Теплообменник своими руками

Обновлено: 06.07.2024

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.

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.

По назначению, разделяют теплообменники на:

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).

Устройство поверхностного теплоомбенника

Поверхностные (тот случай, когда среды контактируют через промежуточную поверхность).
Регенеративные (поочерёдная подача холодной и горячей среды к специальной насадке, которая, нагреваясь и охлаждаясь, регулирует температуру сред).
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:

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

Отопление 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.

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.

Такая 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

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).

На наружную трубку с двух сторон привариваем тройники (боковой стороной).
Вставляем внутрь трубку меньшего диаметра и, проваривая торцы большей трубки, фиксируем в ней внутреннюю трубку.
К выходам т-образных тройников привариваем короткие трубки, по которым будет подходить жидкость.
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.

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.

Из фанерных кусков сбивается ящик. Внутренние углы фиксируются при помощи брусков на саморезы. Теплообменник должен плотно вставляться в каркас.
На одну сторону каркаса крепим лист металла, посередине прорезаем отверстие, в которое будет вставлен вентилятор.
Делаем рамку из бруска. Крепим её на противоположной стороне каркаса.
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.

Несколько общих рекомендаций:

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

Выход теплообменника делается в верхней части, вход (по которому будет подаваться обратка) – в нижней.
На входном и выходном патрубках нарезается резьба для присоединения к трубам отопления.
Установка в полости топки начинается на стадии закладки фундамента печи.
По мере строительства рядов печи, трубчатая конструкция всё время крепится и контролируется её положение (к выходу теплоносителя немного выше от уровня).
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.
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?

Маленькое, 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 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

Готовлюсь к зимней рыбалке.
В палатке нужно тепло, а покупать теплообменник денег жалко.
Вот и решил сделать сам.
Из всех затрат только трубки алюминиевые и уголок алюминиевый, плюс заклепки.

Метки: своими руками, теплообменник

Комментарии 23

Терпеть ненавижу-на коленках делать, лучше 2 "козла поставить, и пару досок на них кинуть, вот и верстак готов.Смотреть дальше даже не интересно.

Самое главное — работает? И еще вопрос пластиковая труба не плавится?

Верхнее колено из железной трубы 50см, а дальше пластик — все хорошо не плавится.

Применение газа для отопления довольно спорное решение, а теплообменник мощности конфорке не добавит.
Было бы эффективнее использовать для этих целей солярогаз. Ставить его снаружи, а тепло гнать внутрь палатки по рукаву. Работает эта штуковина без перерыва почти 10 часов на 2х литрах солярки.

Читайте внимательно — я написал, что солярогаз нужно ставить снаружи, внутрь будет идти чистый воздух. Это в разы более безопасно чем газовая плитка внутри.

Ты сказочник, как он будет гореть снаружи, а если буран снаружи?

Где взять такую штуковину?

Во-первых, тепло обменник сделан своими руками, а соответственно затраты минимизированы, а во-вторых, этот солярогаз стоит немалых денег, и от солярогаза там и останешься в палатке.

Читайте внимательно — я написал, что солярогаз нужно ставить снаружи, внутрь будет идти чистый воздух. Это в разы более безопасно чем газовая плитка внутри.
Стоит такой солярогаз 2000 руб.
А теперь посчитайте сколько баллонов с газом нужно для 10 часов работы? Пусть 10 штук. При цене газа 100 рублей за баллончик, за 10 часов улетает в воздух 1 000 руб. Дизель стоит 50 руб. литр, за 10 часов 2 литра по цене 100 руб. Разница в цене в 10 раз. Где экономия?

Реклама — двигатель торговли!

Ты что читать не умеешь? :) Где я писал что солярогаз устанавливается внутри палатки?

Воздух, нагретый этим примусом, будет подаваться в палатку по какому-то рукаву уже очищенным?

К-конвекция, тебе предлагают такую схему как на картинке, воздух идëт без продуктов горения

А так бывает при использовании теплообменника внутри палатки, особенно многослойной

Начнём с того что мне никто ничего не предлагает! Обсуждается тема об использовании солярогазов в частности на рыбалке. Видео присланное тобой ещё раз доказывает тот факт что при использовании отопителей прямого нагрева будешь вдыхать продукты горения топлива(газ, солярка, керосин)!

На видео покойники использовали теплообменник с дымоходом, его прекрасно видно, когда оператор заходил в палатку, как выход, никогда не закрывай палатку герметично, пока горит газ

Все правильно, Алексей, изложил. Теплообменник и источник горения должны стоять только снаружи, тем более газ !

Баллоны от дихлофоса на рыбалке бесполезная трата денюх)

Как и из чего сделать теплообменники своими руками.

Теплообменник, змеевик – непонятные для многих слова, которые никак не связаны с представлением об этих предметах. Радиатор, батарея, полотенцесушитель – более понятны, потому что эти предметы мы видим и пользуемся ими каждый день. Между тем, это ведь тоже теплообменники, один из многочисленных их видов.

Что такое – теплообменник.

Понятно, что, не выяснив, что же такое теплообменник и принципов его работы, мы вряд ли сможем его сделать или применить в качестве теплообменника что-либо другое.

Если говорить простыми словами, теплообменник – это устройство для обмена энергией между различными средами, не имеющее собственного источника энергии. Т.е. печка – это не теплообменник, а тепловой щит или лежанка, через которые проходят дымовые газы от печки, и которые греют воздух в помещении, — это теплообменники.

Элементарный теплообменник мы сооружаем, когда хотим охладить бутылки с пивом в раковине мойки, используя холодную воду из водопровода. При этом наше пиво охлаждается, а вода наоборот – нагревается.

Из определения теплообменника можно сделать выводы по оценке и увеличению его эффективности. Получается, что эффективность теплообменника зависит:

— от разницы температур между средами: чем больше разница, тем больше передается энергии.

— от площади соприкосновения различных сред с теплообменником, чем больше – тем лучше.

— и от теплопроводности материала самого теплообменника: чем лучше материал проводит тепловую энергию, тем эффективней теплообменник.

По сути, любая труба, в которой течет вода (или другая жидкость) с температурой отличной от температуры окружающей среды (воздуха или тоже жидкости) – является теплообменником.

Как сделать теплообменник.

Получается, что если мы возьмем какое-то количество метров трубы, свернем её в кольца и запихнем в бочку, выведя наружу вход и выход этой трубы, мы получим теплообменник, который будет, либо греть воду в бочке, либо охлаждать, в зависимости от того, что нам нужно (обычно – греть).

Теперь, неплохо бы выяснить, какое именно количество метров трубы равно по мощности, например, 1,5 кВт ТЭНу. И вот тут на первое место выступает теплопроводность материала, из которого сделана труба. При прочих равных, а именно: диаметр трубы – 20 мм, разность температур ~ 40 о C, получается, что металлопластиковой трубы нам понадобиться больше 4300 метров (коэффициент теплопроводности равен – 0,3), стальной – 25 метров (50), а медной – 3,5 метра (380). Вот такая вот арифметика. Вполне естественно, что лучший выбор материала для теплообменника – это медная отожженная труба, которая легко гнется, и к ней без особого труда можно присоединить резьбовой фитинг с помощью обжимного соединения (можно и припаять, но это на любителя). В этом случае у нас получится теплообменник змеевикового типа.

Что еще можно использовать в качестве теплообменника.

Если негде достать медную трубу, а во дворе присутствует небольшая свалка металлолома, то можно попробовать найти какую-нибудь альтернативу. Например, полотенцесушители – прекрасно подойдут на роль змеевика в самодельном теплообменнике. Подойдут старые радиаторы системы отопления, лишь бы не текли. Автомобильные радиаторы и радиаторы автомобильных печек – это тоже готовые теплообменники, которые можно использовать как греющий элемент, придумав переходники для них, и ,если нужно, объединив их для увеличения общей площади теплообмена.

Прекрасные теплообменники получатся из старых газовых водогрейных колонок, тем более, что при этом практически ничего переделывать не нужно.

Принцип действия любого теплообменника везде, где бы он не находился, одинаков, поэтому, в зависимости от конкретных условий, он может греть или охлаждать любую среду: жидкость, газ или твердое вещество. Все зависит от задачи, которую наш теплообменник должен будет решать, и от вашей инженерной фантазии.

Читайте также: