Теплообмінники для опалення своїми руками

Теплообмінник – це один з найважливіших елементів системи опалення. Його використовують у водному або повітряному способі обігріву приміщень. Найбільш часто пристрій монтують в радіатор батареї, температура якого підвищується за допомогою гарячої води. Від невеликого за розмірами теплообмінника залежить перш за все ступінь провідності тепла. Серед усіх матеріалів найкращими вважаються срібні та мідні вироби. Що стосується міді, то вона використовується в усіх сферах будівельних галузей, що і робить її найнадійнішим расходников.

Завдяки апарату ККД від вироблення енергії ефективність обігріву підвищується. При цьому необов’язково купувати готову продукцію в магазині. Теплообмінник можна зробити і своїми руками, було б бажання.

Суть роботи теплообмінника

Для опалення житлових будинків, офісів і промислових приміщень використовують радіатори, батареї. Істотно посилити їх користь здатні електрокотли.

Часто зустрічається теплообмінник, який представлений двома ємностями їх металу. Одна поміщається в іншу на зразок матрьошки. За допомогою стінок виробляється енергія перетворюється в тепло і надходить в кімнату. Така модель найбільш часто популярна серед опалювальних систем.

Головною перевагою цього пристрою є герметичність. Справа в тому, що різні середовища не змішуються між собою, що за законами фізики не дуже добре закінчується. Теплоносії мають різні властивості, і це сприятливо відображається на роботі апарату.

Достоїнства і недоліки

У кожного предмета є свої позитивні і негативні сторони. Це стосується навіть теплообмінника. Для початку слід з’ясувати, які у нього плюси:

• Не потрібно ламати голову над складними схемами і пошуком особливих матеріалів. З теплообмінником легко працювати і в збірці, і в монтажі.
• Завдяки конструкції господар може комбінувати різні типи опалення. До централізованій системі часто підключається водяний тепла підлога як додаткове джерело обігріву.
• Для теплообмінника використовується різна за структурою паливо – дрова, вугілля, торф, газ, вода. Працює при будь-яких умовах.
• Пристрій ні в якому разі не зіпсує інтер’єр приміщення. Навпаки, воно акуратно впишеться в кімнату, що його і зовсім буде непомітно.

У такого чудового приладу є два досить значних мінуса:

• Роботу теплообмінника можна контролювати за допомогою автоматики.
• ККД не настільки високий, що зможе миттєво нагріти весь будинок.

різновиди конструкції

Поверхневий теплообмінник користується великою популярністю серед населення. Він зустрічається не тільки в житлових кімнатах, але і промислових цехах. Зазвичай він об’єднує декілька опалювальних систем. У пристрої між собою взаємодіють пар і вода, масла і неорганічні речовини.

У свою чергу цей теплообмінник ділиться на рекуперативні і регенеративні. Перший варіант працює від нагрівання стін носія. У випадку з другим все інакше. Принцип полягає в тому, що гарячий теплоносій нагріває поверхню обмінника, потім до стінок, які акумулювали тепло, підводиться холодний теплоносій.

Змішувальний. Тут гарячий носій проникає в холодний. Завдяки поєднанню виробляється тепло і подається до елементів. Такий вид зустрічається практично рідко.

Виняток становить лише сонячний водяний колектор. При впливі променів носій надходить в накопичувальну ємність, куди йде і гаряче, і холодне водопостачання. В результаті обробки відбувається підвищення температури.

збирання

Якщо господареві потрібна допомога в більш сильному обігріві кімнат, то йому слід приступити до створення теплообмінника. Але перед складанням проекту і креслення потрібно з’ясувати тип пристрою.

Існує кілька видів приладів. Незважаючи на однакові функції, конструкції мають різні принципами роботи. Тому варто розібрати кожну і вирішити для себе, який підходить найбільше.

пластинчастий прилад

Для створення такої конструкції необхідно запастися матеріалами і арсеналом інструментів. У списку обов’язково повинні бути:

• зварювальний апарат;
• болгарка;
• пара листів нержавіючої рифленої сталі товщиною 0,4 см;
• плоский лист нержавіючої сталі товщиною 0,4 см;
• електроди.

Покрокова інструкція по збірці:

Береться рифлена нержавіюча сталь і ріжеться на тридцять один квадрат зі сторонами 30 сантиметрів. Після цього з плоского листа стали робиться стрічка довжиною 18 метрів і шириною 1 сантиметр. Отримана смужка ділиться на відрізки в 30 см. Рифлені квадрати з’єднуються між собою за допомогою зварювального апарату, смугою в сантиметр з двох протилежних сторін так, щоб кожна наступна секція була перпендикулярна попередньої.

В результаті цієї процедури повинно вийти 15 секцій в один бік і стільки ж в іншу в одному корпусі у формі куба. Завдяки своїй нерівній поверхні рифлена нержавейка ефективно проводить тепло до носіїв. При цьому всі середовища прекрасно між собою гармоніюють і не змішуються.

Якщо в якості палива використовується гаряча вода, то додатково до короба потрібно встановити спеціальний колектор з нержавійки. Щоб його зробити, потрібно взяти болгарку і вирізати сталеві прямокутники: дві фігури з розмірами 30 на 30 см, і ще вісім – 30 на 3 см. З заготовок виходить два повноцінних колектора, що нагадують кришки від коробки.

У кожному отриманому виробі висвердлюється отвір, куди потім встає патрубок. До нього в подальшому приєднуються всі комунікації системи опалення або водопровідні труби по подачі гарячої води. Варто пам’ятати про те, що пророблені отвори повинні розташовуватися у одного з кутів. При монтажі безпосередньо на теплообмінник вхідний патрубок ставиться внизу споруди конструкції, а вихідний – вгорі.

Ця модель монтується таким чином, щоб відкрита сторона була доступна системі циркуляції гарячих газів.

Теплоносій дійде до високої температури і передасть жар по рифленим пластинках з нержавійки. Завдяки цьому вода буде нагріватися і переміщатися по заданій магістралі, поширюючи тепло по кімнаті. Пластинчастий агрегат використовується для обміну теплоти між двома рідинами. Для здійснення цього завдання потрібно приварити до пластин спеціальну сорочку зі сталі з патрубком.

водяне пристрій

Печі ще зустрічаються серед власників приватних будинків. Але не всі поспішають модернізувати навіть топки. Сьогодні в якості допоміжного виду опалення досить популярний водяний контур. Ідеально підходить і для піролізного твердопаливного котла.

Водяний теплообмінник допоможе більш рівномірно обігрівати приміщення. Господарям знайоме почуття, коли у самій печі немов розпечена пустеля знаходиться, а на деякій відстані – мало не арктичний холод. Але прилад виправить ситуацію.

Для створення водяного теплообмінника будуть потрібні витратні матеріали та обладнання. Професіонали рекомендують перевірити наявність:

• труб зі сталі діаметром 32,5 см і метрової довжини;
• труб зі сталі діаметром 5,7 см і довжиною шість метрів;
• лист зі сталі товщиною 0,4 см;
• зварювальний апарат;
• електроди;
• газовий різак;
• маркер білого кольору.

Етапи складання теплообмінника:

Для початку господареві слід взяти трубу з найширшим діаметром і поставити її на лист. Місце стику обводиться маркером або крейдою. Отриманий гурток видаляється за допомогою різака. Після цього від окружності позбавлятися не варто, тому що вона стане в нагоді як шаблон для ще одного отвору.

Потім в кожному млинці робиться п’ять отворів діаметром 5,7 см. Вони повинні розташовуватися на однаковій відстані один від одного. Те ж саме стосується і розташування всередині – кола повинні бути строго по центру. Потім береться зварювальний апарат, і з його допомогою млинці приєднуються до циліндра. Всі отвори в обов’язковому порядку знаходяться навпроти один одного.

Береться друга труба (з меншим діаметром) і ріжеться на шматки. Довжина для всіх – 1 метр. Загалом має вийти п’ять штук. Тепер кожна з отриманих трубок монтується в раніше виготовлені отвори так, щоб краю на міліметр показувалися з отворів кіл вгорі і внизу конструкції. Всі деталі з’єднуються зварювальним апаратом.

Результатом проведеної роботи є сталевий циліндр з невеликими трубками всередині. Вони призначені для пересування гарячого повітря. Згодом він буде нагрівати метал, а той підвищить температуру води. Тепла рідина рознесе тепло по приміщеннях будинку.

Щоб вода спокійно виконувала свої функції і протікала з комунікацій, в самому верху і низу циліндра фіксуються патрубки. Нижній відповідає за надходження холодної води в ємність, а верхній нагріває її.

повітряний агрегат

Повітряний теплообмінник – ціла система пластин. Його облаштування абсолютно аналогічно найпершої представленої моделі. Різниця між ними тільки в тому, що для цього приладу немає необхідності в установці колектора.

Незалежно від розташування (по вертикалі або горизонталі), в якості основного палива використовується газ. Це не той побутовий газ, який поставляється до колонок або кухонних плит. Сировина – повітря в результаті горіння палива. Для того щоб повітряне пристрій працював ефективніше, воно обладнується додатковими вентиляторами, які допомагають циркуляції теплоносія.

Труба в трубі

Виготовлення та користування теплообмінником по типу труби в трубі – це дуже прості і цікаві завдання. З таким приладом впорається навіть не дуже досвідчений будівельник.

Для самостійної збірки і монтажу власнику необхідно подбати про наявність наступних матеріалів та інструментів:

• електричне зварювання;
• електроди;
• болгарка з насадкою по металу;
• труба з діаметром 10,2 см двометрової довжини;
• труба з діаметром 5,7 см тієї ж довжини, що і попередня;
• лист зі сталі товщиною 0,4 сантиметра.

Як виконувати:

Для початку слід зробити заготовки для заглушок. Береться сталевий лист, на який ставиться труба з діаметром 5,7 сантиметрів. На цьому етапі вона служить шаблоном, за яким окреслюються і вирізаються отвори. Потім отримані заглушки за допомогою зварювання фіксуються на найширшу трубу так, щоб розташування отворів заглушок було ідентично основі.

У них вставляється менша, і зварювальний апарат з’єднує їх разом. У головній трубі знову потрібно зробити пару отворів, куди згодом стануть патрубки (вхідний і вихідний). Між ними має пролягати досить велику відстань.

Повітряний теплообмінник працює за наступним принципом: гаряче повітря нагріває метал, коли проходить через вузьку трубу. У свою чергу стінки підвищують температуру води в порожнині найширшої. Щосереди зберігає властивості, не перемішуючи компоненти. Особливо це стосується води і мінерального масла, яке часто застосовують в ремонті та експлуатації опалювальних систем.

Слід пам’ятати про те, що для якісної тепловіддачі агрегат повинен розташовуватися в горизонтальному напрямку. Рідини всередині обмінника рухаються в різні боки.

процедура промивання

Будь-апарат при тривалій експлуатації потребує обов’язкового догляду. Спостереження за його станом і чистка в певні періоди часу продовжують життя і залишають якість роботи на висоті. Обов’язковою чищенні підлягають всі теплообмінники. Але особливу увагу варто приділити повітряному, в камері згоряння якого знаходяться продукти горіння вугілля або дров.

Відомий той факт, як тверде паливо осідає в димоході, а в зольнику залишається багато шлаків. Те ж саме трапляється і з теплообмінником. Якщо він працює за аналогією з піччю або каміном, то всередині труб знаходиться велика кількість відкладень, що заважають газу циркулювати. ККД знижується, тепла не відчувається.

Щоб ретельно почистити пристрій і привести його в належний вигляд, необхідно розібрати його. Кожен канал обробляється побутовою хімією і щітками. Окремо потрібно промити пластини від пилу і відпрацювання палива.

Як миючого засобу для магістралей зазвичай використовуються порошки від накипу, якими чистять чайники на кухні. У водопровідній воді, що надходить в житлові будинки, у великій кількості містяться хімічні елементи. В результаті тривалого перебування в трубах вони залишають осад, який заважає повноцінній роботі теплообмінника.

Для очищення поверхонь від накипу домогосподарки часто використовують лимонну кислоту.

Чистка починається з того, що господар приносить болгарку і просто відпилюють теплообмінник. Після прибирання повертає його на місце і приварює назад. Точно так же прочищаються і пристрої, що працюють від повітря.

Поради на майбутнє

Для того щоб на стінках труб не утворювалися пласти накипу, в якості теплоносія професіонали рекомендують брати дистильовану воду. Отримати її дуже просто, особливо коли підключений обмінник «труба в трубі». Завдяки йому утворюється пара, в якому немає домішок і інших речовин.

Якщо господар планує підключити до котла саморобний теплообмінник, що працює від газу, йому слід проявити граничну обережність, особливо в процесі побудови. Утворився зазор здатний пропустити чадний газ в приміщення. А це загрожує небезпекою для здоров’я і життя.

Варто пам’ятати про те, що ще на етапі проекту необхідно розрахувати розміри агрегату. В котлах площа перетину патрубка не повинна бути більше діаметра теплообмінника.