Теплообменник на трубу дымохода в баню

Как сделать теплообменник на трубу дымохода – варианты конструкции и способы монтажа

Одним из обязательных элементов банной или отопительной систем является печь, которая может служить не только источником тепла в доме, но и подогревать воду для бытовых нужд. В данной статье мы расскажем, зачем нужен теплообменник на трубу дымохода, какие бывают разновидности такой конструкции, а также каким образом его можно установить.

Механизм функционирования

Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.

Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.

По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.

Воздушный радиатор на трубу дымохода имеет аналогичный принцип работы. Холодный воздух поступает внутрь теплообменника снизу, а после нагревания поднимается вверх и через трубопровод подается в отапливаемые помещения. Кроме того, пластины радиатора также отдают тепло. Воздушный теплообменник оптимален для отопления мансард на даче или предбанников бани, если такие помещения протапливаются лишь время от времени. В них нецелесообразно организовывать водяное отопление, поскольку придется постоянно заливать и сливать воду из системы.

Накопительный бак с водяным контуром

Установить бак-теплообменник на трубу дымохода в баню можно из оцинкованной жести либо из нержавеющей стали. На выбор материала будет в значительной степени влиять строение печи. Если в вашем распоряжении двухкамерный котел, в котором оборудована система дожигания газов, следовательно, выходящий в трубу дым будет уже не слишком горячим – не более 200 ℃. В таком случае материал для бака не имеет решающего значения. Читайте также: «Как сделать и установить бак на трубу для бани – практические рекомендации».

А вот в обычных конструкциях печей, где горячий угарный газ выходит непосредственно в дымоход, температура дыма может подниматься до 500 ℃. В такой ситуации единственный вариант – нержавеющая сталь, ведь оцинковка будет выделять токсины от сильного нагрева.

Как правило, устанавливают такой тип регистра на трубу – в баню, где необходимо постоянное снабжение большим количеством горячей воды. При этом сам бак устанавливают на печке внутри парилки или моечной, а вокруг трубы оборачивают нагревательный контур. В бачке предусматривают входной и выходной штуцеры для циркуляции воды в системе. Как вариант, подобный тип отопления можно использовать для гаража или подсобок. Читайте также: «Как сделать дымоход из трубы своими руками – пошаговое руководство».

Инструкция по изготовлению бака

Зачастую в магазинах можно купить теплообменник на трубу отопления с уже сделанным водяным контуром. Останется только монтировать его на новую фабричную печку и можно пользоваться. Однако при желании вы можете сделать теплообменник на трубу дымохода своими руками.

Потребуются такие материалы:

листы стали и куски трубы из нержавейки разного сечения со стенками, толщиной 1,5-2мм;
штуцеры на 1″ или 3/4″, чтобы подключить водяной контур к системе отопления;
большой бак для воды из оцинковки или нержавейки объемом 50-100 литров;
гибкие шланги или трубы из меди или стали для горячей воды;
кран для слива воды из системы.

Работы по сборке теплообменника с баком состоят из таких этапов:

Разработка чертежа. Исходя из вида печки и диаметра дымовой трубы, определяют габариты бака. В простых металлических печах с прямым дымоходом на выходе газы очень сильно нагреваются, так что теплообменник может быть довольно крупным – около 50 см высотой.
Внутренний диаметр стенок накопительного бака нужно выбрать так, чтобы он плотно сел на патрубок дымохода. Внешний диаметр бака должен быть больше внутреннего сечения в 1,5-2,5 раза. Такие параметры позволяют быстро нагреть теплоноситель и обеспечить его свободную циркуляцию. Если в печи выходящие газы не очень горячие, то лучше ставить теплообменник на трубу дымохода для отопления меньших размеров, чтобы не скапливался конденсат и была хорошая тяга.
Сварочным аппаратом нужно скрепить все элементы конструкции, проследив, чтобы швы были герметичными. Штуцеры для циркуляции воды приваривают вверху и внизу бака.
Водяной котел усаживают на дымовой штуцер очень плотно, дополнительно обрабатывая швы жаростойким герметиком. В верхней части на баке точно так же крепится переходник на утепленную трубу, которую через потолок или стенку выводят наружу.
Нагревательный контур с теплоносителем подсоединяют к накопительному баку. Входящую трубу с холодной водой через штуцер подводят к баку с наклоном в 1-2 градуса. Труба с горячей водой, подключаемая к емкости через верхний штуцер, имеет наклон в 30 градусов. При этом сам накопитель монтируют выше теплообменника.
В самом низком месте бака врезают кран для слива воды. В парилке он может быть совмещенным с краном для забора горячей воды.
Прежде чем растапливать печь, в систему заливают воду, чтобы металлические элементы не перегрелись, а швы не полопались.
Заполнение водой в теплообменнике может быть как ручным, так и автоматическим. Если производится залив воды вручную, нужно установить на наружной стенке прозрачную трубку, чтобы следить за уровнем воды.

Стоит отметить, что от контура до бака не должно быть более 3 метров расстояния, а диаметр трубы лучше брать не уже 3/4″.

Теплообменник в виде змеевика

Если для монтажа предыдущего типа отопления от трубы дымохода требуется умение обращаться со сварочным аппаратом, то конструкция теплообменника в виде змеевика выполняется намного проще. Нужно только обернуть несколько колец гибкой алюминиевой или медной трубки вокруг дымохода. Эти металлы имеют высокий уровень теплопроводности и не разрушаются из-за коррозии.

По диаметру трубка должна быть удобной для подключения к штуцеру накопительного бака. Оптимально для сгибания выбирать трубу сечением не более 28 мм. По длине такой контур не должен превышать 3 метров, чтобы циркуляция воды была правильной. С помощью гибкой подводки можно подключить бак к змеевику.

Как правило, змеевики применяют для нагрева воды, хотя, иногда и для отопления маленьких комнат. Лучше всего себя показывают змеевики, закрепленные на дымовых трубах металлической печи с очень высокой температурой угарных газов.

Способ монтажа змеевика

Монтировать теплообменник-змеевик можно на дымоход банной печки или буржуйки в гараже или сарае. Он будет служить для отопления или для нагрева воды.

Для работы потребуется:

алюминиевая или медная трубка длиной до 3 м;
2 штуцера 3/4″ и гибкий шланг для горячей воды;
котел с поплавковым краном для заполнения водой и клапаном для ее использования;
кран для слива теплоносителя из системы.

Технология монтажа системы выглядит так:

Первым шагом производится изгиб трубки, чтобы ее сечение осталось неизменным. Для медных труб менее 28 мм диаметра можно использовать трубогиб, не нагревая их. А вот стальные, алюминиевые и изделия с большим диаметром нуждаются в предварительном прогреве паяльной лампой.
Для сгиба можно воспользоваться сухим песком, заполнив им трубу и закрыв заглушками с обеих сторон. По образцу производят спиральный сгиб, после чего ссыпают песок и промывают трубу под напором воды.
В торцевых частях трубки нарезают резьбу для переходников под штуцеры, а затем подключают к системе.
Полученный змеевик монтируют на дымоход. Если припаять его оловом к трубе, теплоотдача будет лучше. Предварительно производят обезжиривание ортофосфорной кислотой.
Немного выше змеевика на опору или на стену вешают накопительный бак. Подключают его к теплообменнику гибкой подводкой и устанавливают кран внизу бака.

Отметим, что для безопасного и долговременного использования змеевика для отопления, нужна установка насоса, обеспечивающего циркуляцию воды в системе и препятствующего перегреву.

Регистр воздушного типа

Использовать на благо излучаемое дымоходом тепло и увеличить тем самым КПД буржуйки или печи для бани можно, установив воздушный бак-теплообменник. Он выглядит как корпус в форме цилиндра, сквозь который проходят несколько полых трубок. Снизу в них попадает холодный воздух, нагревается внутри теплообменника, поднимается вверх, откуда попадает в помещение. Такой тепловой поток можно направить в соседние комнаты, чтобы обогреть большее количество помещений. Читайте также: «Виды регистров из гладких труб, характеристики и особенности использования в системах отопления».

Существуют специальные конструкции печей с теплообменниками воздушного типа, которыми обогревают не только гаражи, но и большие теплицы или прочие постройки.

Теплообменник из гофра

Гофрированные канализационные трубы могут с успехом быть использованы для организации теплообменника. Их накручивают вокруг неутепленного отрезка дымовой трубы, чтобы воздух, находящийся внутри них, быстрее нагрелся и распространился в соседние помещения. А если обернуть такую трубу и дымоход фольгированным материалом, то прогрев будет происходить быстрее.

Оптимально использовать гофру для буржуйки, установленной в гараже (прочитайте также: «Как установить трубу для буржуйки в качестве дымохода»). Выведя отверстия воздуховодов пониже к полу, можно добиться равномерного распределения теплого воздуха во всем гараже и создать вполне комфортные условия.

Колпаковый теплообменник

Если нужно организовать отопление второго этажа и мансарды дома, то удобно использовать теплообменник в виде колпака. Он позволяет задержать теплый воздух, который скапливается возле потолка, внутри комнаты. Постепенно остывая, воздух будет опускаться вниз, и обогревать комнату остаточным теплом.

Изготовить такой колпак можно из огнеупорного гипсокартона, листа оцинковки или другого материала, после чего вывести воздуховоды к месту назначения. Для красоты колпак можно обложить искусственными камнями, которые будут нагреваться и постепенно отдавать тепло.

Негативные моменты

Наряду с пользой теплообменника на дымоходе, стоит отметить и ряд негативных факторов. Во-первых, из-за такой конструкции температура выходящих газов существенно снижается. Это может провоцировать излишнее накапливание сажи, образование конденсата и ухудшение тяги.

Немаловажный момент обустройства такой системы отопления – это просчитать, какой объем воды нужен для ее полноценного функционирования. Если ее будет мало, система может перегреться, вода в ней закипит, и трубы могут разорваться. Кроме того, важно обеспечить герметичность швов.

В любом случае, обустройство теплообменника позволяет увеличить эффективность любой печи. В целях безопасности, как минимум, дважды в год следует проводить визуальную диагностику системы и ее обслуживание – чистку сажи, замену дефектных элементов и так далее. Тогда можно будет с уверенностью использовать теплообменник для отопления дома и нагрева воды в бане.

Теплообменник для трубы дымохода в баню

Чтобы проводить банные процедуры по всем правилам, вы должны решить вопрос с нагревом воды для помывки. Владельцы, которые остаются верны традициям, не особо задумываются над этим и еще на этапе проектирования бани предусматривают в ней каменку. Однако вы можете избежать трудоёмкой работы по ее топке, если выберите современное решение — электробойлер. Правда, и здесь есть свои сложности.

Вам придется выбрать подходящую модель отопителя с теплообменником. Но вы можете сэкономить, если решите сделать его своими руками. Но для того чтобы это устройство хорошо выполняло свои функции, вам не помешает вначале узнать о назначении теплообменника и о правилах его установки.

Читать еще: Как соединить медную трубу с пластиковой?

Для чего нужен теплообменник?

Подавляющее большинство сооружаемых в банях печей нельзя назвать экономичными. И причина такой расточительности связана с требованиями, которым они должны удовлетворять:

Банная печь должна достаточно быстро нагревать парную до высокой температуры;
Каменка должна иметь компактные размеры;
Для любой бани печь – обязательный элемент;
Сооружаемая в бане печь рассчитана на периодическую эксплуатацию.

Учитывая все эти требования, становится понятно, что банные печи должны иметь такую конструкцию, чтобы за минимальное время разогревать топку до высокой температуры и поддерживать ее в течение заданного временного промежутка. Но во время работы каменки довольно большое количество тепловой энергии уходит впустую через дымоходную трубу. Однако при правильной организации системы обогрева можно сделать так, что эта энергия может использоваться для подогрева воды для помывки или отопления смежных с парилкой помещений.

Все вышесказанное не относится к кирпичным колпаковым печам Кузнецова, которые очень популярны у наших соотечественников. Они имеют очень продуманную конструкцию, благодаря которой демонстрируют очень экономичный режим работы. В результате такая печь на протяжении многих часов может поддерживать тепло в парной и одновременно с этим использоваться для отопления соседних комнат. При желании можно найти специальные разновидности банных печей, оборудованные водяным теплообменником.

Добиться большей экономии от банной печи можно, если начать использовать выделяемое в процессе сжигания топлива тепло. Такую возможность предлагают современные печи со встроенным змеевиком. Если же у вас в бане уже работает отопитель без водяного контура, то вам нужно только установить самодельный или заводской теплообменник. В этом случае можно будет сэкономить на покупке бойлера и не оплачивать крупные счета за израсходованную электроэнергию.

Принцип работы

Современные теплообменники могут отличаться друг от друга принципом подогрева воды, на основании чего их можно разделить на несколько типов:

Змеевик, установленный внутри отопителя;
Наружный теплообменник, выполненный в виде прямоугольного бака, нагрев которого обеспечивается за счёт контакта со стенками печи;
Наружный водяной контур, высокую температуру нагрева которого поддерживают дымовые газы.

В продаже можно встретить и такие модели, в которых в конструкции уже установлен бак для воды из нержавейки. Однако теплообменник подобного типа работает так же, как и змеевик.

Змеевик

Первый тип воздушного теплообменника на дымоход — стальной змеевик, который установлен непосредственно в топливнике. Он имеет такое расположение, чтобы избежать прямого контакта трубы с пламенем. Иными словами, его устанавливают на некотором расстоянии от зоны самой высокой температуры. Лучше всего, когда этот элемент расположен на пути отходящих продуктов сжигания топлива. В этом случае можно будет не беспокоиться о возможном его прогорании, а это гарантия его длительной службы. У встроенного змеевика на выходе предусмотрены патрубки, которые позволяют подключить трубы, ведущие к выносной накопительной емкости.

Плюсом теплообменников этого типа является минимальное время нагрева воды. Однако эффективность их работы не впечатляет.

Для нагрева используется тепло, забираемое у топки, а это приводит к уменьшению мощности отопителя. В результате увеличивается время отопления парной, а это увеличивает и расход топлива.
Остается нерешенной главная проблема — раскаленные дымовые газы будут продолжать все так же, не принося никакой пользы, вылетать в трубу. Из-за этого КПД агрегата находится на довольно низком уровне, который не превышает 50%.

Правда, все вышесказанное не относится к кирпичным банным печам, оснащенным теплообменником и несколькими ходами движения дымовых газов, которые служат для поддержания комфортной температуры в предбаннике и моечной.

Наружный теплообменник

Другой разновидностью теплообменника на дымоход, которая позволяет передавать печное тепло воде, является наружный навесной бак из нержавеющей стали. Как правило, его устанавливают на одну из боковых стенок топливника, а нагрев обеспечивается за счет выделяемого ею инфракрасного излучения. Преимуществом этого варианта является простота установки, однако пользоваться таким теплообменником не очень удобно. Здесь проявляется недостаток, присущий первому типу теплообменника, заключающийся в прямолинейном отборе тепла, и вдобавок к этому в подвесной бак приходится постоянно добавлять холодной воды.

Устройства отбора тепла у дымовых газов

Чтобы использовать с пользой выходящие в трубу дымовые газы, достаточно установить на дымоход водяной теплообменник самой простой конструкции. В результате можно увеличить эффект от сжигания дров до 60%. Нужно учесть, что это приспособление никоим образом не затрагивает работу печки, поэтому на отопление парной затрачивается столько же времени, как и обычно. Это же можно сказать и про необходимое количество топлива. Из плюсов теплообменников подобного типа стоит отметить то, что их высокий КПД обеспечивается благодаря отбираемому у продуктов сгорания теплу, что приводит к их постепенному охлаждению.

Этот принцип работы теплообменника давно взяли на вооружение большинство компаний, специализирующихся на производстве металлических банных печей. Предлагаемые ими изделия имеют в своей конструкции бак для воды открытого типа, который устанавливается непосредственно на дымоходную трубу. Потребителям теплообменник подобного типа интересен из-за низкой стоимости, хотя в процессе пользования ими возникают определенные неудобства. Это связано главным образом с необходимостью регулярно доливать воду по мере ее использования или испарения, когда она нагревается до температуры кипения.

Среди всех доступных на сегодняшний день вариантов нет равных по эффективности конструкции с теплообменником на дымоходе, которая выполнена в виде проточного нагревателя небольшой емкости — как правило, 5-10 л. Для обеспечения правильной работы к нему при помощи патрубков подключается система с выносным резервуаром-накопителем. Используемый выносной бак может иметь вместительность порядка 60-120 л, однако в каждом случае необходимо подбирать свой резервуар с учетом мощности отопителя. В течение времени, пока будет топиться печка, вода в резервуаре успевает нагреться до комфортной для помывки температуры.

Еще стоит рассмотреть комбинированные модели для бани, которые представляют собой обычную банную печь с теплообменником, установленным в топке, имеющим дополнительно бак на дымоходе. Для объединения этих элементов в единую систему используется схема подключения из трубопроводов, поэтому в контуре нагрева присутствует вместо одного два нагревателя. Подобное устройство было предложено производителями с учетом всех преимуществ и недостатков других прошлых модификаций. Однако для использования этой печи необходим отдельный накопительный резервуар, так как нагрев воды в баке происходит достаточно быстро.

Установка теплообменника

Если вы хотите избежать трудоемкой работы по монтажу, то вам следует приобретать металлическую печь, укомплектованную теплообменником. Выполнить эту работу достаточно просто — нужно только внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации и произвести сборку в точности со схемой. В завершение вам останется лишь подключить ее к системе.

