Конвектор на дымоходе: его преимущества и принцип работы

Устройство и принцип действия

Следует сразу оговориться, что применение дымохода-конвектора ограничено. Как правило, данное приспособление устанавливается в системе дымоотвода газового котла или отопительной печки типа «буржуйка», а изготавливается либо из жаропрочного железа, либо из нержавеющей стали. В подавляющем большинстве случаев данное приспособление применяется в банях, поскольку он не в состоянии полноценно прогреть площадь более 6 кв.м.

По своей сути дымоход-конвектор – это своего рода теплообменник, работающий по принципу естественной конвекции. Конструктивно он представляет собой модуль, состоящий из двух труб разного диаметра, вставленных одна в другую. Первая имеет диаметр, совпадающий с диаметром выходного отверстия нагревательного аппарата (котла или печки), и является начальным (стартовым) участком основного дымохода. Вторая труба большего диаметра является внешней оболочкой модуля.

Данное устройство выполняет три основные функции:

1. Ускоряет прогрев основного помещения.
2. Подаёт тепло в одно или даже два соседних помещения.
3. Смягчает действие исходящего от основного дымохода инфракрасного излучения.

Серийные дымоходы-конвекторы для смежных помещений выпускаются под несколькими брендами (наиболее известными являются «Рэмбо», «Термофор» и «Ферингер») и имеют следующие типоразмеры:

• диаметр внутренней трубы – от 110 до 200 мм;
• диаметр внешней трубы (оболочки) – на 60-80 мм больше диаметра внутренней трубы;
• длина модуля – от 0,5 м до 1,0 м.

В принципе не так уж сложно изготовить дымоход-конвектор своими руками и придать ему желаемые габариты (есть немало форумов с рекомендациями на этот счёт), однако вряд ли это разумно: возни много, а экономия невелика (2-3 тыс. рублей).

Дымоходный конвектор.

Межтрубное пространство модуля можно оставить свободным, но для повышения КПД системы к внутренней (дымоходной) трубе по всей длине обычно привариваются или приклёпываются трубки или короба, которые образуют воздушные карманы. Благодаря такой конструкции увеличивается площадь соприкосновения, а следовательно ускоряется процесс теплообмена. Ещё один способ заполнения межтрубного пространства – специальные камни, которые служат аккумулятором тепла (вариант для банных печей). В этом случае внешний кожух может быть выполнен в виде сетки.

Холодный воздух, попадая в тело модуля снизу, нагревается через стенку дымохода и поднимается вверх к верхней выводной трубе. Из неё горячий воздух (его температура может достигать 140°C) направляется либо в основное, либо в смежное помещение, где постепенно остывает, опускается вниз и вновь попадает в конвектор. Цикл замкнулся.

Горизонтальные дымоходы

На сегодняшний день существует два основных способа прокладки дымоотводных каналов:

• в вертикальной плоскости;
• в горизонтальной плоскости.

Как правило, дымоотводные коммуникации монтируются вертикально, однако, горизонтальные системы используются в тех случаях, когда необходимо увеличить забор тепла. Дым, транспортируемый по участкам, расположенным в горизонтальной плоскости, осуществляет передачу тепловой энергии гораздо лучше.

Основным минусом таких каналов является их предрасположенность к засорению, поэтому организация горизонтальных коммуникаций требует не только соблюдения всех необходимых строительных норм и правил, но и проведения профилактических очисток время от времени. Для того чтобы облегчить очистку горизонтальный дымоход оснащают специальными смотровыми окнами или лючками, через которые не составляет труда добраться до засорённого участка.

Чтобы отдача тепла от дымохода в помещение была больше, можно устроить горизонтальные участки, но их длина должна быть небольшой, чтобы не снижалась тяга

Плюсы конверторных устройств

У таких дымоходов много преимуществ, которые оценили по достоинству уже многие. К ним можно отнести:

1. Простой монтаж. Конвектор подключают к трубе с одной стороны, с другой — к дымоотводу, выводящему наружу.
2. Безопасная эксплуатация. Через главную дымоотводную трубу продукты горения уходят на улицу, не задерживаясь в помещении.
3. Польза. Помещение нагревается очень быстро, затрачивая на это совсем немного энергии.
4. Некоторые покупные модели наделены функцией перекрытия дымоотвода, за счет чего можно регулировать интенсивность отдачи тепла.
5. Когда устройство изготовлено из качественных материалов, то в его долговечности не приходится сомневаться.

Теплообменник на дымоход своими руками:

Экология потребления.Усадьба:Среди различных способов отопления дома, конвекторное по праву занимает не последнее место. Основные его преимущества заключаются в том, что при использовании такого способа не надо создавать сложный проект системы отопления, а также не потребуются трубы и дорогостоящие водонагревательные котлы.

Среди различных способов отопления дома, конвекторное по праву занимает не последнее место. Основные его преимущества заключаются в том, что при использовании такого способа не надо создавать сложный проект системы отопления, а также не потребуются трубы и дорогостоящие водонагревательные котлы.

Попробуем разобраться, что такое конвекторное отопление. Как следует из самого названия — это способ обогрева помещения, который основывается на конвекции воздуха по самому помещению.

Из законов физики следует, что при нагреве теплый воздух поднимается, а холодный уходит вниз.

Таким образом, происходит естественная циркуляция воздуха и постепенный нагрев помещения. Именно этот вид отопления является достаточно простым, но, в то же время эффективным способом обогрева.

Строение и принцип работы

Экономайзер представляет собой стальной модуль, состоящий из двух основных частей:

• внутренней трубы дымохода с толщиной стенок 1 мм. (через нее проходят горячие газы);
• внешней трубы кожуха теплообменника с толщиной стенок 0,5 мм.

Экономайзер устанавливается как стартовый элемент дымохода печи. Длина модуля может быть от 50 см. до 100 см. Чем длиннее модуль, тем сильнее прогревается воздух за счет большей площади соприкосновения с дымоходной трубой. Небольшие варианты подойдут для помещений с низким потолком. Экономайзер не пропускает угарный газ, а работает за счет циркуляции воздуха прогретого от горячего дымохода.

Конструкция экономайзера может быть простой, с конвективными отверстиями по краям для быстрого прогрева помещения и снятия излишнего тепла со стенок дымовой трубы. Модели для бань снаружи имеют корзину, в которую можно сложить банные камни для накопления тепла.

Более сложную конструкцию имеет дымоход-конвектор, оснащенный несколькими патрубками, предназначенными для движения воздуха.

Если конструкция имеет два патрубка, то дымоход-конвектор может отапливать одно помещение, четыре патрубка – два помещения. К патрубкам прикрепляются стальные трубы толщиной 0,5 мм. соответствующего диаметра (обычно 115 мм., 120 мм.). Трубы выводятся в нужное помещение через стенку, в которой заранее необходимо сделать проход. Если стена имеет в своей структуре легковоспламеняемые материалы, то проем, через который идет выводящая горячий воздух труба, необходимо покрыть слоем теплоизоляции. В качестве материала изоляции можно использовать базальтовое волокно.

Длина подводящих труб зависит от расстояния между котлом и стеной. Чем меньше эта длина, тем более высокие температуры выводит конвектор. Длина труб, которые обычно идут в комплектации, – 0,5 метра. Если требуется более длинный вариант, его можно собрать самостоятельно, докупив стальную трубу, заранее сверив ее диаметр и толщину с вариантом производителя. В редких случаях используют гофрированную гибкую трубу, когда в помещении, где расположена печь, прямолинейный участок установить невозможно. Внешняя часть трубы, выходящая из стены, имеет на конце декоративную насадку-заглушку.

Трубы, принимающие холодный воздух, располагаются на высоте не более 20 см. от пола, так как холодный воздух тяжелее теплого – он опускается вниз. Для ускорения динамики движения на нижний выход трубы, расположенный в соседнем обогреваемом помещении, можно установить вентилятор. Поэтому рядом с ним необходимо вывести электрическую розетку.

Холодный воздух поступает в трубу, попадает в тело конвектора, где нагревается от дымохода, и его единственным выходом становится верхняя выводная труба. Верхняя труба располагается под потолком, через нее выходит горячий воздух (температура свыше 140 градусов по Цельсию), постепенно охлаждаясь в окружающей среде, он опускается и цикл повторяется снова.

Экономайзер снизу надежно фиксируется при помощи уплотнительной прокладки или жаростойкого герметика, на выход трубы из топки печи. Сверху к нему таким же способом крепится продолжение дымохода, обычно либо простого металлического, либо утепленного (сэндвич-система).

Дымоход-конвектор часто используется в банных печах. Некоторые модели экономайзеров оборудованы механизмом перекрытия конвекционных каналов для управления прогревом. Если требуется быстро нагреть, например, парилку, то ходы для поступления воздуха извне закрываются, и все тепло от дымохода и печи идет на прогрев помещения. Когда парилка прогрелась, задвижку открывают, и начинается циркуляция воздуха через теплообменник в смежные помещения.

