Теплообменник своими руками: виды, устройство системы, изготовление и сборка своими руками

Теплообменник собственного производства

Теплообменники – это общее название приспособлений, объединённых принципом работы.

Они применяются в химической, нефтяной, газовой, прочих промышленных отраслях.

В быту их используют для повышения КПД самодельных печей, в бойлерах косвенного нагрева, для совместной работы разных теплоносителей, когда один из них более дорогой (чтобы сэкономить средства), в общем, везде, где нужно охладить, нагреть или передать температуру жидкости или газу.

Как это работает, для чего и каким образом можно сделать теплообменник своими руками.

Устройство системы

Итак, назначение приспособления – передавать температуру от одной среды к другой. Источниками тепла и теплоносителями могут быть различные жидкости, газы и пар. Нестабильные среды разделяются материалом, имеющим для этого подходящий показатель теплопроводности. Простейший пример теплообменника – обычный комнатный радиатор. Источник тепла – вода в отоплении. Нагреваемая среда – воздух в комнате. А разделяющий материал – металл, из которого сделан радиатор.

Большую роль в том, какой использовать промежуточный материал, имеет его степень теплопроводности. Лидерами по этому показателю являются серебро и медь. Но по понятным причинам, чаще всего применяется медь.

Теплообменник - конструкция

Устройство теплообменника

Медь в 7,5 раз лучше передаёт тепло, чем сталь, а пластик в 200 раз хуже, чем сталь. Получается, что при прочих равных условиях, 1,7 метра медной, 12 метров стальной и 2000 метров пластиковой трубы передадут одно и то же количество тепла.

Виды

По назначению, разделяют теплообменники на:

  1. Охладительные.
  2. Нагревательные.

Первые содержат в себе холодный газ или жидкость. Контактируя с ним, разогретый теплоноситель остывает.

Нагреватели же наоборот, содержат в себе разогретый газ (жидкость), который делится теплом с циркулирующей холодной жидкостью (газом).

Поверхностный теплообменник - конструкция

Устройство поверхностного теплоомбенника

И «нагреватели» и «охладители» могут различаться по конструкции:

  1. Поверхностные (тот случай, когда среды контактируют через промежуточную поверхность).
  2. Регенеративные (поочерёдная подача холодной и горячей среды к специальной насадке, которая, нагреваясь и охлаждаясь, регулирует температуру сред).
  3. Смесительные (подача одной среды непосредственно в другую и их перемешивание).

Надо сказать, что поверхностные теплообменники используются чаще всего. Они значительно отличаются по форме. Здесь можно выделить три типа:

  1. Пластинчатые (множество пластин, собранных в кассеты, по лабиринтам которых проходит жидкость).
  2. Змеевики (тонкая трубка, закрученная в спираль).
  3. Труба в трубе.

Установка комбинированного котлаОтопление на двух видах топлива может быть очень удобным, особенно когда возникают перебои с одним из источников обогрева. Котлы отопительные комбинированные имеют две камеры сгорания и производятся в разных исполнениях: газ — электричество, газ — уголь и так далее. Конструкцию системы и способы монтажа рассмотрим далее.

Особенности выбора терморегулятора для радиатора отопления рассмотрим тут.

Привычные способы отопления в некоторых ситуациях могут оказаться неудобными. Отопление без газа и дров может быть хорошей альтернативой. Здесь http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/bez-gaza-i-drov.html рассмотрим способы организации обогрева помещения без использования дров и газа.

Изготовление теплообменника «труба в трубе» своими руками

Принцип работы, плюсы и минусы

По названию понятно, что теплообменник представляет собой большую трубу, внутри которой расположена меньшая. Охлаждающая или нагревающая среда перемещается по внутренней трубе, а жидкость, которую нужно охладить, подаётся во внешнюю.

Теплообменник из трубы может состоять из нескольких звеньев, соединённых последовательно.

Теплообменник труба в трубеТакая несложная конструкция имеет преимущества:

  • подходит для любых теплоносителей;
  • просто изготовить самостоятельно;
  • легко чистить;
  • служит долго;
  • подходит для работы под давлением (в отличие от пластинчатых);
  • можно подобрать скорость движения жидкостей, путём изменения размеров труб.

Однако всё нужно тщательно рассчитывать, а трубы могут обойтись довольно дорого.

Изготовление

Понадобится:

  • Трубки разного диаметра (желательно медь) – 2шт.
  • Тройники т-образные (диаметр такой же, как у большей трубки) – 2 шт.
  • Короткие трубки одинаковой длины, диаметр = выходу тройника. – 2 шт.
  • Сварка и электроды, либо мощный паяльник и припой для меди.
  • Болгарка.
  • Рулетка.

Использовать будем тонкостенные медные трубки. Выбираем подходящие по длине отрезки так, чтобы диаметр одного был минимум на 4мм больше другого (зазор будет по 2 мм с каждой стороны).

  1. На наружную трубку с двух сторон привариваем тройники (боковой стороной).
  2. Вставляем внутрь трубку меньшего диаметра и, проваривая торцы большей трубки, фиксируем в ней внутреннюю трубку.
  3. К выходам т-образных тройников привариваем короткие трубки, по которым будет подходить жидкость.
  4. Если была использована не медная, а стальная заготовка, её эффективность будет значительно ниже. Имеет смысл увеличить площадь рабочей поверхности, сделав батарею из отдельных теплообменников. Они последовательно соединяются небольшими отрезками труб, приваренных то к одному, то к другому тройнику. В результате должна получиться змейка.
Для работы с загрязнёнными средами теплообменники делаются разборными, чтобы была возможность чистить его в будущем. Для чистых жидкостей делают неразборные теплообменники.

Сборка воздушного пластинчатого теплообменника своими руками с вентилятором

Сделаем из пластинчатого теплообменника бытовой обогреватель. Его можно, например, подсоединить к котлу с водяной рубашкой.

Понадобится:

Пластинчатый битермический теплообменник

  • готовый пластинчатый теплообменник, небольшого размера;
  • патрубки для воздуховода;
  • вентилятор;
  • фанера для сборки каркаса (её размеры должны совпадать с размерами боковых стенок теплообменника) – 4 шт;
  • фанера для фронтальной части каркаса – 1 шт;
  • лист металла;
  • брусок (такой длины, чтобы хватило на рамку и 4 коротких бруска);
  • саморезы;
  • рулетка;
  • электролобзик;
  • шуруповёрт.

Ход работы:

  1. Из фанерных кусков сбивается ящик. Внутренние углы фиксируются при помощи брусков на саморезы. Теплообменник должен плотно вставляться в каркас.
  2. На одну сторону каркаса крепим лист металла, посередине прорезаем отверстие, в которое будет вставлен вентилятор.
  3. Делаем рамку из бруска. Крепим её на противоположной стороне каркаса.
  4. К рамке приделываются патрубки для воздухоотвода.
Установив такой прибор на пути следования холодного воздуха с улицы, можно получить свежий, но тёплый воздух. Потери тепла из-за вентиляции помещений сократятся в 3 раза.

Водяной теплообменник для печи своими руками

Для повышения КПД котла с водяным контуром. Металлическая конструкция из труб большого диаметра будет встраиваться в печь и подключаться к отопительному трубопроводу.

Самодельный теплообменник для печиНесколько общих рекомендаций:

  • Диаметр труб не должен быть менее 2,5 см. Иначе теплообменник будет замедлять движение жидкости.
  • Приблизительный расчёт площади теплообменника: 1м2 на 3-5 кВт мощности печи.
  • Но если печь не только отапливает дом, но и греет воду, теплообменник должен «забирать» более 1/10 части тепла.

Конструкция теплообменника – две горизонтальные трубы, между которыми наваривается батарея из 6-9 труб того же диаметра.

  1. Выход теплообменника делается в верхней части, вход (по которому будет подаваться обратка) – в нижней.
  2. На входном и выходном патрубках нарезается резьба для присоединения к трубам отопления.
  3. Установка в полости топки начинается на стадии закладки фундамента печи.
  4. По мере строительства рядов печи, трубчатая конструкция всё время крепится и контролируется её положение (к выходу теплоносителя немного выше от уровня).
  5. Когда печь закончена, теплообменник подсоединяется к отоплению. Делается это при помощи муфты. На одном из концов нарезается длинная резьба, накручивается узкая гайка, потом муфта до упора. Резьбы на второй трубе оборачивается лентой ФУМ, паклей и т. п., потом муфта скручивается в обратную сторону. Чтобы не тёк стык на первой трубе, резьба тоже оборачивается лентой ФУМ и прижимается гайкой.
  6. Система с теплообменником заполняется водой и производится пробная топка.

Качество швов должно быть идеальным, ведь теплообменнику предстоит работать при высоких температурах, доступа к нему не будет, а течи приведут к ремонту всей печи!

Вариантом теплообменника для печи может быть резервуар, внутри которого проходит часть горячей дымовой трубы. Такой прибор легче обслуживать, демонтировать по необходимости, но сделать несколько сложнее.

Что делать с регулятором мощности?

Теплообменник для котлаМаленькое, недорогое устройство значительно сэкономит средства и поможет выставлять на теплообменнике нужную вам температуру.

Чтобы установить его на трубку теплообменника, нужно клеммами подключить термостат, а потом провода питания.

Избежать лишней работы, можно, купив регулятор со встроенным устройством нагрева. По цене ощутимой разницы не будет.

Теплообменник может стать отличным дополнением к печи, он повысит её эффективность. Его можно установить на вентиляционных отверстиях и греть проходящий в дом воздух, обеспечить дом горячей водой, заставить обычную печь отдавать больше тепла и много другое.

Печь из кирпичаПечь на даче — не лишняя конструкция, так как в межсезонье погода может быть непредсказуемой. Кирпичная печь для дачи своими руками: виды печей, правильный выбор места, рекомендации по работе.

О том, как правильно рассчитать мощность отопительного котла, читайте в этой статье.

Видео на тему


Поделиться:
1 Комментарий
  • Мария:

    Хороший конечно способ и более экономичный, но нужно иметь мужские мастеровые руки)) Ну а женщине проще купить готовое оборудование. Но идея хорошая, познавательная статья для очумелых ручек

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть