Главная » Делаем отопление

Теплообменники для отопления своими руками



Теплообменник: полезный прибор своими руками?

Теплообменник своими руками собрать не слишком сложно, но требуется правильно подобрать его тип и конструкцию. Теплообменником называют любое устройство, способное за короткий промежуток времени передавать тепловую энергию на определенное расстояние. В сущности, так можно назвать даже самую простую батарею отопления (радиатор). И если в городских квартирах с системой отопления все более или менее понятно и давно просчитано на этапе планирования строения, то владельцы частных жилых домов все чаще задумываются над обустройством с помощью теплообменников отопительных и варочных печей либо каминов.

Преимущества использования

Печь с теплообменником намного эффективнее обогревает дом по нескольким причинам:

  1. Обычная печь имеет очень низкий КПД. Судите сами: температура дыма на выходе из дымохода может составлять более 500ºC (при наличии небольшого количества «колодцев» в печи и большой высоте трубы). Теплообменник же потребляет много тепла и равномерно распределяет его по всей квартире.
  2. Если вы по неосторожности «перекалили» печь отопления, то на ней обязательно появятся трещины в штукатурке, может «съехать» облицовочная плитка, частично будут повреждены швы между слоями кирпича. Печь с теплообменником от подобных неприятностей защищена: тепло будет отводиться, и кирпичная кладка не сможет получить тепловое расширение сверх нормы.

Теплообменник для печи своими руками можно изготовить из различных материалов, и конструкция таких устройств тоже может быть различной. Самая простая схема -вмонтировать в печь радиатор отопления, выведя наружу 2 трубки и закольцевав с системой отопления через расширитель. Такая система отопления хоть и потребует от вас большого объема работ, но функционировать она будет наилучшим образом. Народные умельцы уже не раз использовали с успехом такой простой метод, даже расширив его: радиаторы монтируются в камине, отопительной или варочной печи, и вся эта конструкция объединена в кольцо. У такой системы отопления очень высокий КПД, экономия средств на отоплении уже за 2 года вернет хозяину всю стоимость материалов, которые были израсходованы, и работ. Но такая конструкция не может в полной мере являться именно теплообменником.

Теплообменники представляют собой устройства, предназначенные для отвода тепла от имеющихся конструкций с минимальным вмешательством в них или без произведения конструктивных изменений.

Разновидности печных теплообменников

Условно принято выделять несколько типов теплообменников:

  1. Плоскостные (поверхностные), где передача тепловой энергии осуществляется через контакт 2 независимых систем. Чем больше плоскость соприкосновения, тем выше теплопередача.
  2. Регенеративный теплообменник, где к специальной насадке поочередно подается горячая и холодная среда, за счет чего и происходит регулировка температур.
  3. Смесительные теплообменники, в которых смешиваются жидкости или газы разных температур и консистенции. Используются такие смесительные теплообменники для обеспечения дополнительных контуров от имеющихся готовых отопительных систем.

В отдельную группу можно вынести роторный теплообменник (рекуператор). Его задача заключается в том, чтобы возвращать часть отходящего тепла. В действительности это смесительные теплообменники, где передача тепловой энергии от более теплого воздуха холодному осуществляется через тонкие стенки медной трубы.

Поверхностные варианты в народе пользуются наибольшей популярностью, поскольку они просты в конструкции и надежны в эксплуатации. Такой теплообменник своими руками может сделать практически каждый мастер. Наиболее популярны 2 вида устройств:

  • пластинчатые, где создается набор кассет, собранных в замысловатые лабиринты, между кассетами пластин движется горячая жидкость (или газ), за счет этого корпус устройства нагревается;
  • змеевики, для изготовления которых используется любая металлическая трубка.

Предпочтительнее использование медной трубы, так как ее легко гнуть, она обладает высокой теплоемкостью и предельным коэффициентом теплопередачи. К тому же медный контур наименее подвержен коррозии и засорению известковыми отложениями. Изготовить теплообменник в виде змеевика можно и из алюминиевой или стальной трубки, но в первом случае теплообмен будет значительно ниже, так как свойства материала будут хуже, а во втором случае вам для изготовления потребуется трубогиб. Змеевик из металлопласта пригоден только при незначительных температурах и не допускает прямого контакта с огнем.

