Vzduchový výměník tepla na komín svépomocí: příklady výroby a rady od mistrů

Výkon kotle, topné nebo saunové pece lze zvýšit instalací jednoduchého a zároveň účinného zařízení na trubku – tepelného výměníku. Pro jeho produktivní práci je však nutné znát konstrukční vlastnosti a pravidla výroby zařízení. Souhlasíte?

Řekneme vám, jak si vyrobit tepelný výměník na komín vlastníma rukama. Uvedeme, které modifikace jsou vhodné pro vlastní montáž, vysvětlíme, čím se vzduchový model liší od vodního. S přihlédnutím k našim doporučením budete moci výrazně zvýšit tepelný výkon topných agregátů.

Princip fungování vzduchového tepelného výměníku

Hlavním účelem tepelného výměníku je přenášet energii ze spalin v komíně na teplonosné médium, kterým je voda nebo vzduch. Tepelné výměníky instalované v komínech (to se týká vodních modifikací) se často nazývají ekonomizéry.

Tato zařízení shromažďují a předávají do místnosti teplo, které by jinak unikalo do atmosféry, díky čemuž je tepelná energie vyrobená pecí využita na maximum. Kromě běžné vodovodní vody se někdy používají i jiné kapaliny – olej nebo nemrznoucí směs.

V souvislosti s tím se všechna zařízení dělí do dvou velkých kategorií:

• vzduchové;
• kapalinové (vodní).

Výběr toho či onoho typu závisí na několika faktorech. Nejdůležitější z nich jsou konfigurace a materiál komína a také vlastnosti samotného zařízení.

Schéma vzduchového tepelného výměníku. Je považován za méně účinný než kapalinový analog, ale má jednoduchou konstrukci, díky čemuž je vhodný pro vlastní výrobu.

Rozebereme si, jak funguje vzduchový model. Konstrukce zařízení je jednoduchá: pevný kryt s přepážkami uvnitř. Roli přepážek plní desky nebo trubky, jejichž hlavní funkcí je zpomalit pohyb ohřátých plynů a nasměrovat teplo správným směrem.

Některé přepážky (klapky) se nepřipájejí, ale dělají se pohyblivé. Pomocí zasouvání/vysouvání kovových desek lze regulovat sílu tahu, a tím snižovat nebo zvyšovat výkon topného zařízení.

Vzduchové tepelné výměníky se nazývají konvektory, protože jejich práce je založena na principu konvekce. Studený vzduch z místnosti vstupuje do zařízení, kde se jeho teplota zvyšuje působením horkých spalin. V ohřátém stavu prochází dalším otvorem dále – zpět do místnosti nebo do topného systému.

Druhy zařízení pro komín

Mezi vzduchovými typy je tradičním modelem pro vlastní výrobu trubkový tepelný výměník, i když existuje mnoho dalších variant.

Podívejme se na hlavní typy, které jsou vhodné pro montáž na komín pecí s dlouhým spalováním, malých kamen na tuhá paliva, pecí na odpadní olej. Teplo, které přeměňují z energie spalin, se nazývá suché.

Pokud si schematicky představíme vnitřní část zařízení, může mít následující varianty.

Vodorovně nebo svisle umístěné trubky přivařené k tělu topeniště. Svislé umístění je účinnější, protože vzduch lépe prochází kanály. Materiál výroby – ocel.

K přivaření ke stěnám lze použít úseky trubek o průměru 50 mm až 200 mm. Předpokládá se, že tvar průřezu – obdélníkový nebo kruhový – není zásadní.

Trubka omotaná kolem topeniště. Pro dobrou tepelnou výměnu stačí 2–3 závity, které je lepší mírně roztáhnout, aby se zvětšila plocha ohřevu.

Výkon do značné míry závisí na rozdílu výšek vstupu a výstupu vzduchu. Sílu tahu určuje rozdíl teplot, proto je otvor pro nasávání často vyveden ven.

Přepážky uvnitř tělesa. Svérázný labyrint tvoří vertikálně umístěné kovové desky. Optimální tloušťka součástí je 6 mm až 8 mm.

Vstupní a výstupní otvory vzduchovodu musí být umístěny proti začátku a konci labyrintu. Nahoře se instaluje a přivaří kovový kryt, který zajišťuje těsnost tělesa.

Trubky procházející skrz topeniště.

Integrovanou konstrukci je nutné vytvořit při sestavování domácí pece, ještě předtím, než se svaří stěny. Kanály jsou umístěny paralelně, v určité vzdálenosti od sebe. Průřez trubek – 50 mm a více.

Při vertikálně umístěných kanálech je pohyb vzduchu intenzivnější, a tudíž je výkon zařízení zvýšený. V některých případech jsou však vhodná zařízení s horizontálně umístěnými trubkami nebo s přepážkami. Každý z uvedených modelů je vhodný pro vlastní výrobu, pokud máte svářečské dovednosti.

Jaký materiál je lepší?

Při konstrukci výměníku tepla se používají kovové díly – pozinkované plechy, plynové lahve, trubky různého průměru, litinové přířezy atd. Litina se nedoporučuje, protože je ve srovnání s ocelí křehká a těžká, což ztěžuje její montáž na komín.

Optimální variantou je austenitická ocel. Nerezová ocel snadno snáší tepelné výkyvy, je odolná vůči mechanickému poškození a lze ji snadno opracovávat a svařovat svépomocí.

Tabulka základních technických vlastností austenitických ocelí AISI. Lze sledovat, jak se mění vlastnosti materiálu typů 304 (304L) a 316 (316L) při zahřívání.

Pozinkovaná ocel je horší než legovaná nebo austenitická, protože není určena k zahřívání. Vysokoteplotní režim vede k uvolňování oxidů zinku, které jsou škodlivé pro zdraví. Pokud se tedy plánuje zvýšení teploty v komíně na +419,5 °C, je třeba se pozinkování vyhnout. Je lepší zakoupit drahý, ale bezpečný materiál.

Možnosti výroby zařízení vlastníma rukama

Nabízíme několik jednoduchých projektů pro vlastní výrobu, které lze podle potřeby vyrobit z kovových dílů pomocí svařování a elektrického nářadí.

Přehled tepelného výměníku z plynové láhve

Pokud na kamna typu „buržujka“ nainstalujete domácí zařízení, účinnost vytápění v místnosti se zvýší o 30–40 %. Čím menší je plocha garáže nebo dílny, tím vyšší je produktivita zařízení.

Navrhujeme zvážit variantu, která se ideálně hodí pro malá kamna typu „buržujka“, hojně používaná k vytápění garáží.

Celkově z plynové láhve vznikne poměrně úhledný a výkonný výměník tepla pro kamna, která vytápějí malou místnost. Pro ještě větší zvýšení účinnosti vytápění bez zásadní změny konstrukce lze na trubky nainstalovat ventilátory a počet trubek zvýšit na 4–5.

Fotopřehled ekonomizéru Feringer

Jako vzor pro výrobu mohou sloužit tovární modely oblíbených výrobců. Například společnost Ferringer, známá výrobou kamen, nabízí hotové komíny, které jsou svou podstatou výměníky tepla.

Podívejme se na modely jednoduché konstrukce. Všechny díly, z nichž se skládají, lze vyrobit svépomocí.

Hlavní myšlenka, kterou lze převzít z pokročilých modelů Ferringer, – použití čtyř trubek místo jedné. Pokud jsou kamna již instalována v garáži nebo dílně, část komínu odstraníme, místo něj nainstalujeme čtyřtrubkový ekonomizér – a teplota v místnosti se okamžitě zvýší o několik stupňů.

Domácí vzduchový konvektor

Navržený model je zcela vyroben z ocelových dílů. Je to výměník tepla, který je svými rozměry přibližně 1,5krát objemnější než komín.

Představuje buben s trubkami umístěnými kolmo k komínové trubce. Nerezová ocel nebyla vybrána náhodou – snadno snáší vysoké teploty, dobře se čistí a nepropaluje se.

Pro práci budete potřebovat:

• ocelová trubka o průměru 30 mm (pro výrobu 8 stejných kusů);
• kus trubky 50 mm (pro centrální kanál);
• kovový plech tloušťky 2 mm (pro výrobu 2 kruhových desek a pláště);
• plechovku od barvy o objemu 20 l (pro adaptér na kouřovod).

Dále je třeba připravit nástroje pro řezání a svařování kovu.

Toto je jedna z nejlepších variant vzduchového výměníku tepla na kouřovod kamna do garáže nebo dílny. Konstrukci lze zjednodušit přivařením kovových přepážek místo trubek, avšak princip činnosti zůstane stejný: ohřátý vzduch z kouřovodu bude dodatečným zdrojem tepla pro místnost.

Procesu výroby samotného kouřovodu pro kamna bubnová se věnuje námi doporučovaný článek. Kouřovou trubku je lepší již během výroby opatřit výměníkem tepla.

Závěry a užitečné video k tématu

Několik videodoporučení pomůže lépe pochopit uspořádání a princip fungování vlastnoručně vyrobeného výměníku tepla.

Video #1. Rady pro výrobu modelu z trubek:

Video #2. Model z hliníkového profilovaného plechu:

Video #3. Jednoduchá varianta z běžně dostupných materiálů:

Jak vidíte, pro zvýšení účinnosti kamen v garáži, dílně nebo sauně nemusíte utrácet za drahé přístroje, ale můžete si vyrobit účinné zařízení vlastníma rukama. K práci budou potřeba dovednosti práce s kovem a přibližné schéma sestavení.

Víte, jak si vyrobit originální variantu tepelného výměníku pro instalaci na komín vlastníma rukama? Objevily se otázky při seznámení s uvedenými informacemi nebo máte užitečné poznatky pro návštěvníky webu a pro nás? Napište prosím komentáře do níže uvedeného bloku.