Теплообменник на дымоход — это отличный способ организовать отопление в тех комнатах дома, где не установлены печи. Сделать такое устройство можно самостоятельно.
Коэффициент полезного действия печного отопления и так не слишком велик. Зачем же позволять теплу отводимых дымоходом газов просто так уходить в атмосферу, не производя при этом дополнительную нужную работу? Для этого и изобретены теплообменные устройства.
Теплообменник из нержавеющей стали производится в заводских условиях, но можно сделать его самостоятельно с помощью сварки
Функции теплообменника в системах печного отопления
Принцип теплообменного аппарата заключается в том, чтобы отбирать тепло от уходящих через дымоход продуктов сгорания, и посредством различного конструктивного исполнения стальных пластин (или труб) возвращать его в обогреваемое пространство.
Существуют у теплообменника и более кардинальные возможности — например, сокращать количество воздуха, потребное для устойчивой работы печи. В таком случае его называют рекуператором и применяют для повышения эффективности работы твердотопливных котлов.
Устройство и принцип работы теплообменника для бани: бак с тремя штуцерами и бак самоварного типа
Поскольку продукты сгорания выходят через дымоход, то теплообменник целесообразнее всего устанавливать именно там. В самом простом случае предстоит изготовить и смонтировать змеевик из стальных труб, образующие которых должны плотно примыкать к внутренней поверхности дымохода. Чем меньше шаг змеевика и больше диаметр трубопровода, тем эффективнее окажется теплообменник.
Виды теплообменников
По виду используемого во вторичной цепи теплоносителя различают воздушные и водяные теплообменники.
Поскольку коэффициент теплопередачи для воды существенно выше, чем для воздуха, то и эффективность водяных теплообменников больше.
Однако при установке такого аппарата именно на дымоход придется удовлетвориться вторым вариантом, поскольку теплообменник придется монтировать снаружи, а использование воды как теплоносителя в данном случае сопряжено со значительными сложностями. Особенно, если теплообменник будет устанавливаться самостоятельно.
Вариант наружного монтажа теплообменника, основанного на воде в качестве теплоносителя
Варианты устройства и принцип работы теплообменных приспособлений
Выбор будет зависеть от того, проектируется ли печь с возможностью последующей установки теплообменника либо все работы придется начинать с нуля. В первом случае целесообразен вариант водяного теплообменника, устанавливаемого рядом с обычной нагревательной печью.
Такой теплообменник будет включать в себя:
- Собственно корпус аппарата.
- Накопительный бак.
- Верхний и нижний отводы из рабочего пространства печи.
- Сливные краны теплообменника и системы.
Принцип работы теплообменника, обеспечивающего горячее водоснабжение и подключающегося к печи
Теплообменник на дымоход воздушного типа будет иметь совсем другую структуру:
- Корпус, снабженный входным и выходным патрубками.
- Система поворотных заслонок, которая будет регулировать скорость и давление отводимых продуктов сгорания.
- Элементы крепления корпуса в дымоходе.
Советуем прочитать статью о конвекторе на дымоходе и найти ответы на интересующие вопросы.
Наличие поворотных заслонок, хотя и потребует более внимательного управления теплообменником во время его функционирования, взамен позволит увеличивать эффективность теплоотдачи уходящими газами вследствие направленного изменения путей их перемещения по дымоходу.
Выбор материалов для теплообменника
Поскольку дымовые газы, проходящие по дымоходу, имеют температуру до 300-350°С, то использование для изготовления корпуса обычной стали не годится. Долговечны теплообменники из нержавеющей стали (наиболее популярна марка 08Х18Н10 или AISI 304). Если финансовые возможности не позволяют сделать такой выбор, можно обойтись и оцинкованной сталью.
Теплообменник из нержавеющей стали под горячую воду подсоединяется к баку, размещаемому на стене
Однако при температурах более 200-250°С долговечность корпуса начнет уменьшаться. Более того, при дальнейшем повышении температур цинковое покрытие начинает интенсивно испаряться и в некоторых случаях может подсасываться внутрь жилых помещений, что очень опасно для здоровья.
Вместе с тем, второй вариант будет весьма целесообразен, если печь установлена в загородном доме и не предназначена для долговременного использования.
Способы установки теплообменника в дымоходе
Проще всего монтировать корпус под имеющиеся размеры дымохода, когда печь не работает. Внутри дымового канала монтируется корпус, с таким расчетом, чтобы уменьшение проходного отверстия не превысило 40%. Конечно, при этом возрастает тяга и более интенсивно протекает теплообмен, но и управлять таким процессом окажется намного сложнее.
Можно также прикреплять теплообменник и к печи, а потом обложить огнестойким кирпичом. Поскольку особых нагрузок на аппарат нет, то и кладку кирпича обычно производят «на ребро». Эффективность теплообменника будет зависеть от стенок корпуса — при увеличении их толщины аппарат разогревается медленнее, но зато затем работает более стабильно. В этом случае также снижаются потери на образование конденсата.
Схема монтажа теплообменника показывает особенности установки труб и заполнения бака водой
Стадии монтажа теплообменника своими руками
Внутри дымохода прокладывается змеевик из тонкостенных медных труб (менее удачный вариант — трубы из нержавеющей стали), по которым впоследствии будет прокачиваться воздух. Шаг труб выполняют таким, чтобы расстояние между осями смежных витков были не менее четырех-пяти диаметров трубы. При больших значениях происходят ненужные потери тепла, а при меньших увеличивается расход медных труб и проявляется эффект экранирования, следствием которого является перегрев трубопроводов.
Приваривание змеевика производится аргоновой сваркой. Пайка не годится из-за повышенных (против обычно рекомендуемых для паяных конструкций) температур эксплуатации труб.
Примеры установленных теплообменников в бане, ванной, деревянном доме
Гофровые насадки — самая простая конструкция теплообменника
Еще более конструктивно просто (хотя и менее привлекательно) теплообменник для целей отопления можно соорудить из гофровых стальных труб. Ими просто обвивают наружную поверхность дымохода, а для последующего перенаправления горячего воздуха в другие помещения дома можно использовать имеющуюся систему внутренней вентиляции. Теплосъем увеличится, если гофровые насадки сверху покрыть теплоизолирующим фольговым материалом.
Теплообменник из гофротрубы как можно ближе прикладывается к дымоходу и изолируется фольгой для съема и сохранения максимального количества тепла
Наличие теплообменника всегда выгодно, потому что позволяет использовать для целей отопления индивидуальных домов печи или котлы сравнительно небольшой мощности, и, следовательно, с меньшим расходом топлива. Вдобавок будет продлен срок службы дымохода, который станет более эффективно охлаждаться.
