Разновидности теплообменников для труб дымоходов

Особенность печного отопления — большое количество тепла, выделяющегося в атмосферу. Сократить расходы на покупку дров и угля можно, установив теплообменник на трубу дымохода. В специализированных магазинах предлагают рекуператоры, подходящие для разных условий эксплуатации. Простые устройства изготавливают своими руками.

Назначение устройства

До 40% тепла, выделяемого при сгорании топлива в печах, не выполняет своего назначения. Посредством тяги горячие газы через дымоход попадают в атмосферу. При этом металлические каналы отвода сильно разогреваются.

Корпус рекуператора, который разогревается не так сильно, защищает от ожогов при случайном прикосновении.

Используя теплообменник, часть энергии пускают в дело, нагревая воздух, воду или антифриз в системе отопления.

Принципы работы

Эффективным считают только теплообменник, установленный на металлической трубе. Наружная поверхность кирпичных дымоходов не нагревается выше 40 градусов, поэтому много тепла от них не получить.

Алгоритм работы устройств прост:

• горячие газы, проходя по трубе, нагревают её;
• от наружной поверхности дымохода тепло передаётся теплоносителю — воде, воздуху, антифризу;
• теплоноситель отдаёт тепло в помещение.

Рекуператоры различных конструкций передают тепловую энергию от продуктов сгорания к теплоносителю.

Производители и продавцы делят аппараты на два типа в зависимости от физической среды, которая переносит энергию: воздушные и водяные. Устройства используют естественную и принудительную циркуляцию теплоносителя.

Воздушные теплообменники

В работе используется принцип конвекции.

Существует несколько разновидностей аппаратов.

• Поток продуктов сгорания разделяется и поднимается по нескольким трубкам. Большая площадь поверхности ускоряет теплообменные процессы.
• К главному каналу приварены несколько трубок. За счёт конвекции воздух в помещении проходит сквозь теплообменник, нагреваясь, поднимается по трубкам.
• Вокруг основной установлена труба большего диаметра, к которой крепят подводящий и выходной каналы. С помощью устройства можно обогревать помещения, находящиеся по соседству с тем, где расположена печь.
• К центральной трубе приварены металлические рёбра, образующие каналы. Таким способом повышают площадь, участвующую в теплообмене и ускоряющую конвекцию.
• Вариант «колпаковой» печи. Горячие газы поднимаются по теплообменнику и нагревают воздух. Охлаждаясь, пары опускаются вниз колпака и отводятся в атмосферу.

Изготовленные промышленным способом воздушные теплообменники легко приобрести в специализированных торговых точках. Изделия выпускают со стандартными посадочными диаметрами. Устанавливают такие аппараты вместо одной секции дымохода.

Если вытяжная труба изготовлена по нестандартным размерам, теплообменник на дымоход можно легко изготовить самостоятельно. Работа по силам любому домашнему мастеру.

Цена заводских приспособлений высока — это второй довод в пользу самостоятельного изготовления теплообменника.

Для работы понадобятся инструменты:

• сварочный аппарат и защитная маска:
• углошлифовальная машинка (болгарка) с отрезными и зачистными кругами;
• дрель с набором свёрл и коронок для металла;
• рулетка, линейка, средства защиты (перчатки, очки).

В зависимости от выбранной конструкции подбирают из имеющихся запасов или приобретают металлические полосы или уголки, пластины стали.

Для работы нежелательно использовать оцинкованную сталь. При нагревании до высоких температур в воздух выделяется вредные соединения цинка.

Простые самодельные конструкции

Самым простым и доступным вариантом воздушного теплообменника на дымоход являются приваренные к основной трубе рёбра. Работа займёт не больше часа.

В качестве материала подойдут:

• отрезки уголка или пластины из металла;
• профильная или круглая труба.

Весь процесс заключается в нарезании одинаковых по длине деталей и приваривании их к трубе дымохода.

Теплообменник не должен «забирать» всё неиспользуемое тепло — в недостаточно горячей трубе образуется конденсат, нагар, а тяга снижается.

Ограничивает использование самодельных моделей малопривлекательный внешний вид. Если дизайнерские решения не требуются (гараж, мастерская, баня) модели успешно справляются с поставленной задачей.

Для более сложных вариантов, когда поток газов разделяется на несколько трубок, необходимо иметь профессиональные навыки сварщика — утечка угарного газа через непроваренные места смертельно опасна, дым не позволит с комфортом находиться в помещении.

В случаях, когда требуются аккуратные и красивые конструкции, лучше обратиться в торговые организации и приобрести готовое изделие.

Для изготовления никелированных деталей или теплообменников из нержавейки понадобится дорогостоящий материал, навыки работы и специальное оборудование для точечной сварки.

Водяные модели

В водяных теплообменниках средой передачи энергии от трубы являются жидкости — вода или антифриз в системах отопления или чистая вода для хозяйственных нужд.

Различают две конструкции:

• в виде змеевика, подключённого к накопительному баку;
• «самоварные» конструкции.

В первом случае вокруг трубы обвивают несколько витков медной, алюминиевой или нержавеющей трубки, которые подводят к накопителю.

Змеевик может находиться в воздушном пространстве или внутри дополнительного бака. Второй вариант подразумевает герметичную ёмкость, расположенную вокруг металлического дымохода. К бачку приварены штуцеры подвода и отвода нагретой жидкости.

Нагретая в теплообменнике вода за счёт законов физики поднимается в выносной накопительный бак. Обязательно устраивают контур циркуляции. Если его не сделать, вода нагреваясь разорвёт рекуператор.

Тёплую воду забирают из бака. Сливной кран нужен для удаления воды, если помещение не отапливается постоянно. При отрицательной температуре может произойти разморозка всех частей конструкции.

Добавив в схему циркуляционный насос и группу безопасности, к теплообменнику подключают один, максимум два радиатора отопления. Такой конструкции достаточно для отопления однокомнатного помещения.

Теплообменник твердотопливной печи не обогреет загородный дом. Большой теплосъём приводит к охлаждению трубы и снижению тяги.

Как сделать самому

Изготовление «самоварной» конструкции доверяют профессионалам или покупают готовое изделие в магазине.

Чтобы не было течи в швах, нужны навыки в сварных работах.

Варят металл газосваркой — электросварные швы непригодны для долговечной работы в системах, заполненных жидкостями.

Самостоятельно изготавливают теплообменник в виде змеевика для горячего теплоснабжения.

Из материалов понадобятся:

• медная или алюминиевая трубка диаметром до 25 мм;
• бак с поплавковым механизмом для подачи жидкости из трубопровода водоснабжения;
• гибкая подводка;
• шаровой кран.

Полная длина трубки для естественной циркуляции воды не должна превышать 3-х метров. Если деталь получилась длиннее, устанавливают циркуляционный насос перед теплообменником.

Последовательность работы:

1. На концах трубки нарезают резьбу для подключения штуцеров.
2. Трубу навивают вокруг формы того же радиуса, что и дымоход. Если сечение трубки небольшое её заполняют песком. Это предотвратит заломы и перекрытия внутреннего сечения.
3. Устанавливают готовый змеевик на дымоход.
4. Вешают теплообменный бак на стену, но не выше, чем в 50 см от штуцера отвода горячей воды от змеевика.
5. Проводят подключения.

Проще по исполнению, но дороже вариант, когда для изготовления спирали используют гибкую гофрированную нержавеющую трубку. Покупают гофру с уже смонтированными штуцерами. Это облегчит монтаж, для установки разъёмов не придётся приобретать специнструмент.

Купленный или изготовленный своими руками теплообменник на дымоход сэкономит денежные средства на покупку топлива и добавит комфорта в загородный дом, баню, гараж. Устройства быстро окупаются, а самодельные стоят недорого. Для монтажа не потребуются большие навыки, при этом польза от устройства велика.