Воздушное теплообменники своими руками

Продуктивность работы котла, отопительной или банной печи можно повысить, установив в трубу простой и в то же время эффективный прибор – теплообменник.

Постараемся разобраться, как сделать теплообменник на дымоход своими руками, какие модификации подходят для самостоятельного монтажа и чем воздушная модель отличается от водяной.

Содержание статьи:

Принцип работы воздушного теплообменника

Основное назначение теплообменника – передавать энергию от продуктов горения в дымоходе теплоносителю, в качестве которого выступает вода или воздух. Установленные в дымоходах теплообменники (это относится к водяным модификациям) часто называют экономайзерами – они экономят тепло, которое просто уходит в атмосферу, и используют его по максимуму. Кроме обычной водопроводной воды иногда используют и другие жидкости – масло или «незамерзайку».

В связи с этим все устройства делят на две большие категории:

  • воздушные;
  • жидкостные (водяные).

Выбор того или иного вида зависит от нескольких факторов. Важнейшие из них – это конфигурация и материал дымохода, а также характеристики самого прибора.

Схема воздушного теплообменника. Он считается менее эффективным, чем жидкостный аналог, но имеет простую конструкцию, что делает его подходящим для самостоятельного изготовления

Разберем, как работает воздушная модель. Конструкция устройства проста: прочный корпус с перегороженным внутренним пространством. Роль перегородок играют пластины или трубки, основная функция которых – затормозить движение нагретых газов и направить тепло в нужное русло.

Некоторые перегородки (заслонки) не припаивают, а делают подвижными. С помощью задвигания/выдвигания металлических пластин можно регулировать силу тяги, тем самым снижая или увеличивая производительность обогревательного прибора.

Воздушные теплообменники называют конвекторами, та как в основе их работы лежит принцип конвекции. Холодный воздух из помещения попадает внутрь устройства, где от воздействия горячих дымовых газов повышается его температура. В нагретом состоянии он через другое отверстие движется дальше – обратно в помещение или в отопительную систему.

Виды устройств для дымохода

Среди воздушных разновидностей традиционной моделью для самостоятельного изготовления считается трубчатый теплообменник, хотя есть и множество других вариантов. Рассмотрим основные виды, которые актуальны для монтажа на дымоход печей длительного горения, малогабаритных буржуек, печей на отработке. Тепло, которое они преобразуют из энергии продуктов горения, называют сухим.

Если представить схематично внутреннюю часть устройств, то она может иметь следующие вариации.

Горизонтально или вертикально расположенные трубы, приваренные к корпусу топки. Вертикальное расположение эффективнее, так как воздух лучше проходит сквозь каналы. Материал изготовления – сталь.

Для приваривания к стенкам могут применяться фрагменты труб диаметром от 50 мм до 200 мм. Считается, что форма сечения – прямоугольная или круглая – принципиально не важна

Обвитая вокруг топки труба. Для хорошей теплоотдачи достаточно 2-3 витков, которые лучше слегка раздвинуть, чтобы увеличить площадь обогрева.

Производительность во многом зависит от разницы уровней входа и выхода воздуха. Силу тяги определяет разница в температуре, поэтому отверстие, отвечающее за забор, часто выводят на улицу

Перегородки внутри корпуса. Своеобразный лабиринт составляют из металлических пластин, установленных вертикально. Оптимальная толщина деталей – от 6 мм до 8 мм.

Входное и выходное отверстия воздуховода должны располагаться напротив начала и конца лабиринта. Сверху устанавливают и приваривают металлическую крышку, обеспечивающую герметичность корпуса

Трубы, проходящие сквозь топку.

Интегрированную конструкцию необходимо создавать при сборке самодельной печи, еще перед тем, как заварятся стенки. Каналы расположены параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. Сечение труб – 50 мм и более

При вертикально расположенных каналах движение воздуха более интенсивное, следовательно, производительность прибора увеличена. Но в некоторых случаях уместны устройства с горизонтально расположенными трубами или с перегородками. Каждая из перечисленных моделей подходит для самостоятельного изготовления, если есть навыки сварки.

Какой материал лучше

При устройстве теплообменника применяют металлические детали – оцинкованные листы, баллоны из-под газа, трубы различного диаметра, чугунные заготовки и т.д. Чугун использовать не рекомендуется, потому что он, по сравнению со сталью, хрупкий и тяжелый, что затрудняет его монтаж на дымоход.

Оптимальный вариант – аустенитная сталь. Нержавейка легко переносит термические перепады, устойчива к механическим повреждениям, поддается самостоятельной обработке и сварке.

Таблица основных технических характеристик аустенитных сталей AISI. Можно проследить, как меняются свойства материала типов 304 (304L) и 316 (316L) при нагревании

Оцинкованная сталь уступает легированной или аустенитной, так как она не предназначена для нагревания. Высокотемпературный режим приводит к выделению окислов цинка, вредных для здоровья, поэтому если планируется повышение температуры в дымоходе до + 419,5 ?С, следует отказаться от оцинковки. Лучше приобрести дорогой, но безопасный материал.

Варианты изготовления приборов своими руками

Предлагаем несколько простых для самостоятельного производства проектов, которые при желании можно сделать из металлических деталей с помощью сварки и электроинструмента.

Обзор теплообменника из газового баллона

Если установить самодельное устройство на буржуйку, эффективность обогрева в помещении вырастет на 30-40%. Чем меньше по площади гараж или мастерская, тем выше продуктивность работы прибора. Предлагаем рассмотреть вариант, который идеально подходит для маленьких печей типа «буржуйка», активно применяющихся для отопления гаражей.

Галерея изображений

Фото из

Дымоход буржуйки имеет выход в стену, поэтому теплообменник монтируется прямо на дымоотводящую трубу на небольшой высоте от плиты – 20-30 см. Если потолок высокий, его можно поднять выше или вывести выходное отверстие наружу

Корпус прибора – это вычищенный внутри и снаружи газовый баллон из-под пропана, из которого полностью удалены остатки газа и конденсата. Верхнюю часть баллона оставляют на месте (она находится снизу), а нижнюю отрезают и заменяют металлическим диском

Внутреннюю полость пересекают три металлически трубы диаметром 100 мм. Они расположены по восходящей спирали, а концы их выходят в различные стороны. Можно использовать трубы с большим диаметром (110 мм), а детали с меньшим сечением будут давать меньше тепла

Перед монтажом труб, проходящих насквозь, вырезают по два отверстия на каждую деталь. Для оформления верхней части используют металлический круглый диск, отрезанный по диаметру баллона и герметично приваренный

Расположение теплообменника на дымоходе

Корпус теплообменника для буржуйки

Диаметр и расположение труб

Особенности конструкции и сборки

В целом из газового баллона получается довольно аккуратный и производительный теплообменник для печи, обогревающей небольшое помещение. Чтобы еще больше увеличить эффективность обогрева без кардинального изменения конструкции, на трубы можно установить вентиляторы, а количество труб увеличить до 4-5.

Фотообзор экономайзера Ферингер

В качестве образца для изготовления могут выступать заводские модели популярных производителей. Например, компания Ферингер, известная выпуском печей, предлагает готовые дымоходы, которые по своей сути являются теплообменниками. Рассмотрим модели несложной конструкции. Все детали, из которых они состоят, можно сделать самостоятельно.

Галерея изображений

Фото из

Модель с четырьмя трубами (60 мм) из черной стали после тестирования оказалась самой эффективной и производительной. Она имеет высокую степень пожаробезопасности, так как убирает все искры, и максимально снижает температуру газов на выходе

Встроенный в верхнюю часть дымохода шибер поворачивается вручную с помощью небольшой ручки, находящейся снаружи. Даже в закрытом состоянии шибер не заслоняет трубу полностью, чтобы остался выход для продуктов горения (угарного газа)

Если заглянуть в дымоход сверху, то видно главные элементы – четыре спаянные в единый блок трубы, каждая из которых оснащена поперечными планками – винтообразными рассекателями, позволяющими отсекать искры

Главное отличие моделей с кожухом – наличие защитного экрана, который по форме напоминает конфигурацию теплообменника. Кожух имеет дизайнерское оформление, делающее его внешний облик менее техничным

Теплообменник на дымоход – четырехтрубный экономайзер

Шибер – заслонка, расположенная внутри трубы

Внутреннее устройство теплообменника Ферингер

Модели теплообменников с кожухом

Главная идея, которую можно взять от передовых моделей Ферингер, — использование четырех труб вместо одной. Если печь уже установлена в гараже или подсобке, часть дымохода убираем, устанавливаем вместо нее четырехтрубный экономайзер – и температура в помещении сразу повышается на несколько градусов.

Воздушный конвектор своими руками

Предложенная модель полностью выполнена из стальных деталей. Это теплообменник, который по габаритам примерно в 1,5 раза объемнее дымохода и представляет собой барабан с трубками, расположенными перпендикулярно дымоотводной трубе. Нержавеющая сталь выбрана не зря – она с легкостью переносит высокие температуры, хорошо чистится и не прогорает.

Для работы потребуются:

  • стальная труба диаметром 30 мм (для изготовления 8 одинаковых отрезков);
  • фрагмент трубы 50 мм (для центрального канала);
  • металлический лист толщиной 2 мм (для изготовления 2-х круглых пластин и кожуха);
  • банку из-под краски объемом 20 л (для переходника на дымоход).

Также необходимо приготовить инструмент для резки и сварки металла.

Галерея изображений

Фото из

Нарезаем циркулярной пилой 9 трубок одинаковой длины, диаметр центральной больше (например, 50 мм), остальные – по 30 мм

Размечаем металлический лист (толщиной 2 мм) для вырезания двух пластин с отверстиями под трубки. Вырезаем их циркуляркой или с помощью металлорежущего станка

Устанавливаем металлические трубы в отверстия, привариваем. Чтобы процесс происходил быстрее, можно использовать деревянный шаблон-подставку с углублениями для трубок. Сверху надеваем кожух – цилиндрический корпус из металла

Изготавливаем переходник на дымоход из 20-литровой банки из-под краски. Предварительно ее нужно очистить: пропалить огнем, а нагар удалить наждачной бумагой. Одновременно вырезаем отверстия подходящего диаметра в теплообменнике с противоположных сторон

Разрезаем банку на 2 одинаковые части, устанавливаем переходник на теплообменник, закрепляя его лепесточным способом: делаем надрезы по всей окружности, «лепестки» загибаем внутрь цилиндра

Ответственный момент – окончательная сварка всех деталей барабана. Необходимо, чтобы части были спаяны герметично, иначе эффект от использования теплообменника снизится

Устанавливаем готовый барабан на дымоход, но не привариваем его. Съемное устройство легче обслуживать: чистка потребуется не реже, чем один раз в году

Чтобы повысить продуктивность эксплуатации самодельного устройства, можно установить небольшой маломощный вентилятор. Лучше, если площадь вентилирования захватит все трубки

Шаг 1 – подготовка стальных деталей

Шаг 2 – разметка и вырезание отверстий

Шаг 3 – сварка труб в барабане

Шаг 4 – подготовка и монтаж переходника

Шаг 5 – «лепесточный» способ закрепления переходника

Шаг 6 – сборка и сварка барабана

Шаг 7 – монтаж теплообменника на дымоход

Шаг 8 – установка вентилятора для повышения производительности

Это один из лучших вариантов воздушного теплообменника на дымоход печки для гаража или подсобки. Конструкцию можно упростить, вместо трубок приварив металлические перегородки, однако принцип действия останется тем же: нагретый воздух из дымохода будет дополнительным источником тепла для помещения.

Выводы и полезное видео по теме

Несколько видеорекомендаций помогут лучше понять устройство и принцип работы самодельного теплообменника.

Советы по изготовлению модели из труб:

Модель из алюминиевого профнастила:

Простой вариант из подручных материалов:

Как видите, для увеличения КПД печки в гараже, подсобке или бане можно не тратиться на дорогостоящие приборы, а сделать эффективное устройство своими руками. Для работы потребуются навыки работы с металлом и примерная схема сборки.

Источник: http://sovet-ingenera.com/vent/oborud/teploobmennik-na-dymoxod-svoimi-rukami.html

Предыдущая статья: расписанная мебель своими руками

Следущая статья: решетка кидстоп своими руками

Лучшие статьи: