Стальной теплообменник своими руками

Обновлено: 16.05.2024

Подходящий вариант изготовления прибора своими руками рассчитывается исходя из учёта элементов конструкции.

В системах отопления встречаются аппараты, действующие с конструкциями котлов работающих на газу, твёрдом топливе, электроэнергии.

Устройство теплообменника для систем отопления

Приспособление предназначено для передачи тепла от одного элемента к другому. В роли источника тепла и теплоносителя выступают различная жидкость, газ или пар.

Нестабильные среды разделены материалом с подходящим типом теплопроводности.

Простой пример теплообменника — комнатные радиаторы, в которых источником тепла является вода в системе отопления, нагреваемой средой — воздух в помещении.

В качестве разделяющего материала выступает металл, из которого состоит радиатор. Промежуточный материал, который используется при конструировании, должен обладать высокой степенью теплопроводности.

Хорошим вариантом для конструирования теплообменника будет применение медных элементов. Медь обладает большей в 7.5 раз теплопроводностью, чем сталь. Пластмассовые изделия в двести раз хуже проводят тепло, чем стальные. Сравнивая при одинаковых условиях 1.7 м медного, 12 м стального и 2 тыс. метров пластикового трубопровода получится передача одинакового количества тепла.

Как сделать своими руками

Существует несколько типов теплообменников, каждый из которых обладает особой технологией производства.

Изготовление по методу «труба в трубе», особенности подключения, схема

Устройство работает по такому несложному принципу горячая жидкость проходит по трубе малого диаметра, через стенки труб передаётся тепло воде, которая расположена в полостях трубы большего размера. Таким способом передаётся тепловая энергия и не перемешиваются жидкости, имеющие неоднородный характер, например, масло и вода. Такой тип агрегатов прост в изготовлении и в эксплуатации.

Фото 1. Схема теплообменника типа «труба в трубе». Указано направление движение теплоносителя.

Инструменты и материалы

две двухметровые трубы из меди, с различным диаметром — 102 мм и 57 мм;
два тройника с углами 90 градусов, диаметр должен быть равен трубе большей;
два коротких отрезка трубы, подходящие к размеру тройника;
электрическая или газовая сварка, подойдёт и мощный паяльник с припоем для меди;
болгарка, отрезной диск;
рулетка.

Процесс изготовления

На профиль трубы большего диаметра с двух сторон приваривается тройник, который следует расположить боковой стороной таким образом, чтобы туда вставить трубу меньшего размера.

Справка. При подключении такой конструкции, теплообменник рекомендуется расположить в горизонтальном положении, жидкости должны циркулировать разнонаправленно, это повысит КПД.

После того как изделие меньшего диаметра вошло в тройник его проваривают с торцов.
К свободным краям тройников привариваются патрубки, которые предназначены для подачи и вывода отопительной жидкости.

Воздушный пластинчатый

Приспособление устанавливается в газовую отопительную систему. Принцип действия заключается в передаче теплоэнергии от газообразного теплоносителя к рифлёной конструкции пластин, которая будет нагревать жидкость в трубопроводе.

А также этот тип устройств подойдёт для передачи тепла от одной жидкости, к другой.

оборудование для сварки;
болгарка;
два листа из нержавеющей стали (рифлёной), толщина 4 мм;
1 лист плоский из нержавейки, толщина 4 мм;
электроды.

Порядок работ

Лист рифлёной стали разрезать на равные квадраты со сторонами 30 см. Для конструкции понадобится 31 квадрат.
Из плоского листа нержавеющей стали нарезать ленты. Ширина 1 см, длина 30 см. Общая длина частей должна составить 18 метров — получится 60 шт.

Квадраты из рифлёного материала сварить между собой при помощи полоски 1 см. Соединение проходит через две противоположные стороны квадратов, секции располагаются перпендикулярно друг к другу.

В одном корпусе, имеющем форму куба, должно получиться 15 секций, которые обращены в одну сторону и 15 в другую.

Благодаря рифлёной поверхности происходит эффективная передача тепла от одного носителя к другому без взаимных перемещений различных либо однородных теплоносителей.

Теплообменник водяной для печи

Обыкновенная печь, работающая на дровах способна обогреть целый дом, если её присоединить к отопительной системе на водной основе.

метровая труба из стали, диаметр 32.5 сантиметра;
труба железная — 6 метров, диаметр 5.7 см;
лист стали 4 мм толщины;
сварочный аппарат;
газовый резак.

Метровый отрезок трубы с диаметром 32.5 см поставить в горизонтальное положение на лист из стали и обвести маркером.
Отверстие нужного размера вырезать газовым резаком. По макету металлического круга вырезать вторую такую же окружность.
В металлических дисках вырезать по пять отверстий с диаметром 5.7 сантиметров. Отверстия должны быть расположены равномерно по отношению друг к другу, также как от середины, так и от края поверхности. Диски приварить к цилиндру трубы и постараться, чтобы отверстия были расположены параллельно.
Изделие 5.7 мм нарезать при помощи болгарки, на части по 1 метру. Потребуется пять отрезков.

Фото 2. Схема водяного теплообменника для печи. Представляет из себя цилиндр, внутри которого расположены трубы меньшего диаметра.

Каждая часть трубы монтируется в отверстие, нужно чтобы трубы выходили за пределы отверстий на 1 миллиметр. Сваривается приспособление электрической сваркой. В итоге должна получиться конструкция в форме металлического цилиндра, внутри которого расположены трубки меньшего размера. По этому трубопроводу будет идти раскалённый воздух и дым, трубы будут нагреваться и соответственно нагревать жидкий теплоноситель внутри.
Чтобы жидкость циркулировала внутри металлической системы в нижней и верхней части следует приварить небольшие отрезки труб. Внизу агрегата через патрубок будет подаваться холодная вода, а через верхний патрубок направляться в отопительный механизм.

Как рассчитать тепловую мощность

Если выбран пластинчатый теплообменник, необходимо учитывать такие факты:

какая мощность аппарата необходима;
тип конструкции;
качество материалов.

Расчёт мощности происходит по следующей формуле:

P = 1,16 х ∆Т / (t x V), где

Р — мощность, которая требуется;

1,16 — специально подобранная константа;

∆Т — разница температур;

t — время;

V — объем.

Продуктивность системы зависит от тока рабочих сред по обоим контурам. Подходящая модель для сборки определяется с учётом объёма помещения, которое нужно обогреть. Чем больше площадь, тем больше понадобится материалов.

Как подключить самодельный теплообменник

Имеются 3 основных схемы подключения теплообменников — параллельная одноступенчатая, смешанная двухступенчатая и последовательная:

Параллельный тип самый простой и надёжный, потому что нагрев воды происходит непосредственно в аппарате. Теплообменник монтируется параллельно отопительному трубопроводу.
Двухступенчатая схема разработана для снижения расхода теплоносителя. Это даёт возможность использования тепловой энергии обратной воды в системе отопления.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается о строении и принципах работы теплообменника.

Преимущества и недостатки

Теплообменник для отопления сделанный своими руками, прост в изготовлении, подходит для любых видов теплоносителей, его легко чистить. Скорость движения жидкостей легко регулируется правильным подбором размеров труб. Единственный минус — дороговизна медных строительных материалов.

Нет возможности купить оборудование? Можно сделать теплообменник для отопления частного дома своими руками

Проживание в частном доме в осенне-зимний период невозможно без системы отопления. Только она создает благоприятный микроклимат в помещении.

Не последнее место в ее конструкции занимает теплообменник. В частном доме без него не обойтись. Благодаря прибору тепло подается даже в удаленные комнаты. Существует несколько видов этого устройства, каждый из которых имеет слабые и сильные стороны.

Что такое теплообменник для отопления частного дома?

Теплообменник — это устройство, которое передает тепло от генератора к теплоносителю. В частных домах обычно используются поверхностные приборы. Благодаря таким теплообменникам тепло передается непосредственно через стенки агрегата.

Установка в котле

Устройство дает максимальный КПД в газовых, электрических и других котлах, работающих на твердом топливе. Внутри отопительного прибора устанавливают трубы в форме змеевика. Когда в котле начинает гореть топливо, прибор нагревается. Благодаря этому теплоноситель циркулирует по всей системе, передавая тепло внутрь помещения, и приходит обратно в змеевик.

