Як зробити теплообмінник на трубу димоходу – варіанти конструкції та способи монтажу

Зміст:

Механізм функціонування
Накопичувальний бак з водяним контуром
Інструкція з виготовлення бака
Теплообмінник у вигляді змійовика
Спосіб монтажу змійовика
Регістр повітряного типу
Негативні моменти

Одним з обов'язкових елементів банної або опалювальної систем є піч, яка може служити не тільки джерелом тепла в будинку, але й підігрівати воду для побутових потреб. У даній статті ми розповімо, навіщо потрібен теплообмінник на трубу димоходу, які бувають різновиди такої конструкції, а також яким чином його можна встановити.

Механізм функціонування

Металева піч, розміщена в будинку, гаражі або лазні, в обов'язковому порядку оснащується димоходом для виведення чадних газів і організації тяги. Ця труба в процесі протоплювання печі може досягати дуже високих температур, близько 200-500 ℃, що небезпечно для людей, які знаходяться в приміщенні.

Якщо встановити теплообмінник на димову трубу, то можна істотно збільшити ККД печі, а також убезпечити себе від прямого контакту з гарячою поверхнею. В установленому на димарі бака або змійовику теплоносієм буде виступати вода, однак можна монтувати також повітряний теплообмінник на трубу димоходу. Завдяки прямому контакту димової труби з теплоносієм їх температурні показники врівноважуються, тобто вода або повітря поступово нагріваються, а стінки труби остигають.

У міру підвищення температури води всередині регістра на трубу, вона підіймається вгору, де потрапляє через спеціальний штуцер у водяний бак. За допомогою вхідного штуцера, розташованого в нижній частині теплообмінника, до нього потрапляє холодна вода, заміщаючи теплу. Така циркуляція триває постійно, при цьому вода може нагрітися до дуже високих значень.

Повітряний радіатор на трубу димоходу має аналогічний принцип роботи. Холодне повітря надходить всередину теплообмінника знизу, а після нагрівання підіймається вгору і через трубопровід подається до опалювальних приміщень. Крім того, пластини радіатора також віддають тепло. Повітряний теплообмінник оптимальний для опалення мансард на дачі або передбанника лазні, якщо такі приміщення протоплюються лише час від часу. У них недоцільно організовувати водяне опалення, оскільки доведеться постійно заливати та зливати воду із системи.

Накопичувальний бак з водяним контуром

Встановити бак-теплообмінник на трубу димоходу в лазню можна з оцинкованої жерсті або з нержавіючої сталі. На вибір матеріалу буде значною мірою впливати будова печі. Якщо у вашому розпорядженні двокамерний котел, в якому обладнана система допалювання газів, отже, дим, який виходить в трубу, буде вже не дуже гарячим – не більше 200 ℃. У такому разі матеріал для бака не має вирішального значення.

А от у звичайних конструкціях печей, де гарячий чадний газ виходить безпосередньо в димохід, температура диму може підійматися до 500 ℃. У такій ситуації єдиний варіант – нержавіюча сталь, адже оцинковка буде виділяти токсини від сильного нагріву.

Як правило, встановлюють такий тип регістра на трубу до лазні, де необхідно постійне постачання великої кількості гарячої води. При цьому сам бак встановлюють на печі всередині парильні або мийної, а навколо труби обертають нагрівальний контур. В бачку передбачають вхідний і вихідний штуцери для циркуляції води в системі. Як варіант, подібний тип опалення можна використовувати для гаража або підсобки. Читайте також: "Як зробити димар з труби своїми руками – покрокове керівництво".

Інструкція з виготовлення бака

УВАГА!
Не робіть ПОМИЛОК у розрахунку!
Використовуйте будівельні калькулятори онлайн - розрахунок будівельних матеріалів та конструкцій для ремонту і будівництва швидко та точно.

Часто в магазинах можна купити теплообмінник на трубу опалення з вже зробленим водяним контуром. Залишиться тільки монтувати його на нову фабричну грубку і можна користуватися. Однак при бажанні ви можете зробити теплообмінник на трубу димоходу своїми руками.