Труба в трубе еще один практичный вид. Водяной теплообменник такого вида обладает не очень высоким КПД, но его бывает проще интегрировать в готовые системы отопления.

Инструменты для изготовления

А теперь рассмотрим вопрос о том, как сделать теплообменник для обычной кирпичной печи. Для начала вам необходимо запастись материалами и инструментами. Будут нужны:

  • металлические трубы (диаметром не менее 2,5 см, меньший диаметр замедляет движение жидкости и работу всей системы);
  • болгарка, электросварка;
  • устройство для нарезания резьбы;
  • ФУМ-лента и пакля.

Порядок выполнения работ

Изготовить теплообменник будет очень просто: это 2 горизонтальные трубы, между которыми наваривается батарея из нескольких кусков труб того же диаметра. Длина батареи будет зависеть от размеров топочного отделения кирпичной печи (или камина). Обычно бывает достаточно батареи из 5-9 труб.

Выход для воды обеспечивается в верхней части устройства, для подвода холодной жидкости используется штуцер в нижней части. На обоих патрубках нарезается резьба для подключения к системе отопления. Устанавливается конструкция вертикально, и ее положение постоянно контролируется в процессе кладки печи. Печной теплообменник может быть установлен и горизонтально (непосредственно над местом расположения огня). Эффективность будет значительно выше. Но здесь может быть один нюанс: конструкция будет прогреваться сильнее, поэтому существует вероятность, что крепежные элементы в значительной степени прогреются, получат расширение и повредят кирпичную кладку.

В верхней части печи (между слоями) можно уложить горизонтально несколько рядов керамических трубок, концы которых будут выходить наружу. Так вы обеспечите дополнительно воздушный теплообменник.

По завершении кладки кирпича вам необходимо подсоединить самодельный теплообменник к системе отопления. Не забудьте обеспечить ее расширителем. Без этого движение жидкости по системе может и не произойти.

Все соединения уплотняем ФУМ-лентой или паклей. Резиновые прокладки здесь малоэффективны. Печь с теплообменником должна высохнуть в течение 5-7 дней, и только после этого можно провести контрольную топку. Это и будет ответ на вопросы: правильно ли сложена печь и как проверить теплообменник? В идеале первое тепло вы должны ощутить от батарей отопления, так как вода в системе прогреется быстрее, чем кирпич.

Теплообменник для печки аналогичного типа можно сделать своими руками и для бани, если в ней предусмотрена отопительная конструкция из кирпича. В этом случае целесообразно обеспечить соединение на 2 контура: один будет обеспечивать подогрев пола, второй согреет воду для моечного отделения. Наличие специального котла в этом случае не потребуется.

У кирпичных печей для бани, обеспеченных системой теплообмена, есть не только преимущество в экономии. Тепло от них за счет инфракрасного излучения выходит более устойчивым, воздух в парилке будет чуть более сухим.

Характеристика теплообменников для отопления и их изготовление своими руками

Теплообменники для отопления являются неотъемлемой частью практически любой отопительной системы. Ведь именно через них осуществляется обогрев внешней среды. Основной уют в доме поддерживается за счет комфортной температуры воздуха. Для этого необходимо обеспечить дом хорошим котлом и качественными теплообменниками.

Преимущества водяного теплообменника

Существует огромное количество вариантов отопительной системы. Однако большинство из них имеют водяной теплообменник. Это наиболее качественный, популярный и недорогой вариант, который позволяет поддерживать оптимальную температуру помещения регулярно. Такое устройство наиболее актуально для частного дома или квартиры. Но когда речь заходит о других видах помещения, то стоит задуматься о других разновидностях. Ведь в бане более актуальным станет теплообменник, изготовленный из кирпича. Только он по-настоящему может раскрыть весь потенциал парной. Водяная система в бане будет не столь актуальна.

Современные специализированные магазины полны подобных товаров. Здесь можно найти устройства компаний-производителей разного качества, уровня обмена температурами и ценовых категорий. Цена на устройство может быть самой разной, в зависимости от большого количества факторов. Однако если даже самый дешевый вариант не по карману, то можно изготовить теплообменник своими руками.

Функции и виды теплообменника

Теплообменник для системы отопления частного дома чаще всего предусматривает устройство, которое имеет поверхностный контакт. В таком случае имеется теплообменник, который подогревается изнутри и через поверхность. Чаще всего это металл, который и осуществляет обогрев воздуха вокруг.

Принцип работы наиболее полно раскрывается в отопительной системе, которая имеет газовые, твердотопливные или электрические котлы. От нагревательного устройства по всей системе отопления направляется горячая вода. Она циркулирует по трубам и теплоносителям, которые имеют изогнутую форму. Такая конфигурация задерживает воду, как следует прогревая ее. В конце пути холодная вода снова поступает к котлу, где заново начинает нагреваться.

Еще одним вариантом может стать классическая печь. Она довольно эффективно справляется со своей функцией, однако предназначена только для маленьких помещений. Если есть необходимость отопить коттедж, то такого теплообменника будет недостаточно. Такое устройство будет актуальным в каком-то маленьком домике или же бане. Чтобы превратить печь в полноценный отопительный котел, необходимо предусмотреть для нее водяной теплообменник. В таком случае появляется возможность отапливать даже 2-этажный коттедж при помощи каменной печи. Что касается размеров теплообменников, то они зависят от размеров топливной камеры отопительного устройства.

Теплообменник для отопления лучше всего выбирать водяной. Связано это с тем, что вода значительно лучше проводит тепло, чем воздух. Ее способность повысить температуру помещения значительно выше, чем у воздушных теплообменников.

Все отопительные системы, которые изготавливаются в заводских условиях, имеют в своем оснащении теплообменники. Их устройство достаточно сложно, сделать их своими руками практически невозможно. Именно поэтому придется прибегать к более простым вариантам. Теплообменник изготавливается в виде змеевика и имеет внутри множество поперечных пластин, которые увеличивают обогреваемую площадь. Именно такие конструкции используются для отопления частного дома.

Изготовление самодельного теплообменника

Чтобы изготовить теплообменник своими руками. необходимо учесть множество нюансов. Только тщательно продумав все этапы работы, в конечном результате вы получите устройство, которое сможет обеспечить оптимальную температуру в доме. Основным плюсом устройства, изготовленного своими руками, является то, что цена такого изделия значительно ниже, ведь тратиться придется только на покупку материалов.

Чтобы обеспечить максимальный уровень отопления дома, необходимо правильно выбрать материал для теплообменника. Каждый металл имеет свой уровень теплопроводности. У меди этот показатель в 7 раз выше, чем у стали, поэтому 2 трубы одинакового диаметра способны обеспечивать разный уровень обогрева. Поэтому оптимальным вариантом для такого устройства является именно медь. Цена при этом у данного материала вполне приемлема.

Что касается определения мощности теплообменника, то данные вычисления достаточно трудны. Связано это с тем, что слишком большое количество факторов влияет на этот показатель. Однако в среднем один метр змеевика диаметром в 50-60 мм способен выдавать 1кВт тепловой мощности. От этого показателя можно отталкиваться при проведении расчетов.

Особенности конструкции при изготовлении своими руками могут быть самыми разными. Можно сварить трубу в виде змеевика или же обычного прямоугольника, однако есть перечень правил, на которые стоит обращать внимание в обязательном порядке:

  1. Диаметр внутренней части трубы не должен быть меньше 5 мм. В противном случае вода может просто закипеть.
  2. Чтобы не допустить перегрева металла, толщина стенок должна быть не менее 3 мм.
  3. Между стенками топки и теплообменником должен быть зазор, размер которого 10-15 мм. Ведь металл имеет свойство расширяться.

Такими основными правилами обладает водяной теплообменник. Его изготовление (при должном владении сваркой) не составит особого труда. Правильный подход к системе отопления дома позволит обеспечить комфортные условия проживания.

Что такое теплообменник

Все физические опыты и эксперименты, относительно тепла, происходят с весьма условными и приблизительными значениями, так как тепло имеет свойство мгновенно рассеиваться и передаваться. По существу, это определенный вид энергии, который обладает свойством очень быстро перетекать в другие формы.

Люди различных эпох, профессий и вероисповедания постоянно сталкиваются с необходимостью передачи тепла от одного источника или предмета к другому. Даже холод передается теми же способами, что и тепло.

