Как сделать теплообменник на трубу дымохода – варианты конструкции и способы монтажа

Одним из обязательных элементов банной или отопительной систем является печь, которая может служить не только источником тепла в доме, но и подогревать воду для бытовых нужд. В данной статье мы расскажем, зачем нужен теплообменник на трубу дымохода, какие бывают разновидности такой конструкции, а также каким образом его можно установить.

Механизм функционирования

Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.

Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.

По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.

Воздушный радиатор на трубу дымохода имеет аналогичный принцип работы. Холодный воздух поступает внутрь теплообменника снизу, а после нагревания поднимается вверх и через трубопровод подается в отапливаемые помещения. Кроме того, пластины радиатора также отдают тепло. Воздушный теплообменник оптимален для отопления мансард на даче или предбанников бани, если такие помещения протапливаются лишь время от времени. В них нецелесообразно организовывать водяное отопление, поскольку придется постоянно заливать и сливать воду из системы.

Накопительный бак с водяным контуром

Установить бак-теплообменник на трубу дымохода в баню можно из оцинкованной жести либо из нержавеющей стали. На выбор материала будет в значительной степени влиять строение печи. Если в вашем распоряжении двухкамерный котел, в котором оборудована система дожигания газов, следовательно, выходящий в трубу дым будет уже не слишком горячим – не более 200 ℃. В таком случае материал для бака не имеет решающего значения. Читайте также: «Как сделать и установить бак на трубу для бани – практические рекомендации».

А вот в обычных конструкциях печей, где горячий угарный газ выходит непосредственно в дымоход, температура дыма может подниматься до 500 ℃. В такой ситуации единственный вариант – нержавеющая сталь, ведь оцинковка будет выделять токсины от сильного нагрева.

Как правило, устанавливают такой тип регистра на трубу – в баню, где необходимо постоянное снабжение большим количеством горячей воды. При этом сам бак устанавливают на печке внутри парилки или моечной, а вокруг трубы оборачивают нагревательный контур. В бачке предусматривают входной и выходной штуцеры для циркуляции воды в системе. Как вариант, подобный тип отопления можно использовать для гаража или подсобок. Читайте также: «Как сделать дымоход из трубы своими руками – пошаговое руководство».

Инструкция по изготовлению бака

Зачастую в магазинах можно купить теплообменник на трубу отопления с уже сделанным водяным контуром. Останется только монтировать его на новую фабричную печку и можно пользоваться. Однако при желании вы можете сделать теплообменник на трубу дымохода своими руками.

Потребуются такие материалы:

• листы стали и куски трубы из нержавейки разного сечения со стенками, толщиной 1,5-2мм;
• штуцеры на 1″ или 3/4″, чтобы подключить водяной контур к системе отопления;
• большой бак для воды из оцинковки или нержавейки объемом 50-100 литров;
• гибкие шланги или трубы из меди или стали для горячей воды;
• кран для слива воды из системы.

Работы по сборке теплообменника с баком состоят из таких этапов:

1. Разработка чертежа. Исходя из вида печки и диаметра дымовой трубы, определяют габариты бака. В простых металлических печах с прямым дымоходом на выходе газы очень сильно нагреваются, так что теплообменник может быть довольно крупным – около 50 см высотой.
2. Внутренний диаметр стенок накопительного бака нужно выбрать так, чтобы он плотно сел на патрубок дымохода. Внешний диаметр бака должен быть больше внутреннего сечения в 1,5-2,5 раза. Такие параметры позволяют быстро нагреть теплоноситель и обеспечить его свободную циркуляцию. Если в печи выходящие газы не очень горячие, то лучше ставить теплообменник на трубу дымохода для отопления меньших размеров, чтобы не скапливался конденсат и была хорошая тяга.
3. Сварочным аппаратом нужно скрепить все элементы конструкции, проследив, чтобы швы были герметичными. Штуцеры для циркуляции воды приваривают вверху и внизу бака.
4. Водяной котел усаживают на дымовой штуцер очень плотно, дополнительно обрабатывая швы жаростойким герметиком. В верхней части на баке точно так же крепится переходник на утепленную трубу, которую через потолок или стенку выводят наружу.
5. Нагревательный контур с теплоносителем подсоединяют к накопительному баку. Входящую трубу с холодной водой через штуцер подводят к баку с наклоном в 1-2 градуса. Труба с горячей водой, подключаемая к емкости через верхний штуцер, имеет наклон в 30 градусов. При этом сам накопитель монтируют выше теплообменника.
6. В самом низком месте бака врезают кран для слива воды. В парилке он может быть совмещенным с краном для забора горячей воды.
7. Прежде чем растапливать печь, в систему заливают воду, чтобы металлические элементы не перегрелись, а швы не полопались.
8. Заполнение водой в теплообменнике может быть как ручным, так и автоматическим. Если производится залив воды вручную, нужно установить на наружной стенке прозрачную трубку, чтобы следить за уровнем воды.

Стоит отметить, что от контура до бака не должно быть более 3 метров расстояния, а диаметр трубы лучше брать не уже 3/4″.

Теплообменник в виде змеевика

Если для монтажа предыдущего типа отопления от трубы дымохода требуется умение обращаться со сварочным аппаратом, то конструкция теплообменника в виде змеевика выполняется намного проще. Нужно только обернуть несколько колец гибкой алюминиевой или медной трубки вокруг дымохода. Эти металлы имеют высокий уровень теплопроводности и не разрушаются из-за коррозии.

По диаметру трубка должна быть удобной для подключения к штуцеру накопительного бака. Оптимально для сгибания выбирать трубу сечением не более 28 мм. По длине такой контур не должен превышать 3 метров, чтобы циркуляция воды была правильной. С помощью гибкой подводки можно подключить бак к змеевику.

Как правило, змеевики применяют для нагрева воды, хотя, иногда и для отопления маленьких комнат. Лучше всего себя показывают змеевики, закрепленные на дымовых трубах металлической печи с очень высокой температурой угарных газов.

Способ монтажа змеевика

Монтировать теплообменник-змеевик можно на дымоход банной печки или буржуйки в гараже или сарае. Он будет служить для отопления или для нагрева воды.

Для работы потребуется:

• алюминиевая или медная трубка длиной до 3 м;
• 2 штуцера 3/4″ и гибкий шланг для горячей воды;
• котел с поплавковым краном для заполнения водой и клапаном для ее использования;
• кран для слива теплоносителя из системы.

Технология монтажа системы выглядит так:

1. Первым шагом производится изгиб трубки, чтобы ее сечение осталось неизменным. Для медных труб менее 28 мм диаметра можно использовать трубогиб, не нагревая их. А вот стальные, алюминиевые и изделия с большим диаметром нуждаются в предварительном прогреве паяльной лампой.
2. Для сгиба можно воспользоваться сухим песком, заполнив им трубу и закрыв заглушками с обеих сторон. По образцу производят спиральный сгиб, после чего ссыпают песок и промывают трубу под напором воды.
3. В торцевых частях трубки нарезают резьбу для переходников под штуцеры, а затем подключают к системе.
4. Полученный змеевик монтируют на дымоход. Если припаять его оловом к трубе, теплоотдача будет лучше. Предварительно производят обезжиривание ортофосфорной кислотой.
5. Немного выше змеевика на опору или на стену вешают накопительный бак. Подключают его к теплообменнику гибкой подводкой и устанавливают кран внизу бака.

Отметим, что для безопасного и долговременного использования змеевика для отопления, нужна установка насоса, обеспечивающего циркуляцию воды в системе и препятствующего перегреву.

Регистр воздушного типа

Использовать на благо излучаемое дымоходом тепло и увеличить тем самым КПД буржуйки или печи для бани можно, установив воздушный бак-теплообменник. Он выглядит как корпус в форме цилиндра, сквозь который проходят несколько полых трубок. Снизу в них попадает холодный воздух, нагревается внутри теплообменника, поднимается вверх, откуда попадает в помещение. Такой тепловой поток можно направить в соседние комнаты, чтобы обогреть большее количество помещений. Читайте также: «Виды регистров из гладких труб, характеристики и особенности использования в системах отопления».

Существуют специальные конструкции печей с теплообменниками воздушного типа, которыми обогревают не только гаражи, но и большие теплицы или прочие постройки.

Теплообменник из гофра

Гофрированные канализационные трубы могут с успехом быть использованы для организации теплообменника. Их накручивают вокруг неутепленного отрезка дымовой трубы, чтобы воздух, находящийся внутри них, быстрее нагрелся и распространился в соседние помещения. А если обернуть такую трубу и дымоход фольгированным материалом, то прогрев будет происходить быстрее.

Оптимально использовать гофру для буржуйки, установленной в гараже (прочитайте также: «Как установить трубу для буржуйки в качестве дымохода»). Выведя отверстия воздуховодов пониже к полу, можно добиться равномерного распределения теплого воздуха во всем гараже и создать вполне комфортные условия.

Колпаковый теплообменник

Если нужно организовать отопление второго этажа и мансарды дома, то удобно использовать теплообменник в виде колпака. Он позволяет задержать теплый воздух, который скапливается возле потолка, внутри комнаты. Постепенно остывая, воздух будет опускаться вниз, и обогревать комнату остаточным теплом.

Изготовить такой колпак можно из огнеупорного гипсокартона, листа оцинковки или другого материала, после чего вывести воздуховоды к месту назначения. Для красоты колпак можно обложить искусственными камнями, которые будут нагреваться и постепенно отдавать тепло.

Негативные моменты

Наряду с пользой теплообменника на дымоходе, стоит отметить и ряд негативных факторов. Во-первых, из-за такой конструкции температура выходящих газов существенно снижается. Это может провоцировать излишнее накапливание сажи, образование конденсата и ухудшение тяги.

Немаловажный момент обустройства такой системы отопления – это просчитать, какой объем воды нужен для ее полноценного функционирования. Если ее будет мало, система может перегреться, вода в ней закипит, и трубы могут разорваться. Кроме того, важно обеспечить герметичность швов.

В любом случае, обустройство теплообменника позволяет увеличить эффективность любой печи. В целях безопасности, как минимум, дважды в год следует проводить визуальную диагностику системы и ее обслуживание – чистку сажи, замену дефектных элементов и так далее. Тогда можно будет с уверенностью использовать теплообменник для отопления дома и нагрева воды в бане.

Рационализируем отопление: как применять теплообменник на дымоход, и чем он полезен?

Задача дымохода — отводить продукты горения, которые образуются при сжигании газа или дров.

Поднимающийся по трубе горячий дым можно использовать для нагрева воды или воздуха в комнате. Для этого необходим специальный теплообменник.

Что такое теплообменник для дымохода, зачем он нужен и как работает?

Теплообменник (или конвектор, или экономайзер, если нагревается вода) — деталь, которая устанавливается на дымоход. Горячий дым, проходящий по печной трубе — нагревает ее. А теплообменник — может нагревать этим теплом воздух или воду.

Поскольку самый горячий участок печной трубы — это первый метр на выходе из печи, ставить конвектор в идеале надо именно тут. Если дымоход не очень длинный, и проходит без изгибов — то и дальше от топки нагрев тоже возможен. Например, таким способом можно обогревать комнату или мансарду на 2 этаже над помещением с котлом.

Так выглядит топка печки и начало дымохода в тепловизоре

Д ля полноценного отопления или вместо «основного» водогрейного котла теплообменник не используется — слишком мало тепла он выдаст. Но для дополнительного обогрева вполне подходит, поскольку стоит дешево, электричества не расходует. По сути он не позволяет просто так терять тепло, которое выделяет печь (твердотопливная, или на газу, или на отработке — любая, кроме электрического котла).

Для каких дымоходов можно использовать?

Для любых твердотопливных (на дровах, пеллетах) или газовых котлов. Это может быть банный котел, или буржуйка, или камин в комнате.

Главное — чтобы дымоход был в виде металлической трубы, и не был ничем прикрыт. То есть если у вас кирпичный камин с кирпичным прямоугольным дымоходом — поставить такие теплообменники на него не получится (вместо них можно использовать каминные вентиляционные решетки).

Виды теплообменников для дымохода

Главное деление таких устройств заключается в том, что именно они нагревают. Есть 2 варианта:

Воздух. Нагревается только в том помещении, где стоит теплообменник.

Вода. В этом случае экономайзер располагается на дымоходной трубе, и к нему подводится 2 трубы. По одной — поступает холодная вода. По второй — отводится нагретая.

Ниже рассмотрим виды таких изделий подробнее.

З меевик (для нагрева воды) (+видео со змеевиком из гофры)

Самый простой водяной экономайзер имеет форму змеевика (трубы, много раз «обмотанной» вокруг дымохода). Вода подводится с одного конца трубы, проходит по змеевику, и выходит со второго конца. Нагрев происходит за счет большой площади соприкосновения змеевика с горячим дымоходом. Чем больше витков — тем больше площадь соприкосновения, и тем лучше нагрев.

Именно такой теплообменник проще всего сделать своими руками. Для работы лучше использовать медную трубку.

Недостатки такого варианта:

Не получится регулировать температуру воды.

Сложно рассчитать, какой длины должен быть змеевик — потому что температура дымовой трубы непостоянна. Слишком короткий змеевик — может разорвать (вода просто закипит). Слишком длинный — не будет нагревать воду нормально.

Регистровый (для нагрева воды) (+видео)

Заводское изделие. По факту — это тот же медный змеевик, но заключенный в внешний корпус, и изготавливаемый по расчетам. То есть длина выбирается не наугад, в отличие от самодельного змеевика.

Также у регистровых теплообменников медная трубка не соприкасается с дымовой трубой, а проходит на небольшом расстоянии в несколько миллиметров. Благодаря этому уменьшается вероятность закипания воды. А наружный кожух — красивее смотрится в помещении, и улучшает прогрев воды в змеевике.

Воздушный теплообменник

Самый простой вариант — вокруг дымохода навариваются стальные трубы высотой 0.5-1 м.

Холодный воздух «тяжелее» теплого, и опускается вниз. Соприкасаясь с горячей трубой он нагревается, и поднимается вверх, «уступая» снизу место холодному воздуху.

В принципе воздух в комнате точно так же нагревается и от самого дымохода. Назначение конвектора (наваренных вокруг труб) — в увеличении площади нагрева. Чем больше площадь — тем больше тепла она отдаст воздуху.

Теоретически можно создать воздушный теплообменник, проведя пустые трубы прямо через топку, или через дымоход внутри. Но на практике это вредно, потому что:

можно ухудшить тягу, если делать это без расчетов, своими руками;

ускорится загрязнение печной трубы , а чистить сажу вокруг трубы будет тяжело.

Есть и более удачная конструкция, позволяющая обогревать не только помещение с котлом, но и смежные комнаты, находящиеся рядом, через стенку. Для этого поверх трубок «надевается» закрытый корпус. Снизу — он открытый (не глухой, то есть воздух может попадать снизу к трубкам). Другой вариант — снизу есть отвод, через который воздух будет попадать внутрь корпуса для нагрева.

Сверху от корпуса отводится вбок труба (1 или 2 — в зависимости от того, сколько помещений вы хотите греть от дымохода). Она проходит через стену и выходит в соседнее помещение.

Принцип работы такой: холодный воздух попадает снизу к нагретым от дымохода трубкам. От них он забирает тепло, и по боковой трубе — попадает в комнату через стену.

Заводские м одели конвекторов для нагрева воздуха (обогрева помещения) (+видео)

Для ознакомления приведем модели заводских воздушных конвекторов для нагрева смежных помещений.

Термофор, под дымоход диаметром 115 мм, ддина — 65 см. Сделан из нержавеющей стали. Цена — 7800 рублей.

Термофор Рэмбо, под диаметр 115 мм, длина — 1 м. Сделан из высоколегированной стали, толщина внутренней трубы — 1 мм. Стоит 3400 рублей.

Термофор для 1 смежного помещения, под диаметр дымохода 115 мм, длина — 65 см. Снизу и сверху — есть по 1 трубе (1 — для подачи воздуха, вторая — для отвода нагретого воздуха в соседнюю комнату). Стоимость — 5200-5300 рублей.

Ferrum ( Феррум), под диаметр дымохода 150 мм, длина — 50 см. Сделан из стали толщиной 0.8 мм. Стоит 3400 рублей.

«Ромашка», под диаметр 120 мм, длина — 80 см, толщина стали — 0.8 мм. Стоит 3500 рублей.

Ферингер, с сеткой для камней, под диаметр 115 мм, длина — 1 м. Предназначен для установки в баню, но можно использовать и в жилых комнатах. Конструктивно — это стартовый дымоход с наваренными вокруг трубы загнутыми листами стали, которые нагреваются от горячего дыма. Также вокруг трубы идет крупноячеистая сетка. В нее можно укладывать крупные камни, которые тоже будут нагреваться от дымохода, и отдавать тепло в помещение. Стоимость — 4200 рублей.

Стартовый дымоход Ферингер с теплообменником с регулируемой конвекцией, под дымоход 115 мм, длиной 1 м. Количество нагреваемого воздуха можно изменять, вращая шибер. Стоимость — 9000 рублей.

Какой конвектор лучше ставить на дымоход: воздушный или водяной?

Лучше воздушный.

Водяные конвекторы малоэффективны, температуру воды в них нельзя регулировать, они требуют тщательного расчета. А толку от них — мало: для отопления нагретую воду не используешь: слишком низкая температура, и слишком мало воды. Для бытовых целей — то же самое.

А вот воздушный теплообменник может немного упростить обогрев комнаты, где стоит котел.

Как сделать самодельный конвектор на дымоход для нагрева воздуха? (+подробное видео)

Чтобы создать самый простой конвектор, который улучшит нагрев воздуха в том же помещении, где стоит котел — вам понадобится:

Не менее 8-10 тонких стальных трубок диаметром около 32 мм и длиной около 50-60 см. В идеале брать пищевую нержавейку. Хуже, но тоже подойдет оцинкованная сталь. По форме — обычно берут круглые трубки, но подойдут и квадратного или прямоугольного сечения.

Монтаж осуществляется так: надо приварить эти трубки по кругу вокруг дымохода, как можно ближе к топке.