Теплообменник своими руками собрать не слишком сложно, но требуется правильно подобрать его тип и конструкцию. Теплообменником называют любое устройство, способное за короткий промежуток времени передавать тепловую энергию на определенное расстояние. В сущности, так можно назвать даже самую простую батарею отопления (радиатор). И если в городских квартирах с системой отопления все более или менее понятно и давно просчитано на этапе планирования строения, то владельцы частных жилых домов все чаще задумываются над обустройством с помощью теплообменников отопительных и варочных печей либо каминов.
Преимущества использования
Печь с теплообменником намного эффективнее обогревает дом по нескольким причинам:
- Обычная печь имеет очень низкий КПД. Судите сами: температура дыма на выходе из дымохода может составлять более 500ºC (при наличии небольшого количества «колодцев» в печи и большой высоте трубы). Теплообменник же потребляет много тепла и равномерно распределяет его по всей квартире.
- Если вы по неосторожности «перекалили» печь отопления, то на ней обязательно появятся трещины в штукатурке, может «съехать» облицовочная плитка, частично будут повреждены швы между слоями кирпича. Печь с теплообменником от подобных неприятностей защищена: тепло будет отводиться, и кирпичная кладка не сможет получить тепловое расширение сверх нормы.
Теплообменник для печи своими руками можно изготовить из различных материалов, и конструкция таких устройств тоже может быть различной. Самая простая схема – вмонтировать в печь радиатор отопления, выведя наружу 2 трубки и закольцевав с системой отопления через расширитель. Такая система отопления хоть и потребует от вас большого объема работ, но функционировать она будет наилучшим образом. Народные умельцы уже не раз использовали с успехом такой простой метод, даже расширив его: радиаторы монтируются в камине, отопительной или варочной печи, и вся эта конструкция объединена в кольцо. У такой системы отопления очень высокий КПД, экономия средств на отоплении уже за 2 года вернет хозяину всю стоимость материалов, которые были израсходованы, и работ. Но такая конструкция не может в полной мере являться именно теплообменником.
Теплообменники представляют собой устройства, предназначенные для отвода тепла от имеющихся конструкций с минимальным вмешательством в них или без произведения конструктивных изменений.
Разновидности печных теплообменников
Условно принято выделять несколько типов теплообменников:
- Плоскостные (поверхностные), где передача тепловой энергии осуществляется через контакт 2 независимых систем. Чем больше плоскость соприкосновения, тем выше теплопередача.
- Регенеративный теплообменник, где к специальной насадке поочередно подается горячая и холодная среда, за счет чего и происходит регулировка температур.
- Смесительные теплообменники, в которых смешиваются жидкости или газы разных температур и консистенции. Используются такие смесительные теплообменники для обеспечения дополнительных контуров от имеющихся готовых отопительных систем.
В отдельную группу можно вынести роторный теплообменник (рекуператор). Его задача заключается в том, чтобы возвращать часть отходящего тепла. В действительности это смесительные теплообменники, где передача тепловой энергии от более теплого воздуха холодному осуществляется через тонкие стенки медной трубы.
Поверхностные варианты в народе пользуются наибольшей популярностью, поскольку они просты в конструкции и надежны в эксплуатации. Такой теплообменник своими руками может сделать практически каждый мастер. Наиболее популярны 2 вида устройств:
- пластинчатые, где создается набор кассет, собранных в замысловатые лабиринты, между кассетами пластин движется горячая жидкость (или газ), за счет этого корпус устройства нагревается;
- змеевики, для изготовления которых используется любая металлическая трубка.
Предпочтительнее использование медной трубы, так как ее легко гнуть, она обладает высокой теплоемкостью и предельным коэффициентом теплопередачи. К тому же медный контур наименее подвержен коррозии и засорению известковыми отложениями. Изготовить теплообменник в виде змеевика можно и из алюминиевой или стальной трубки, но в первом случае теплообмен будет значительно ниже, так как свойства материала будут хуже, а во втором случае вам для изготовления потребуется трубогиб. Змеевик из металлопласта пригоден только при незначительных температурах и не допускает прямого контакта с огнем.
Труба в трубе еще один практичный вид. Водяной теплообменник такого вида обладает не очень высоким КПД, но его бывает проще интегрировать в готовые системы отопления.
Инструменты для изготовления
А теперь рассмотрим вопрос о том, как сделать теплообменник для обычной кирпичной печи. Для начала вам необходимо запастись материалами и инструментами. Будут нужны:
- металлические трубы (диаметром не менее 2,5 см, меньший диаметр замедляет движение жидкости и работу всей системы);
- болгарка, электросварка;
- устройство для нарезания резьбы;
- ФУМ-лента и пакля.
Порядок выполнения работ
Изготовить теплообменник будет очень просто: это 2 горизонтальные трубы, между которыми наваривается батарея из нескольких кусков труб того же диаметра. Длина батареи будет зависеть от размеров топочного отделения кирпичной печи (или камина). Обычно бывает достаточно батареи из 5-9 труб.
Выход для воды обеспечивается в верхней части устройства, для подвода холодной жидкости используется штуцер в нижней части. На обоих патрубках нарезается резьба для подключения к системе отопления. Устанавливается конструкция вертикально, и ее положение постоянно контролируется в процессе кладки печи. Печной теплообменник может быть установлен и горизонтально (непосредственно над местом расположения огня). Эффективность будет значительно выше. Но здесь может быть один нюанс: конструкция будет прогреваться сильнее, поэтому существует вероятность, что крепежные элементы в значительной степени прогреются, получат расширение и повредят кирпичную кладку.
В верхней части печи (между слоями) можно уложить горизонтально несколько рядов керамических трубок, концы которых будут выходить наружу. Так вы обеспечите дополнительно воздушный теплообменник.
По завершении кладки кирпича вам необходимо подсоединить самодельный теплообменник к системе отопления. Не забудьте обеспечить ее расширителем. Без этого движение жидкости по системе может и не произойти.
Все соединения уплотняем ФУМ-лентой или паклей. Резиновые прокладки здесь малоэффективны. Печь с теплообменником должна высохнуть в течение 5-7 дней, и только после этого можно провести контрольную топку. Это и будет ответ на вопросы: правильно ли сложена печь и как проверить теплообменник? В идеале первое тепло вы должны ощутить от батарей отопления, так как вода в системе прогреется быстрее, чем кирпич.
Теплообменник для печки аналогичного типа можно сделать своими руками и для бани, если в ней предусмотрена отопительная конструкция из кирпича. В этом случае целесообразно обеспечить соединение на 2 контура: один будет обеспечивать подогрев пола, второй согреет воду для моечного отделения. Наличие специального котла в этом случае не потребуется.
У кирпичных печей для бани, обеспеченных системой теплообмена, есть не только преимущество в экономии. Тепло от них за счет инфракрасного излучения выходит более устойчивым, воздух в парилке будет чуть более сухим.
