Теплообменник на трубу дымохода своими руками. Теплообменник своими руками
- Теплообменник на трубу дымохода своими руками. Теплообменник своими руками
- Как снять тепло с дымоходной трубы. Снятие тепла с дымохода в систему отопления
- Воздушный теплообменник своими руками. Схема изготовления
- Как снять тепло с трубы отопления. Съем тепла с трубы отопления
- Воздушный теплообменник на дымоход. Виды и конструкции
- Водяной теплообменник на дымоход. Водяной теплообменник замкнутого типа
Теплообменник на трубу дымохода своими руками. Теплообменник своими руками
Установить теплообменник на трубу дымохода – хорошее решение для обогрева жилого дома. Главное – его можно изготовить самостоятельно.
Проще всего будет соорудить змеевик из спиралевидной трубки, который охватывает поверхность дымохода, обвивая его. Для изготовления этой модели не нужен большой багаж специальных знаний. Главная проблема – согнуть трубку в спираль, чтобы она не поломалась. С медными трубками таких проблем не возникает, а в случае с алюминиевыми поможет паяльная лампа или газовая горелка. Часто советуют припаивать спираль к дымоходу оловом.
Длина змеевика зависит от диаметра трубки. Как правило, используют диаметр 0,5 дюйма. Чем тоньше трубка, тем больше вероятность закипания в ней. Для одноэтажного строения 4 метров трубки, идущей от котла, будет достаточно – хороший обмен тепла между накопительным баком и теплообменником гарантирован. Длина медной трубки не важна при применении насоса для прокачки воды через систему теплообменника.
Бак для водяного теплообменника тоже делают самостоятельно – для этого нужно время, материалы, а главное – золотые руки. Понадобятся отрезки трубы разных диаметров из нержавейки со стенками, толщиной не меньше 1,5 мм, листовая сталь, готовый заводской стальной бак-накопитель, шаровый вентиль (чтобы сливать воду). Нужно запастись сварочным аппаратом для сварки корпуса теплообменника из листов стали.
Воздушный теплообменник на дымоход использовать можно только в помещении небольшой площади. Провести его монтаж несложно, так как он мало чем отличается от водяного. Всего навсего конструкцию теплообменника устанавливают под углом 90 градусов к дымоходу, а печные газы направляют между трубами. Результат – дым нагреет воздух трубок теплообменника, который через воздуховод поступит в помещения дома.
Расчёт эффективной работы
Главная задача при установке – правильный расчёт мощности отдачи тепла. Его можно примерно сосчитать, ориентируясь на температурные значения газов в печке и на выходе из теплообменника. Показатель теплоёмкости газов равен 1,04 кДж/кг. При перепаде температур горячих газов в 150°С, 1 кг выходящего в трубу дыма нагревает литр воды до 35-40 °С. Потом рассчитывают тот объём газов, который выходит через дымоход и получают коэффициент полезного действия для теплообменника. Нормальный КПД составляет 50-60%.
С задачей отопления небольшого дома справится один теплообменник. В других случаях теплообменник дополняет основной котёл или отопительный контур.
Как снять тепло с дымоходной трубы. Снятие тепла с дымохода в систему отопления
В процессе модернизации своей системы отопления я обратил внимание на дымоход — более подробно о нем в отдельной статье . Задел плечом и тут же получил замечательный ожог 2 степени — горячий, собака. Раз горячий, надо излишки тепла с него пустить в систему, решил попробовать намотать спираль-теплосъемник.
Первая моя попытка намотки змеевика из остатков медной трубы потерпела сокрушительное фиаско .
В процессе обсуждения с подписчиками мне присоветовали гофрированную трубу из нержавейки. Сказано — сделано (сильно помог брат, прислав искомое аж из Челябинска). На фото 10 метров трубы.
Так же к ней полагалось пара фитингов под 3/4″ для соединения с системой.
Фитинги надеваются на концы трубы и просто затягиваются ключом.
С одной стороны на шланге оказался вот такой заусенец.
Его я подрезал своей мини-УШМ. Очень удобная для дома машинка, на канале Дзен у меня есть пост-обзорчик , если заинтересует — ссылка на магазин.