Фото 1. Стальной проточный теплообменник для котла модели Vitopend 100, производитель - «Viessmann».

Если в доме в качестве основного прибора отопления используется не котел, а печь, то применение теплообменника также актуально, если строение имеет большую площадь. Печь не отапливает коттедж из-за маленькой мощности. По этой причине внутри устройства устанавливают змеевик. Он нагревает теплоноситель до высокой температуры, и это тепло благодаря радиаторам распространяется по всему дому.

Виды в зависимости от материала

В зависимости от материала изготовления выделяют чугунные и стальные приборы. У них есть свои достоинства и недостатки.

Чугунные

Основное достоинство устройств, изготовленных из чугуна, — продолжительный эксплуатационный период.

На материале не образуется коррозия при контакте с водой, поэтому устройство служит в течение длительного времени.

Недостаток чугунного изделия — повышенные требования к газовому оборудованию. Это объясняется тем, что участок, расположенный между теплой и сильно нагретой частью устройства — это уязвимая область, где на металле часто образуются трещины.

Предотвратить возникновение дефектов помогает промывка прибора. Такая процедура удаляет отложения в уязвимых участках теплообменника.

Внутри прибора есть место, где теплая вода сталкивается с холодной, т. е. участок, где теплоноситель возвращается в теплообменник из отопительной системы. Это зона риска возникновения низкотемпературной коррозии. Чтобы снизить возможность появления ржавчины, на обратке прибора фиксируют трехходовой кран смесительного действия.

Стальные

Такие теплообменники наиболее распространены. Это объясняется простотой обработки материала и их доступной ценой. Стальные изделия особенно популярны в отечественных приборах отопления.

Основные качества материала:

Повышенная прочность. Это защищает теплообменник от механических повреждений.
Пластичность. Такое свойство предотвращает появление трещин на приборе при нагревании.

Склонность к возникновению ржавчины. Коррозия образуется внутри и снаружи устройства. Это сокращает эксплуатационный период прибора.
Теплообменник из стали повышает расход топлива. Это происходит из-за утолщения стенок устройства и увеличения габаритов змеевика при изготовлении прибора. Производители вынуждены выполнять такие манипуляции для повышения инертности.

Разновидности по конструкции

По месту расположения теплообменники бывают внутренними и внешними.

Внешние

Размещается возле дымохода. Это емкость, которая «окружает» дымоход. Нагрев теплоносителя происходит за счет тепла, которое выделяют продукты при сгорании.

Внутрь емкости помещают часть трубы, которая отводит продукты горения. За такими теплообменниками проще ухаживать. Они легко демонтируются для очищения от накипи и устранения дефектов.

Внутренние

Это емкость, расположенная внутри печи, непосредственно над топкой. Устройство легко установить, но если появится необходимость очистить прибор от накипи или устранить дефекты, возникнут проблемы.

Установка в кирпичную печь

В печь теплообменник устанавливают для повышения теплоотдачи отопительного прибора.

Если в печи не установлен теплообменник, то теплоноситель распределяется неравномерно. Из-за этого вблизи источника тепла будет высокая температура воздуха, а в отдаленных местах — низкая.

Если к печи подключить радиаторы и залить воду в такую систему, то работа прибора станет сравнима с работой твердотопливного котла. Здесь также нагревается вода, стенки и каналы дымохода. Когда печь топится, теплоноситель движется от змеевика к батареям, а после прекращения топки берет энергию у нагретых стенок.

Справка! Теплообменник сокращает полезную площадь топки. Это приводит к необходимости следить за сгоранием топлива и чаще его добавлять. Правильное устройство водяного контура и его соотношение с размерами топки — решение проблемы.

Преимущества

Теплообменник легко изготавливается и монтируется своими руками.
Тепло в помещении обеспечивает непосредственно сама печь и теплоноситель, распределенный по батареям.
Устройство функционирует от любого вида твердого горючего.
Привлекательный внешний вид.

Правила изготовления и монтажа своими руками

Несмотря на большой выбор заводских моделей в специализированных магазинах, пользователи предпочитают делать устройства своими руками.

Это неудивительно, ведь самостоятельное производство позволяет учесть размеры той печи, куда монтируется изделие, и объем топки.

Устройство делают из трубок, по которым движется жидкость. Недостаток конструкции — возможность закипания жидкости при интенсивной топке. Чтобы этого не произошло, профессионалы советуют применять трубы большого объема.

Вода также закипает из-за слабого движения. Эта проблема возникает из-за неправильного монтажа. Чтобы она не появлялась, устанавливается насосная станция. Агрегат заставляет воду интенсивно циркулировать, что предотвращает ее застой.

Устройства для печей из кирпича выполняются из металла толщиной в 2,5 мм. Основу прибора составляют две емкости: верхняя в виде цилиндра и нижняя в виде прямоугольника. Трубы соединяют обе емкости. Диаметр труб зависит от размеров топки и площади помещения. Зазор между трубами должен быть минимальным. Все составляющие соединяются между собой с помощью сварки.

разбирается часть кирпичной кладки;
в топку на заранее подготовленный фундамент фиксируется прибор;
выполняется укладка кирпичей, в которой оставляют два отверстия для труб конструкции;
когда кладка готова, устройство подсоединяют к системе отопления.

Важно! После сварки, монтажа и заливки воды проверяется прочность прибора. Для этого конструкция заполняется сжатым воздухом. Давление контролируется манометром.

Если швы не протекают, устройство готово к эксплуатации. Если же во время тестирования между швов сочится вода, то вода сливается и используется герметик.

Теплообменник для палатки своими руками

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

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

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)

Теплообменник своими руками

Приветствую всех!
Появилась у меня необходимость в теплообменнике жидкостном. Поискал готовые решения и был удивлён ценами…
Решил попробовать сам.
Благо на работе нашлись все материалы.
Фото не много, но суть ясна.
Жду комментариев )).

Процесс впайки обходного тела. Далее в процессе прессовки данный баллон от map газа схлопнулся на 11 атм. Был заменён на трубу с заглушкой Ду50

Испытал на 22 атмосферы. Стоял 3 дня под давлением. В последний день ещё и нагрел до 80 градусов. Всё ок. Держит отлично.

Метки: теплообменник, своими руками

Комментарии 109

Агрегат продан. Поехал в новый дом

з*****, чо тут скажешь…

Пока ни куда. Могу продать, так как подарили пластинчатый. А этот остался в запас

Какая тепловая нагрузка? Какие гидравлические сопротивления? Какой температурный перепад по греющей стороне и нагреваемой? Какой температурный перепад между сторонами? Все эти характеристики очень важны при строительстве. Одно отклонение и нормальной работы сопутствующего оборудования не будет.

Извини. Расчёты я потерял, так как делал пару лет назад. Да и не нужна была большая точность.
Всё собрано с запасом, чтобы потом подрегулировать на необходимые параметры.

Ну теперь в самогоне можно будет утонуть.

А зачем 22 атм? А 11? Это же давление в быту ни где не используется?

Чтобы быть уверенным в его надёжности

с таким хоть на орбиту

теплообменник, делал перемонтаж, мощность порядка 20кВт, встроен на жидкостную линию холодильного оборудования в торговом центре, для обеспечения теплой водой порядка 40гр, в крану.

Похвально. Я планирую такой хренью заняться для обвязки самодельных тепловых насосов в коттедже без газа.

sergey27russia

У нас такие делают. Александр Николаевич Дрижика обнаружил, что корабельные теплообменники перестали выпускать и наладил их выпуск в РнД. Я был на этом производстве совсем недавно.

Ндаа вот работы… Делал подобное, правда проще. Сейчас продаются пластинчатые теплообменники для газовых котлов и не дорого.

Не дорого — относительное понятие.
Но мне подарили уже пластинчатый.
А этот либо в запас, либо продать.
У него огромный плюс — разборный для хорошей чистки

Спасибо за информация, как раз актуально.

На подогрев притока недостаточная мощность. Этот тип теплообменников едва ли не самый маломощный из-за низкой площади теплообмена.
Я правильно понял, что он будет служить разделением водяного контура и незамерзающего?

Да. Переход на антифриз.
Обоснуйте доводы.

Да я все написал — площадь теплообмена низкая, сравниваю с аналогичными змеевиковыми.

С чем связан переход на незамерзающий теплоноситель? При выключении насоса должен закрываться клапан с приводом, я обычно белимо ставлю. Я так понял, это на приток, не на снеготаяние.

Да. Приток. И он сам установлен на улице

Тогда вообще вопросов нет, если на улице. Какой мощности теплообменник?

был бы с нержавейки-цены бы не было))

Так в нём медь и корпус чем то покрыт. Внутри никакой ржи нет.

))для водки не пойдёт!

А чем медь водке помеха?

вы наверное имели в веду для самогонного аппарата )))

совершенно в дырочку)

Молодец! А я посмотрев на реализацию, подемал, а не тепловой насос кто удумал делать? А нет… Но все равно круто!

Нет. Переход на антифриз

А использоваться где будет? для чего?

осень наступила — у холодильщиков работа закончилась?))

У нас не закончилась ))

Без каких нибудь особенных затрат,
Создан этот самогонный аппарат…

Хороший теплообменник изготавливается другим способом не как у Вас (вариант) но кпд ниже, необходимо заполнить полость трубками как соты (пучок медных трубок) с двух сторон их нужно спаять параллельно (тем самым увеличивая площадь теплообмена. Ну или как вариант сделать в вашем случае не одну трубу в спираль, а к примеру 3-5 трубок меньшего диаметра, увеличив площадь.

Это всё сложнее. У меня же не завод ))

Вариант как на картинке ПРОЩЕ.
На работе приходилось менять старые забитые трубки — ненужно как у вас гнуть паять и тд, выбил старые — запихал новые завальцевал ВСЁ!
Но трубчатые теплообменники морально давно устарели — везде уже стоят пластинчатые Alfa Laval, машинпекс и т д

Знаю. Сам этим занимался. Только на больших. Полудюймовые вываривали взамен гнилых.
Но у меня медь. И разбирается очень просто.

Так конечно лучше, но это более технологичное решенее, трудно реализуемое на коленке.
Думаю для увеличения КПД имеющегося варианта, можно просто увеличить его длинну при необходимости и как вариант иое имхо стоит растояние между витками немного увеличить. А так вполне хороший вариант, дешево и сердито, в то же время достаточно надежно.

Расстояние между витками увеличивать нельзя, уменьшиться длина трубки, лучше плотнее, Можно сделать так : намотать серединку трубой примерно 10 мм на всю длину тубуса, поверх нее между витками наматываем еще, так до заполнения всего диаметра, все трубки спаиваем в одну толстую, получаем- проходимость, площадь теплообмена, повышенное КПД, технологичность, .для примера впаиваем в ф30мм трубку три трубки ф10, этот пучок наматываем в спираль, припаиваем трубку с другой стороны.

Я имел ввиду что можно увеличить длинну всего девайса, сделав больший корпус, думаю труба не сильно дорогая, по сравнению с медной. Просто в таков вареанте мне кажется вода между витками особо циркулировать не будет(будут места застоя), только внутри и снаружи спирали будет реальный проток. если конечно медная труба в наличии и относительно бесплатная, тогда конечно не столь важно.
Просто в свое время активно курил тему водяного охлаждения компьютеров, а именно ЦПУ, и понял что там очень важен момент омывания водой всей площади теплообмена и борьба с ламинарностью потока и застойными зонами и грамотно спроектированная система дает очень ощутимую разницу, но там конечно свои нюансы, ограничен размер и тд.
В вашем случае конечно проще просто увеличить размер при необходимости и не парится. Вобще решение довольно простое и элегантное.

Между витками 1,5-2мм есть. Омывание хорошее.
Внутри ещё вытеснительное тело, для того, чтобы Т1 не пролетал мимо трубок

чисто мое имхо, основной поток пойдет вот так, омывая в основном внешнюю часть спирали и начальные витки, вода идет там где ей проще. Но если эфективности хватает и нет задаче получить максимальный КПД с минимальной площади, то нефиг заморачиватся.

Качество обогрева напрямую зависит от него! Теплообменник своими руками для отопления

Читайте также: