Самоделният топлообменник ще служи като „сърцето“ на отоплителната система на дома

Основният елемент на която и да е от отоплителните системи е специално устройство - топлообменник за отопление на къща, в който топлината се предава от топлинния генератор към охлаждащата течност. На съвременния пазар се представят голям брой различни отоплителни котли, но цялото им разнообразие не ограничава въображението на домашните майстори по отношение на независимото производство на такива устройства. В нашата статия читателите ще бъдат помолени да разберат за какво е необходим топлообменник в отоплителна система, как да го направите сами и как да го свържете.

Функция на топлообменника в отоплителната система

В домашните въздушни отоплителни системи най-често се използват повърхностни топлообменници на отоплителната система, където топлинната енергия се предава през повърхностите на металните стени на устройството.

Принципът на нагряване чрез топлообменник е най-пълно реализиран при проектирането на котли на газ, твърдо гориво или електричество. Водата циркулира през тръбите, огънати под формата на намотка, монтирани вътре в отоплителното тяло, и се нагрява от температурата на изгарящото гориво. Нагрятата охлаждаща течност отива в тръбопровода на отоплителната система, а охладената вода от радиаторите влиза в топлообменника, за да я замени.

Досега в много отделни къщи печката остава традиционният източник на топлина. Добре е за отопление на малка хижа, но в многостайна вила нейната топлинна мощност е недостатъчна. Следователно в частна къща е необходим топлообменник в отоплителната система, за да се превърне печката в пълноценен бойлер за отопление на вода. Размерът и формата на самоделния топлообменник за отопление трябва да се вписват в размерите на горивната камера на пещта. Към това устройство могат да бъдат свързани тръби и радиатори и тогава отоплението на къщата ще стане по-ефективно.

Видове топлообменници

Водните топлообменници за отопление са по-практични. Това се дължи на факта, че водата пренася топлинната енергия много по-добре от въздуха. За отопление обаче се използва и въздушен топлообменник. В допълнение към водата и въздуха, топлообменник се използва и за комина за отопление, който е инсталиран не вътре, а отвън.

Всички индустриални отоплителни устройства са оборудвани с топлообменници, чийто дизайн е максимално адаптиран за ефективно отопление на водата.

В завода топлообменниците са изработени от мед. Тръбата е намотка, в завоите на която има много плочи, които осигуряват голяма площ за топлообмен.

Почти е невъзможно да се изгради домашно направен топлообменник за отопление у дома, така че да е точно като фабричен. Следователно ще трябва да изберете по-опростен вариант.

Дизайн на системата

Принципът на работа на домашно направен топлообменник е, че печката прехвърля енергия към него от изгарянето на дърва или въглища, а нагрятата вода се разпръсква по тръби във всички помещения. Този метод на отопление позволява на обитателите на къщата да се насладят на равномерно разпределение на топлината. Освен това всички стаи се затоплят много по-бързо и разходите за гориво намаляват.

Има два начина за подобряване на отоплението с печка на частна къща:

• изграждане на пещ "от нулата" за определен размер на топлообменника;
• инсталирайте домашно направен топлообменник, направен по размер на камината, в съществуващата пещ.

Правейки топлообменник за отопление със собствените си ръце, собственикът на жилището може да бъде сигурен, че печката му с водна верига ще работи не по-зле от истински котел на твърдо гориво. Единствената разлика е, че в печката мястото на входа на топлообменника ще се окаже малко по-високо над пода, отколкото при фабричните котли. Това е доста значителна разлика, която може да повлияе на скоростта на естествената циркулация на охлаждащата течност.

Свързването на топлообменника към отоплителната система трябва да се извърши по такъв начин, че тръбата за подаване на студена вода (връщане) да е разположена възможно най-ниско.

Подобно на конвенционалната отоплителна система, в горната част на тръбопроводите трябва да се монтира разширителен резервоар. Той ще компенсира промяната в обема на нагрятата вода и ще освободи въздушните мехурчета от системата. Ако отоплението през топлообменник с естествена циркулация е недостатъчно за отопление на голяма вила, ще трябва да инсталирате циркулационна помпа в системата.

За свързване на самоделен топлообменник за отопление се използват 2 фитинга: единият отдолу (вход за студена вода), другият отгоре (изход за гореща вода). Когато инсталирате топлообменника, е необходимо да осигурите необходимия наклон на тръбите, както се изисква от схемата.

Предимства на отоплението с топлообменник

Ако разбирате защо ви е необходим топлообменник в отоплителна система, можете да видите няколко ясни предимства:

1. Лесно производство. Ако в къщата вече съществува печка, тогава ще трябва да похарчите само за направата на домашен топлообменник и инсталирането на отоплителна система.
2. Комбинирано отопление. В допълнение към отоплението на къщата от повърхността на печката, ще бъде добавена система за отопление на водата.
3. Разнообразие от горива. Можете да отоплявате печката с всякакви твърди енергийни източници, за разлика от котлите, които са фокусирани само върху определен вид гориво.
4. Хубав външен вид. Полезно е да се запази традиционният вид на руската печка, когато се създава интериор в национален стил.

Сред недостатъците на отоплението чрез топлообменник са: по-малко висока ефективност в сравнение с фабричните котли и липсата на автоматичен контрол върху интензивността на нагряване на охлаждащата течност.

Как да си направим домашен топлообменник

Формата на топлообменник за самостоятелно отопление може да бъде различна. Най-често срещаният вариант е регистър на няколко стоманени или медни тръби, но се използват и проби от плоча.

Температурата в зоната на горене е много висока, особено когато изгарят въглища. Поради това се налагат повишени изисквания към метала, от който ще бъдат направени елементите на топлообменника, рационалността на неговия дизайн и качеството на заваръчните шевове.

Материали за изработка

Задачата на водните топлообменници за отопление е да осигурят оптимален топлообмен и при този процес е важна степента на топлопроводимост на метала. Например стоманена тръба провежда топлина 7 пъти по-малко от медна тръба. Следователно, при един и същ диаметър на тръбата, за пренос на същото количество топлина, ще са необходими 25 метра стоманена тръба вместо 3,5 метра мед.

Медните топлообменници са най-икономичните в експлоатация, но и скъпи. Топлообменниците, изработени от стоманени тръби с диаметър най-малко 32 мм, се считат за по-достъпни за самостоятелно производство.

Ако се предполага, че отоплява печката с въглища, по-добре е да инсталирате чугунен топлообменник. Този метал е по-здрав и стените на устройството няма да изгорят дълго време.

Изчисляване на мощността на топлообменника

Доста е трудно да се изчисли предварително капацитетът на топлообменник за отоплителна система. За да направите това, трябва да вземете предвид твърде много фактори: диаметър на тръбата, дължина на намотката, топлопроводимост на метала, температура на изгаряне на горивото, скорост на циркулация на охлаждащата течност и др. Реалната способност на топлообменника да се справи със своите функции ще стане ясна само след като отоплителната система започне да работи.

При изчисляване може да се ориентира, че 1 метър тръба с диаметър 50 mm, която служи като топлообменник, ще даде 1 kW топлинна мощност.

Можете да вземете например всеки добре познат модел котел и в съответствие с неговите параметри да направите свой собствен домашен топлообменник.

Дизайнерски характеристики

Топлообменник за водно отопление на къща, заварен от гладкостенни тръби, се нарича регистър. Прилича на своеобразен „грил“ и е най-популярната форма на домашен топлообменник. В допълнение към този дизайн се правят по-прости устройства под формата на правоъгълен или цилиндричен резервоар. Основното е, че повърхността за топлообмен е възможно най-голяма.

Когато правите топлообменник със собствените си ръце, трябва да се спазват няколко условия:

• ширината на вътрешните кухини в топлообменника трябва да бъде най-малко 5 mm, в противен случай водата в него може да заври;
• дебелината на стената на тръбите трябва да бъде най-малко 3 mm, така че металът да не изгори;
• празнина от 10–15 mm между топлообменника и стените на пещта трябва да компенсира разширяването на метала по време на нагряване.

Инсталационни характеристики

Най-лесният начин е да инсталирате топлообменника едновременно с конструкцията на пещта. Ако го инсталирате в стара фурна, ще трябва да разглобите част от тухлената зидария.

Процедура:

1. На подготвената основа на пещта тръбен топлообменник е инсталиран директно в кухината на пещта.
2. С по-нататъшното полагане на редовете тухли се оставя място за входните и изходните тръби на устройството.
3. След завършване на полагането на пещта топлообменникът е свързан към отоплителната система, системата се пълни с вода и изпитвателната пещ се изстрелва.

Видеоматериалът ви кани да се запознаете с полезни съвети за самостоятелно изработване на топлообменник:

Досега говорихме само за топлообменници в отоплителна система с топла вода. Нека обърнем внимание на други области на тяхното приложение.

Въздушно отопление

Ако характеризираме въздушната отоплителна система, можем да кажем, че тя има повече недостатъци, отколкото предимства. Въздушните топлообменници за отопление не се използват широко в частния жилищен сектор, те все още не са станали нещо обичайно.

Предимството на тази система е възможността да се комбинира отоплението с принудителна вентилация. Възможните грешки при проектирането и инсталирането му обаче могат да сведат до минимум ползите. Във въздуховодите се чува шум от вентилатори, а в стаите се усеща температурен дисбаланс.

Топлообменниците за въздушно отопление съществуват както за директно отопление, така и за индиректно. В първия от тях газ или дизелово гориво се изгарят директно в самия топлообменник. Други модели използват междинна отоплителна среда.

Топлообменник на комина

В дачите и в баните на "народните майстори" можете да видите домашен топлообменник за вода или въздух, инсталиран на комина на малка печка. Оказва се много изгодно: топлината не изчезва с дима и част от нея се използва за нагряване на водата.

Чрез инсталиране на топлообменник върху комина за отопление, можете да получите доста голямо количество топла вода. Разбира се, това не е достатъчно за отопление на цялата къща, но е достатъчно да сложите един или два радиатора в съблекалнята. Можете да използвате топлообменник за комина както за отопление, така и за бързо нагряване на вода във вана.

Такова устройство може да бъде много лесно за производство. Като основа можете да вземете парче голяма тръба с диаметър 500-700 мм или да заварявате резервоар от неръждаема стомана. В центъра на конструкцията ще има вертикална тръба, съответстваща на диаметъра на комина, а отгоре и отдолу трябва да бъдат заварени две тръби.

Като придават температурата си на топлообменника, продуктите от горенето, напускащи пещта, се охлаждат бързо. Поради това тягата в комина намалява и изгарянето на горивото се забавя до известна степен.

Изработването на топлообменник за отопление със собствените си ръце може да бъде начин за организиране на пълноценно отопление на водата в къща, без да се купува скъпо оборудване.