медной, 12 метров стальной и 2000 метров пластиковой трубы передадут одно и то же количество тепла.

Виды

По назначению, разделяют теплообменники на:

Охладительные.
Нагревательные.

Нагреватели же наоборот, содержат в себе разогретый газ (жидкость), который делится теплом с циркулирующей холодной жидкостью (газом).

Устройство поверхностного теплоомбенника

И «нагреватели» и «охладители» могут различаться по конструкции:

Поверхностные (тот случай, когда среды контактируют через промежуточную поверхность).
Регенеративные (поочерёдная подача холодной и горячей среды к специальной насадке, которая, нагреваясь и охлаждаясь, регулирует температуру сред).
Смесительные (подача одной среды непосредственно в другую и их перемешивание).

Надо сказать, что поверхностные теплообменники используются чаще всего. Они значительно отличаются по форме. Здесь можно выделить три типа:

Пластинчатые (множество пластин, собранных в кассеты, по лабиринтам которых проходит жидкость).
Змеевики (тонкая трубка, закрученная в спираль).
Труба в трубе.

Отопление на двух видах топлива может быть очень удобным, особенно когда возникают перебои с одним из источников обогрева. имеют две камеры сгорания и производятся в разных исполнениях: газ – электричество, газ – уголь и так далее. Конструкцию системы и способы монтажа рассмотрим далее.

Особенности выбора терморегулятора для радиатора отопления рассмотрим .

Привычные способы отопления в некоторых ситуациях могут оказаться неудобными. Отопление без газа и дров может быть хорошей альтернативой..html рассмотрим способы организации обогрева помещения без использования дров и газа.

Изготовление теплообменника «труба в трубе» своими руками

Принцип работы, плюсы и минусы

По названию понятно, что теплообменник представляет собой большую трубу, внутри которой расположена меньшая. Охлаждающая или нагревающая среда перемещается по внутренней трубе, а жидкость, которую нужно охладить, подаётся во внешнюю.

Теплообменник из трубы может состоять из нескольких звеньев, соединённых последовательно.

Такая несложная конструкция имеет преимущества:

подходит для любых теплоносителей;
просто изготовить самостоятельно;
легко чистить;
служит долго;
подходит для работы под давлением (в отличие от пластинчатых);
можно подобрать скорость движения жидкостей, путём изменения размеров труб.

Однако всё нужно тщательно рассчитывать, а трубы могут обойтись довольно дорого.

Изготовление

Понадобится:

Трубки разного диаметра (желательно медь) – 2шт.
Тройники т-образные (диаметр такой же, как у большей трубки) – 2 шт.
Короткие трубки одинаковой длины, диаметр = выходу тройника. – 2 шт.
Сварка и электроды, либо мощный паяльник и припой для меди.
Болгарка.
Рулетка.

Использовать будем тонкостенные медные трубки. Выбираем подходящие по длине отрезки так, чтобы диаметр одного был минимум на 4мм больше другого (зазор будет по 2 мм с каждой стороны).

На наружную трубку с двух сторон привариваем тройники (боковой стороной).
Вставляем внутрь трубку меньшего диаметра и, проваривая торцы большей трубки, фиксируем в ней внутреннюю трубку.
К выходам т-образных тройников привариваем короткие трубки, по которым будет подходить жидкость.
Если была использована не медная, а стальная заготовка, её эффективность будет значительно ниже. Имеет смысл увеличить площадь рабочей поверхности, сделав батарею из отдельных теплообменников. Они последовательно соединяются небольшими отрезками труб, приваренных то к одному, то к другому тройнику. В результате должна получиться змейка.

Для работы с загрязнёнными средами теплообменники делаются разборными, чтобы была возможность чистить его в будущем. Для чистых жидкостей делают неразборные теплообменники.

Сборка воздушного пластинчатого теплообменника своими руками с вентилятором

Сделаем из пластинчатого теплообменника бытовой обогреватель. Его можно, например, подсоединить к котлу с водяной рубашкой.