Потрібні такі матеріали:

листи сталі та шматки труби з нержавіючої сталі різного перерізу зі стінками товщиною 1,5-2 мм;
штуцери на 1" або 3/4", щоб під'єднати водяний контур системи опалення;
великий бак для води з оцинковки або нержавіючої сталі об'ємом 50-100 літрів;
гнучкі шланги або труби з міді або сталі для гарячої води;
кран для зливу води із системи.

Роботи по збірці теплообмінника з баком складаються з таких етапів:

Розробка креслення. Виходячи з виду печі та діаметра димової труби, визначають розміри бака. У простих металевих печах з прямим димоходом на виході гази дуже сильно нагріваються, тому теплообмінник може бути досить великим – близько 50 см заввишки.
Внутрішній діаметр стінок накопичувального бака потрібно вибрати так, щоб він щільно сів на патрубок димоходу. Зовнішній діаметр бака повинен бути більше внутрішнього перерізу в 1,5-2,5 раза. Такі параметри дозволяють швидко нагрівати теплоносій і забезпечити вільну циркуляцію. Якщо в печі гази, що виходять, не дуже гарячі, то краще ставити теплообмінник на трубу димоходу для опалення менших розмірів, щоб не накопичувався конденсат і була хороша тяга.
Зварювальним апаратом потрібно скріпити всі елементи конструкції, простеживши, щоб шви були герметичними. Штуцери для циркуляції води приварюють вгорі та внизу бака.
Водяний котел саджають на димовий штуцер дуже щільно, додатково обробляючи шви жаростійким герметиком. У верхній частині на баку точно так само кріпиться перехідник на утеплену трубу, яку через стелю або стінку виводять назовні.
Нагрівальний контур з теплоносієм під'єднують до накопичувального бака. Вхідну трубу з холодною водою через штуцер підводять до бака з нахилом 1-2 градуси. Труба з гарячою водою, що підключається до місткості через верхній штуцер, має нахил в 30 градусів. При цьому сам накопичувач монтують вище теплообмінника.
У найнижчому місці бака врізають кран для зливу води. У парильні він може бути поєднаним з краном для забору гарячої води.
Перш ніж розтоплювати піч до системи заливають воду, щоб металеві елементи не перегрілися, а шви не полопалися.
Заповнення водою в теплообміннику може бути як ручним, та автоматичним. Якщо проводиться заповнення водою вручну, потрібно встановити на зовнішній стінці прозору трубку, щоб стежити за рівнем води.

Варто зазначити, що від контуру до бака не повинно бути відстані більше 3 метрів, а діаметр труби краще брати не вужче ніж 3/4".

Теплообмінник у вигляді змійовика

Якщо для монтажу попереднього типу опалення від труби димоходу потрібне вміння поводитися зі зварювальним апаратом, то конструкція теплообмінника у вигляді змійовика виконується набагато простіше. Потрібно тільки обернути кілька кілець гнучкої алюмінієвої або мідної трубки навколо димаря. Ці метали мають високий рівень теплопровідності та не руйнуються через корозію.

За діаметром трубка повинна бути зручною для підключення до штуцера накопичувального бака. Оптимально для згинання вибирати трубу перерізом не більше 28 мм. По довжині такий контур не повинен перевищувати 3 метрів, щоб циркуляція води була правильною. За допомогою гнучкого підведення можна під'єднати бак до змійовика.

Як правило, змійовики застосовують для нагріву води, хоча іноді й для опалення маленьких кімнат. Найкраще себе показують змійовики, закріплені на димових трубах металевої печі з дуже високою температурою чадних газів.

Спосіб монтажу змійовика

Монтувати теплообмінник-змійовик можна на димар банної печі або буржуйки в гаражі або сараї. Він буде служити для опалення або для нагріву води.

Для роботи знадобиться:

алюмінієва або мідна трубка довжиною до 3 м;
2 штуцери 3/4" і гнучкий шланг для гарячої води;
котел з поплавковим краном для заповнення водою і клапаном для її використання;
кран для зливу теплоносія з системи.

