Как сделать печь для бани с теплообменником своими руками

Теплообменники – это общее название приспособлений, объединённых принципом работы.

Принцип работы и конструкция

В настоящее время имеются разные варианты теплообменников для дымохода, конструкция и принцип работы которых, в общем похожи. Теплообменник состоит из полого корпуса с входными и выходными патрубками. В кожухе монтируется «тормозной» механизм, предназначающийся для отработанных газов. Как правило, это система установленных на осях клапанов с вырезами. Заслонки могут поворачиваться, создавая при этом зигзагообразный дымоход разной длины. Настройка клапанов дает возможность устанавливать наиболее эффективное соотношение теплообмена и тяги в дымоходе, при этом, не нарушая норм безопасности при эксплуатации. Есть и более простые модели теплообменников, без системы регулируемых клапанов.

Что такое теплообменник: устройство и принцип действия

Аккумулятор тепла своими рукамиСуществует несколько принципов, которые в значительной степени влияют на рабочие свойства теплообменника:

  • при большей разнице температур количество переданной энергии будет повышаться;
  • при повышении площади соприкосновения с теплообменником энергия будет передаваться намного быстрее;
  • при высокой теплопроводности материала, использованного для изготовления теплообменника, эффективность его работы будет гораздо выше, чем у аналога с низкой теплопроводностью.

Функционал и разновидности

Теплообменник на дымоход купить можно из такого материала как нержавеющая сталь, однако при наличии желания и грамотном подборе, изучении ряда инструкций и руководств, сделать его можно и прямо дома своими руками с помощью сварочного аппарата.

Теплообменник – труба, которая за счёт ряда своих уникальных конструктивных особенностей и материалов изготовления способен не отдавать, а собирать, накапливать и распространять тепловую энергию, которая в обратном случае, ранее просто выходила через дымоход на улицу.

Теплообменник, печь с которым будет более эффективным, отличается наличием и ещё одной не менее полезной функции, с его помощью можно вручную регулировать и сокращать количество поступающих в топку воздушных масс. Если теплообменник способен выполнять данную функцию и обладает такой особенностью, его название меняется на рекуператор, он повышает КПД и эффективность любого отопительного оборудования.

Теплообменник, баня с которым будет отапливаться в разы быстрее, рекомендуется устанавливать именно на дымоход, так как через него выводятся все продукты горения, в том числе и прогретые воздушные массы, которые он сможет при таком способе размещения перехватывать. Также как вариант можно установить теплообменник, представленный в виде змеевика, он монтируется из стали, а точнее рубчатых элементов и плотно примыкает к внутреннему пространству дымоходной вытяжки.

Важно чтобы теплообменник банный или змеевик имел небольшой шаг и при этом отличался большим диаметром трубопроводов, таким образом, его эффективность и продуктивность работы повысится в разы.

Банная печь теплообменник для которой может относиться к определённой категории, может быть как воздушным, так и водяным, при этом вторая разновидность в разу эффективней – это связанно с тем, что вода лучше сохраняет тепло и быстрее его распространяет по трубам дома.

Бак, теплообменник которого будет размещаться прямо в дымоходе, и примыкать к нему, чаще всего используется именно воздушный, так как такая конструкция отличается сложным строением, а создание в вытяжной системе элемента с циркулирующей водой достаточно сложный, дорогостоящий и трудоёмкий процесс. Воздушный теплообменник на дымоход устанавливается в разы быстрее, проще, при этом его эффективность также находится на высоком уровне.

Читайте также:  Как обустроить предбанник в деревенской бане

Устройство системы

Итак, назначение приспособления – передавать температуру от одной среды к другой. Источниками тепла и теплоносителями могут быть различные жидкости, газы и пар. Нестабильные среды разделяются материалом, имеющим для этого подходящий показатель теплопроводности. Простейший пример теплообменника – обычный комнатный радиатор. Источник тепла – вода в отоплении. Нагреваемая среда – воздух в комнате. А разделяющий материал – металл, из которого сделан радиатор.

Устройство системы

Большую роль в том, какой использовать промежуточный материал, имеет его степень теплопроводности. Лидерами по этому показателю являются серебро и медь. Но по понятным причинам, чаще всего применяется медь.

Устройство теплообменника

Устройство системы

Медь в 7,5 раз лучше передаёт тепло, чем сталь, а пластик в 200 раз хуже, чем сталь. Получается, что при прочих равных условиях, 1,7 метра медной, 12 метров стальной и 2000 метров пластиковой трубы передадут одно и то же количество тепла. Виды

По назначению, разделяют теплообменники на:

Устройство системы
  1. Охладительные.
  2. Нагревательные.

Первые содержат в себе холодный газ или жидкость. Контактируя с ним, разогретый теплоноситель остывает.

Устройство системы

Нагреватели же наоборот, содержат в себе разогретый газ (жидкость), который делится теплом с циркулирующей холодной жидкостью (газом).

Устройство поверхностного теплоомбенника

Устройство системы

И «нагреватели» и «охладители» могут различаться по конструкции:

  1. Поверхностные (тот случай, когда среды контактируют через промежуточную поверхность).
  2. Регенеративные (поочерёдная подача холодной и горячей среды к специальной насадке, которая, нагреваясь и охлаждаясь, регулирует температуру сред).
  3. Смесительные (подача одной среды непосредственно в другую и их перемешивание).
Устройство системы

Надо сказать, что поверхностные теплообменники используются чаще всего. Они значительно отличаются по форме. Здесь можно выделить три типа:

  1. Пластинчатые (множество пластин, собранных в кассеты, по лабиринтам которых проходит жидкость).
  2. Змеевики (тонкая трубка, закрученная в спираль).
  3. Труба в трубе.

Отопление на двух видах топлива может быть очень удобным, особенно когда возникают перебои с одним из источников обогрева. Котлы отопительные комбинированные имеют две камеры сгорания и производятся в разных исполнениях: газ – электричество, газ – уголь и так далее. Конструкцию системы и способы монтажа рассмотрим далее.

Особенности выбора терморегулятора для радиатора отопления рассмотрим тут.

Привычные способы отопления в некоторых ситуациях могут оказаться неудобными. Отопление без газа и дров может быть хорошей альтернативой. Здесь -otopleniya/ рассмотрим способы организации обогрева помещения без использования дров и газа.

Изготовление разных видов теплообменника

Водяной

Устройство имеет два сектора, нагревающих друг друга. Циркуляция воды при большой мощности происходит по замкнутому контуру в резервуаре отопительной системы, где нагревается до 180 гр. После обтекания установленных трубок вода направляется в основную систему, где температура нагрева увеличивается.

Для изготовления водяного теплообменика приготовьте:

  • Емкость в форме стального бака. Установите ее к началу системы. Для водной циркуляции нужны 2 ответвления из труб, нижнее – для входа холодной воды, верхнее – для входа горячей.
  • Проверьте бак на герметичность.
  • Разместите медные трубчатые спирали внутри бака, 4 метра трубы на 100 литров бака хватит вполне.
  • Подсоедините к медной трубке регулятор мощности.
  • Чтобы перепады давления и температуры не разрушили емкость, установите анод ближе к нагревательном элементу.
  • Запаяйте герметично бак.
  • Наполните водой.
  • Проверьте систему в работе.

Пластинчатый

Цельный блок конструкции состоит их поочередно размещенных пластин с горячими и холодными средами. Смешивания сред не происходит, поскольку уплотнитель резиновый и многослойный. Пластинчатые виды сложны для собственноручного изготовления, важна герметичность внутренних платин, а для этого нужно специальное оборудование.

Читайте также:  Виды дерева для отделки бани: какой материал станет лучшим выбором

Труба в трубе

Обменник состоит из большой трубы и меньшей по диаметру, вставленной внутрь. Среды перемещаются по меньшей трубе, для охлаждения подаются во внешнюю трубу. Конструкция:

Изготовление разных видов теплообменника
  • проста в изготовлении;
  • легко чистится;
  • долговечна;
  • применима к любому теплоносителю;
  • в отличие от пластинчатой трубы может работать под давлением;
  • изменив размеры труб, можно подобрать оптимальную скорость для движения жидкости.

Чтобы трубы не влетели вам в копеечку, тщательно рассчитывайте расход материала.

Для изготовления конструкции подберите две медных трубки по диаметру одна больше другой на 4 мм для зазора:

  1. Приварите боковой стороной тройник к обеим сторонам наружной трубы.
  2. Вставьте меньшую по диаметру трубку, приварите торцы большой трубки, зафиксируйте положение меньшей трубы.
  3. приварите короткие трубки к тройникам на выходе, по ним будет передвигаться жидкость.
  4. При использовании стального материала, увеличьте площадь поверхности, соберите батарею из обменников в отдельности.
  5. Соедините трубки отрезками, приварите поочередно к обоим тройникам, чтобы получилась змейка.

Воздушный

Воздушный теплообменник состоит из радиатора и вентилятора. Вентилятор охлаждает потоки воздуха, разгоняет их по всей системе вентиляции. Данные вид обменника устанавливают в зданиях администрации, для общественных целей.

Теплообменник своими руками

S-образные или змеевиковые

Змеевиковые или S-образные регистры отопления напоминают, по внешнему виду, единичную трубу, изогнутую специальным образом. Данный вид отопительных приборов славится высокой теплоотдачей, это стало возможно благодаря наличию большой рабочей поверхностью. Чаще такую разновидность устанавливают в ванную комнату. Его применяют для сушки белья и полотенец, а в простонародье называют полотенцесушителем.

Ранее представленные варианты приборов, применяемые для отопления помещения, базируются на работе, зависящей от постоянной подачи воды. Однако, ни для кого не секрет, что существуют помещения, в которых отсутствует коммуникация или прокладка таковой просто не возможна. И в этом случае инженеры нашли решение, они предложили теновые регистры отопления.

S-образные или змеевиковые

Отличительной особенностью такого рода приборов считается наличие нагревательного элемента во внутренней полости основных составляющих конструкции. Практика показывает, что применение теновых регистров позволяет владельцу помещения минимизировать затраты на электроэнергию и такой прибор дольше остывает, следовательно, является эффективным теплообменником.

Следовательно, выбирая прибор для отопления помещения любой сложности, необходимо учитывать особенности разных видов регистров.

Инфракрасные установки

Использование инфракрасных систем обогрева предусматривает наличие проводки. Обогреватели используют минимум энергии и подходят для обогрева гаража, даже если в нем гуляют сквозняки.

Такие обогреватели отличаются от остальных безопасностью нагрева. Они распространяют волны, схожие по свойствам с солнечными излучениями. Этот вид отопления греет не воздух, а близлежащие объекты.

Нагретые предметы отдают полученную температуру окружающей среде. Благодаря этому воздух не пересушивается. Инфракрасные лампы пользуются большой популярностью и в быту. Их приобретают не только для обогрева складов и гаражей, но и жилых домов.

Безусловно, цена на инфракрасные обогреватели выше, чем на газовые или дизельные приборы. Тем не менее, высокая стоимость быстро окупается за счет длительного срока службы.

Плюсы данного обогревателя:

  • мобильность,
  • небольшой размер,
  • надежность,
  • длительный срок эксплуатации,
  • невысокая стоимость ресурсов,
  • прогрев помещения в минимальные сроки.

Инфракрасные установки чаще всего устанавливают в районе потолка, поэтому поток тепла идет в сторону пола. Благодаря такому монтажу они занимают минимум места.

Недостатки данного вида обогрева — прибор нагревает корпус железного коня, что может вызвать коррозию или деформацию кузова. Также не рекомендуется применять устройство в помещениях с высокой влажностью. К тому же, категорически воспрещается ставить вблизи огнеопасных веществ.