Понадобится:

готовый пластинчатый теплообменник, небольшого размера;
патрубки для воздуховода;
вентилятор;
фанера для сборки каркаса (её размеры должны совпадать с размерами боковых стенок теплообменника) – 4 шт;
фанера для фронтальной части каркаса – 1 шт;
лист металла;
брусок (такой длины, чтобы хватило на рамку и 4 коротких бруска);
саморезы;
рулетка;
электролобзик;
шуруповёрт.

Ход работы:

Из фанерных кусков сбивается ящик. Внутренние углы фиксируются при помощи брусков на саморезы. Теплообменник должен плотно вставляться в каркас.
На одну сторону каркаса крепим лист металла, посередине прорезаем отверстие, в которое будет вставлен вентилятор.
Делаем рамку из бруска. Крепим её на противоположной стороне каркаса.
К рамке приделываются патрубки для воздухоотвода.

Установив такой прибор на пути следования холодного воздуха с улицы, можно получить свежий, но тёплый воздух. Потери тепла из-за вентиляции помещений сократятся в 3 раза.

Водяной теплообменник для печи своими руками

Для повышения КПД котла с водяным контуром. Металлическая конструкция из труб большого диаметра будет встраиваться в печь и подключаться к отопительному трубопроводу.

Несколько общих рекомендаций:

Диаметр труб не должен быть менее 2,5 см. Иначе теплообменник будет замедлять движение жидкости.
Приблизительный расчёт площади теплообменника: 1м 2 на 3-5 кВт мощности печи.
Но если печь не только отапливает дом, но и греет воду, теплообменник должен «забирать» более 1/10 части тепла.

Конструкция теплообменника – две горизонтальные трубы, между которыми наваривается батарея из 6-9 труб того же диаметра.

Выход теплообменника делается в верхней части, вход (по которому будет подаваться обратка) – в нижней.
На входном и выходном патрубках нарезается резьба для присоединения к трубам отопления.
Установка в полости топки начинается на стадии закладки фундамента печи.
По мере строительства рядов печи, трубчатая конструкция всё время крепится и контролируется её положение (к выходу теплоносителя немного выше от уровня).
Когда печь закончена, теплообменник подсоединяется к отоплению. Делается это при помощи муфты. На одном из концов нарезается длинная резьба, накручивается узкая гайка, потом муфта до упора. Резьбы на второй трубе оборачивается лентой ФУМ, паклей и т. п., потом муфта скручивается в обратную сторону. Чтобы не тёк стык на первой трубе, резьба тоже оборачивается лентой ФУМ и прижимается гайкой.
Система с теплообменником заполняется водой и производится пробная топка.

Качество швов должно быть идеальным, ведь теплообменнику предстоит работать при высоких температурах, доступа к нему не будет, а течи приведут к ремонту всей печи!

Вариантом теплообменника для печи может быть резервуар, внутри которого проходит часть горячей дымовой трубы. Такой прибор легче обслуживать, демонтировать по необходимости, но сделать несколько сложнее.

Что делать с регулятором мощности?

Маленькое, недорогое устройство значительно сэкономит средства и поможет выставлять на теплообменнике нужную вам температуру.

Чтобы установить его на трубку теплообменника, нужно клеммами подключить термостат, а потом провода питания.

Избежать лишней работы, можно, купив регулятор со встроенным устройством нагрева. По цене ощутимой разницы не будет.

Теплообменник может стать отличным дополнением к печи, он повысит её эффективность. Его можно установить на вентиляционных отверстиях и греть проходящий в дом воздух, обеспечить дом горячей водой, заставить обычную печь отдавать больше тепла и много другое.

Очень актуальная информация в кризис, когда и денег мало, и цены поднебесные. Я вот тоже сейчас с отоплением на даче горбачусь, склоняюсь к теплым полам. Хотелось бы почитать что-нибудь на эту тему.

Хороший конечно способ и более экономичный, но нужно иметь мужские мастеровые руки)) Ну а женщине проще купить готовое оборудование. Но идея хорошая, познавательная статья для очумелых ручек

Теплообменник – устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одного другому.

