Въздушен топлообменник на комина със собствените си ръце: примери за производство и съвети от майсторите

Структура на топлообменника

Топлообменникът може да се изработи самостоятелно у дома

Оборудването се състои от фиксирани и подвижни плочи, всяка от които има отвори за движение на средата. Много други по-малки вторични плочи са монтирани между основните плочи, така че всяка вторична плоча е завъртяна на 180 градуса спрямо съседните. Вторичните плочи са уплътнени с гумени уплътнения.

Вторият важен елемент на ТО е охладителната течност. Тя преминава през каналите от гофрирана неръждаема стомана. Студената и горещата среда преминават през всички плочи, с изключение на първата и последната, едновременно, но от различни страни, без да се смесват. При високи скорости на водния поток в гофрирания слой се създават турбуленции, които увеличават процеса на топлообмен.

Устройството се свързва с тръбопроводите посредством отвори на предната и задната стена. Топлоносителят влиза от едната страна, преминава през всички канали и излиза от другата страна. Входящите и изходящите отвори са уплътнени със специално уплътнение.

Какъв е правилният начин за избор?

При избора цената на топлообменника за пещта играе основна роля. Изборът на материал определя конструктивното решение.

Вторият най-важен аспект е възможността за изработка.

Последният фактор, който затваря избора, е мястото, на което ще бъде монтиран нагревателят. Вземете предвид какво искате да постигнете. Независимо дали искате да отоплявате сауната или гаража, дали искате да използвате печка за сауна или печка за отопление на селска къща. Всеки вариант има свои особености и тънкости.

Основното е да се изчисли площта, която трябва да се отоплява, дали е необходима топла вода, колко гориво може да се използва през отоплителния сезон и т.н. Резултатът от всички тези изчисления трябва да бъде един и същ - въз основа на финансите, наличните материали, нуждите, изберете най-подходящата конструкция.

Какво е по-добро в различните варианти:

Възможности за свързване на конструкциите

Топлообменникът на комина може да работи в два основни режима. И във всяка от тях - различен процес на топлообмен от дима към вътрешната тръба на топлообменника.

В първия режим свързваме отдалечен резервоар със студена вода към топлообменника. След това водата се кондензира върху вътрешната тръба, така че самият топлообменник се нагрява единствено от топлината на кондензация на водните пари от димните газове. В този случай температурата на стената на тръбата няма да надвишава 100°C. А водата в резервоара ще се затопля дълго време.

При втория режим не се наблюдава кондензация на водни пари върху вътрешната стена на топлообменника. Тук топлинният поток през тръбата е по-значителен и водата се нагрява бързо. За да разберете по-пълно процеса, направете следния експеримент: поставете съд със студена вода на газова горелка. Ясно ще видите как по стените на съда се образува конденз и капе върху готварската печка. И въпреки пламъка от 100°C това състояние ще продължи дълго време, докато самата вода в тенджерата се затопли. Ето защо, ако използвате тръбен топлообменник като регистър за затопляне на вода, отдайте предпочитание на малка конструкция с по-дебели вътрешни стени на тръбата - по този начин кондензацията ще бъде много по-малка.

Калаена тръба - проста и дълготрайна!

Тази опция е проста, практична и удобна. По същество тук коминът е просто увит около метална или медна тръба, тя се нагрява постоянно и въздухът, който преминава през нея, бързо се затопля.

Можете да заварите намотката към комина с помощта на аргонова горелка или полуавтоматично заваряване. Можете да запоявате и с калай, стига предварително да го обезмаслите с фосфорна киселина. Топлообменникът ще бъде особено здрав - защото самоварите се запояват с калай и издържат наистина дълго.

Гофрираните тръби са евтини и по-евтини.

Това е най-лесният и евтин вариант. Вземете три алуминиеви гофрирани тръби и ги увийте около комина на тавана или на първия етаж. Тръбите ще затоплят въздуха от стените на комина и той може да бъде пренасочен към всяка друга стая. Дори и достатъчно голямо помещение ще бъде топло на допир, стига да загреете печката за сауна. И за да направите топлинното натоварване по-продуктивно, увийте гофрираните намотки в обикновено фолио за храна.

Топлообменник със серпентина - за отопление на тавана

Можете също така да използвате топлообменник в коминната част на таванското помещение, който работи като печка тип "камбана" - горещият въздух се издига нагоре, а охлаждащият въздух пада бавно надолу. Подобна конструкция има своето огромно предимство - конвенционалният метален комин на първия етаж обикновено се нагрява дотолкова, че е невъзможно да го докоснете, а подобен топлообменник значително намалява риска от пожар или случайно изгаряне.

Някои занаятчии все още обграждат такива топлообменници с мрежа с камъни, за да акумулират топлина и да украсят основата на топлообменника. В този случай таванското помещение е още по-уютно и може да се използва като жилищна площ. Всъщност, според опита, температурата на тръбата на сауната не надвишава 160-170 °C, ако на нея има топлообменник. Най-високата температура ще бъде само в областта на комина. Топло и безопасно!

Монтаж на тръби

Вече споменахме, че е най-добре да се използват тръби с диаметър 3/4″ за тръби, този диаметър се използва най-често във всички отоплителни системи и е подходящ във всяко отношение за топлообменника във ваната.

Диаметър на тръбата 3/4″

Тръбите могат да бъдат изработени от метал или пластмаса. Могат да се използват и гъвкави гофрирани маркучи, но имайте предвид, че те имат много по-малък номинален диаметър и това оказва отрицателно въздействие върху дебита на водата.

Гъвкави гофрирани тръби за отопление и вода

Гофрирана тръба за отопление

Гофрирани тръби

Режете със специален инструмент.

Ето няколко съвета за това как да монтирате тръбите.

1. Опитайте се да запазите дължината на тръбите възможно най-малка и не правете прекалено много завои или извивки на тръбите. Вашата задача е да създадете най-благоприятните условия за циркулация на водата.

   Метални тръби за дистанционно свързване на резервоара

2. Ако се използват пластмасови тръби, уверете се, че те не се прегряват в точките на свързване с топлообменниците. Наличието на вода във вътрешността им не позволява те да се спукат напълно поради загубата на здравина, причинена от топлината, но е възможна деформация.

   Свързване на топлообменника с печката за сауна с пластмасови тръби

3. Не забравяйте да поставите изпускателен кран в най-ниската точка. Ако не използвате печката за сауна за продължителен период от време, трябва да източите цялата вода от системата през зимата.

   Диаграма на положението на изпускателния кран

4. Когато свързвате тръбите, предвидете възможността за демонтаж за поддръжка или ремонт.
5. Опитайте се да намалите дължината на хоризонталните тръбопроводи колкото е възможно повече. Монтирайте всички такива секции под ъгъл от поне 10°. Тези мерки имат положителен ефект върху дебита на водата.

Какво е топлообменник за комин, защо е необходим и как работи?

Топлообменникът (или конвекторът, или економайзерът, ако се нагрява вода) е част, която се монтира на комина. Горещият дим, който се стича по комина, нагрява комина. Топлообменникът може да затопли въздуха или водата с тази топлина.

Тъй като най-горещата част на комина е първият метър на изхода на отоплителния уред, конвекторът трябва да се монтира там. Ако коминът не е много дълъг и не се огъва, е възможно да се отоплява и по-далеч от отоплителния уред. Така например може да се отоплява стая или таванско помещение на втория етаж над помещението с котела.

Ето как изглеждат горивната камера и началото на комина в термовизията

Топлообменникът не се използва за пълно отопление или вместо "основния" бойлер за топла вода - той ще отдава твърде малко топлина. Но за допълнително отопление той е доста подходящ, защото е евтин и не консумира електроенергия. Всъщност тя не позволява простата загуба на топлина, която произвежда пещ (твърдо гориво, газ или отпадъци - всяка друга, различна от електрически котел).

За кои комини може да се използва?

За всички котли на твърдо гориво (дърва, пелети) или газови котли. Това може да бъде котел за сауна, печка на дърва или камина в стаята.

Резервоар с връзка за воден кръг

Топлообменникът, под формата на резервоар, разположен около комина, е изработен от неръждаема стомана или поцинкована ламарина. Трябва да се вземе под внимание дизайнът на печката за сауна. Ако има процес на доизгаряне на димните газове и ако температурата на димните газове на изхода на пещта за сауна не надвишава 200 °C, можете да използвате всякакъв материал за топлообменника.

При обикновените пещи, които нямат реверс на димните газове, температурата на изхода на димните газове може да достигне 500 градуса по Целзий. В този случай трябва да се използва неръждаема стомана, тъй като цинковото покритие отделя вредни вещества при силно нагряване.

Този тип топлообменник най-често се монтира на печка за сауна и се използва като нагревател за БГВ. Резервоарът е снабден със съединители в горната и долната част на резервоара, към които се свързват тръбите и се вкарват в системата. Резервоарът за гореща вода е монтиран в душ кабината или парната баня. Възможно е системата да се използва и за отопление на сервизно помещение или гараж.

Изработване на резервоар: инструкции стъпка по стъпка и видео

Топлообменниците за промишлени печки се продават с някои модификации, като при инсталирането на нова печка можете да вземете подходящ модел с готов воден кръг. Възможно е също така да направите топлообменник на комина със собствените си ръце. За производството му са необходими следните материали:

• парчета тръба от неръждаема стомана с различни диаметри и дебелина на стената 1,5-2 mm, стоманена ламарина;
• 2 1" или ¾" конектора за свързване към системата;
• резервоар от неръждаема или поцинкована стомана с вместимост от 50 до 100 литра
• медни или стоманени тръби или гъвкава връзка за битова гореща вода;
• сферичен кран за източване на горещата вода.

Последователност на конструиране на печка за сауна или нагревател за сауна:

1. 1. Започнете с изготвянето на план. Размерът на резервоара, монтиран на комина, зависи от диаметъра на комина и вида на готварската печка. Готварските печки с проста конструкция и прав комин се характеризират с високи температури на димните газове на изхода, така че размерът на топлообменника може да бъде доста голям: до 0,5 м височина.

1. Диаметърът на вътрешните стени на резервоара трябва да осигурява плътно прилепване на топлообменника към димоотводната тръба. Диаметърът на външните стени на резервоара може да бъде от 1,5 до 2,5 пъти по-голям от диаметъра на вътрешните стени. Този размер осигурява бързо нагряване и добра циркулация на нагревателната среда. При нискотемпературни приложения е за предпочитане резервоарите за димни газове да бъдат малки, за да се избегнат проблеми с кондензацията и течението.
2. Използвайте заваръчен инвертор, за да съедините частите на детайла, като се уверите, че шевовете са плътни. Входящите и изходящите връзки за вода са заварени в долната и горната част на резервоара.
3. Резервоарът се монтира на димоотвода на печката за сауна, а съединителната фуга се запечатва с термоустойчив силикатен уплътнител. Поставете адаптера от неизолираната тръба към изолираната тръба на върха на резервоара на топлообменника и изведете димоотводната тръба от помещението през тавана или стената.
4. Свържете топлообменника към системата и резервоара за съхранение. Тръбата за подаване на студена вода, свързана към долната връзка, трябва да има ъгъл от поне 1-2 градуса спрямо хоризонталната равнина. Тръбата за подаване на затоплена вода е свързана към горната връзка и с наклон от поне 30 градуса е свързана към акумулиращия резервоар. Резервоарът за съхранение трябва да бъде разположен над нивото на топлообменника.
5. В най-ниската точка на системата се монтира кран за източване. Това може да се комбинира с кран за топла вода за парната баня в сауната.
6. Системата трябва да се напълни с вода преди употреба, в противен случай металът ще се прегрее и ще се свлече, което може да доведе до неплътни заварки и течове.
7. Подаването на вода към резервоара за съхранение може да се извършва ръчно или автоматично с помощта на поплавъчен клапан. Ако пълните резервоара ръчно, препоръчително е да поставите прозрачна тръба на външната му стена, за да следите нивото на водата в резервоара, така че да не източите системата.

За добра циркулация на охлаждащата течност трябва да се използват тръби с минимален диаметър ¾", като общата им дължина до резервоара за съхранение не трябва да надвишава 3 метра!

Във видеото е показан бойлер с топлообменник, направен със собствените ви ръце.

Конструкцията на преустроените печки за сауна

Съществуват няколко начина за изграждане на вторична верига в печката за сауна. Изборът на най-подходящото решение зависи от вида на печката и наличието на технически възможности като заваряване и подходящ материал за топлообменника.

Най-често срещаните схеми за оборудване на воден отоплителен кръг:

• Монтиране на рамков топлообменник или серпентина на комина или в пещта;
• Монтиране на допълнителен предварително монтиран резервоар на готварската печка за подгряване на водата, циркулираща в отоплителната система;
• Монтиране на система от димоотводи в камерата на пещта.

Ако площта на отопляемото помещение за сауна надхвърля 30 m2, без да се включва парната баня, е правилно да се включи в проекта нагревател за сауна В конструкцията на печката за сауна с водни кръгове е включен допълнителен резервоар за съхранение на гореща вода. По този начин част от врялата вода може да се използва за миене и почистване след потушаването на пожара.

Не всички от изброените методи за инсталиране на контур за гореща вода са еднакво ефективни. Например най-простият вариант, който включва инсталирането на втори резервоар за предварително загряване, се счита от експертите за най-неефективен. Често готварската печка и сауната се загряват до желаната температура, докато преддверието и стаята за релакс остават студени.

Топлият въздух, нагрят от дървата в огнището, се издига нагоре и осигурява топлина за печката и камъните в нея. Каменният слой бавно отделя топлина в помещението, като осигурява комфортна температура в парната баня.

Производителите предлагат комбинирани бойлери за бани Котли на дърва, които използват газ като алтернативен метод за отопление. Въпреки това не във всички райони има възможност за свързване към газоснабдителната система, така че класическият модел на моно гориво е по-популярен.

Разликата между конструкциите на котлите за сауна на дърва (снимка по-долу, цена тук или на уебсайта на производителя) най-често е в разположението на резервоара за вода.

Няколко области на инсталацията му имат положителни качества:

• Дистанционни схеми на резервоарите. Този тип е най-популярният дизайн. Той произвежда гореща вода, която може да се използва за отопление на останалата част от сградата. Този модел позволява на въздуха вътре да се затопли много преди водата да е успяла да заври. Подходящ е за сауни, които използват сух и горещ въздух. Материалът на резервоара е от неръждаема стомана. Обикновено се монтира в съседно помещение и се свързва с помощта на регистри или тръбни маркучи. Недостатъкът на конструкцията е относителната сложност на монтажните работи, допълнителните разходи за регистрите и продължителният монтаж.
• Допълнителният резервоар се монтира директно в камерата до горивната камера. Дизайнът е подходящ за готварски печки, изработени от тръби. Водата в тях се загрява в горната част на горивната камера. Това обаче не винаги е ефективно решение. Основното правило, използвано при монтажа на такива конструкции, е максимална плътност на всички съединения, което ще удължи живота на уреда.
• Монтирането на резервоара на комина има две възможности за монтаж: резервоарът с форма на куб или паралелограм е проходно устройство към покрива или резервоарът служи за проходно устройство през тавана към първия етаж. Резервоарът се нагрява не само от топлопренасянето през комина, но и от регистрите на печката, което дава възможност за използване на значителни обеми при нагряването на течността.
• Резервоарът е закачен за стената или друга вертикална повърхност Водата се загрява вътре чрез топлообмен от стените на печката. Материалът, използван за тази конструкция, е неръждаема стомана.

Средни цени за готварски печки с различно разположение на резервоара за вода

Погледнете Мебели за бани Закупуване на дървени мебели за бани и сауни в стая за почивка в Москва

Как да си направите собствено устройство

Простата намотка е лесна за изработване от медна тръба. За димоотвод с диаметър 100 mm е подходяща медна тръба с диаметър ¼" и дължина 3-4 метра. Фитингите с резба трябва да бъдат запоени към краищата на тръбата. След това тръбата се напълва с фин пясък, завинтва се и се увива около комина.

Препоръчително е да се остави малко разстояние между намотките - тогава тръбата от комина ще се нагрява както чрез топлообмен, така и чрез инфрачервено излъчване. Тази работа е лесна за изпълнение с помощник. След това пясъкът се промива от комина с вода под налягане. Свързват се тръбите, водещи към радиаторите и разширителния съд.

Топлообменникът на Кузнецов е изработен чрез заваряване. Най-простият вариант е корпусът да се изработи от газова бутилка или тръба с голям диаметър.

Необходими са следните материали:

1. Газова бутилка, тръба с голям диаметър (300 mm) за тялото.
2. Тръба с диаметър 32 mm (по-добре е да вземете едно парче с по-голям диаметър, до 57 mm). Дължината на заготовките - 300-400 мм, като общото количество трябва да е достатъчно за изрязване на заготовки.
3. Две малки гнезда със същия диаметър като диаметъра на комина. Препоръчително е да се използва тръба за комин - ако коминът е сглобяем, в гнездото от едната страна ще има гнездо за монтиране на топлообменника.
4. Две парчета стоманена ламарина, достатъчни за изрязване на крайните капачки на корпуса.

Технология на въздушния топлообменник:

1. Голяма тръба или цилиндър се нарязва на необходимия размер.
2. От тънки тръби се изрязват девет парчета с еднаква дължина.
3. Изрежете кръгчетата за крайните капачки.
4. В кръговете се изрязват девет отвора за тръби с малък диаметър; ако се вземе една тръба с по-голям диаметър, отворът за нея се изрязва в центъра.
5. Тънките тръби се вкарват в отворите на тапите, притискат се чрез заваряване и след това се заваряват.

Отстрани в корпуса се изрязват отвори с диаметър, равен на този на комина.

Структурата от тънки тръби и тапи се вкарва в корпуса и се заварява на мястото на съединяване на тапите и корпуса от големи тръби.

В отворите отстрани на корпуса се поставят и заваряват шпилки.

Алтернативен вариант:

Какви материали могат да се използват?

Идеалният материал е неръждаема стомана (напр. аустенитна неръждаема стомана 08Cr18H10 или AISI 304) или мед. От титан понякога се произвеждат промишлени продукти. Но цената на тези материали е доста висока. Въпреки това те са издръжливи, неръждаеми, надеждни и здрави. Ако разполагате с печка за сауна в гаража си или с импровизирана печка за сауна в сауната, е възможно да използвате черен метал (въглеродна стомана).

Може да се използва гофрирана тръба от неръждаема стомана с добро качество. Поцинкованите гофрирани тръби не са устойчив вариант. Алуминиеви тръби могат да се използват и за намотки на бобини (не за комини на печки на твърдо гориво).

Понякога се използва и поцинкована стомана, но трябва да се има предвид, че цинковият слой се изпарява по време на заваряването и всички предимства на поцинковането (устойчивост на корозия) са незначителни. При температури над 400 °С цинкът започва да се изпарява (цинковите изпарения са токсични), затова не използвайте поцинкована стомана за топлообменници на комините на котли на твърдо гориво.

Функционален механизъм

Металните печки, поставени в къща, гараж или сауна, трябва да бъдат оборудвани с комин, който да отвежда газовете на въглеродния оксид и да създава тяга. Този комин може да достигне много високи температури, от порядъка на 200-500 ℃, докато загрява печката, което не е безопасно за обитателите.

Ако монтирате топлообменник на комина, можете значително да увеличите ефективността на готварската печка и да се предпазите от пряк контакт с горещата повърхност. В резервоара или серпентината, монтирани на комина, като топлоносител се използва вода, но на тръбата на комина може да се монтира и въздушен топлообменник. Благодарение на прекия контакт между комина и топлоносителя техните температурни стойности се балансират, т.е. водата или въздухът постепенно се нагряват, докато стените на комина се охлаждат.

Тъй като температурата на водата в регистъра се повишава в комина, тя се издига нагоре, където влиза в резервоара за вода чрез специална връзка. През входната връзка в долната част на топлообменника влиза студена вода, която замества топлата. Тази циркулация продължава непрекъснато и водата може да се нагрява до много високи нива.

Водни модели

При водните топлообменници средата за пренос на енергия от тръбата е течност - вода или антифриз в отоплителните системи или чиста вода за битови нужди.