Для монтажа теплосъема в систему отопления я использовал американки (чтобы при необходимости можно было быстро его демонтировать ). Как обычно, винтовое соединение герметизировал анаэробным гелем. И пока он сохнет, взялся за паяльник.
Сделал вот такую врезку, подогнав фитинги к верху/низу дымохода.
Сначала я попробовал намотать теплосъем сразу на дымоход, без демонтажа… Вы не пробуйте )) Длинный, путается, норовит заломаться.
Пришлось снять вертикальное колено дымохода.
Наматывать спираль я стал не на сам дымоход (получается слишком свободно), а на толстую канализационную трубу
И лишь после этого натянул ее на сам дымоход. Так спираль плотнее прилежит к стенкам трубы. Ну и, конечно, собрал дымоход обратно. Все подключил и затянул.
Пробная топка в течение двух часов показала, что, в принципе, спираль работает. При температуре -8С на улице и отключенных от отопления котлах (дровяной в это время заряжал буферную емкость), температура отопления не только не просела, но и выросла с 33 до 38 гр.С.
При использовании в течение двух недель какого то повышенного конденсатообразования на стенках дымохода я не выявил, при топке в штатном режиме (с немного прикрытой заслонкой дымохода и выключенным электрокотлом и теплоаккумулятором) температура теплоносителя остается примерно на 30 град…
Так что, как вспомогательный элемент отопления, такое нововведение имеет право на жизнь.
Воздушный теплообменник своими руками. Схема изготовления
Прежде чем приступать к изготовлению, разберем, какие бывают рекуператоры. Приведём основные виды:
- собранные из тонких пластин;
- с применением вращения ротора;
- коаксиальные;
- изготовленные из трубок;
- с отдельным теплоносителем.
Общие параметры теплообменников:
- пластинчатый – КПД 60-80%, компактный, легко подключается;
- противоточный – КПД 80-90%, установка сложнее, более дорогой;
- роторный – КПД 75-85%, подходит для одной квартиры.
Квадратный теплообменник является основным узлом пластинчатого рекуператора . Пластины изготавливают из листов меди, алюминия толщиной 0.5-1.5 мм в зависимости от размера устройства. Можно использовать алюминиевую фольгу, но это дорого и сложно в изготовлении. Дешевле и проще в обработке полипропилен и поликарбонат 3-10 мм, практически без уменьшения КПД.
Из алюминиевых трубок можно собрать трубчатый рекуператор . От квадратного он отличается только формой в виде трубы, имея практически такой же КПД. Крепится в стене, то есть не требует системы крепления к потолку.
Из нескольких автомобильных радиаторов (обычно 2-4) можно сконструировать рекуператор с отдельным теплоносителем. Переносчиком тепла служит вода либо антифриз.
Для частного или загородного дома проще всего сделать своими руками пластинчатый рекуператор воздуха. Принцип его работы: тёплый и холодный воздушные потоки проходят сквозь друг друга не перемешиваясь.
Имеет следующие преимущества:
- простые конструкция и технология монтажа;
- КПД до 80%;
- большой срок службы;
- минимальное потребление электроэнергии;
- легко модернизировать.
Недостаток – образование водного конденсата при отрицательной температуре. Требуется как-то его удалять.
Разберем пошагово инструкцию его изготовления:
Из листов металла нарезаются квадраты 40х40, 50х50 мм в зависимости от желаемой мощности прибора в количестве 70-80 штук и площадью не меньше 3-5 м2. Плюс к этому 2 квадрата тех же размеров из фанеры или ДВП для обкладки батареи теплообменника.
Заметим, что элементы теплообменника можно изготовить из сотового поликарбоната, который дешевле и проще в обработке, а также не требует применения прокладок . Рекомендуется брать листы типа 2Н толщиной 4 мм.
Пожалуй, самая выгодная схема: для подачи тёплого воздуха использовать пластину из поликарбоната, а для холодного – металлическую.
Из рейки или пробки готовятся прокладки для металлических пластин по их размерам и шириной 1-1.5 см с расчётом 3 штуки на 1 пластину.
Рассчитывается приблизительная толщина стопки пластин по формуле Т= (тл х тп) х К + Д, где:
Отрезаем 4 уголка вычисленной длины, закрепляем на рабочем столе вертикально по углам 1 квадрата из дерева. Это шаблон для сборки.
Наклеиваем на каждый металлический лист по три прокладки: 1 по центру и 2 на краях параллельно друг к другу.
Формируем теплообменник, укладывая на шаблон лист за листом, поворачивая каждый раз на 90 градусов. Так организован обмен теплом в этом устройстве.
В случае одного пакета его края могут крепиться на всех сторонах корпуса. Отверстия в боковых стенках выпиливаются под имеющиеся материалы, такие как вентиляторы, входные/выходные вентиляционные короба или трубы.
Как снять тепло с трубы отопления. Съем тепла с трубы отопления
Как снять тепло с трубы отопления
Как высчитать отдачу тепла трубы из стали и для чего это выполняется
В данной публикации мы поговорим про то, как высчитать отдачу тепла трубы , а еще в каких вариантах может понадобится обозначение этого показателя.
Для какой цели рассчитывают отдачу тепла труб профильных
В основном, расчет отдачи тепла труб профильных изготавливается в таких случаях:
- если необходимо определить мощность приборов с функцией нагрева для отопительные системы в доме;
- если появилась необходимость оценки потерь тепла, происходящих во время перевозки носителя тепла по трубопроводу.
Нужно отметить, что нагревательные контуры, сквозь которые может отдаваться тепло , устанавливают в этих приборах:
- сушители полотенец и змеевики;
- регистры;
- системы пола с подогревом.
Системы полов с подогревом
Если идет речь о водяном теплом полу, в отличии от электрического аналога, в качестве нагревательного контура в нем применяются трубы из металла, хотя, их начали использовать сейчас все реже.
Основная причина уменьшения спроса на теплый гидравлический пол состоит в постепенном изнашивании труб профильных, снижении просвета в них. Более того, имеет большое значение и вариант монтажа – сварные швы сделать сумеет вовсе не каждый, а крепёжное соединение в виде резьбы грозит утечкой носителя тепла через определенный промежуток времени. Естественно, никому не нравится результат утечки воды из системы в полу со стяжкой – будет затоплен потолок цокольного этажа или подвального помещения, а перекрытие поэтапно поломается.
Благодаря этому на замену трубам профильным в гидравлических полах с подогревом в первую очередь пришли металлопластиковые змеевики, фитинги на которые крепились за границами стяжки, а сейчас любят армированный полипропилен.
Подобному материалу свойственно небольшое температурное расширение, а при правильной укладке и эксплуатации они могут прослужить не один год. Как вариант, применяют и иные полимеры.
Стоит обратить внимание, что зазоры для температурного расширения армированного полипропилена все-таки стоит оставлять, хоть оно и маленькое.
Сушители полотенец
В старых домах сушители полотенец из труб профильных встречаются достаточно часто, ведь во многих случаях они были заложены проектом, причем практически до конца прошлого столетия врезались в систему на резьбе.
Совсем недавно начали использовать циркулярные врезки в элеваторных узлах, которые предоставляют стабильную горячую температуру прибора.
Потому как нагревательные контуры в полотенцесушителях регулярно подвергались температурным перепадам – то нагревались, то остывали – крепёжным соединениям в виде резьбы было тяжело выдерживать этот режим, благодаря этому они иногда начинали подтекать.
Несколько позже, когда прогрев данных устройств стал стабильным благодаря врезке в стояки теплоснабжения, проблема протечек стала не очень важной. В то же время размеры змеевика стали гораздо ниже, из-за чего снизилась площадь отдачи тепла трубы из стали. Однако такой сушитель полотенец оставался тёплым не только при использовании горячей воды, а регулярно.
По собственной конструкции регистры являют собой решётку из нескольких толстых труб с тонкими перемычками, торцы которых заглушены. От них распространяется заметный поток тепла, обогревая, аналогичным образом, довольно помещения большого размера – магазины, склады или цеха для производства. В основном, регистры располагают под окном или по периметру помещения. Читайте также: «Виды регистров из гладких труб, характеристики и специфики применения в системах обогрева».