Такой процесс может быть осуществлён несколько раз в одной системе, ведь частным случаем теплообменника является и , и газовый или электрический котёл.

Наиболее распространённая модель теплообменника, используемая в системе отопления, представляет собой 2 металлические ёмкости, которые подобно матрёшке находятся одна в другой, и через металлическую стенку производят передачу тепла.

Достоинства такого механизма заключается в том, что благодаря герметичной конструкции не происходит взаимное перемешивание однородных сред, а при использовании разных по физическим свойствам теплоносителей не происходит перемешивания.

Делаем своими руками

Прежде, чем приступать к изготовлению теплообменника, необходимо определиться с тем какой принцип передачи тепла будет реализован в таком устройстве.

Изготовление пластинчатого теплообменника

Для изготовления такого устройства необходимо приготовить следующие материалы и инструменты:

сварочный аппарат;
болгарка;
2 листа нержавеющей рифлёной стали толщиной 4 мм;
плоский лист нержавеющей стали толщиной 4 мм;
электроды;

Процесс сборки:

Из нержавеющей, рифлёной стали нарезаются квадраты со стороной 300 мм, в количестве 31 шт.
Затем , из плоской нержавейки нарезается лента шириной 10 мм и общей длиной 18 метров. Данная лента разрезается на отрезки длиной 300 мм.
Рифлёные квадраты свариваются друг с другом , полосой 10 мм с двух противоположных сторон, таким образом, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
В итоге , получается 15 секций, обращённых в одну сторону, и 15 в другую в одном корпусе кубической формы. Рифлёная поверхность таких секции позволяет эффективно передавать теплоту от одного теплоносителя другому, при этом, не происходит взаимное перемещение различных или однородных сред.
В том случае , когда используется для передачи тепла не воздушная масса, а жидкость, к тем секциям, в которых будет циркулировать вода, приваривается коллектор из нержавеющей стали. Коллектор изготавливается из плоской нержавейки. Для этой цели болгаркой вырезаются прямоугольники: 300 *300 мм – 2 шт; 300 *30 мм – 8 шт. Таким образом, получится комплект, из которого сваривается 2 коллектора, которые напоминают по своей форме квадратную крышку от коробки.
В каждом из коллекторов делается отверстие , к которому приваривается патрубок для последующего соединения с трубами отопительной системы или обеспечения горячим водоснабжением.
Отверстия на коллекторах делаются у одного из углов а, а при установке их на теплообменник входной патрубок должен быть расположен в нижней части такой конструкции, а выходной – в верхней.

Рассмотренный выше теплообменник устанавливается открытой стороной в систему циркуляции горячих газов.

Таким образом, раскалённый газообразный теплоноситель будет передавать теплоту рифлённым стенкам нержавеющих пластин, которые, в свою очередь, будут нагревать жидкость.

Теплообменник такой конструкции можно использовать для передачи тепла от одной жидкости, к другой. Для этого на открытые части пластин приваривается с 2 сторон стальная рубашка с патрубком вышеописанной конструкции.

Чертеж:

Изготовление водяного теплообменника для печи

Обычная дровяная печь может не только отапливать помещение традиционным способом, но и использоваться для нагрева воды для отопления комнат, в которых данный обогревательный прибор не установлен.

Для изготовления такого устройства понадобятся следующие материалы и инструменты:

труба стальная диаметром 325 мм, длиной 1 метр;
труба стальная диаметром 57 мм, длиной 6 метров;
стальной лист толщиной 4 мм;
сварочный аппарат;
электроды;
газовый резак;
белый маркер;

Процесс изготовления:

Цилиндр из трубы диаметром 325 мм устанавливается вертикально на стальной лист и обводится маркером или мелом.
Обведённая окружность вырезается газовым резаком. Затем по получившемуся металлическому блину изготавливается ещё одна окружность такого же диаметра.
В каждом из таких блинов вырезается 5 отверстий диаметром 57 мм. Такие отверстия должны быть равноудалены друг от друга, а также от середины блина и его края. Блины привариваются к цилиндру таким образом, чтобы их отверстия располагались напротив друг друга.
Труба 57 мм нарезается болгаркой на отрезки длиной 101 см. Необходимо подготовить 5 таких отрезков.
Каждый отрезок трубы устанавливается в отверстия таким образом, чтобы края этой трубы на 1 мм выходили из отверстий верхних и нижних “блинов”. Электросваркой отрезки труб свариваются. В результате, получается металлический цилиндр, внутри которого находятся трубы меньшего диаметра. По этим трубам будет проходить горячий воздух и дымовые газы, в результате чего, труба будет нагреваться и через свои стенки передавать тепло жидкости, которая будет находиться внутри цилиндра.
Для осуществления циркуляции жидкости внутри металлического цилиндра, в нижней и верхней его части привариваются патрубки. Снизу такой конструкции будет подаваться холодная вода, в верхней – осуществляться забор нагретой таким образом жидкости.

Воздушный теплообменник

Воздушный теплообменник – это пластинчатый прибор, который изготавливается по тому же принципу, как и вышеописанный в данной статье пластинчатый теплообменник, только с той лишь разницей, что коллектор на такое устройство не устанавливается.

Как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, через устройство в качестве теплоносителя используется газ. Только для нагрева используются горячие газы образованные в результате горения топлива, а в качестве нагреваемого газа выступает воздух, который для большей эффективности может подаваться через теплообменник принудительно с помощью вентилятора.

Труба в трубе

Теплообменники такой конструкции очень просты в изготовлении и в эксплуатации.

Для того, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно, понадобятся следующие материалы и инструменты:

электросварка;
электроды;
болгарка;
труба диаметром 102 мм, длиной 2 метра;
труба диаметром 57 мм. длиной 2 метра;
стальной лист толщиной 4 мм;

Процесс изготовления:

Из листовой стали вырезаются заглушки, в середине которых делаются отверстия диаметром 57 мм.
Эти заглушки привариваются к трубе 102 мм, таким образом, чтобы отверстия заглушек оказались посередине диаметра трубы. В эти отверстия заводится труба 57 мм и качественно проваривается по окружности.
В основной трубе 102 мм делается 2 отверстия для установки входящего и выходного патрубков. Эти отверстия должны располагаться как можно дальше друг от друга.

Принцип работы такого теплообменника очень прост: горячий теплоноситель, проходя по трубе меньшего диаметра, через металлические стенки трубы отдаёт тепло, жидкости, которая находится в полости трубы большего диаметра. Таким образом, происходит передача тепловой энергии, в то же время не происходит перемешивания жидкостей, которые могут быть не однородны, например вода и минеральное масло.

При подключении такой системы, как правило, теплообменник располагается в горизонтальной плоскости, а циркуляция жидкостей для повышения КПД осуществляется разнонаправлен

Чертеж собранного водо-водяного теплообменника труба в трубе:

Промывка теплообменника

Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.

Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.

Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.

Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.

Подобным образом происходит очистка системы теплообмена “труба в трубе”. Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.

Виды

Существует 2 типа теплообменников:

Поверхностный

Наиболее распространённый тип теплообменника, который получил распространение не только в системах отопления зданий, но и во многих производственных процессах. В качестве теплоносителя, который может быть использован для передачи тепла в таких устройствах, используется не только вода, но и водяной пар, различные минеральные масла и химические вещества.

Поверхностные модели разделяются на рекуперативные и регенеративные:

Рекуперативные – передают тепло через стенку теплоносителя.
Регенеративные – такие теплообменники функционируют в периодическом режиме. Сначала горячий теплоноситель нагревает поверхность теплообменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.

Смесительный

При использовании такого вида устройств, происходит проникновение горячего теплоносителя в холодный. В результате такого смешивания, происходит прямая передача тепла. В системе отопления такой вид теплопередачи используется редко.

Обычно, смесительный способ, применяется при солнечном нагреве воды, когда теплоноситель из теплогенератора поступает в накопительную ёмкость, в которой происходит смешивание, горячей и холодной жидкости.

Чтобы избежать образования накипи в системе отопления , необходимо использовать только дистиллированную воду. Большое количество дистиллированной воды для этой цели можно изготовить в домашних условиях пропуская через теплообменник “труба в трубе” водяной пар.
Используя самодельное устройство для теплообмена между газами , образованными в результате сгорания топлива и жидкостью, необходимо все монтажные работы производить с наивысшей тщательностью, чтобы в результате недостаточной герметизации дымохода не поступал угарный газ в помещение.
При использовании котлов или печек , в которых используется естественная тяга воздуха в дымоходе, площадь сечения дымохода внутри теплообменника не должна быть меньше площади патрубка котла или печки.

С этим прибором бытового пользования каждый из нас сталкивался хотя бы раз в жизни. К примеру, одними из разновидностей теплообменников являются знакомые нам полотенцесушители, радиаторы и батареи. Основная задача теплообменника – это нагрев воды за счет естественной циркуляции в условиях выносного бака или отопительного контура.

Описание теплообменника

На строительном рынке продается множество электрических генераторов тепловой энергии, работающих от разного топлива. Однако иногда практичнее использовать традиционные печи. Например, в тех случаях, когда дом расположен в отдаленных сельских местностях, где не исключены проблемы с подачей электричества или газа. Приемлемо размещение печи и в дачных строениях. А вот для того чтобы печь не только могла обогревать дом, но и обеспечивала вас горячей водой, правильным вариантом будет установка теплообменника.

Теплообменник представляет собой небольшой металлический бачок, объемом от 3 до 5л, с вмонтированными патрубками. Прибор нагревает поступающую холодную воду и отправляет ее к радиаторам и в съемный бак, вместительностью до 100 л, который дополнительно присоединяется к теплообменнику. Система работы предусмотрена таким образом, что, когда печь топится, то горячей водой обеспечивается и соседнее помещение, а в случае, когда баня не используется – вода автоматически сливается из системы. Непосредственно с огнем бачок не контактирует, а установку его производят в промежутке между печной топкой и конвектором. Печь растапливают в том случае, когда система собрана и заполнена водой.

Различают в основном 2 вида теплообменников: внутренний и внешний:

Внутренний теплообменник размещается непосредственно внутри печи. Прост в монтаже, однако в условиях печки из кирпича, добираться к нему сложнее. С металлической печью сделать это проще.
Внешний – выглядит как модуль дымохода и представляет собой трубу, спрятанную внутри герметичной емкости. Эта труба отводит от печи тепло. Такую конструкцию легко ремонтировать и проводить техническое обслуживание.

Любой вид теплообменника для банной печи нужно заполнять водой, а в некоторых случаях антифризом. Жидкость в них подается из навесного бака. Циркулируя ее естественным способом, осуществляется работа системы. Иногда для циркуляции применяют электрический насос. Однако специалисты рекомендуют использовать метод естественного движения воды в системе, плюс к этому лучше, если общая длина труб не будет превышать 3 метров, а толщина – не меньше 2,5 см.

Определение площади теплообменника производится исходя из общей площади помещения бани. Как правило, для обогрева стандартного помещения, площадью 2 кв.м. расходуется примерно 5 кВт электроэнергии. Во многом этот показатель зависит и от силы горения топлива в печи, от нахождения самого котла, да и когда процесс топки прекращается, то мощность котла стремительно снижается. Расчет площади поверхности теплообменника для печи нужно делать с запасом, для организации системы, способной поддерживать необходимую температуру в бане.

Принцип работы теплообменника

После растопки печи, вода в теплообменнике будет нагреваться. По мере повышения температуры жидкость медленно продвигается вверх по трубе. Из нижнего патрубка холодная вода попадает в теплообменник, нагревается и перемещается обратно в бак.

Категорически запрещено запускать в работу прибор «всухую», в противном случае он потеряет герметику и станет протекать. Избегать надо и использования в парилке пластиковых труб, так как при нагревании они выделяют токсичные испарения.

Отдельная разновидность теплообменников для печи применима для бани в качестве элемента дымохода. Расход тепла от сгорания топлива в таких приборах происходит более рационально. Основную тепловую энергию, которая идет для нагрева парилки, теплообменник, встроенный в печь, поглощает от топки печи. А вот устройство самоварного типа (то есть на трубе), чтобы нагреть воду использует тепло дымоходной трубы. В результате его эффективность высока.

Чтобы понять, как работает устройство, представьте себе бутылку с горячей водой, погруженную в холодную воду. Бутылка охлаждается, а вода наоборот, нагревается. По такому же принципу работает и теплообменник.

Простыми словами, это проложенный в бочке, свернутый отрезок трубы с двумя выходами, который нагревает или охлаждает жидкость. В качестве трубы подойдет медная отожженная труба. Она просто сгибается и к ней легко присоединяется резьбовая футорка.

Теплообменник для печи своими руками можно сделать по принципу водяной рубашки, когда обмен теплом осуществляется между вложенными друг в друга емкостями. Но такой тип устройства не специалисту в этом деле изготовить очень сложно.

В качестве деталей для теплообменника также может подойти старый полотенцесушитель или радиатор (возможно даже автомобильный), змеевик, регистр, коллектор или металлический бак. Газовые водонагревательные колонки б/у также годятся для этого. Выбор материалов для изготовления устройства зависит от возлагаемых на него обязанностей в дальнейшем.

Наиболее долговечный материал для теплообменника – это пищевая нержавеющая сталь. Она способна выдерживать высокие температуры, при этом ее характеристики остаются прежними. Цинк, например, при 200°С испаряется, а при более высокой температуре, становится опасным для здоровья из-за своих испарений. Поэтому теплообменники с оцинкованными профилями должны находиться под вашим наблюдением.

Конструкция теплообменников предполагает их изготовление как из листовой стали, так и из труб. Вторые, в свою очередь, имеют большую площадь нагрева. Теплообменник из труб чаще всего применяют в плитах, их размещают под варочной поверхностью. А в отопительных печах целесообразно устанавливать приборы из листовой стали, толщиной от 3 до 5 мм. Их длина индивидуальна и зависит от габаритов топливного отделения печи.

В чем польза теплообменников:

Благодаря использованию теплообменника, бак для горячей воды можно устанавливать подальше от печи.
Устройство обеспечивает быстрый нагрев жидкости и всей системы.
Теплообменник можно применять не только для работы в банной печи, но и в других отопительных и нагревательных оборудованиях.
Легко монтировать и демонтировать прибор.
При условии, что сварные швы теплообменника прочны и герметичны, он способен работать долго и надежно.
Теплообменник образует пар, нагревает воду, воздух в двух или трех помещениях.
Простой уход за прибором.
Высокий коэффициент полезного действия.
Можно устанавливать в любой бане.
Компактные размеры позволяют значительно экономить место.
Высокая мощность прибора и его быстрый нагрев.
Деформации при нагревании исключены.

Теплообменник для банной печи своими руками

Конструкция самодельных теплообменников для кирпичных печей бывает разнообразной. Наиболее приемлемый, недорогой и качественный вариант – это система из нержавеющей стали.

Ниже представлена элементарная схема теплообменника для кирпичной печи.

Технология изготовления:

В качестве основы прибора используйте листовой металл, толщиной от 2 мм.
Из металла изготовьте 2 резервуара: 1 - верхний цилиндрической формы, 2 – прямоугольной. Размеры рассчитываются индивидуально, в зависимости от размеров вашего банного помещения.
Соедините резервуары между собой трубами.
При помощи сварки заварите нижнюю трубу и заполните водой теплообменник. Выходное отверстие соедините с основной емкостью.
Заполните систему сжатым воздухом и проверьте герметичность швов.
Длину труб постарайтесь по возможности сделать минимальной. Это необходимо для того, чтобы большие потоки тепловой энергии быстро передавались теплоносителю.
Перед тем как монтировать устройство в общую систему, на выходной, а затем и на входной трубе, смонтируйте резьбы.
Все швы сделайте максимально плотными, без видимых зазоров.
Если в своем устройстве вы не предусматриваете насос, то система циркуляции воды должна осуществляться таким образом: из бака холодная вода по трубе подступает к печи, а горячая вода возвращается в бак. При этом трубы устанавливайте с соблюдением угла наклона от 2 до 5 градусов.
Для прогрева соседних помещений теплоизолируйте бак.
Слабое место теплообменника – это подверженность коррозии при контакте с влагой. Синтетические средства обработки металла не подойдут в данном случае, так как они обладают низкой теплопроводностью. Лучше изначально для изготовления системы применять более долговечные трубы из меди или стали.