Отопление смежных помещений рядом с печкой – довольно частый вопрос. Экономайзер позволяет существенно сократить расход топлива, и не отпускать тепло в трубу

Приобретая дымоход-конвектор, необходимо обратить внимание на стыки конструкции, они должны быть неподвижно сварены, парубки надежно закреплены, ни один элемент не должен болтаться. Также необходимо осмотреть металлические части экономайзера

Наличие разводов или пятен говорит о низком качестве используемой стали.

Изготовление и установка конвектора своими руками

Сборка экономайзера осуществляется в несколько этапов:

Чертеж и схемы

Перед началом работ следует произвести все необходимые замеры для расчета требуемых габаритов изделия. Необходимые для работы детали необходимо нанести на соответствующие чертежи и схемы с целью упрощения и повышения точности предстоящих работ.

При этом следует учитывать что:

1. Внутренняя труба должна быть толщиной не менее 1 мм и внешним диаметром, совпадающим с диаметром стационарного дымохода. Можно сварить ее из прямоугольного металлического листа.
2. Приготовленная заготовка будет обрезаться в соответствии с длиной имеющейся печной трубы.
3. Если предполагается делать один патрубок, его диаметр должен обеспечивать расстояние между его внутренней частью и внешней частью газоотводного канала в несколько сантиметров.
4. Длина внешних модулей должна быть немного короче внутренней газоотводной трубы. Оптимальная толщина используемой для данных элементов стали — 0,5 мм.
5. Если в качестве внешнего модуля выбраны несколько трубок малого диаметра, необходимо рассчитать их количество для полного покрытия внутреннего газоотводного канала в процессе приваривания (трубки крепятся к телу внутреннего патрубка по кругу, словно лепестки цветка).
6. Если в роли внешнего патрубка будет выступать одна труба большого диаметра, необходимо вырезать из дополнительного листа стали 2 заготовки для усеченных конусов, равномерно прорезать в них конвекторные отверстия. Эти детали станут верхней и нижней частями теплообменника.

Расчет размеров

Расчет размеров всех вышеперечисленных элементов необходимо осуществлять с учетом конструктивных особенностей конкретной отопительной системы, а также размеров отапливаемого помещения или помещений. Для упрощения работы можно воспользоваться специальной таблицей:

Где d — диаметр газоотводной трубы, H — высота газоотводной трубы, h — высота теплообменника.

Как сделать экономайзер своими руками

Изготовить устройство самостоятельно совсем несложно.

Потребуется:

• Несколько листов металла подходящей толщины.
• Напильник.
• Ножницы по металлу.
• Сварочный аппарат.

Для изготовления конвекторного дымохода подойдет нержавеющая пищевая сталь. Такой материал имеет устойчивость к агрессивным воздействиям, легко выдерживает большую температуру, обладает длительным сроком службы.

Некоторые умельцы делают упрощенные схемы экономайзеров, используя вместо внешних стальных труб отрезки металлического профиля, либо и вовсе приваривая вдоль трубы дымохода толстые железные полосы. КПД таких конструкций обычно ниже, да и внешний вид не столь эстетичный.

Рекомендуем ознакомиться: Полипропиленовые муфты для создания различных типов соединений в трубопроводах

Экономайзер, сделанный своими руками, после монтажа рекомендуется покрыть жароустойчивой черной краской. Это не только улучшит внешний вид изделия, но и повысит показатели теплопроводности, а также обеспечит дополнительную антикоррозийную защиту.

Принцип работы

Экономайзеры для труб изготавливают из высоколегированной жаропрочной стали, имеющей кислотоустойчивые и антикоррозийнные свойства. Некоторые модели оснащают верхним кожухом, изготавливаемым из натурального либо бучардированного камня, что позволяет накапливать и равномерно распределять тепло. Дымоход, оборудованный конвекторным приспособлением, состоит из двух частей:

• внутренней трубы для отведения газов с толщиной стали не более миллиметра;
• внешней трубы, служащей своеобразным кожухом теплообменника (с толщиной металла около 0,5 мм).

Данный агрегат защитит помещение от вредного угарного газа Монтаж экономайзера осуществляется у основания дымохода. Длина готового модуля может варьировать между 50-100 см, причём от этого показателя зависит скорость теплоотдачи (чем он больше, тем быстрее будет прогреваться здание). Метровые системы могут использоваться для отопления крупных строений, а вот модификации меньших размеров отлично себя проявляют при обогреве маленьких домов с невысокими потолками.

Для саун и бань модификации оборудования оснащены специальными наружными корзинами, в которые выкладываются камни для накопления тепла. В ряде случаев конструкцию экономайзеров несколько упрощают, оставляя по краям системы отверстия для забора воздуха. Это позволяет добиться более быстрого прогрева и удаления избыточного тепла, образующегося на поверхности дымохода.

В этом видео вы узнаете, как сделать экономайзер своими руками: https://www.youtube.com/watch?v=JzB97rkUlTY

Установка

Когда определен тип обогревателя, можно начинать подготовку к монтажу.

Необходимо запастись необходимыми инструментами, материалами:

• дрель с набором сверл разного диаметра;
• инструмент для резки труб;
• гаечные, разводные ключи;
• перфоратор;
• набор отверток с разным сечением;
• саморезы, дюбели;
• высокотемпературный сантехнический силикон;
• газовый кран.

Монтаж

необходимо определить место для отверстия, куда входит труба;

Этап монтажа самый сложный, может занять большой отрезок времени.

• необходимо просверлить отверстия для крепления обогревателя, забив дюбели;
• после, подключается вытяжная труба. Стык между устройством отопления, трубой нужно тщательно обработать силиконом, выдерживающим высокие температуры;
• крепление отопительного оборудования на стену. Нужно пригласить компаньона, конвектор тяжелый, самостоятельно установить сложно.

Подключение к газу

Этап самый небезопасный. Если нет опыта подключения теплоносителей к газу, лучше нанять специалиста. Последовательность действий:

если на газовой трубе есть резьба, отвод от конвектора нужно прикрутить. Если резьбы на кране нет, необходимо сделать, приварив на трубе; затем, трубопровод от источника газа соединяют с аппаратом фитингом

Нужно действовать предельно внимательно, осторожно; трубу, которая подведена, фиксируют клипсами. Шаг между креплениями должен быть 1 метр. Фиксируется труба с внешней стороны здания; стыки, фитинги обрабатываются термоустойчивым силиконом;

Фиксируется труба с внешней стороны здания; стыки, фитинги обрабатываются термоустойчивым силиконом;

Проверка работоспособности

Когда процедуры по монтажу выполнены, не стоит спешить отапливать комнату. Необходимо сделать запуск, проверку правильной работоспособности. Первый раз запустить оборудование лучше со специалистом, который со знаем дела оценит работу устройства. Процесс проверки следующий:

1. нужно открыть газовый кран, проверить утечки. Можно сделать приспособлением, мыльным раствором, нанесенным на стыки;
2. нажать кнопку запуска, подержав около одной минуты. Нужно, чтобы газ проник в камеру сгорания;
3. когда горелка зажглась, необходимо проверить работу регулировки аппарата.

Если на всех шагах первого запуска все работает хорошо, можно пробовать обогревать помещение.

Нагревательный элемент

Конвекторы электрического типа комплектуются различными нагревательными элементами. Самое недорогое решение – стальные изделия, встречающиеся в самых дешевых приборах. Высокая температура накала спирали (до +160 градусов) позволяет помещению быстро прогреваться. Однако спирали этого типа имеют низкую степень безопасности: такие явления, как скапливание пыли или случайно попавшая вода могут спровоцировать возгорание устройства. Популярность спиральных конвекторов объясняется, прежде всего, их дешевизной. Отдельные производители дополнительно оснащают корпус приборов специальными вентиляторами, что в комбинации с высокотемпературной спиралью увеличивает интенсивность обогрева.

Более дорогие модели комплектуются безопасными низкотемпературными спиралями, нагревающимися лишь до +100 градусов. Элементы данного типа имеют вид рассеивающих радиаторов из алюминия с вмонтированной стальной трубой. Специальная нагревающая нить находится внутри этой трубки. Благодаря алюминиевому корпусу эффективность обогрева заметно увеличивается. В отдельных моделях вместо одной используется две трубки, что позволяет осуществлять регулировку работы нагревательного блока.

Разная степень расширения, которую демонстрируют алюминий и сталь, провоцирует постепенное уменьшение надежности соединения нагревательной трубки и корпуса. В итоге это может привести к полному разрушению связи между ними. Вследствие этого возникает опасность локального перегревания трубки и поломки нагревательного элемента. Производителями конвекционного оборудования ведется постоянный поиск решения этой проблемы.

Особой уникальности отличаются нагревательные приборы RX-Silence, разработанные и запатентованные фирмой NOIROT (Франция). Инновационность конструкции этих конвекторных котлов заключается в полной герметичности силуминового корпуса, где для уплотнения нихромовой нити нагрева используется порошковая засыпка магнезии. Коэффициент расширения используемых материалов имеет весьма схожие значения, что дает возможность заметно уменьшить расход электроэнергии и увеличить продолжительность эксплуатации конвектора до 15-17 лет.