Теплообменники для отопления дома своими руками: подключение, водяные, воздушные

Пенополиуретан

Этот утеплитель наносится путём распыления. Специально подготовленный состав распыляют на смонтированный трубопровод. Он надёжно сцепляется с поверхностью и, вспениваясь, образует плотную защитную массу, обладающую высокой прочностью.

Из-за того что этот утеплитель плохо переносит воздействие солнечных лучей утепление им труб, расположенных на открытом воздухе, должно сопровождаться их защитой: обмоткой рубероидом или алюминиевой фольгой.

Для качественного изолирования труб можно комбинировать утеплители. Например, в котельной и на улице их можно закрыть минеральной ватой или базальтовым утеплителем. А в доме места подводки к батареям отопления – вспененным полиэтиленом, который выглядит более эстетично.

Расчет дымохода для буржуйки

После того как буржуйка установлена и готова к эксплуатации, необходима установка дымохода, который сможет правильно функционировать, сохранять тепло в помещении и одновременно не позволять отходам горения попадать в воздух комнаты где установлена печка. Для этого нужно правильно рассчитать диаметра трубы, её длину и продумать как она будет выводить дым на свежий воздух.

Для того чтобы отопительная система имела наиболее высокий коэффициент полезного действия, необходимо чтобы труба для печки буржуйки обеспечивала достаточную тягу.

Мнение эксперта

Павел Круглов

Печник с 25-летним стажем

Наилучшим является соотношения диаметра трубы к камере сгорания в размере 2,7 миллиметра к 1 литру. Для примера возьмем буржуйку с камерой сгорания 50 литров: 2,7*50=135 мм. Именно такой диаметр дымохода будет оптимальным для эффективной работы буржуйки объемом 50 литров.

После того как определен диаметр трубы для дымохода, следует рассчитать длину всего трубопровода

В этих расчетах важно учитывать не только местоположение буржуйки, но и то на каком расстоянии от конька располагается дымоход на крыше

Располагать выход трубы над крышей следует согласно определенным правилам:

Дымоход находится от конька кровли на расстоянии до 1500 миллиметров, значит выход трубы должен располагаться на высоте 50 сантиметров над верхней частью конька;
При расстоянии до козырька в 150-300 сантиметров, выход трубопровода можно расположить на одном уровне с ним;
В случае если дымоход расположен около края крыши, то его выход должен быть ненамного ниже конька, либо на одном уровне с ним;

Второй вариант выхода трубы — это через стену, а не через крышу. В этом случае конец дымохода должен располагаться чуть ниже верхней части конька кровли.

Но основной длинной трубы станет общее расстояние от выхода трубы до самой буржуйки – расчеты в каждом индивидуальном случае получатся различные, всё зависит от того на каком этаже, в каком месте комнаты и на какой высоте, будет располагаться буржуйка.

Водяной тепловентилятор своими руками

Некоторые умельцы изготовляют водяные тепловентиляторы небольшой мощности самостоятельно. Основной трудностью при сборке самодельного устройства становится изготовление змеевика (теплообменника).

Для него используется медная трубка диаметром не менее ½ дюйма. Её заполняют песком и выгибают в необходимой конфигурации.

Однако существует и более простой способ – теплообменником может стать автомобильный радиатор. К нему добавляется канальный вентилятор на 220 В, закрепленный на пружинах, гасящих вибрацию.

Все детали собираются в корпус, изготовленный из нержавейки, и фланцевыми соединениями устройство подсоединяется к отопительной системе.

Коротко о главном

Если для прогрева бани применяется классическая дровяная печь, то для нагревания воды в накопительном баке необходимо установить теплообменник. Он позволит значительно сократить расходы. Например, отпадет нужда в электрическом бойлере.

Принцип работы теплообменника очень прост. А вот конструкций много. Владельцу придется выбрать самый приемлемый только индивидуально. Потому что универсального способа не существует. И нужно только на месте решить, какой лучше всего подходит. А на решение повлияет и материал, из которого сделана печь, и место расположение накопительного бака.

Советы и рекомендации

Как видите изготовить теплообменник самостоятельно не трудно. Для простой конструкции достаточно бака, двух медных трубок разных по диаметру, змеевика и вентилятора. За счет устройства можно не только обогреть помещение, но и охладить его.

Вещь, подобно обменнику в той, или иной форме имеется практически в каждом доме. Подойдите к работе конструктивно и обстоятельно, изготовьте чертежи, определитесь с выбором материала, следуйте вышеописанной инструкции по изготовлению, сборке и подключению устройства.

При желании и последовательных действиях соберете конструкцию не хуже магазинной, в доме будет тепло и уютно, а устройство – работать безотказно в течение длительного времени.

Изготовление разных видов теплообменника

Водяной

Устройство имеет два сектора, нагревающих друг друга. Циркуляция воды при большой мощности происходит по замкнутому контуру в резервуаре отопительной системы, где нагревается до 180 гр. После обтекания установленных трубок вода направляется в основную систему, где температура нагрева увеличивается.

Для изготовления водяного теплообменика приготовьте:

Емкость в форме стального бака. Установите ее к началу системы. Для водной циркуляции нужны 2 ответвления из труб, нижнее – для входа холодной воды, верхнее – для входа горячей.
Проверьте бак на герметичность.
Разместите медные трубчатые спирали внутри бака, 4 метра трубы на 100 литров бака хватит вполне.
Подсоедините к медной трубке регулятор мощности.
Чтобы перепады давления и температуры не разрушили емкость, установите анод ближе к нагревательном элементу.
Запаяйте герметично бак.
Наполните водой.
Проверьте систему в работе.

Пластинчатый

Цельный блок конструкции состоит их поочередно размещенных пластин с горячими и холодными средами. Смешивания сред не происходит, поскольку уплотнитель резиновый и многослойный. Пластинчатые виды сложны для собственноручного изготовления, важна герметичность внутренних платин, а для этого нужно специальное оборудование.

Труба в трубе

Обменник состоит из большой трубы и меньшей по диаметру, вставленной внутрь. Среды перемещаются по меньшей трубе, для охлаждения подаются во внешнюю трубу. Конструкция:

проста в изготовлении;
легко чистится;
долговечна;
применима к любому теплоносителю;
в отличие от пластинчатой трубы может работать под давлением;
изменив размеры труб, можно подобрать оптимальную скорость для движения жидкости.

Чтобы трубы не влетели вам в копеечку, тщательно рассчитывайте расход материала.

Для изготовления конструкции подберите две медных трубки по диаметру одна больше другой на 4 мм для зазора:

Приварите боковой стороной тройник к обеим сторонам наружной трубы.
Вставьте меньшую по диаметру трубку, приварите торцы большой трубки, зафиксируйте положение меньшей трубы.
приварите короткие трубки к тройникам на выходе, по ним будет передвигаться жидкость.
При использовании стального материала, увеличьте площадь поверхности, соберите батарею из обменников в отдельности.
Соедините трубки отрезками, приварите поочередно к обоим тройникам, чтобы получилась змейка.

Воздушный

Воздушный теплообменник состоит из радиатора и вентилятора. Вентилятор охлаждает потоки воздуха, разгоняет их по всей системе вентиляции. Данные вид обменника устанавливают в зданиях администрации, для общественных целей.

Достоинства и недостатки

У каждого предмета есть свои положительные и отрицательные стороны. Это касается даже теплообменника. Для начала следует выяснить, какие у него плюсы:

Не нужно ломать голову над сложными схемами и поиском особых материалов. С теплообменником легко работать и в сборке, и в монтаже.
Благодаря конструкции хозяин может комбинировать разные типы отопления. К централизованной системе часто подключается водяной теплый пол в качестве дополнительного источника обогрева.
Для теплообменника используется разное по структуре топливо – дрова, уголь, торф, газ, вода. Работает при любых условиях.
Устройство ни в коем случае не испортит интерьер помещения. Наоборот, оно аккуратно впишется в комнату, что его и вовсе будет незаметно.

У такого замечательного прибора есть два весьма значительных минуса:

Работу теплообменника нельзя контролировать с помощью автоматики.
КПД не настолько высок, что сможет мгновенно нагреть весь дом.

Как самостоятельно изготовить устройство

Несложный змеевик несложно изготовить самостоятельно из медной трубки. Для дымохода диаметром 100 мм подойдет медная трубка с диаметром ¼ дюйма и длиной 3-4 м. К концам трубы следует припаять фитинги с резьбой. Затем трубку заполняют мелким песком, закручивают их и обматывают дымоход.

Эту работу удобно выполнять с помощником. Затем песок из трубы вымывают водой под давлением. Присоединяют трубы, ведущие к радиаторам и расширительному баку.

Теплообменник Кузнецова выполняют при помощи сварки. Самый простой вариант – изготовить корпус из газового баллона или трубы большого диаметра.

Для изготовления понадобятся следующие материалы:

Газовый баллон, труба большого диаметра (300 мм) для корпуса.
Труба диаметром 32 мм (одну заготовку лучше взять большего диаметра – до 57 мм). Длина заготовок – 300-400 мм, общее количество должно быть достаточно для вырезания заготовок.
Два небольших патрубка одного диаметра с диаметром дымохода; желательно использовать трубу дымохода – если дымоход сборный, то с одной стороны конструкции патрубок будет с раструбом, который необходим для монтажа теплообменника.
Два фрагмента стального листа, достаточных, чтобы вырезать заглушки торцов корпуса.

Технология изготовления воздушного теплообменника:

Большая труба или баллон обрезается в нужный размер.
Нарезаются 9 заготовок такой же длины из тонких труб.
Вырезаются круги для заглушек.
В кругах вырезаются 9 отверстий для труб маленького диаметра; если берется одна трубка большего диаметра, то отверстие для нее вырезается в центре.
Тонкие трубы вставляются в отверстия заглушек, наживляются при помощи сварки, затем привариваются.

В корпусе по бокам вырезаются отверстия с диаметром, равным диаметру дымохода.

Конструкция из тонких трубок и заглушек вставляется в корпус и проваривается по стыку заглушек и корпуса из большой трубы.

В отверстия по бокам корпуса вставляются патрубки и также провариваются.

Альтернативный вариант:

Какие материалы можно использовать

Идеальный вариант – (например, пищевая аустенитная нержавейка 08Х18Н10 или AISI 304) или медь. Изделия промышленного производства иногда изготавливают из титана. Но цена на эти материалы достаточно велика. Зато они долговечны, не ржавеют, надежны и прочны. Если у вас буржуйка в гараже или самодельная каменка из подручных материалов в бане, вполне возможно применить и черный металл (углеродистую сталь).

Можно применить качественную гофрированную трубу из нержавейки. Для змеевика можно применять и алюминиевые трубы (только не для дымоходов твердотопливных печей).

Иногда применяют и оцинкованную сталь, но следует иметь в виду, что при сварочных работах слой цинка испаряется, и все преимущества оцинковки (стойкость к коррозии) сходят на нет. При температуре выше 400 °С цинк начинает испаряться (пары цинка токсичны), поэтому не стоит применять оцинковку для теплообменников на дымоходах твердотопливных котлов.

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

Виды отопления

За многовековую историю человечеством изобретено множество самых разных способов обогрева, все их просто перечислить будет достаточно затруднительно, но некоторым из них необходимо отметить особо.

Печное отопление

Один из древнейших способов обогрева жилища. Наиболее популярен в местах, расположенных, как говорится, в «глубинке». Отличается простотой, доступностью и достаточно большой универсальностью относительно выбора вида топлива, а также других, дополнительных способов использования печей.

Печное отопление

Воздушное отопление

В достаточной мере популярный вид обогрева жилища. Может быть выполнен как:

централизованный, когда горячий воздух по системе воздуховодов подается в различные помещения из какого-то единого центра;
местный, путем установки специальных отопительных приборов, типа печей Буллерьяна, Бутакова и других аналогичных, способных обогревать отдельные помещения.

Схема воздушного отопления

Подобный способ позволяет обеспечить быстрый прогрев помещений, но не касаясь всех его достоинств и недостатков, необходимо отметить уменьшение содержания кислорода в нагреваемом воздухе. Печное отопление можно считать одним из видов воздушного.

Электрическое отопление

Универсальное, общедоступное отопление. Позволяет применять автоматизированные средства контроля за температурой, отличаясь при этом достаточно высокой эффективностью. Основной вопрос, связанный с использованием подобного способа обогрева, – стоимость электроэнергии.

Электрический котел

Водяное отопление

Один из часто применяемых способов обогрева жилых помещений. Может считаться универсальным видом отопления как по видам топлива, так и по возможностям. В этом плане стоит отметить, что он может быть реализован как с помощью специальных отопительных приборов (радиаторы отопления, конвекторы и др.), так и с помощью так называемых «теплых полов».

Схема водяного отопления

Как сделать водяной калорифер своими руками

Прежде чем приступать непосредственно к процедуре монтажа, следует провести ряд подготовительных работ:

Выбрать место, где будет установлен калорифер. Очень важный момент, который определяет эффективность устройства. Здесь следует внимательно разобраться в движении потоков воздуха, не допуская их отсечения архитектурными элементами помещения, либо крупными предметами мебели.
Определить оптимальное положение устройства. Калорифер должен не только максимально охватывать пространство обогреваемого помещения, но и иметь свободный доступ для подходящих воздушных масс.
Проверить элементы прибора (трубы, пластины, коллекторы) на предмет наличия механических повреждений. В случае их обнаружения, поврежденные элементы по возможности следует заменить, поскольку они наверняка сделают невозможным нормальное функционирование устройства.

Чтобы построить водяной калорифер своими руками потребуются следующие материалы:

Для изготовления корпуса калорифера понадобится лист нержавеющей стали или оцинкованного металла. Чтобы обеспечить необходимую прочность, толщина металла должна быть не менее 1 мм.
Металлическая (желательно медная) трубка. Из нее будет конструироваться теплообменник. Предпочтительный диаметр трубы – ½ дюйма. Нередко домашние мастера используют для этой цели уже готовые конструкции. Идеальный теплообменник в такой ситуации – радиатор от малолитражки, который без проблем можно найти на авторазборах.
Два крана соответствующего диаметра для присоединения калорифера к сети отопления.
Вентилятор достаточной мощности, питающийся от штатной электрической сети.
Пружинные крепления для вентилятора. Рекомендуется крепить вентилятор именно на пружинах, чтобы погасить вибрацию и сделать его работу менее шумной.
Кран Маевского для возможности стравливания воздушных пробок. Этот элемент не считается обязательным, но может существенно упростить процесс эксплуатации калорифера.

Из инструментов желательно иметь под рукой:

Электродрель с набором сверел по металлу.
Болгарку, либо электролобзик с пилкой по металлу.
Плашку для нарезания резьбы. Если выбор пал на фланцевый способ соединения – набор фланцев и мощный паяльник, способный работать с медью.
Пассатижи, ножницы по металлу, отвертку, линейку, карандаш.

Виды теплонасосов: нюансы работы теплообменника фреон-вода

Природный источник энергии может представлять собой систему скважинного типа, грунтового или водоемного. Каждый вариант уникальный. Отличается принцип работы и монтаж.

Когда источником энергии является скважина, необходимо пробурить соответствующее отверстие в земли. В 1 м источника можно добыть 50-60 Вт энергии. Для нормальной работы теплонасоса потребуется 20 м.

Особенности получения энергии со скважины:

Главные плюсы – компактность и большая теплоотдача;
Минус – сложности при бурении скважины.

Когда источником тепла выступает грунт, то труба залегает на глубину ниже уровня промерзания земли. Для укладки трубы можно вырыть котлован или траншею.

Если поблизости размещены водоемы, то можно положить трубу в источник воды. Главное требование – достаточная глубина. В 1 кв м воды можно получить 30 Вт энергии. Для фиксации труб на глубине к ним прикрепляется груз.

В некоторых случаях в качестве источника используют воздух. Такой насос содержит хладагент. В этом случае подходит фреон из холодильника. Вещество забирает тепло из воздуха и отдает помещению.