Технологія монтажу системи виглядає так:

Першим кроком проводиться вигин трубки, щоб її перетин залишилося незмінним. Для мідних труб менш як 28 мм діаметром можна використовувати трубогиб, не нагріваючи їх. А ось сталеві, алюмінієві та вироби з великим діаметром потребують попереднього прогрівання паяльною лампою.
Для згину можна скористатися сухим піском, заповнивши їм трубу і закривши заглушками з обох сторін. За зразком виробляють спіральний згин, після чого сиплять пісок і промивають трубу під напором води.
В торцевих частинах трубки нарізають різьбу для перехідників під штуцери, а потім підключають до системи.
Отриманий змійовик монтують на димар. Якщо припаяти його оловом до труби, тепловіддача буде краще. Попередньо роблять знежирення ортофосфорною кислотою.
Трохи вище змійовика вішають на опору або на стіну накопичувальний бак. Підключають його до теплообмінника гнучким підведенням і встановлюють кран внизу бака.

Зазначимо, що для безпечного і довготривалого використання змійовика для опалення потрібне встановлення помпи, що забезпечує циркуляцію води в системі та перешкоджає перегріву.

Регістр повітряного типу

Використовувати на благо випромінюване димоходом тепло і збільшити тим самим ККД буржуйки або печі для лазні можна, встановивши повітряний бак-теплообмінник. Він виглядає як корпус у формі циліндра, крізь який проходить кілька порожніх трубок. Знизу до них потрапляє холодне повітря, що нагрівається всередині теплообмінника, підіймається вгору, звідки потрапляє в приміщення. Такий тепловий потік можна направити в сусідні кімнати, щоб обігріти більшу кількість приміщень.

Існують спеціальні конструкції печей з теплообмінниками повітряного типу, якими обігрівають не тільки гаражі, але й великі теплиці або інші споруди.

ТЕПЛООБМІННИК З ГОФРИ

Гофровані каналізаційні труби можуть з успіхом бути використані для організації теплообмінника. Їх накручують навколо неутепленого відрізка димової труби, щоб повітря, яке знаходиться всередині них, швидше нагрілося і поширилося на сусідні приміщення. А якщо обернути таку трубу і димар фольгованим матеріалом, то прогрів відбуватиметься швидше.

Оптимально використовувати гофру для буржуйки, встановленої в гаражі (прочитайте також: "Встановити трубу для буржуйки в якості димоходу"). Вивівши отвори повітроводів нижче до підлоги, можна добитися рівномірного розподілу теплого повітря у всьому гаражі та створити цілком комфортні умови.

КОВПАКОВИЙ ТЕПЛООБМІННИК

Якщо потрібно організувати опалення другого поверху та мансарди будинку, то зручно використовувати теплообмінник у вигляді ковпака. Він дозволяє затримати тепле повітря, яке накопичується біля стелі, всередині кімнати. Поступово охолоджуючись, повітря буде опускатися вниз і обігрівати кімнату залишковим теплом.

Виготовити такий ковпак можна з вогнетривкого гіпсокартону, листа оцинковки або іншого матеріалу, після чого вивести повітроводи до місця призначення. Для краси ковпак можна обкласти штучними каменями, які будуть нагріватися і поступово віддавати тепло.

Негативні моменти

Поряд з користю теплообмінника на димарі варто відзначити також й ряд негативних факторів. По-перше, через таку конструкцію температура вихідних газів значно знижується. Це може провокувати зайве накопичення сажі, утворення конденсату і погіршення тяги.

Важливий момент облаштування такої системи опалення – це прорахувати, який об'єм води потрібен для її повноцінного функціонування. Якщо її буде мало, система може перегрітися, вода в ній закипить, і труби можуть розірватися. Крім того, важливо забезпечити герметичність швів.

У будь-якому випадку, облаштування теплообмінника дозволяє збільшити ефективність будь-якої печі. В цілях безпеки як мінімум двічі на рік слід проводити візуальну діагностику системи та її обслуговування – чищення сажі, заміну дефектних елементів і так далі. Тоді можна буде з упевненістю використовувати теплообмінник для системи опалення та нагріву води в бані.