Читайте также:  Как сделать, чтобы деревянные полы не скрипели?

Инфракрасная горелка своими руками

Нам потребуется старый нагреватель, его нужно будет переделать. Отражатель тепла делаем из алюминиевой фольги, ее крепим непосредственно к задней стенке нашего устройства. Тепло, отражаясь от экрана, распределится по помещению.

Замешиваем графитный порошок и эпоксидку. Полученную массу наносим на заранее приготовленные листы слоистого пластика волнообразными полосками таким образом, чтобы при стыковке листов наш раствор соприкасался между собой. Потом подключаем электропровода с противоположных краев на заранее приготовленные клеммы. Мощность нагрева регулируется с помощью термостата. Обогреватель готов.

Купить или сделать самому

Если вы хотите увеличить теплоотдачу от дорогого покупного котла, лучше купить готовые качественные устройства – промышленность выпускает их в достаточном ассортименте. Но если хочется модернизировать буржуйку в бане либо гараже или повысить КПД камина со стальной трубой на даче – можно неплохо сэкономить, изготовив и установив теплообменник на дымоход своими руками. Установка теплообменника силами наемного специалиста обойдется во столько же, сколько стоит сама конструкция.

Самый простой вариант – змеевик – вполне может изготовить домашний любитель даже без большого опыта, а для домашнего мастера, имеющего хотя бы небольшие навыки сварщика, по плечу и более сложные конструкции.

Примерная цена

Купить или сделать самому

Стоимость промышленно изготовленных теплообменников для дымохода различается в зависимости от конструкции и производителя.

Ходовые теплообменники-баки для дымохода диаметром 115 мм емкостью 6 л стоят рублей, емкостью 12 л стоят рублей.

Что нужно знать об эксплуатации аппарата

Не менее ответственным занятием является выбор печи, оснащенной подобным устройством. Рассматривая различные модели, необходимо быть предельно внимательным, чтобы не пропустить мельчайших нюансов. Предлагаем ознакомиться с основными правилами, определяющими безопасность эксплуатации устройств:

  1. Крепление за счет подвижных соединений компенсирует температурную деформацию и изменение размеров узлов аппарата во время их нагрева.
  2. Полезная мощность является важным показателем, который должен учитываться при проведении всех необходимых расчетов.
  3. Желательно, чтобы габариты теплообменника соответствовали характеристикам печи. На выполнение функций устройства должна отдаваться лишь десятая часть всего тепла, вырабатываемого в отопительном агрегате.
  4. Необходимо, чтобы выносной бак вмещал в себя столько воды, сколько может нагреться буквально за два часа с момента растопки печи.
  5. Все уплотнители, устанавливаемые в местах соединения элементов системы, должны быть изготовлены из материалов, устойчивых к воздействию высокой температуры.

Основных требований немного, но их соблюдение является обязательным при установке и эксплуатации аппарата. Это способствует значительному повышению долговечности устройства.

Недостатки использования

При всех удобствах и очевидной экономии, теплообменники на трубе дымохода способны озадачить одной серьезной проблемой: трудностью регулирования мощности. При работающем котле или банной печи прекратить нагрев теплоносителя почти невозможно. Если перекрыть контур, то остановившаяся внутри теплосъемника вода быстро перегреется, закипит и разрушит всю конструкцию. Поэтому нагретую воду приходится сливать в отдельную емкость, что не всегда удобно.

Уменьшить скорость нагрева воды можно путем перекрытия дымохода заслонками. Однако такие действия могут нарушить работу котла или печи, что может привести к отравлению угарным газом, пожару и прочим печальным последствиям. Решением проблемы может стать прокладка байпаса – параллельного дымохода. Однако в этом случае увеличивается стоимость монтажа, плюс все сооружение получается весьма громоздким.

Недостатки использования

Поэтому перед установкой на трубу дополнительного теплообменника будет разумным тщательно взвесить все плюсы и минусы использования таких систем, а также определиться с их мощностными характеристиками. Лучше всего при решении подобных задач привлечь опытного специалиста.