С этим прибором бытового пользования каждый из нас сталкивался хотя бы раз в жизни. К примеру, одними из разновидностей теплообменников являются знакомые нам полотенцесушители, радиаторы и батареи.  Основная задача теплообменника – это нагрев воды за счет естественной циркуляции в условиях выносного бака или отопительного контура.

Описание теплообменника

На строительном рынке продается множество электрических генераторов тепловой энергии, работающих от разного топлива. Однако иногда практичнее использовать традиционные печи. Например, в тех случаях, когда дом расположен в отдаленных сельских местностях, где не исключены проблемы с подачей электричества или газа. Приемлемо размещение печи и в дачных строениях. А вот для того чтобы печь не только могла обогревать дом, но и обеспечивала вас горячей водой, правильным вариантом будет установка теплообменника.

Теплообменник представляет собой небольшой металлический бачок, объемом от 3 до 5л, с вмонтированными патрубками. Прибор нагревает поступающую холодную воду и отправляет ее к радиаторам и в съемный бак, вместительностью до 100 л, который дополнительно присоединяется к теплообменнику. Система работы предусмотрена таким образом, что, когда печь топится, то горячей водой обеспечивается и соседнее помещение, а в случае, когда баня не используется – вода автоматически сливается из системы. Непосредственно с огнем бачок не контактирует, а установку его производят в промежутке между печной топкой и конвектором. Печь растапливают в том случае, когда система собрана и заполнена водой.

Различают в основном 2 вида теплообменников: внутренний и внешний:

1. Внутренний теплообменник размещается непосредственно внутри печи. Прост в монтаже, однако в условиях печки из кирпича, добираться к нему сложнее. С металлической печью сделать это проще.
2. Внешний – выглядит как модуль дымохода и представляет собой трубу, спрятанную внутри герметичной емкости. Эта труба отводит от печи тепло. Такую конструкцию легко ремонтировать и проводить техническое обслуживание.

Любой вид теплообменника для банной печи нужно  заполнять водой, а в некоторых случаях   антифризом. Жидкость в них подается из навесного бака. Циркулируя ее естественным способом, осуществляется работа системы. Иногда для циркуляции применяют электрический насос.  Однако специалисты рекомендуют использовать метод естественного движения воды в системе, плюс к этому лучше, если общая длина труб не будет превышать 3 метров, а толщина – не меньше 2,5 см.

Определение площади теплообменника производится исходя из общей площади помещения бани. Как правило, для обогрева стандартного помещения, площадью 2 кв.м. расходуется примерно 5 кВт электроэнергии. Во многом этот показатель зависит и от силы горения топлива в печи, от нахождения самого котла, да и когда процесс топки прекращается, то мощность котла стремительно снижается.  Расчет площади поверхности теплообменника для печи нужно делать с запасом, для организации системы, способной поддерживать необходимую  температуру в бане.

Принцип работы теплообменника

После растопки печи, вода в теплообменнике будет  нагреваться. По мере повышения температуры жидкость медленно продвигается вверх по трубе. Из нижнего патрубка холодная вода попадает в теплообменник, нагревается и перемещается обратно в бак.

Категорически запрещено запускать в работу прибор «всухую», в противном случае он потеряет герметику и станет протекать. Избегать надо и использования в парилке пластиковых труб, так как при нагревании они выделяют токсичные испарения.

Отдельная разновидность теплообменников для печи применима для бани в качестве элемента дымохода. Расход тепла от сгорания топлива в таких приборах происходит более рационально. Основную тепловую энергию, которая идет для нагрева парилки, теплообменник, встроенный в печь, поглощает от топки печи. А вот устройство самоварного типа (то есть на трубе), чтобы нагреть воду использует тепло дымоходной трубы. В результате его эффективность высока.

Чтобы понять, как работает устройство, представьте себе бутылку с горячей водой, погруженную в холодную воду. Бутылка охлаждается, а вода наоборот, нагревается. По такому же принципу работает и теплообменник.

Простыми словами, это проложенный в бочке, свернутый отрезок трубы с двумя выходами, который нагревает или охлаждает жидкость. В качестве трубы подойдет медная отожженная труба. Она просто сгибается и к ней легко присоединяется резьбовая футорка.

Теплообменник для печи своими руками можно сделать по принципу водяной рубашки, когда обмен теплом осуществляется между вложенными друг в друга емкостями. Но такой тип устройства не специалисту в этом деле изготовить очень сложно.

В качестве деталей для теплообменника также может подойти старый полотенцесушитель или радиатор (возможно даже автомобильный), змеевик, регистр, коллектор или металлический бак. Газовые водонагревательные колонки б/у также годятся для этого. Выбор материалов для изготовления устройства зависит от возлагаемых на него обязанностей в дальнейшем.

Наиболее долговечный материал для теплообменника – это пищевая нержавеющая сталь. Она способна выдерживать высокие температуры, при этом ее характеристики остаются прежними. Цинк, например, при 200°С испаряется, а при более высокой температуре, становится опасным для здоровья из-за своих испарений. Поэтому теплообменники с оцинкованными профилями должны находиться под вашим наблюдением.

Конструкция теплообменников предполагает их изготовление как из листовой стали, так и из труб. Вторые, в свою очередь, имеют большую площадь нагрева. Теплообменник из труб чаще всего применяют в плитах, их размещают под варочной поверхностью.  А в отопительных печах целесообразно устанавливать приборы из листовой стали, толщиной от 3 до 5 мм. Их длина индивидуальна и зависит от габаритов топливного отделения печи.

В чем польза теплообменников:

1. Благодаря использованию теплообменника, бак для горячей воды можно устанавливать подальше от печи.
2. Устройство обеспечивает быстрый нагрев жидкости и всей системы.
3. Теплообменник можно применять не только для работы в банной печи, но и в других отопительных и нагревательных оборудованиях.
4. Легко монтировать и демонтировать прибор.
5. При условии, что сварные швы теплообменника прочны и герметичны, он способен работать долго и надежно.
6. Теплообменник образует пар, нагревает воду, воздух в двух или трех помещениях.
7. Простой уход за прибором.
8. Высокий коэффициент полезного действия.
9. Можно устанавливать в любой бане.
10. Компактные размеры позволяют значительно экономить место.
11. Высокая мощность прибора и его быстрый нагрев.
12. Деформации при нагревании исключены.

 Теплообменник для банной печи своими руками

Конструкция самодельных теплообменников для кирпичных печей бывает разнообразной. Наиболее приемлемый, недорогой и качественный вариант – это система из нержавеющей стали.

Ниже представлена элементарная схема теплообменника для кирпичной печи.

Технология изготовления:

1. В качестве основы прибора используйте листовой металл, толщиной от 2 мм.
2. Из металла изготовьте 2 резервуара: 1 — верхний цилиндрической формы, 2 – прямоугольной. Размеры рассчитываются индивидуально, в зависимости от размеров вашего банного помещения.
3. Соедините резервуары между собой трубами.
4. При помощи сварки заварите нижнюю трубу и заполните водой теплообменник. Выходное отверстие соедините с основной емкостью.
5. Заполните систему сжатым воздухом и проверьте герметичность швов.
6. Длину труб постарайтесь по возможности сделать минимальной. Это необходимо для того, чтобы большие потоки тепловой энергии быстро передавались теплоносителю.
7. Перед тем как монтировать устройство в общую систему, на выходной, а затем и на входной трубе,  смонтируйте резьбы.
8. Все швы сделайте максимально плотными, без видимых зазоров.
9. Если в своем устройстве вы не предусматриваете насос, то система циркуляции воды должна осуществляться таким образом: из бака холодная вода по трубе подступает к печи, а горячая вода возвращается в бак. При этом трубы устанавливайте с соблюдением угла наклона от 2 до 5 градусов.
10. Для прогрева соседних помещений теплоизолируйте бак.
11. Слабое место теплообменника – это подверженность коррозии при контакте с влагой. Синтетические средства обработки металла не подойдут в данном случае, так как они обладают низкой теплопроводностью. Лучше изначально для изготовления системы применять более долговечные трубы из меди или стали.

Эксплуатация теплообменника

По советам мастеров теплообменники для дровяной печи не должны быть очень большими, с мощностью, которая соответствует мощности печи. Съемный бак надлежит подбирать средних размеров, чтобы за время, пока будет происходить топка, вода в нем успевала нагреться. В большом баке процесс нагревания растянется надолго. В горячую кирпичную печь с теплообменником не наливайте воду или делайте это с большой осторожностью. В качестве уплотнителя резьбы для соединения труб с теплообменником применяйте качественные и термоустойчивые материалы.

Если вы не планируете использовать насос в своей системе, то трубы надлежит располагать так: вода из съемного бака должна самотеком сливаться по трубе в печь и теплообменник, а оттуда – в горячем состоянии подниматься в бак. Система будет работать именно так, если вы расположите трубы под углом.

При изготовлении теплообменника для печи своими руками выбирайте жаропрочные материалы, для этого идеально подойдет качественная сталь.

Теплообменник для буржуйки своими руками

В домашних условиях сделать теплообменник на дымоход не сложно, для начала необходимо запастись инструментами:

• 2 листа металла — 35х35 см;
• 8 частей трубы (диаметр — 3,2 см, длина —  30 см);
• труба ( длина — 30 см, диаметр — 5,7 см);
• лобзик по металлу;
• маркер для отметок;
• сварочный аппарат;
• 20-литровое ведро из стали.

Технология изготовления:

1. Первым делом изготовьте торцевые заглушки. Из листа металла вырежьте две окружности с радиусом 15 см. Маркером сделайте на них отметки для труб. В центре каждой круглой детали нужно расположить трубу диаметром 5,7 см. От этой трубы по кругу разместите 8 элементов диаметром 3,2 см.
2. Сделав правильную разметку, высверлите отверстия.
3. Чтобы выполнить сборку теплообменника правильно и легко, заранее можете заготовить фанерный шаблон толщиной 2 см.
4. Отрезанные трубы вставьте в отверстия, качественно приварите их сначала к одной круглой металлической плоскости, а потом, перевернув — к другой. 

5. Приварив все правильно, у вас получится сердцевина теплообменника.
6. В качестве корпуса подойдет ведро из стали. Очистите его от содержимого, возможного налета и ржавчины. Лучше обжечь его изнутри и прочистить металлической щеткой.
7. При помощи шлифовальной машинки вырежьте дно ведра, патрубки соедините (входа и выхода). Для этого используйте части трубы для дымохода, которые можно приобрести в магазине.
8. В центре боковины конструкции сделайте отметку для входного патрубка и вырежьте отверстие ножницами.
9. На одном конце трубы сделайте насечку, а когда вставите трубу в ведро, загните насечки, закрепив трубу на корпусе. Входной патрубок установлен.
10. Далее в корпус поместите заготовленную ранее сердцевину, приварите ее и обработайте все швы специальным герметичным и огнеупорным средством.
11. Когда конструкция просохнет после герметика, покрасьте ее и оставьте высыхать на сутки.
12. Теплообменник для печи, сделанный своими руками, прицепите к дымоходу буржуйки.
13. При необходимости возле устройства можете установить вентилятор, чтобы теплый воздух циркулировал в помещении.
14. Готовый прибор может быть как переносным, так и стационарным.

Использовать любой отопительный прибор более эффективно позволит вот такой теплообменник воздушного типа. При его повышенном коэффициенте полезного действия можно сэкономить на топливе и на отоплении в целом. Как видите, сделать теплообменник самостоятельно не составляет больших затрат средств и времени при наличии качественных материалов, инструментов, и, конечно же, опыта.

Теплообменник своими руками. Видео