Это было совсем несложным и недорогим решением в ситуациях, когда требовался обогрев площадей большого размера. Правда если говорить об отдаче тепла трубы в таком регистре если сравнивать с отопительным прибором из алюминия, то разница в эффективности ошеломляет. За счёт приличной площади теплообменного аппарата отопительного прибора и теплопроводимости алюминия, современное оборудование, безусловно, лучше. Да и снаружи регистры выглядели довольно грубо.
Все таки, для собственного времени регистры были подходят ввиду простоты и дешевизны. Можно подчеркнуть, что сварные швы на них были самыми прочными, а загрязнее трубы не мешало их функционированию.
Способы увеличения отдачи тепла
Круглая форма совсем не помогает увеличению отдачи тепла труб сделанных из металла. Еще намного низкий показатель отношения объема и поверхности можно повстречать только у сферы.
Поэтому, проблема как расширить отдачу тепла трубы, безусловно, стояла у разработчиков первых обычных радиаторов.
Чтобы сделать больше показатель отдачи тепла трубы из стали раньше использовались подобные приемы:
- Поверхность трубы покрывали матовой черной краской, чтобы улучшить инфракрасное излучение элемента нагрева. Это позволяло достигнуть существенного роста температуры в помещении. Нужно отметить, что современное хромирование на полотенцесушителях очень неэффективно для усиления отдачи тепла – оно, скорее, для красоты.
Воздушный теплообменник на дымоход. Виды и конструкции
Теплообменники в первую очередь подразделяются по теплоносителю на воздушные и жидкостные (водяные). В принципе, допускается заливать масло и антифриз, но не в самодельных конструкциях, так как антифриз ядовит и дорог, а масло может загореться при возникновении неплотностей.
По конструкции водяные устройства обычно выполняют в виде змеевика или регистра (трубы) с водой (водяная рубашка); воздушные представляют собой колпак с отводом теплого воздуха или широкую вставку в дымоход с вваренными поперечными элементами.
При принятии решения о том, как снять остаточное тепло дымовых газов, следует иметь в виду, что отбор тепла в дымоходе уменьшает тягу , а на прогретые стенки дымохода может выпадать конденсат. Особенно этот недостаток заметен в газовых котлах, у которых температура отходящих газов невелика. Но на недорогих самодельных печах на конденсат можно не обращать внимания.
Водяной
Преимущество воды для рекуперации – она обладает высокой теплоемкостью и более эффективно отбирает теплоту дымовых газов. Но водяные рекуператоры требуют более качественного изготовления – система не может протекать; при ее эксплуатации необходимо следить, чтобы не было перегрева, так как закипевшая вода может разорвать трубопровод.
Если водяные конструкции используют в гараже, мастерской, «даче выходного дня», отдельно стоящей бане – воду придется сливать в зимнее время года, поскольку замерзшая жидкость также может разорвать трубопровод.
Через металлические стенки дымохода нагревается контур с водой, при прогревании вода поднимается вверх, затем в батареи, охлаждается, опускается в батарее вниз, уходит в обратку и подсасывается назад в теплообменник.
Для оптимизации работы системы в нее включают расширительный бак – это уменьшает возможность закипания. Некоторые умельцы монтируют насос, получается полноценная небольшая система отопления.
Водяные системы используют для отопления с помощью радиаторов или горячего водоснабжения. Серьезный недостаток – невозможность регулировать температуру нагрева воды, при перегреве ее просто приходится сливать. Заливать в систему холодную воду при работающем отопительном агрегате нельзя – вода может закипеть, порвать трубы и повредить дымоход, при этом на внутренних стенках дымоходной трубы оседает конденсат.
- Самодельный змеевик
Самая простая в изготовлении конструкция. Змеевик обычно изготавливают из трубки, которую обматывают по спирали вокруг стального дымохода. Трубки используют медные, обычные стальные, из нержавейки, алюминия. Алюминиевые не стоит использовать для твердотопливных котлов – его температура плавления 660 °С, а температура отходящих газов твердотопливных отопительных аппаратов достигает 600 °С.
При намотке (гибке) трубу следует заполнить песком и заглушить с обоих сторон – это позволит избежать дефектов (заломов, складочек, перегибов). Для улучшения прогрева змеевика между витками должно быть небольшое расстояние – до 1 диаметра.
Иногда используют гофру , но это не самый долговечный материал для змеевика (особенно из оцинкованной углеродистой стали).
- Регистровый
Регистр – кожух большего диаметра, чем дымоход. Регистр надевается сверху на корпус дымохода и приваривается, торцы завариваются пластинками с вырезанными отверстиями, соответствующими диаметру дымохода. Снизу вваривается или вкручивается патрубок для подвода воды, сверху – для вывода теплой воды. В остальном используется аналогично змеевику. Кожухи изготавливаются не только круглыми, но и квадратными.
Воздушный
Этот вариант больше подойдет для локального отопления помещений – одной комнаты, ванной, предбанника. Воздушные конструкции проще собрать. Иногда используют змеевик или регистр, иногда – теплообменник Кузнецова или колпаковый. В змеевике слишком большое сопротивление стенок трубы, она не должна быть слишком длинной. Из-за этих сложностей его редко используют. Воздушные рекуператоры меньше охлаждают дымоход, поэтому меньше вероятность выпадения конденсата на его стенках.
Иногда не сооружают сложные конструкции, а используют подручные материалы – приваривают к дымопроводу ребра из уголков или согнутых полос, трубы, открытые с обеих сторон, крепят «юбочки» или полосы (алюминиевые или из тонкой стали), согнутые в гофрированную конструкцию.
Водяной теплообменник на дымоход. Водяной теплообменник замкнутого типа
Принцип действия всех замкнутых систем отопления построен на элементарных законах физики – при нагревании, плотность воды уменьшается и подталкиваема снизу более холодной, она начинает подниматься по трубе, попадая в расширительный бак, и уже из него по всему контуру возвращается к нагревателю.
В данном случае, в качестве нагревателя выступает дымоход, который своей энергией толкает воду по контуру системы отопления.
Самодельный змеевик
Самодельный водяной теплообменник
Конструкция, изображённая на фото, является самым распространённым и простым способом использования тепла от дымохода. Верхний край трубки соединяется с расширительным баком, а нижний с контуром отопления.
Совет! лучше всего для змеевика подойдёт медная трубка. Она легко накручивается на дымоход и имеет высокий коэффициент теплопроводимости.
Чаще всего такую систему используют в качестве вспомогательной. С её помощью можно обогревать небольшие помещения, в которых ранее не предусматривалось отопление, но не более того. Выступать в роли основного отопления она не сможет, так как в её устройстве есть несколько значительных недостатков:
- Температура на поверхности дымохода – величина непостоянная и сложноконтролируемая, как следствие, невозможно регулировать степень нагрева теплоносителя.
- Из-за непостоянства температуры, очень сложно рассчитать оптимальную длину змеевика. Если он будет слишком коротким, вода начнёт закипать и разорвёт трубку, а если слишком длинный, теплоноситель вообще не прогреется до нужной температуры.
- Воду из расширительного бака нельзя использовать для душа или в других целях, и дело не только в нерегулируемом нагреве. При заполнении бака холодной водой, она через змеевик начнёт охлаждать дымоход, в результате чего образуется конденсат и ускоряется процесс образования нагара на внутренних стенках.
- Температуры, до которой нагревается дымоход, недостаточно для прогрева длинного контура. При обычном отоплении, вода, проходя по системе, теряет всего 25 градусов, чтобы сохранить этот показатель в данной ситуации, вся система должна быть небольших размеров.
Важно! Некоторым «народным умельцам приходит в голову мысль о том, что теплообменник в дымоходе будет значительно эффективнее, ведь температура там выше. Делать этого ни в коем случае нельзя, посторонние предметы внутри трубы препятствуют свободному прохождению газов, в результате чего они могут пойти в помещение.
