Особенности экономайзера для дымохода

Как не отапливать улицу: Теплообменник на трубу дымохода

Свое название это устройство получило от английского «economize» — «экономить, сберегать». Впервые экономайзер был применен в 1893 году, когда устройством предварительного нагрева был оснащен паровой котел. С тех пор экономайзер стал почти обязательным элементов водогрейной установки.

Принцип работы этого прибора идентичен принципу работы парового или водяного котла – нагрев проточной воды в замкнутом контуре. Правда, если в обычном котле вода нагревается в водяной рубашке, в которой находится топка или в теплообменнике над горелкой, то для нагрева теплоносителя используются продукты горения. Проще говоря, в экономайзере используются продукты горения топлива, имеющие высокую температуру, но при этом уже покинувшие объем котла.

Вторым важным отличием экономайзера от нагревательного котла выступает назначение. Водяной или паровой котел нагревает воды и подает ее дальше в систему отопления или горячего водоснабжения. Экономайзер предназначен только для предварительного нагрева воды перед подачей ее в контур водяного котла.

Важность этого момента заключается в том, что при работе системы отопления, после того как теплоноситель пройдет по системе труб и радиаторов и отдаст тепло при попадании в котел он охлаждается до 42-50 градусов Цельсия. После чего требуется затраты топлива и энергии до повышения температуры теплоносителя до стандартных 80-90 градусов (речь идет об автономных системах отопления частных домов).

Продуктивность работы котла, отопительной или банной печи можно повысить, установив в трубу простой и в то же время эффективный прибор – теплообменник.

Постараемся разобраться, как сделать теплообменник на дымоход своими руками, какие модификации подходят для самостоятельного монтажа и чем воздушная модель отличается от водяной.

Основное назначение теплообменника – передавать энергию от продуктов горения в дымоходе теплоносителю, в качестве которого выступает вода или воздух.

Установленные в дымоходах теплообменники (это относится к водяным модификациям) часто называют экономайзерами – они экономят тепло, которое просто уходит в атмосферу, и используют его по максимуму.

Кроме обычной водопроводной воды иногда используют и другие жидкости – масло или «незамерзайку».

В связи с этим все устройства делят на две большие категории:

  • воздушные;
  • жидкостные (водяные).

Выбор того или иного вида зависит от нескольких факторов. Важнейшие из них – это конфигурация и материал дымохода, а также характеристики самого прибора.

Схема воздушного теплообменника. Он считается менее эффективным, чем жидкостный аналог, но имеет простую конструкцию, что делает его подходящим для самостоятельного изготовления

Разберем, как работает воздушная модель.

Конструкция устройства проста: прочный корпус с перегороженным внутренним пространством.

Обратите внимание

Роль перегородок играют пластины или трубки, основная функция которых – затормозить движение нагретых газов и направить тепло в нужное русло.

Некоторые перегородки (заслонки) не припаивают, а делают подвижными. С помощью задвигания/выдвигания металлических пластин можно регулировать силу тяги, тем самым снижая или увеличивая производительность обогревательного прибора.

Воздушные теплообменники называют конвекторами, та как в основе их работы лежит принцип конвекции. Холодный воздух из помещения попадает внутрь устройства, где от воздействия горячих дымовых газов повышается его температура. В нагретом состоянии он через другое отверстие движется дальше – обратно в помещение или в отопительную систему.

Среди воздушных разновидностей традиционной моделью для самостоятельного изготовления считается трубчатый теплообменник, хотя есть и множество других вариантов. Рассмотрим основные виды, которые актуальны для монтажа на дымоход печей длительного горения, малогабаритных буржуек, печей на отработке. Тепло, которое они преобразуют из энергии продуктов горения, называют сухим.

Если представить схематично внутреннюю часть устройств, то она может иметь следующие вариации.

Горизонтально или вертикально расположенные трубы, приваренные к корпусу топки. Вертикальное расположение эффективнее, так как воздух лучше проходит сквозь каналы. Материал изготовления – сталь.

Обвитая вокруг топки труба. Для хорошей теплоотдачи достаточно 2-3 витков, которые лучше слегка раздвинуть, чтобы увеличить площадь обогрева.

Производительность во многом зависит от разницы уровней входа и выхода воздуха. Силу тяги определяет разница в температуре, поэтому отверстие, отвечающее за забор, часто выводят на улицу

Перегородки внутри корпуса. Своеобразный лабиринт составляют из металлических пластин, установленных вертикально. Оптимальная толщина деталей – от 6 мм до 8 мм.

Входное и выходное отверстия воздуховода должны располагаться напротив начала и конца лабиринта. Сверху устанавливают и приваривают металлическую крышку, обеспечивающую герметичность корпуса

Предлагаем ознакомиться  Самодельный котел с высоким кпд

Трубы, проходящие сквозь топку.

Интегрированную конструкцию необходимо создавать при сборке самодельной печи, еще перед тем, как заварятся стенки. Каналы расположены параллельно, на некотором расстоянии друг от друга.

Важно

Сечение труб – 50 мм и более

При вертикально расположенных каналах движение воздуха более интенсивное, следовательно, производительность прибора увеличена. Но в некоторых случаях уместны устройства с горизонтально расположенными трубами или с перегородками.

Каждая из перечисленных моделей подходит для самостоятельного изготовления, если есть навыки сварки.

При устройстве теплообменника применяют металлические детали – оцинкованные листы, баллоны из-под газа, трубы различного диаметра, чугунные заготовки и т.д. Чугун использовать не рекомендуется, потому что он, по сравнению со сталью, хрупкий и тяжелый, что затрудняет его монтаж на дымоход.

Оптимальный вариант – аустенитная сталь. Нержавейка легко переносит термические перепады, устойчива к механическим повреждениям, поддается самостоятельной обработке и сварке.

Таблица основных технических характеристик аустенитных сталей AISI.

Можно проследить, как меняются свойства материала типов 304 (304L) и 316 (316L) при нагревании

Оцинкованная сталь уступает легированной или аустенитной, так как она не предназначена для нагревания.

Высокотемпературный режим приводит к выделению окислов цинка, вредных для здоровья, поэтому если планируется повышение температуры в дымоходе до 419,5 ºС, следует отказаться от оцинковки. Лучше приобрести дорогой, но безопасный материал.

Предлагаем несколько простых для самостоятельного производства проектов, которые при желании можно сделать из металлических деталей с помощью сварки и электроинструмента.

Если установить самодельное устройство на буржуйку, эффективность обогрева в помещении вырастет на 30-40%. Чем меньше по площади гараж или мастерская, тем выше продуктивность работы прибора. Предлагаем рассмотреть вариант, который идеально подходит для маленьких печей типа «буржуйка», активно применяющихся для отопления гаражей.

В целом из газового баллона получается довольно аккуратный и производительный теплообменник для печи, обогревающей небольшое помещение. Чтобы еще больше увеличить эффективность обогрева без кардинального изменения конструкции, на трубы можно установить вентиляторы, а количество труб увеличить до 4-5.

В качестве образца для изготовления могут выступать заводские модели популярных производителей. Например, компания Ферингер, известная выпуском печей, предлагает готовые дымоходы, которые по своей сути являются теплообменниками. Рассмотрим модели несложной конструкции. Все детали, из которых они состоят, можно сделать самостоятельно.

Теплообменник на дымоход – четырехтрубный экономайзерШибер – заслонка, расположенная внутри трубыВнутреннее устройство теплообменника ФерингерМодели теплообменников с кожухом

Особенности экономайзера для дымохода

Главная идея, которую можно взять от передовых моделей Ферингер, — использование четырех труб вместо одной. Если печь уже установлена в гараже или подсобке, часть дымохода убираем, устанавливаем вместо нее четырехтрубный экономайзер – и температура в помещении сразу повышается на несколько градусов.

Предложенная модель полностью выполнена из стальных деталей. Это теплообменник, который по габаритам примерно в 1,5 раза объемнее дымохода и представляет собой барабан с трубками, расположенными перпендикулярно дымоотводной трубе. Нержавеющая сталь выбрана не зря – она с легкостью переносит высокие температуры, хорошо чистится и не прогорает.

Для работы потребуются:

  • стальная труба диаметром 30 мм (для изготовления 8 одинаковых отрезков);
  • фрагмент трубы 50 мм (для центрального канала);
  • металлический лист толщиной 2 мм (для изготовления 2-х круглых пластин и кожуха);
  • банку из-под краски объемом 20 л (для переходника на дымоход).

Также необходимо приготовить инструмент для резки и сварки металла.

Нарезаем циркулярной пилой 9 трубок одинаковой длины, диаметр центральной больше (например, 50 мм), остальные – по 30 ммРазмечаем металлический лист (толщиной 2 мм) для вырезания двух пластин с отверстиями под трубки. Вырезаем их циркуляркой или с помощью металлорежущего станкаУстанавливаем металлические трубы в отверстия, привариваем.

Чтобы процесс происходил быстрее, можно использовать деревянный шаблон-подставку с углублениями для трубок. Сверху надеваем кожух – цилиндрический корпус из металлаИзготавливаем переходник на дымоход из 20-литровой банки из-под краски. Предварительно ее нужно очистить: пропалить огнем, а нагар удалить наждачной бумагой.

Одновременно вырезаем отверстия подходящего диаметра в теплообменнике с противоположных сторонРазрезаем банку на 2 одинаковые части, устанавливаем переходник на теплообменник, закрепляя его лепесточным способом: делаем надрезы по всей окружности, «лепестки» загибаем внутрь цилиндраОтветственный момент – окончательная сварка всех деталей барабана.

Предлагаем ознакомиться  Знаете ли вы, что в режиме вентиляции кондиционера свежий воздух с улицы не поступает?

Особенности экономайзера для дымохода

Необходимо, чтобы части были спаяны герметично, иначе эффект от использования теплообменника снизитсяУстанавливаем готовый барабан на дымоход, но не привариваем его. Съемное устройство легче обслуживать: чистка потребуется не реже, чем один раз в годуЧтобы повысить продуктивность эксплуатации самодельного устройства, можно установить небольшой маломощный вентилятор.

Лучше, если площадь вентилирования захватит все трубкиШаг 1 – подготовка стальных деталейШаг 2 – разметка и вырезание отверстийШаг 3 – сварка труб в барабанеШаг 4 – подготовка и монтаж переходникаШаг 5 – «лепесточный» способ закрепления переходникаШаг 6 – сборка и сварка барабанаШаг 7 – монтаж теплообменника на дымоходШаг 8 – установка вентилятора для повышения производительности

Проблемы с экономайзерами паровых котлов низкого давления

Как и большинства технических решений в экономайзере парового котла существуют изъяны, обусловленные спецификой эксплуатации агрегата. Для паровых котлов низкого давления характерным моментом выступает проблема выпадения конденсата. При разогреве пара котел нагревает его до определенной температуры, поднятие температуры выше допустимой влечет повышение давления и риск разрушения теплообменника котла.

В связи с этим экономайзер парового котла низкого давления должен нагревать пар в строго определенном технологией температурном диапазоне. В связи с этим,  для экономайзера важно обеспечить не только нагрев пара, но и не допустить образования конденсата.

Для синхронизации работы экономайзера и парового котла установка в обязательном порядке оборудуется системой безопасности и контроля.

Несколько видеорекомендаций помогут лучше понять устройство и принцип работы самодельного теплообменника.

Как видите, для увеличения КПД печки в гараже, подсобке или бане можно не тратиться на дорогостоящие приборы, а сделать эффективное устройство своими руками. Для работы потребуются навыки работы с металлом и примерная схема сборки.

Теплообменник на дымоход своими руками: воздушное устройство

Среди воздушных разновидностей традиционной моделью для самостоятельного изготовления считается трубчатый теплообменник, хотя есть и множество других вариантов.

Рассмотрим основные виды, которые актуальны для монтажа на дымоход печей длительного горения, малогабаритных буржуек, печей на отработке. Тепло, которое они преобразуют из энергии продуктов горения, называют сухим.

Модель с интегрированными трубами

Интегрированную конструкцию необходимо создавать при сборке самодельной печи, еще перед тем, как заварятся стенки. Каналы расположены параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. Сечение труб – 50 мм и более

При вертикально расположенных каналах движение воздуха более интенсивное, следовательно, производительность прибора увеличена. Но в некоторых случаях уместны устройства с горизонтально расположенными трубами или с перегородками. Каждая из перечисленных моделей подходит для самостоятельного изготовления, если есть навыки сварки.

Обслуживание и ремонт установок

Как и для все котельное оборудование, экономайзер котла проектируется и изготавливается в строгом соответствии с нормативными документами и требованиями государственных стандартов. Монтаж промышленного оборудования должен осуществляться только квалифицированным персоналом, имеющим допуск на проведение монтажных и пусконаладочных работ.

Все работы по монтажу установки должны соответствовать техническим нормам. После окончания работ оборудование обязательно проходит испытание и тестирование.

В процессе эксплуатации оборудование в обязательном порядке должно проходить техническое обслуживание, в ходе которого проверяется целостность, правильность работы датчиков и приборов, проводится оценка состояние внутренних поверхностей – выявляются места оседания накипи и образования коррозии металла.

Какой материал лучше?

Таблица характеристик стали

Таблица основных технических характеристик аустенитных сталей AISI. Можно проследить, как меняются свойства материала типов 304 (304L) и 316 (316L) при нагревании

Особенности экономайзера для дымохода

Оцинкованная сталь уступает легированной или аустенитной, так как она не предназначена для нагревания. Высокотемпературный режим приводит к выделению окислов цинка, вредных для здоровья, поэтому если планируется повышение температуры в дымоходе до 419,5 ºС, следует отказаться от оцинковки. Лучше приобрести дорогой, но безопасный материал.

Воздушный теплообменник на дымоход своими руками: мастер-класс

Однако дымовые газы, уходящие по трубе в атмосферу, буквально уносят с собой большое количество тепла, которое могло бы быть использовано для обогрева помещения. Чтобы исправить этот недостаток можно установить теплообменник на дымоход.

Устройство позволяет существенно повысить КПД отопительного прибора.

Существует несколько различных моделей теплообменников. Их конструкция, как и принцип работы, в целом схожи. Теплообменник имеет полый корпус, снабженный выходным и входным патрубками. Внутри корпуса устанавливается так называемое тормозное устройство, предназначенное для дымовых газов.

Предлагаем ознакомиться  Лучшие напольные кондиционеры по характеристикам с воздуховодом и без

Чаще всего это система заслонок с вырезами, установленных на осях. Элементы имеют возможность поворачиваться, создавая зигзагообразный газоход различной длины. Регулировка положения заслонок позволяет выбирать оптимальное соотношение эффективности теплообмена и тяги в дымоотводящем канале, не нарушая при этом норм безопасной эксплуатации.

Встречаются и более простые варианты без системы регулируемых заслонок.

Устройство теплообменника для печи «Буллерьян». Холодный воздух через отверстия в нижней части устройства попадает внутрь конструкции, нагревается от продуктов сгорания, проходящих по дымоходу, и выходит наружу

Через верхние отверстия разогретый воздух выбрасывается в обогреваемое помещение. Таким образом удается повысить КПД отопительного прибора и существенно уменьшить количество потребляемого им топлива.

Были проведены эксперименты, которые показали, что расход топлива у печки-буржуйки с установленным на дымоходе теплообменником уменьшился в три раза.

Однако для того, чтобы добиться такого эффекта, следует правильно подобрать устройство. Не стоит забывать, что отдавая свое тепло в газоходе, продукты сгорания достаточно быстро остывают.

Обратите внимание

Это приводит к уменьшению разности температур в дымоходе и, соответственно, падению тяги в системе.

Чтобы не допустить появление этого неприятного эффекта используются регулировки заслонками или подбираются оптимальные размеры конструкции.

Домашние мастера могут сделать теплообменник на дымоход своими руками. Технология его изготовления довольно проста. Рассмотрим ее на примере конструкции для печки-буржуйки. Для работы понадобятся:

  • листовой металл размером 350х350 мм два куска;
  • восемь отрезков трубы диаметра 32 мм или 1,25 дюйма длиной 300 мм;
  • труба диаметром 57 мм или 2,25 дюйма длиной 300 мм;
  • металлическое ведро объемом 20 л.

Начинаем работу с изготовления торцевых заглушек. Для этого берем листовой металл и вырезаем две окружности радиусом 150 мм. Размечаем на них отверстия под трубы.

В центре каждой детали должна располагаться самая большая труба диаметром 57 мм, на равном от нее расстоянии по кругу размещаем восемь элементов диаметром 32 мм.

https://www.youtube.com/watch?v=jOEpu3JwEyQ

Расстояние от центра заглушки до центра каждой из восьми труб должно составлять 100 мм. Проверяем разметку и выполняем отверстия.

Для точности сборки рекомендуется изготовить шаблон, он выполняется из фанеры толщиной 20 мм. Отрезки труб поочередно вставляем в подготовленные отверстия и надежно привариваем к плоской детали. Сначала работаем с одной заглушкой, затем переворачиваем конструкцию и повторяем операцию с другой. В результате получаем «сердцевину» теплообменника, подготовленную к установке в корпус.

Фрагменты труб привариваются к заглушкам. В результате получается «сердцевина» теплообменника, готовая к установке в корпус

Для корпуса теплообменника можно использовать стальное ведро, в которых продаются технические жидкости. Его нужно хорошо очистить от остатков содержимого.

Важно

Лучше всего в таком случае обжечь ведро и тщательно пройтись по стенкам металлической щеткой. Дно вырезаем угловой шлифовальной машинкой. Теперь нужно присоединить выходной и входной патрубки.

Это фрагменты обычной дымоходной трубы, приобретенные в магазине.

Особенности экономайзера для дымохода

На корпусе намечаем место для входного патрубка. Он должен располагаться по центру боковой части конструкции. Ножницами по металлу вырезаем отверстие. Примеряем патрубок. На нижней части дымовой трубы делаем насечки.

Вставляем подготовленный таким образом патрубок в заготовку корпуса и с помощью молотка отгибаем насечки, закрепляя деталь на месте. Снаружи крепим деталь к основе сварочными прихватками. Установка входного патрубка завершена. Аналогично проводится монтаж выходного.

Он должен быть расположен с противоположной стороны корпуса.

Подготовленную «сердцевину» теплообменника вставляем в корпус, закрепляем сваркой и обязательно герметизируем все швы огнеупорным герметиком. Просохшую конструкцию красим специальной краской

В подготовленный корпус устанавливаем теплообменник и надежно фиксируем его сварочными прихватками. Все швы тщательно промазываем специальным огнеупорным герметиком. Оставляем изделие для высыхания на сутки. Теперь готовый теплообменник можно покрасить специальной краской или печным лаком.

Монтируем готовое устройство на дымоход буржуйки. Для усиления эффекта можно установить около теплообменника вентилятор, который будет усиливать циркуляцию воздуха. Прибор может быть переносной или стационарно закрепленный на корпусе устройства. Второй вариант более практичный и удобный.

Чтобы улучшить циркуляцию воздуха в устройстве используется обычный вентилятор. Он может быть переносной. Как на фото, но гораздо более удобно закрепить прибор с помощью кронштейнов прямо на теплообменнике

Совет

Воздушный теплообменник на дымоход – чрезвычайно полезная конструкция, дающая возможность серьезно увеличить эффективность использования приборов отопления.

Выросший КПД системы позволяет уменьшить расход топлива и, соответственно, сэкономить на отоплении.

https://www.youtube.com/watch?v=Spp6jsKhYS8

Теплообменник можно сделать самостоятельно, однако это достаточно сложная и кропотливая работа, справиться с которой смогут только довольно опытные домашние умельцы.

Супер отопление
Adblock detector