К примеру, в современном холодильнике используется теплообменник, несмотря на то, что по нему “течет” жидкость с отрицательной температурой – фреон. Основной принцип работы похож на тепловой аккумулятор

Так ли сложно сделать теплообменник своими руками ?

Самым главным аспектом, который существенно влияет на качество и эффективность работы теплообменника, является материал. Следующей по значимости идет конструкция, схема. Различные материалы имеют радикально разный уровень проводимости тепла. Пластик, который используется для формовки труб, имеет проводимость, которая в две сотни раз меньше, чем кусок стали такого же объема.

В свою очередь, стальная пластина определенной площади проигрывает в более чем семь раз подобному аналогу из меди. Рекордсменом по работе с теплом является вольфрам. Он является наиболее тугоплавким и наименее восприимчивым к теплу металлом. На данный момент, существуют композитные материалы, которые превышают “короля тугоплавкости”, но их цена настолько высока, что для использования в бытовых нуждах такого материала, мягко говоря, не очень разумно.

Итак, как и большинство предметов, созданных человеком, всё начинается на стадии мыслительного процесса. Следует определиться, зачем и для чего необходима рассматриваемая вещь. После осознания ответов, идет стадия разработки конструкции, которая учитывает все тонкости и особенности поставленной задачи. Если это теплообменник, который необходим для обогрева пола, то под стяжку просто укладываются трубы и закольцовываются в систему отопления. Затем пол выравнивается и накладывается напольное покрытие.

Если имеется необходимость равномерно распределять тепло вокруг чего-то небольшого или наоборот, охлаждать, то можно прибегнуть к простейшему способу. Намотать медную трубочку на круглый предмет, который будет больше предполагаемой вещи. Получится нехитрая конструкция, которая называется змеевик.

Принцип работы -видео

С помощью такого змеевика, помещенного в лёд, можно легко охлаждать что-либо. Следует упомянуть, что есть небольшая хитрость: холод всегда старается опуститься вниз, в то время, как тепло постоянно пытается подняться вверх. Если соединить края медной трубочки, с водой или другим веществом внутри, то в ней будет постоянно происходить циркуляции. Это при условии, что рядом будет источник тепла, а длина будет достаточной, чтобы успеть охладить внутренности.

Чтобы сделать простейший теплообменник, который будет просто работать, достаточно меди и вентилятора. Медь распределяется по поверхности корпуса вентилятора, перед потоком холодного воздуха, подводится к месту, где необходимо забрать тепло и возвращается к противоположному концу.

Причем эту же конструкцию можно использовать, как дополнительный охладитель комнаты. С медью делается то же самое, только оба края подводятся к чему-то, более холодному. Такая схема подразумевает наличие внутри жидкости и охлаждающего элемента рядом. Это может быть даже ведро со льдом. Таким образом, можно значительно снизить температуру воздуха в комнате.

Ещё одним простым примером есть автомобильный радиатор. После выгибания труб, по необходимому шаблону, к ним припаиваются поперечные пластинки небольшой толщины, но в очень больших количествах. Они играют роль громадного массива рассеивающей поверхности. Но такая схема требует дополнительного насоса, который будет постоянно качать в одном направлении жидкость, которая находится внутри.

На самом деле, сделать теплообменник своими руками, не так уж и сложно. В каждом доме, в той или иной форме, присутствует подобная вещь. Скорее всего, у большинства из читателей есть батарея и сушилка для полотенец. А те, у кого есть не газовая печь, наверняка видели нехитрое приспособление. Это может быть просто сплетение труб из различного материала, которое находится под или внутри агрегатом для отопления и приготовления пищи. Оно, сцепление, соединено с батареями системой носителей жидкости различного диаметра.

Как видно из вышесказанного, создать подобную вещь сможет любой, кто имеет элементарные инструменты, желание и необходимость, а данное руководство поможет разобраться в принципе работы, тонкостях и различных аспектах.

Свежие публикации

Источники: http://moigarazh.ru/oborudovanie/teploobmennik-svoimi-rukami-dlya-bannoj-pechi.html, http://etapech.ru/teploobmenniki/teploobmennik-dlya-otopleniya.html, http://boldproject.ru/santehnika-truby/teploobmennik-svoimi-rukami.html

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения