Как сделать эффективный теплообменник для печи своими руками: пошаговая инструкция

Печное отопление еще массово используется в загородных домах, и тому множество причин. Этот отопительный прибор греет дом локально, поэтому многие переделывают отопительный агрегат, устанавливая внутрь теплообменник, который подсоединяют к системе водяного отопления. Теплообменник для печи можно купить в магазине, а можно изготовить своими руками из подручных материалов. Так обойдется дешевле.

Эффективность теплообменника для печи

Любой прибор должен работать эффективно, то есть максимально выполнять свою работу. У теплообменника функция одна — передавать тепло от одной среды другой. И чем больше тепла и быстрее будет переходить, тем лучше. 

В случае с теплообменником для варочной или отопительной печи нужно установить такую разновидность, чтобы тепло от сгорающего топлива быстро и в большом количестве нагревало воду, которая движется по системе трубного водяного отопления. 

На эффективность передачи тепловой энергии влияют три фактора:

1. Разница температур двух сред, между которыми происходит теплообмен. Здесь так: чем больше разница, тем лучше. 
2. Материал, из которого изготовлен теплообменник для печи. Чем больше теплопроводность материала, тем лучше.
3. Площадь теплового обмена. Здесь тоже прямо пропорциональная зависимость: чем больше, тем лучше.

С первым фактором все просто. Чем больше теплота сгорания топлива в печи и чем ниже температура теплоносителя в системе водяного отопления, тем выше эффективность теплопроводности теплообменника.

Например, минимальная температура горения дров: +450⁰, а тлеют они при температуре +300⁰. При этом температура воды в обратном контуре отопительной системы не превышает +60⁰. То есть разница температур двух сред налицо, и она достаточно большая.

Второй фактор тоже очень важен. Чтобы удовлетворить его на сто процентов, нужно найти материал с высокой теплопроводностью.

Сравнивая четыре металла, можно однозначно сказать, что для теплообменника для печи лучший вариант — медь. Например, самый распространенный теплообменник называется змеевик. Это скрученная в пружину труба. Его часто изготавливают именно из медной трубы.

Еще один пример правильного выбора материала. Если, например, разница температур двух сред составляет 40-50⁰, а для изготовления использовать трубу диаметром 20 мм, то потребуется:

• стальная 20 м;
• медная 3 м.

Но когда стоит задача изготовления своими руками, то нужно всегда думать об экономичном варианте. Медь в этом плане — не лучший материал. Поэтому выбирайте другой металл. Сразу надо обозначить, что теплообменник из алюминия делать не стоит. Он просто не выдержит высокой температуры сгорания топлива в печи. Она слишком для него большая. Прибор просто покоробится и даже может лопнуть.

Читаем: Что такое муфельная печь?

Конструкции теплообменников для отопительных печей

Конструктивно теплообменники — это широкий модельный ряд. Здесь есть сложные конструкции и очень простые. Вот некоторые из них:

1. Кожухотрубчатые. Это большая труба, в которую вставлен пучок мелких труб. Внутри последних движется жидкость, которую надо нагреть. Между пучком и большой трубой движется газ или жидкость с высокой температурой.
2. Змеевик. Его также можно установить в трубу большого диаметра или в другого типа резервуар.
3. Труба в трубе, по-другому водяная рубашка.

Это те типы теплообменников для печей, которые можно изготовить своими руками. Можно для этих целей использовать готовые приборы, бывшие в употреблении. Например, чугунный или стальной радиатор отопления, стальной полотенцесушитель.

Именно конструкция полотенцесушителя — лучшая альтернатива, если теплообменник устанавливать в варочную печь. Его можно смонтировать под варочной плитой. Таким образом, будет происходить максимальный нагрев труб прибора. К тому же форма конструкции проста. Ее можно сделать своими руками из стальных труб круглого или прямоугольного сечения.

Конструкции котлов для отопительно-варочных печей

Установить теплообменник в обычную варочную печь сложно, а иногда просто невозможно, так как это не котел или бак. Поэтому для системы отопления сооружают или отдельную печь, или совмещенную. Последняя — это конструкция два в одном. То есть в одной печи две топки: одна для варочной печки, вторая — для теплообменника.

Есть конструкции с одной топкой. В этом случае тепловой обменник устанавливается в специальной камере, по которой движутся угарные газы с высокой температурой. То есть прибор нагревается не от температуры огня, а от температуры удаляющихся газов, образующихся от сжигания топлива.

Это более безопасный вариант печи. Но он сложен в сооружении и требует присутствия высококвалифицированного мастера. Такую банную печь своими руками не собрать.

Большое значение имеет место установки теплообменника. Если это под варочной плитой, то нужно его сделать не сплошным. Ведь главная задача печки — варочная, а значит, пламя должно нагревать варочную поверхность. То есть теплообменник должен быть огнеупорным. Поэтому устройство полотенцесушителя здесь лучше подойдет.

Если теплообменник устанавливается в боковой части топки, то его форма не имеет значения. Здесь важно увеличить его площадь контакта с горячей воздушной средой внутри топочной камеры. Например, идеально здесь подойдет змеевик, изготовленный из мелкой трубы, или трубная решетка.

Третий вариант — трубный теплообменник, изготовленный в виде палатки. То есть одна часть его находится под варочной плитой. Две другие по бокам топки. Конструкция непростая, но с высокой эффективностью теплопередачи.

Как рассчитать мощность и размеры теплообменника для печи

Есть специальная формула, по которой можно рассчитать мощность теплообменника. Последний показатель равен числу, полученному перемножением площади самого прибора и удельной его мощности.

И если с площадью все просто, то удельную мощность подсчитать сложно. Здесь придется учитывать большое количество различных коэффициентов, факторов, влияющих на нагрев. Например, какое топливо было использовано для нагрева, из какого материала собрана печь, будет последняя работать постоянно или периодически. В последнем случае это касается хозяйственных построек: бани, гаража и прочего.

Внимание! Нельзя перегружать печку. Если внутрь нее установить большой площади теплообменный прибор, то он начнет на себя вытягивать всю тепловую энергию. Поэтому считается, что теплообменник должен забирать 10% энергии от всего воспроизводимого тепла печи.

Например, если кирпичная печь вырабатывает от сжигания дров 10 кВт тепловой энергии, то теплообменник должен забирать всего 1 кВт. Например, если устанавливать теплообменный прибор под варочную плиту, то его конструкция может быть небольшой. Буквально два-три витка или три трубы диаметром 40-57 мм, соединенных в единую решетку.

Изготовление теплообменника своими руками

Собирать теплообменник для печи своими руками будет сложно тем, кто не умеет пользоваться сварочным аппаратом. Но если есть небольшие навыки, то можно с процессом справиться.

Хотя есть вариант намного проще, в нем нет надобности что-то сваривать или использовать чертежи. Это установка обычного чугунного радиатора. Но даже его надо предварительно подготовить.

Расходные материалы

Их здесь немного:

• радиатор;
• две муфты американка с резьбой;
• фум-лента.

Алгоритм сборки

Если радиатор отопления б/у, то его надо обязательно прочистить и подготовить. Идеально, если есть возможность прибор разобрать полностью. Так можно будет поменять прокладки между секциями и лучше прочистить полости. Но это сложно, хотя возможно.

Для этого понадобится специальный ключ, которым выкручиваются двусторонние муфты. Каждая секция изнутри очищается от накипи и солевых отложений. Проверяются стыки на предмет сколов и неровностей.

Прокладки можно купить в строительном магазине. Но можно изготовить их своими руками, например, из поранита. Последний хорошо держит высокую температуру. Резиновые манжеты в теплообменнике лучше не применять — сгорят.

Если возможности разобрать радиатор отопления нет, то его надо обязательно проверить на предмет целостности. Особое внимание стыкам. Для этого:

• три выходных отверстия из четырех нужно закрыть глухими заглушками;
• внутрь залить раствор соляной кислоты;
• подержать прибор в таком состоянии два-три дня;
• вылить кислоту;
• промыть полости проточной водой, лучше теплой.

Внимание! Если нигде радиатор не потек, значит, его можно использовать в качестве теплообменника для варочной плиты. Если подтеки появились, лучше поменять на другой или провести ремонт с полной разборкой.

Далее надо подсоединить к отопительному прибору муфты американки, которые впоследствии будут подключены к пластиковым трубам системы водяного отопления. Муфты вкручиваются в резьбовые отверстия заглушек с использованием фум-ленты.

Немного о заглушках. У радиатора их два вида: глухие и с резьбовым отверстием. Их надо ставить попарно по диагонали. То есть одна глухая устанавливается в нижней части, другая — с противоположного торца вверху. Заглушки с отверстиями монтируются в два других свободных канала.

Как и куда устанавливать

Идеальный вариант места установки чугунного теплообменника — отдельная камера, закрытая от топки перегородкой в половину кирпича. Таким способом решаются сразу две проблемы:

1. Чугунный отопительный прибор напрямую не соприкасается с пламенем огня. Значит, прослужит он долго и никогда не лопнет от чрезмерно высоких температур.
2. Теплоноситель внутри теплообменника никогда не закипит. Последнее явление чревато разными негативными последствиями. Особенно негативно скажется на резиновых прокладках в соединительных узлах системы водяного отопления.

Сюда же можно добавить простоту ремонта, если необходимость такого возникла. То есть не надо разбирать варочную плиту. Можно открыть верхнюю крышку камеры, разъединить американки и вытащить чугунный теплообменник наружу. После ремонта также легко его можно установит на свое место.

Внимание! Для увеличения эффективности передачи тепловой энергии от топки в камеру с теплообменником в кирпичной перегородке нужно оставить зазоры между некоторыми кирпичами.

Если варочная печь уже эксплуатируется и появилась необходимость установки в ее топочную камеру теплообменника, то нужно серьезно продумать и форму последнего и его размеры. Велика вероятность, что в топку радиатор просто не поместится или будет напрямую соприкасаться с пламенем огня. Это не лучший вариант.

В этом случае рекомендуется вместо чугунного отопительного прибора использовать стальной трубный. Сталь спокойно выдерживает высокие температуры. К тому же радиаторы этого типа — это широчайший модельный ряд, особенно в плане размеров. Подобрать что-то под размеры топки будет несложно. К тому же стальную разновидность можно всегда подогнать под необходимые габариты, например, уменьшив количество и длины труб.

Был рассмотрен самый простой способ изготовления теплообменника для печи своими руками. На самом деле таких приборов с разной формой мастера придумали огромное количество.

Просто каждый вариант практически всегда требует применения сварочных работ, которые не каждый может выполнить. В этом плане радиатор отопления или полотенцесушитель — тот вариант, который можно сделать именно самостоятельно, не привлекая специалистов и не имея каких-то серьезных навыков.

Уважаемые читатели, если кто-то хотя бы раз пытался сделать своими руками теплообменник, неважно, для печи или для других целей, оставляйте в комментариях свои рассказы. Нам будет интересно с ними ознакомиться и подискутировать. Если статья понравилась, распространите ее по соцсетям, и сохраните в закладки.