Прави се разграничение между два дизайна:

• Под формата на серпентина, свързана с резервоар за съхранение;
• дизайни на "самовари".

Отстраняването на голямо количество топлина може да доведе до намаляване на течението и кондензацията.

В първия случай няколко намотки от медна, алуминиева или неръждаема стомана се увиват около тръбата и се свързват с резервоара за съхранение.

Намотката може да бъде разположена във въздушното пространство или в допълнителен резервоар. Вторият вариант включва запечатан резервоар, разположен около метален комин. Входящите и изходящите връзки за нагрятата течност са заварени към резервоара.

Загрятата в топлообменника вода се издига по законите на физиката в отдалечения резервоар за съхранение. Задължително е да се направи циркулационна верига. Ако това не се направи, горещата вода ще разруши рекуператора.

От резервоара се взема топла вода. Ако помещението не се отоплява непрекъснато, е необходим дренажен вентил за отстраняване на водата. При отрицателни температури размразяването може да настъпи във всички части на конструкцията.

Чрез добавяне на циркулационна помпа и предпазна група към топлообменника се свързват един или най-много два радиатора. Тази конструкция е достатъчна за отопление на едностайно помещение.

Как да го направите сами

Сглобка на въздушния топлообменник

Осъществяване на "samovarnaya" строителство доверени на професионалисти или да купуват готов продукт в магазина.

За да избегнете течове по шевовете, са необходими умения за заваряване.

Заварявайте метала чрез газово заваряване - електрическите заварки не са подходящи за дълготрайна работа в системи, пълни с течности.

Самостоятелно изработен топлообменник под формата на серпентина за горещо отопление.

Необходимите материали са:

• медни или алуминиеви тръби с диаметър до 25 mm;
• Резервоар с поплавък за подаване на течност от водопровода;
• гъвкава връзка;
• сферичен кран.

Общата дължина на тръбата не трябва да надвишава 3 метра.

Последователност на работата:

1. В краищата на тръбата се изрязват резби за свързване на фитингите.
2. Тръбата се навива около форма със същия радиус като на комина. Ако напречното сечение на тръбата е малко, запълнете я с пясък. Това ще предотврати образуването на корички и застъпването на вътрешната част.
3. Монтирайте готовата намотка върху комина.
4. Закачете резервоара на топлообменника на стената, но на не повече от 50 cm от изхода за гореща вода на серпентината.
5. Направете връзките.

По-просто, но по-скъпо решение е да се използва гъвкава гофрирана тръба от неръждаема стомана за намотката. Закупете гофрирана тръба с вече монтирани фитинги. Това улеснява монтажа и не е необходимо да купувате специални инструменти за инсталиране на съединителите.

Избор на материал

Намотката традиционно се изработва от тръба, чиято дължина и диаметър се определят от желаното ниво на разсейване на топлината. Ефективността на конструкцията ще зависи от топлопроводимостта на използвания материал. Най-често използваните тръби са:

• мед с коефициент на топлопроводимост 380;
• Стомана с коефициент на топлопреминаване 50
• пластмасови тръби с коефициент на топлопроводност 0,3.

Меден или метално-пластмасов?

При еднакво ниво на топлопренасяне и еднакви размери на напречното сечение дължината на металните тръби ще бъде 11 пъти по-голяма от тази на медните и 7 пъти по-голяма от тази на стоманените тръби.

Затова е най-добре да се използват отгряти медни тръби за производство на намотки.

Такъв материал е достатъчно гъвкав и поради това може лесно да се оформя, например чрез огъване. Фитингите с резба могат лесно да се свържат към медната тръба.

Търсене на импровизирани средства

Предвид високата цена на материалите, си струва да се обмисли използването на продукти, които са достигнали края на експлоатационния си срок, но все още не са изчерпани. Това не само ще намали разходите за производство на топлообменника, но и ще съкрати времето за монтаж. По правило се дава предимство на:

• Всички отоплителни радиатори, които не пропускат;
• решетки за кърпи;
• автомобилни радиатори и други продукти с подобен дизайн;
• проточни водонагреватели.