Совсем иначе дело обстоит, если вам необходимо подключить водяной контур к газоходу или топке кирпичной печи. В этом случае вам потребуется изготовить регистр, для которого вы можете использовать черную толстостенную трубу или нержавейку. После этого вам останется только встроить его, ориентируясь на заранее разработанный проект печи.

Изучая отзывы об изготовлении и установке печей своими руками, можно найти рекомендации отдельных пользователей о том, что оптимальной для теплообменника является площадь поверхности 1 м 2 . Однако это не может быть универсальным ориентиром из-за различий в конструкции печей. К тому же выполнить расчет этого показателя обычному пользователю непросто. Поэтому лучше изготовить самодельный змеевик, подобный тому, которым комплектуются готовые банные печи. Иными словами, вам необходимо вначале узнать технические характеристики изделия любого производителя той же мощности, что и у вас, не забыв учесть площадь поверхности теплообмена.

Если же вас заинтересовали модели дымоходных теплообменников, работающих по принципу водяного экономайзера, то у вас есть два пути — купить у производителя или изготовить самостоятельно, собрав конструкцию из двух труб разного диаметра. Но здесь вам нужно помнить о следующем: делая контур большой протяженности, вы тем самым повышаете его эффективность обмена теплом с дымоходной трубой.

Заключение

Обычно при строительстве бани владельцы не особо задумываются о конструкции печи. Однако каменка является не очень экономичным отопителем, но при правильном подходе к ее сооружению можно добиться повышения КПД. Эту проблему можно решить с помощью теплообменника, который можно приобрести или же сделать самому.

Но и здесь вы должны учесть следующий момент — в теплообменниках для бани используется резервуар, в котором вода очень быстро нагревается и испаряется, а это требует постоянного залива в него новой порции холодной воды. Поэтому перед выбором варианта теплообменника вам необходимо тщательно изучить особенности его конструкции, чтобы не столкнуться с другими проблемами.

Какой теплообменник на трубу в баню сделать

Стандартные системы дымоотводов в частных домах или банях имеют значительный минус, выражающийся в бессмысленных затратах тепловой энергии. Простейший теплообменник на трубу в баню исправит данную проблему и позволит эффективно расходовать излишки тепла на нужды владельца.

Виды металлов для производства теплообменника

Непосредственно теплообменник на трубу дымохода в баню лучше всего изготавливать из «нержавейки», называемой аустенитной сталью. Данный материал сохраняется свои лучшие характеристики даже при интенсивной эксплуатации в предельном температурном режиме.

Сварные швы таких труб очень прочны и на них не образуются трещины, а никель, входящий в состав сплава, при взаимодействии с кислородом образуют защитный пленочный слой, устойчивый к воздействию на него солей и кислот. Подобный сплав для создания теплообменника является самым долгосрочным вариантом (прочитайте: «Какой теплообменник в банную печь лучше установить – варианты конструкции»).

Если же осуществлять отопление в бане через теплообменник из цинка, то это может быть опасным для человеческого организма. Когда материал разогреется до температуры в 200 градусов по Цельсию, начнется процесс выделения вредных цинковых испарений, а накаливание до 500 градусов по Цельсию приведет к тому, что в воздухе образуется предельная концентрация опасных веществ. Естественно, нет причин для беспокойства, если цинковый теплообменник не разогревается больше 200 градусов по Цельсию. Такое отопление бани весьма эффективно.

Стоит отметить и преимущество цинкового теплообменника, заключающееся в повышенной конвекции воздуха, обтекающего теплообменник. Цинковый теплообменник использовать с целью обогрева дома параллельно с прогреванием бани нельзя, а вот на подогрев беседки или террасы излишков тепловой энергии вполне хватит.

Теплообменник регистр на трубу в баню устанавливается своими руками без каких-либо затруднений. Можно его даже монтировать на обычную железную печь, затем оборудовать кирпичную кладку вместе с печью и благополучно использовать. Даже если кирпич будет уложен на ребро – устойчивость конструкции не снизится. На фото и при визуальном осмотре теплообменник не будет выделяться из общего фона, что позволяет его монтировать в любом помещении, через которое проходит дымоход. Схожим методом может быть сделан теплый пол в бане от банной печи, который отличается практичностью.

Основные способы монтажа

Осуществлять свою работу теплообменник может в двух различных режимах. Они имеют отличительные особенности, заключающиеся в своеобразности процесса передачи тепловой энергии от выделяемого дым к внутренней трубе регистра.

В первом случае теплообменник для банной печи на дымоход имеет модификацию в виде наружной емкости с водой. При кипении вода конденсируется на трубке теплообменника и таким образом происходит нагрев самой конструкции. Температура на поверхности трубки не будет превышать 100 градусов по Цельсию, что соответствует температуре кипения воды. Сама емкость с водой будет прогреваться долго.

Во втором случае конденсируемый пар не затрагивает конструкцию теплообменника. Поток тепла движется по трубе беспрепятственно, а вода разогревается значительно быстрее. Чтобы понять технологию процесса, по которой происходит отопление в бане от теплообменника, можно посмотреть, как происходит процесс нагревания воды в обычной кастрюле на горелке домашней плиты.

Не сложно заметить, что вплоть до момента закипания, влага конденсируется на стенках кастрюли и стекает на поверхность плиты. Соответственно при обустройстве теплообменника вторым способом необходимо позаботиться о том, чтобы труба имела большую толщину стенок, что значительно снизит степень образования конденсата.

Труба оловянная

Олово в качестве материала для выплавки теплообменника является очень практичным и надежным. По сути, дымоход с теплообменником для бани будет выглядеть, как труба, обвитая меньшей металлической или медной трубкой. В процессе нагревания от трубки будет прогреваться и проходящий мимо воздух.

Читать еще: Как сделать самодельный трубогиб для профильной трубы

Достаточно будет спиральную трубку приварить. Можно производить пайку и оловом, предварительно обезжиренным ортофосфатной кислотой. В таком случае теплообменник будет закреплен особенно надежно, ведь недаром оловянные самовары считаются эталоном надежности среди аналоговых изделий.

Гофра для теплообменника

Самым дешевым вариантом для устройства теплообменника является алюминиевая гофра. Всего три таких трубки хватит, чтобы обогревать любое помещение в доме. Достаточно будет обернуть их вокруг дымохода и вывести в нужное место.

Такая технология позволяет в процессе растопки бани обогреть довольно-таки просторную комнату до предельной температуры, что даже будет жарко. Если предварительно гофры завернуть в пищевую фольгу, то можно усилить эффективность конструкции.

Колпачный теплообменник

На мансардах имеется смысл установки колпачного теплообменника, работающего по принципу конвектора. Горячий воздух в нем медленно поднимается к верху, а при остывании – медленно спускается. Преимущество данной конструкции заключается в том, что она повышает безопасность эксплуатации дымохода на уровне второго этажа.

Некоторые дополнительно монтируют у такого теплообменника сетку с камнями, что поспособствуют повышенной аккумуляции тепловой энергии. Также подобная конструкция эстетично смотрится на фото и при визуальном осмотре.

Итог

В статье подробно описаны основные разновидности теплообменников и процедура их монтажа. Если выполнять работы с соблюдением основных рекомендаций, то можно получить высококачественную, эффективную, надежную, безопасную и долговечную систему для обогрева разных помещений в доме параллельно с растопкой бани. Доверить работы по установке можно специалистам.

Как установить воздушный или водяной теплообменник на трубу дымохода своими руками

Эффективность банной или отопительной печи можно повысить, оснастив ее водяным или воздушным теплообменником. Установка теплообменника на дымоходе позволит решить сразу две задачи: нагреть воду для отопительной системы или контура ГВС и выполнить теплоизоляцию дымохода.

Принцип работы

Дымовая труба металлической печки, установленной в бане, доме или гараже, при топке сильно нагревается. В зависимости от конструкции печи ее температура может быть от 200 до 500 градусов, что делает ее опасной в противопожарном плане, а случайное прикосновение к ней может вызвать сильный ожог.

Тепло от дымовой трубы можно использовать во благо, разместив на ней теплообменник: бак или змеевик. Теплоносителем в этом случае обычно выступает вода, а в некоторых случаях — воздух. При контакте теплоносителя с нагретыми стенками дымовой трубы их температура выравнивается: дымоход охлаждается, а вода или воздух в теплообменнике, напротив, нагреваются.

При нагреве теплая вода поднимается в верхнюю часть теплообменника, а оттуда по выходному штуцеру и трубе в систему или накопительный водяной бак. На место нагретой воды через входной штуцер поступает холодная. По мере нагрева циркуляция продолжается, в результате чего вода в накопителе способна нагреться до высокой температуры.

Воздушные теплообменники действуют по схожему принципу: снизу происходит забор холодного воздуха, после нагревания он поступает по трубопроводу в обогреваемые помещения. Так можно обогреть мансарду в дачном доме или комнату отдыха в бане, которые топятся периодически. Устройство водяного отопления в них невозможно, так как придется регулярно сливать и заливать в систему теплоноситель.

Бак с подключением водяного контура

Теплообменник в виде бака, расположенного вокруг дымохода, делают из нержавейки или оцинкованной жести. При этом следует учесть конструкцию печи. Если в ней предусмотрен режим дожигания дымовых газов, и температура дыма на выходе из печи не превышает 200 градусов, можно использовать любой материал для изготовления теплообменника.

В простых печах без дымооборота значение температуры дыма на выходе может достигать 500 градусов Цельсия. В этом случае необходимо использовать нержавейку, так как цинковое покрытие при сильном нагреве выделяет вредные вещества.

Чаще всего теплообменники такого типа устанавливают на банную печь и используют в качестве нагревателя воды для ГВС. Бачок оснащают штуцерами в верхней и нижней его части, к ним подключают трубы, выведенные в систему. Бак для горячей воды при этом устанавливают в душевой или парилке. Возможно использовать такую систему и для отопления подсобного помещения или гаража.

Изготовление бака: пошаговая инструкция и видео

Теплообменники для промышленных печей продаются в комплекте с некоторыми модификациями, при установке новой печки можно подобрать подходящую модель с уже готовым водяным контуром. Также можно сделать теплообменник на дымоход своими руками. Для его изготовления необходимы следующие материалы:

отрезки трубы из нержавеющей стали разного диаметра с толщиной стенок 1,5-2 мм, листовая сталь;
2 штуцера на 1 дюйм или ¾ дюйма для подключения к системе;
бак-накопитель из нержавейки или оцинкованной стали объемом от 50 до 100 литров;
медные или стальные трубы или гибкая подводка для ГВС;
шаровый вентиль для слива теплоносителя.

Последовательность изготовления для банной печи или буржуйки:

Работы начинают с подготовки чертежа. Размеры бака, устанавливаемого на дымоход, зависят от диаметра трубы и типа печи. Печи простой конструкции с прямым дымоходом отличаются высокой температурой дымовых газов на выходе, поэтому размеры теплообменника могут быть достаточно большими: до 0,5 м высотой.

Диаметр внутренних стенок бака должен обеспечивать плотную посадку теплообменника на дымовой патрубок. Диаметр внешних стенок бака может превышать диаметр внутренних в 1,5-2,5 раза. Такие размеры обеспечат быстрый прогрев и хорошую циркуляцию теплоносителя. Печи с низкой температурой дымовых газов лучше комплектовать баком, имеющим небольшие размеры, чтобы ускорит его прогрев и избежать образования конденсата и ухудшения тяги.
С помощью сварочного инвертора соединяют детали заготовки, следя за герметичностью швов. В нижней и верхней части бака приваривают штуцера для подачи и отбора воды.
Бак устанавливают на дымовой штуцер печи внатяг, промазывая соединительный шов жаропрочным силикатным герметиком. Сверху на бак-теплообменник аналогичным образом ставят переходник с неутепленной трубы на утепленную и выводят дымоход из помещения через потолок или стену.
Подключают теплообменник к системе и баку-накопителю. При этом выдерживают необходимый градус наклона: труба подачи холодной воды, подсоединяемая к нижнему штуцеру, должна иметь угол не менее 1-2 градусов относительно горизонтальной плоскости, трубу подачи нагретой воду подсоединяют к верхнему штуцеру и с уклоном не менее 30 градусов выводят к накопительной емкости. Накопитель должен располагаться выше уровня теплообменника.
В нижней точке системы устанавливают сливной кран. В бане его можно совместить с краном забора теплой воды для парилки.
Перед началом эксплуатации систему необходимо заполнить водой, в противном случае металл перегреется, и его поведет, что может привести к нарушению герметичности сварных швов и утечкам.
Подачу воды в бак-накопитель можно сделать как ручную, так и автоматическую с помощью поплавкового крана. При ручном заполнении рекомендуется вывести на его внешнюю стенку прозрачную трубку для контроля уровня воды в баке, чтобы не запустить систему на сухую.

Для хорошей циркуляции теплоносителя необходимо использовать трубы с диаметром не менее ¾ дюйма, а их общая протяженность до накопительного бака не должна превышать 3 метра!

Теплообменник-водонагреватель, сделанный своими руками, показан на видео.

Простая конструкция: змеевик

Установка бака-теплообменника на дымоход связана с проведением сварочных работ, что по силам далеко не каждому. Более простая конструкция — змеевик, обернутый в виде спирали вокруг дымовой трубы. Змеевик можно изготовить из медной или алюминиевой трубки — эти металлы легко гнутся, имеют высокую теплопроводность и не подвержены коррозии.

Диаметр трубки выбирают так, чтобы было удобно ее подключать к штуцерам водяного бака-накопителя. Для гибки удобнее трубы с диаметром не более 28 мм. Длина в любом случае не должна превышать 3 метров — это обязательное условие для естественной циркуляции теплоносителя. Для подключения нагревательного змеевика к баку используют гибкую подводку для горячей воды.

Такую конструкцию теплообменника можно использовать для получения горячей воды, реже — для отопления небольших помещений. Максимальная эффективность нагрева достигается, если установить змеевик на дымоход простой печи типа буржуйки с высокой температурой дымовых газов.

Змеевик на дымоход своими руками

Теплообменник из трубы обычно устанавливают на дымоход металлической печи, установленной в гараже или мастерской, для получения теплой воды или отопления. Возможна также установка змеевика на банную печь.

Необходимые материалы:

труба из меди, алюминия или стали — около 3 метров;
гибкая подводка для ГВС диаметром ¾ дюйма — 2 штуки необходимой длины;
накопительный бак, оснащенный поплавковым краном для подачи воды и сливным краном для ее потребления;
шаровый вентиль для слива системы.

Последовательность выполнения работ:

Самое сложное при выполнении такого теплообменника — согнуть трубу в виде спирали, не уменьшив ее сечения. Медные трубы диаметром меньше 28 мм можно согнуть с помощью трубогиба без нагрева. Стальные и алюминиевые, а также трубы большего диаметра перед формовкой необходимо разогреть паяльной лампой.
Также можно использовать такой способ: трубу заполняют сухим песком и плотно затыкают ее концы деревянными заглушками. Гнут трубу по шаблону — трубе, имеющей диаметр дымохода, после чего убирают заглушки и высыпают песок, трубу промывают под большим напором воды.
На концах трубы нарезают резьбу и устанавливают переходники для подключения к системе.
Трубу устанавливают на дымоход. Для улучшения теплопередачи можно произвести пайку змеевика на дымовую трубу оловом, предварительно обезжирив места пайки и удалив окислы ортофосфорной кислотой.
Бак вешают на стену или устанавливают на опору выше уровня размещения змеевика. Подключают нагреватель к бачку с помощью гибких шлангов. В нижней точке системы устанавливают сливной кран.

При использовании теплообменника-змеевика в закрытых системах отопления необходима установка циркуляционного насоса! Теплоноситель может закипеть, и при плохой циркуляции возможен гидроудар с разрушением элементов системы!

Видео: получение горячей воды от теплообменника-змеевика, установленного на дымоходе

Воздушный бак

Усовершенствовать обычную буржуйку или банную печь с прямым дымоходом можно, если установить на воздушный теплообменник на дымоход. Он представляет собой цилиндрический корпус, по которому проходят несколько полых труб. Подсос воздуха происходит снизу, нагреваясь в трубе, он выходит из теплообменника, увеличивая КПД печи на 15-20%. Воздуховоды можно вывести в соседнее помещение, обогрев таким образом от одной печи несколько комнат или секций гаража.

Видео: как сделать воздушный теплообменник на дымоход

Еще одна оригинальная конструкция печи с воздушным теплообменником на дымоходе для отопления гаража показана в видео-ролике. С помощью такой печки можно отопить не только гараж, но и любой хозяйственное помещение, включая сельскохозяйственные постройки и теплицы.

Из гофротрубы

Дешевый и простой способ устройства воздушного теплообменника — использование для этой цели гофрированных вентиляционных труб. Их оборачивают вокруг неутепленной части дымохода, в результате воздух в гофре прогревается и за счет тепловой конвекции поступает в соседние комнаты. Чтобы гофротруба прогревалась эффективнее, можно обернуть ее вместе с дымоходом несколькими слоями фольги.

Система с гофротрубой удобна для отопления гаража, в котором установлена простая буржуйка из чернового металла. Такая печь быстро нагревает воздух, но он поднимается к потолку, из-за чего на уровне пола температура остается низкой. Если вывести воздуховоды ближе к полу, можно создать естественную циркуляцию нагретого воздуха, и во всем объеме гаража температура станет примерно одинаковой.

Читать еще: Стиль плавания саженки

Теплообменник колпакового типа

Теплообменники в виде колпака обычно используют для отопления мансарды или второго этажа. Принцип его действия заключается в том, что нагретый от дымохода воздух поднимается под потолок, где задерживается колпаком и, постепенно остывая, опускается вниз, в комнату.

Колпак можно выполнить или оцинкованного металла или огнестойкого гипсокартона и вывести воздуховоды в нужном месте. Иногда колпак декорируют камнями, которые, нагреваясь, служат дополнительным теплоаккумулятором.

Недостатки

Несмотря на множество плюсов, устройство нагревательного элемента на трубе дымохода имеет и недостатки. Один из них, наиболее важный — резкое снижение температуры дыма в месте установки теплообменника. Это может грозить ухудшением тяги и образованием конденсата, повышенным отложением сажи внутри трубы.

Кроме того, при подключении системы отопления, например, гаража нужно просчитать объем теплоносителя, чтобы избежать закипания воды и разрыва труб. Сварные швы должны быть полностью герметичными.

Любая конструкция теплообменника существенно увеличивает КПД печи. Для безотказной работы системы необходимо не реже двух раз в год проводить визуальный осмотр всех ее элементов, а при необходимости — своевременный ремонт, чистку от накипи, замену прокладок и другие необходимые работы по обслуживанию. В этом случае системы нагрева воды и отопления будут безотказно работать в течение долгого времени.

Какой теплообменник установить для банной печи

Теплообменник для банной печи – вещь не новая, вариантов его изготовления и расположения существует множество.

Его монтируют прямо в печь или выносят наружу. Существуют приверженцы первого и второго способов установки, и это неудивительно, ведь у каждого способа есть свои плюсы и минусы.

Назначение и принцип работы

Принцип работы различных видов теплообменников одинаковый: вода нагревается за счет тепла от сгораемого топлива в печи и далее используется для мытья или отопления. При этом нет необходимости в установке в бане отдельного бойлера.

В зависимости от расположения теплообменник может быть:

встроенным (внутренним, интегрированным, как еще говорят);
внешним (на дымоход).

Выполняется он в виде змеевика или емкости, которая разогревается от жара из топки либо трубы дымохода. Самоварный теплообменник является внешним и работает, подобно самовару, нагреваясь за счет горячих газов от сгораемого топлива.

В теплообменник вварены трубки, по которым поступает и отводится вода. Горячая вода поступает в бак, который размещают либо рядом с теплообменником, либо выносят в другое помещение. Трубы можно расположить так, чтобы вода постоянно циркулировала, нагреваясь в банной печи.

Варианты расположения бака

Баки для воды можно размещать где угодно: на стене помывочной или душевой, на чердаке, возле печки в парной. Внешние варианты лучше всегда утеплять, иначе вода будет нагреваться очень долго, а остывать быстро.

Вариант, когда бак располагается непосредственно возле банной печи, наиболее оптимальный, так как вода нагревается от пламени. Это визуально уменьшает помещение бани, но хорошо держит жар.

Часто камни укладывают в дымоходе, а бак ставят под топкой. Такая конструкция нагревается долго, но температуру держит тоже несколько часов. Жар от такой печи будет хороший, пар тоже.

Внешний вариант расположения более затратный в плане топлива. В этом случае придется топить дольше, так как нужно прогреть воду в трубах. Однако внешнее расположение очень удобно для душевой комнаты, когда после парилки нужно ополоснуться.

Оба варианта имеют свои недостатки – напор воды у них очень низкий ввиду небольшой высоты установки, а высота потолков в бане бывает редко выше двух метров. Установить душ будет сложно, да и мыться придется не выше чем с полутора метров. Эту проблему можно решить, если вынести бак, например, на чердак. Тогда напор увеличится, необходимо лишь своевременно добавлять воду. С ведрами не побегаешь, лучше подвести водопровод. Делается он с поплавком, чтобы, когда бак наполнится, подача воды автоматически прекращалась.

С выносом бака на внешний контур увеличиваются теплопотери. Необходимо утеплить сам теплообменник и трубы, которые к нему подводятся. Расчеты следует проводить, исходя из конструктивных особенностей бани. Например, натрубный вариант, когда змеевик опоясывает трубу, хорошо подходит для душевой комнаты. Но есть ограничения по объему – таким способом согреешь не более 50 литров воды.

Если есть возможность подвести водопровод, то лучше автоматизировать этот процесс. Тогда бак всегда будет наполнен и вода в нем будет горячая все время, пока топится банная печь.

Теплообменник в печи

Устанавливать теплообменник в печи – наиболее выгодное решение. Вода будет греться непосредственно от жара из топки. Монтируется такой теплообменник в банную печь рядом с каменкой или сверху на топку.

Обратите внимание! Устанавливать теплообменник под каменкой не рекомендуется, так как он будет отбирать тепло, не давая сильно прогреваться камням. Не получится поддать пару, а вместе с этим потеряется весь смысл бани.

Недостатком встраиваемого варианта является закипание, когда печь еще не прогрета, а вода в баке уже начинает кипеть. Существуют также проблемы с обслуживанием и заменой частей теплообменника. При замене придется разбирать печь. Надо заметить, что на стенках встроенного устройства накипь собирается быстрее, а чем толще ее слой, тем меньше теплопроводность материала. Теплообменник в результате хуже и хуже выполняет свою главную функцию – передачу тепла – и нуждается в чистке.

На дымоходе (водяная рубашка)

Схема монтажа теплообменника на трубу дымохода в баню несложная. Нагрев воды может происходить либо через змеевик, либо к трубе приваривается специальная емкость, к которой впоследствии подключают трубки, идущие к баку. Это так называемый самоварный тип теплообменника.

Сделать такую рубашку можно из трубы по диаметру большей, чем дымоход. Бак можно оставить в парной или вынести наружу. Такой вариант значительно увеличивает время нагрева, поэтому в помощь придет насос, который будет гонять воду между рубашкой и баком.

Без насоса рубашка тоже будет работать, но нагревание замедлится в несколько раз. Такие теплообменники следует утеплять в случае, если они будут выноситься из парной. Их подключение следует выполнять посредством гибких труб, что облегчает последующее обслуживание.

Расчет площади

При расчете площади теплообменника строгих рамок не существует. Исходить следует из полезной площади банного помещения или того места, которое он будет отапливать. При установке в парилке и использовании только для получения горячей воды можно установить и маломощную конструкцию.

Если теплообменник будет выноситься наружу и необходимо, чтобы он еще и обогревал помещение, то он должен обеспечивать 5 кВт на 1 квадрат полезной площади помещения. Если он рассчитан не на отопление, а на расход воды, то объем может варьироваться. Средний расход воды может быть до 50 кубических метров на человека. Однако с увеличением объема увеличивается и время нагрева.

При установке бака в печь необходимо помнить, что он не должен остужать камни. Поэтому он должен быть такого размера, чтобы не забирать все тепло от камней, а греться вместе с ними.

Самостоятельное изготовление теплообменников

Подходить к изготовлению теплообменника для банной печи своими руками следует ответственно. Выбирать его размеры и материал необходимо из расчета, какую функцию он будет выполнять в дальнейшем и где он будет установлен.

Внешний

Чтобы сделать змеевик на дымоход, используют медную трубку диаметром 10 мм. Длина ее будет зависеть от размеров трубы дымохода, но обычно хватает 2 м. На концы трубки надевают развальцованные переходники, через которые змеевик будет подсоединяться к трубам.

Можно своими руками сделать теплообменник самоварного типа длиной около 30 см (или немного меньше). Для этого потребуются:

две стальные трубы. Одна диаметром чуть больше дымохода, а вторая диаметром приблизительно на 10 см больше первой;
листовая сталь, из которой вырезаются крышки с отверстиями, равными диаметру меньшей трубы.

Необходимо сварить из всего этого цилиндрическую конструкцию. Крышки следует приваривать тщательно, чтобы не было зазоров. Получится емкость теплообменника. Внизу и вверху на боковой поверхности цилиндра надо проделать отверстия и приварить патрубки для подсоединения труб, по которым будет поступать и отводиться вода.

Перед установкой теплообменник надо обязательно проверить на герметичность.

Внутренний

Самостоятельно делают встроенные теплообменники для банных печей из стали. Используют для этого либо трубки, либо плоские стальные емкости (сталь марки 430 или 304). Хотя КПД плоского устройства меньше, но изготовить его проще, и прослужит он дольше.

Встраиваемые (или встроенные) теплообменники устанавливают во время кладки. Поэтому об их наличии надо позаботиться заранее, еще на этапе планировки. Патрубки выводить можно с разных сторон. Если нет опыта в сварочных работах, то лучше приобрести печь с уже встроенным в нее теплообменником или пригласить мастера, который все выполнит профессионально. Продаются также теплообменники отдельно, причем по вполне доступной цене.

Изготовление баков

Разновидностей баков для воды существует огромное множество. Это могут быть самые дешевые варианты из пластиковых емкостей или более дорогие из железа. Конечно, если делать качественный долговечный бак, то следует выбрать металл.

Рассмотрим вариант прямоугольного бака для установки в печь. Для этого необходим лист железа 0,5 мм или толще. Потребуются также патрубки, которые в дальнейшем будут привариваться к баку.

Далее размечаются контуры накопителя и вырезаются болгаркой. Срезы нужно делать как можно ровнее, соединить нарезанные листы следует сваркой. Патрубки привариваются сбоку, расстояние между ними должно быть максимальным. Это делается для того, чтобы холодная и горячая вода не смешивались сразу же. Так можно достичь существенной разницы температур. Устанавливать бак можно непосредственно в печь или располагать снаружи.

Монтаж труб

При подключении теплообменника банной печи трубы можно брать металлические, в том числе гибкие гофрированные, можно пластиковые – материал большой роли не играет. Пластиковые монтировать проще, металлические будут надежнее. Трубы следует подводить к патрубкам, которые привариваются к баку.

Пластиковые или металлические трубы нужно брать диаметром три четверти дюйма. Такой размер часто используется для отопления, поэтому идеально подходит и для теплообменника. Следует помнить: чем больше диаметр труб, тем лучше водяной поток будет впоследствии проходить.

При монтаже трубопроводов нужно максимально сокращать их длину, стараться уменьшать количество поворотов и изгибов. Это также пагубно сказывается на циркуляции воды.

Обратите внимание! Если используются пластиковые трубы, то следует исключить возможность их перегрева в местах стыка с теплообменником. Конечно, вода внутри не допустит их чрезмерного перегрева, но стыки могут деформироваться.

Важно установить сливной кран. Он позволит сливать воду, например, на зимний период. Следует также предусмотреть вариант демонтажа элементов системы отопления для обслуживания. В трубах со временем будет накапливаться накипь, ее требуется периодически удалять.

Трубы нужно устанавливать под углом. По регламенту уклон должен быть не менее 4% от общей длины трубопровода (примерно это составляет 10°), что значительно ускоряет водный поток. Слишком большой уклон тоже делать не следует, он нужен только для циркуляции воды в системе. Такое устройство поможет в дальнейшем сливать воду.

Если бак внешний, то вода будет циркулировать за счет вертикальности труб. Также для циркуляции можно поставить насос. Он принудительно будет гонять воду по трубной системе, что удобно, когда бак находится на низкой высоте и вода не может двигаться по системе под собственным весом. Для насоса потребуются дополнительные доработки, подключение к электросети. Источник питания для него лучше вынести наружу, так как пар может вызывать короткое замыкание.

В целом же специалисты считают наилучшим такое устройство системы с теплообменником, в котором циркуляция осуществляется естественным путем.