Эксплуатация теплообменника

По советам мастеров теплообменники для дровяной печи не должны быть очень большими, с мощностью, которая соответствует мощности печи. Съемный бак надлежит подбирать средних размеров, чтобы за время, пока будет происходить топка, вода в нем успевала нагреться. В большом баке процесс нагревания растянется надолго. В горячую кирпичную печь с теплообменником не наливайте воду или делайте это с большой осторожностью. В качестве уплотнителя резьбы для соединения труб с теплообменником применяйте качественные и термоустойчивые материалы.

Если вы не планируете использовать насос в своей системе, то трубы надлежит располагать так: вода из съемного бака должна самотеком сливаться по трубе в печь и теплообменник, а оттуда – в горячем состоянии подниматься в бак. Система будет работать именно так, если вы расположите трубы под углом.

При изготовлении теплообменника для печи своими руками выбирайте жаропрочные материалы, для этого идеально подойдет качественная сталь.

Теплообменник для буржуйки своими руками

В домашних условиях сделать теплообменник на дымоход не сложно, для начала необходимо запастись инструментами:

2 листа металла - 35х35 см;
8 частей трубы (диаметр - 3,2 см, длина - 30 см);
труба (длина - 30 см, диаметр - 5,7 см);
лобзик по металлу;
маркер для отметок;
сварочный аппарат;
20-литровое ведро из стали.

Технология изготовления:

Первым делом изготовьте торцевые заглушки. Из листа металла вырежьте две окружности с радиусом 15 см. Маркером сделайте на них отметки для труб. В центре каждой круглой детали нужно расположить трубу диаметром 5,7 см. От этой трубы по кругу разместите 8 элементов диаметром 3,2 см.
Сделав правильную разметку, высверлите отверстия.
Чтобы выполнить сборку теплообменника правильно и легко, заранее можете заготовить фанерный шаблон толщиной 2 см.
Отрезанные трубы вставьте в отверстия, качественно приварите их сначала к одной круглой металлической плоскости, а потом, перевернув - к другой.

Приварив все правильно, у вас получится сердцевина теплообменника.
В качестве корпуса подойдет ведро из стали. Очистите его от содержимого, возможного налета и ржавчины. Лучше обжечь его изнутри и прочистить металлической щеткой.
При помощи шлифовальной машинки вырежьте дно ведра, патрубки соедините (входа и выхода). Для этого используйте части трубы для дымохода, которые можно приобрести в магазине.
В центре боковины конструкции сделайте отметку для входного патрубка и вырежьте отверстие ножницами.
На одном конце трубы сделайте насечку, а когда вставите трубу в ведро, загните насечки, закрепив трубу на корпусе. Входной патрубок установлен.
Далее в корпус поместите заготовленную ранее сердцевину, приварите ее и обработайте все швы специальным герметичным и огнеупорным средством.
Когда конструкция просохнет после герметика, покрасьте ее и оставьте высыхать на сутки.
Теплообменник для печи, сделанный своими руками, прицепите к дымоходу буржуйки.
При необходимости возле устройства можете установить вентилятор, чтобы теплый воздух циркулировал в помещении.
Готовый прибор может быть как переносным, так и стационарным.

Использовать любой отопительный прибор более эффективно позволит вот такой теплообменник воздушного типа. При его повышенном коэффициенте полезного действия можно сэкономить на топливе и на отоплении в целом. Как видите, сделать теплообменник самостоятельно не составляет больших затрат средств и времени при наличии качественных материалов, инструментов, и, конечно же, опыта.

__________________________________________________