При печном отоплении значительная часть тепловой энергии, образующейся при сгорании топлива, бесполезно уходит в атмосферу через дымоход. Чтобы повысить эффективность системы и снизить расходы на топливо, на трубу можно установить специальный теплообменник, или рекуператор. Эти устройства представлены в магазинах в различных модификациях, а простые модели вполне реально собрать самостоятельно из доступных материалов.
Для чего нужен теплообменник на дымоходе?
Теплообменник, смонтированный на дымоходной трубе, решает две ключевые задачи: утилизирует бросовое тепло и повышает безопасность конструкции.
Без такого устройства до 40% тепла от сгоревших дров или угля просто вылетает в трубу вместе с горячими дымовыми газами. Металлический дымоход при этом сильно раскаляется. Теплообменник, имеющий более сложную конструкцию, нагревается меньше, что снижает риск ожогов при случайном касании.
Основная же его функция — отбор части тепловой энергии у дымовых газов и передача её теплоносителю (воде, воздуху или антифризу) для дальнейшего использования в системе отопления или горячего водоснабжения.
Как работает теплообменник?
Важно понимать, что эффективный теплообмен возможен только на металлических дымоходах. Кирпичные конструкции почти не нагреваются снаружи (до ~40°C), поэтому отобрать от них существенное количество тепла не получится.
Принцип работы всех рекуператоров един:
- Горячие продукты сгорания, проходя по трубе, нагревают её стенки.
- Тепло от наружной поверхности дымохода передаётся теплоносителю, циркулирующему в теплообменнике.
- Нагретый теплоноситель отдаёт энергию в помещение (нагревая воздух или через радиаторы).
Все устройства классифицируют по типу используемого теплоносителя на воздушные и водяные. Циркуляция в них может быть как естественной (за счёт разности плотностей горячей и холодной среды), так и принудительной, с помощью насосов или вентиляторов.
Воздушные теплообменники: конструкция и варианты
Эти устройства работают по принципу конвекции, нагревая воздух в помещении. Существует несколько распространённых конструкций:
- Многотрубный. Поток дыма разделяется и проходит по нескольким параллельным трубкам, что увеличивает площадь теплообмена.
- С приваренными трубками. К основной трубе привариваются дополнительные каналы. Воздух из комнаты, проходя через них, нагревается и поднимается вверх.
- «Труба в трубе». Вокруг дымохода устанавливается кожух большего диаметра, к которому подводятся воздуховоды. Это позволяет отапливать соседние помещения.
- Ребристый. К центральной трубе привариваются металлические пластины (рёбра), формирующие каналы для воздуха и значительно увеличивающие площадь теплоотдачи.
- Колпаковый. Аналог принципа «колпаковой» печи: горячий воздух поднимается, отдаёт тепло, охлаждается и опускается вниз для отвода.
Заводские воздушные теплообменники имеют стандартные диаметры и монтируются вместо одной секции дымохода. Их главный недостаток — высокая цена, что часто становится аргументом в пользу самостоятельного изготовления.
Изготовление воздушного теплообменника своими руками
Для работы понадобятся базовые инструменты: сварочный аппарат, болгарка, дрель, рулетка и средства защиты. В качестве материала используют стальные уголки, полосы, профильные или круглые трубы. Важно: оцинкованную сталь применять не рекомендуется, так как при сильном нагреве выделяются вредные соединения цинка.
Простейшая конструкция — рёбра. Это самый быстрый вариант: к трубе дымохода просто привариваются нарезанные отрезки металла (уголка, профиля). Такое решение эффективно, но имеет непритязательный вид, поэтому подходит для технических помещений: гаража, бани, мастерской.
При изготовлении более сложных моделей (например, с разделением потока газа) к качеству сварки предъявляются высокие требования. Непроваренные швы могут стать причиной утечки угарного газа, что смертельно опасно. Если нужна аккуратная и эстетичная конструкция (например, из нержавеющей стали), часто целесообразнее купить готовое изделие.
Критически важный момент: теплообменник не должен отбирать всё тепло у дымохода. Слишком сильное охлаждение газов приводит к образованию конденсата, нагара и резкому ухудшению тяги.
Водяные теплообменники: для отопления и ГВС
В этих моделях тепло от дымохода передаётся жидкости — воде или антифризу в системе отопления, либо воде для бытовых нужд. Выделяют две основные конструкции:
- Змеевик, подключённый к баку. Вокруг трубы навивается трубка (змеевик), по которой циркулирует вода, поступая затем в накопительную ёмкость.
- «Самоварный» тип (водяная рубашка). Вокруг дымохода создаётся герметичный бак (кожух) с подводящим и отводящим патрубками для теплоносителя.
В системе с естественной циркуляцией нагретая вода поднимается в расширительный бак. Обязательно нужно предусмотреть контур циркуляции, иначе при закипании вода может разорвать конструкцию. Для слива воды на случай простоя в мороз устанавливают кран. Добавив циркуляционный насос и группу безопасности, к такому теплообменнику можно подключить 1-2 радиатора для отопления небольшой комнаты.
Ограничение: теплообменник на печной трубе не сможет стать основным источником отопления для большого дома. Чрезмерный съём тепла приведёт к охлаждению дымохода, конденсации и потере тяги.
Самостоятельное изготовление водяного змеевика
«Самоварную» конструкцию сложно изготовить качественно без навыков газовой сварки, поэтому её часто покупают готовой. А вот змеевик для горячего водоснабжения сделать проще.
Понадобится:
- Медная, алюминиевая или нержавеющая трубка диаметром до 25 мм.
- Накопительный бак с поплавковым клапаном.
- Гибкая подводка и запорная арматура.
Длина трубки для системы с естественной циркуляцией не должна превышать 3 метров. Если змеевик получается длиннее, необходим циркуляционный насос.
Порядок работ:
- На концах трубки нарезают резьбу для подключения.
- Трубку аккуратно навивают на оправку, по диаметру равную дымоходу. Чтобы избежать заломов, тонкую трубку можно предварительно заполнить песком.
- Готовый змеевик устанавливают на дымоход.
- Накопительный бак монтируют на стену, не выше чем в 0,5 метра от верхнего штуцера змеевика.
- Выполняют подключение всех элементов системы.
Более простой, но дорогой вариант — использовать готовую гибкую гофрированную трубку из нержавейки со смонтированными фитингами.
Итог: Теплообменник на дымоходе — это практичное и экономически выгодное решение. Он позволяет полезно использовать энергию уходящих газов, повышая КПД отопительного прибора и экономя топливо. Самодельные конструкции окупаются очень быстро, а их монтаж по силам большинству домашних мастеров.
