Теплообменник в печь для отопления

Содержание

• Особенности
• Достоинства и недостатки
• Устройство печи с водяным контуром
• Виды схем систем отопления для печи
  • Открытая
  • Закрытая
  • Комбинированная
• Разновидности печей
  • Кирпичные
  • Каминные
  • Металлические
• Типы печей по методу нагревания
  • Однокамерные
  • Двухкамерные
  • Конвекционные
• Разновидности теплообменников для печей
• Медные
  • Чугунные
  • Стальные
  • Из нержавейки
• Выбор печи с водяной рубашкой – рекомендации
• Монтаж печей для дома со схемой водяного отопления – пошаговая инструкция
  • Правила эксплуатации
• Заключение

Если вы выбрали для обогрева печное отопление и хотите, чтобы температура равномерно распределялось по всей площади – вы пришли по адресу. В данной статье мы расскажем, как установить печь для дома со схемой водяного отопления европейского качества по цене ниже среднерыночной.

Особенности

Владельцы домов до сих пор пользуются теплообменниками. Особенно их использование распространено в сельской местности и новых районах городов, где пока отсутствует газовое снабжение. Обычная печь на дровах распространяет тепло неравномерно. Использование же водяного контура позволяет равномернее распределять тепло по жилью. 

Печное отопление, дополненное системой водяного контура, характеризуется улучшенными параметрами и дополнительными преимуществами:

• Обеспечение длительного горения топлива.
• Получение единиц теплового потока не только от тления дров, но и в процессе сгорания газов.

Достоинства и недостатки

Печь стала необходимым предметом в условиях российских холодов, но зачастую ассоциируется только как способ обогрева. Тем не менее, печное отопление с водяным контуром способно обеспечить как теплом, так и горячей водой.

Плюсы:

• высокий срок службы даже при экстремальных условиях;
• использование экологических материалов для топки, которые находятся в свободном доступе и по приемлемой цене;
• разнообразие дизайнов;
• многофункциональность – дает возможность нагреть помещение, готовить, разогревать продукты;
• схожесть внешнего вида с камином повышает уровень комфорта.

Однако есть ряд недостатков, которые ожидают владельца в процессе эксплуатации:

• долгий прогрев до теплоотдачи;
• нужно тщательно ухаживать за зольником, дымоходом, тягой;
• чем больше мощность, тем крупнее размер отопительного прибора;
• повышенная пожароопасность;
• жар будет распределяться только по тем комнатам, что находятся в непосредственной близости от установки;
• большая часть тепла выходит через трубу, что значительно снижает показатель КПД;
• придется своевременно закладывать дрова, очищать печь от отходов и золы;
• чтобы монтировать агрегат, нужно обладать определенными знаниями;
• если аппарат неправильно используется, то он может стать причиной отравления угарным газом.

Когда люди находятся в жилом комплексе не постоянно, а приезжают на лето, рекомендуется использовать морозостойкое вещество для печки, способное выдерживать оттаивание и замораживание без разрушения конструкции, с целью сохранения первичных функций.

Устройство печи с водяным контуром

Классифицируется несколько способов реализации:

• построить с изначальным включением правильного размера теплообменника;
• вмонтировать регистр в уже готовый тепловой агрегат.

Принцип работы простой:

• в контур, расположенный в топливной части, следует вода;
• в процессе прогорания дров или другой разновидности топлива осуществляется нагрев жидкости;
• далее кипяток попадает в конвективно-радиационный отопительный элемент, который распространяет тепло по комнатам;
• после остывания, вода возвращается к змеевику.

Виды схем систем отопления для печи

Обязательно такая конструкция оснащается кранами для сливания жидкости. Это необходимо сделать перед наступлением холодов, так как замерзшая вода способна повредить аппарат. Как альтернатива – изначальное использование антифриза в роли жидкого вещества.

Рассмотрим подробно каждый из трех типов структур.

Открытая

Классическая конструкция, функционирующая по принципу естественной циркуляции, то есть благодаря различной плотности холодного и горячего водного вещества. Подходит для небольших зданий.

Ставится она по традиционному плану – от печки начинается разгонная труба в высоту больше 2,5 м и диаметром от 50 мм. Сверху помещается расширительный бак открытого типа.

От верхнего выхода теплообменника до бака должен быть уклон в 30 градусов для избежания гидроударов. Обратный отвод ставится в горизонтальном положении, затем делается слив для опустошения теплообменника.

При этом окружность должна быть более 32 мм. Рекомендуемый материал в зоне подключения к печи – только сталь или медь.

Закрытая

В нее входит обязательная установка насоса для циркуляции и рециркуляции, бака-накопителя, манометра или термоманометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Помимо этого, есть вероятность монтажа теплообменника, который значительно увеличивает общий КПД, регулирует тепловой режим, накапливает тепло при циркулярной работе печки.

Обвязку также предполагается делать из металлических труб.

Комбинированная

Является наиболее предпочтительным решением. Искусственный обогрев помещений выполнен по правилам естественной циркуляции жидкостей. Вспомогательно осуществляется резервный запас с помощью циркуляционного насоса. В холода подобная конструкция послужит в комнатах дома обогревателем, и позволит готовить еду без применения иных энергопотребителей.

Разновидности печей

Печь с водяной рубашкой (теплообменником) обеспечивает длительный и равномерный нагрев воды. Это происходит благодаря тому, что ее стенки долго остывают, продолжая нагревать жидкость. Для создания подобной системы можно использовать готовые устройства небольшого размера.

Кирпичные

Теплогенератор такого вида доставляет сложности при кладке. Конструкция состоит из следующих частей:

• металлической плиты;
• универсальной коптильно-варочной камеры;
• вентиляционного канала;
• коробки-водогрейки;
• духового шкафа.

Для создания используется огнеустойчивый кирпич и раствор.

Каминные

Прекрасно объединяют в себе назначение модного камина и отопительной печи с варочным контуром. Зачастую в них применяются защищающие дверцы, выполненные из стекла, устойчивого к жару. Они неплохо смотрятся в интерьере, при этом достаточно надежны и не пожароопасны. Основным достоинством остается высокопрочность чугуна, позволяющая ему с легкостью переносить значительные перепады температур.

Металлические

Устройства из металла (чугуна и стали) относятся к категории постоянного действия, то есть их нужно методично «подкармливать» для получения теплоотдачи. При этом скорость разогрева помещения у них очень быстрая. Представлен такой агрегат в разных ценовых диапазонах, но и безопасность у него намного ниже, так как стенки нагреваются до максимальных температур. Пожар может произойти даже от небольшого соприкосновения с поверхностью.

Типы печей по методу нагревания

Работают печи для водяного отопления дома на дровах, угле, торфе, евродровах. По типу камеры они отличаются по габаритам и делятся на переносные и стационарные. По внешнему виду дверцы в печи бывают с прямоугольными, щелевыми, круглыми и шахтными разъемами. Также печи могут обладать одним или двумя действующими отсеками.

Однокамерные

Подходят для небольших помещений, быстро прогревают пространство, доступны по цене и не требуют особых знаний при эксплуатации.

Двухкамерные

Нижние и верхние части работают по принципу самообеспечения. В цокольном отделе сгорает топливо, преобразуясь в газ, который поднимается и соединяется с кислородом. Такая система позволяет экономить на топливе, при этом уровень КПД максимальный.

Конвекционные

Функционирование модели обеспечивает циркуляция воздуха, поэтому холодный поток, поступающий снизу, сверху нагревается до высоких температур. Быстрый разогрев помещения, но и такое же остывание.

Разновидности теплообменников для печей

Печное отопление с водяным контуром – классическое решение для обеспечения обогрева и уюта в доме. Обязательным элементом таких печей является теплообменник. На его работу оказывает влияние материал, из которого он изготовлен.

Медные

Такой змеевик достаточно действенный, потому как его теплопроводность считается очень хорошей. Но у него есть один существенный недостаток – температура плавления составляет 1083 °С. При использовании агрегата с соблюдением установленных правил можно не беспокоиться о приведении устройства в негодность. Но в экстренных и непредвиденных обстоятельствах, жар может достигать 1200°С. А появляющийся при остывании конденсат имеет примеси опасных химических соединений, приводящих к образованию коррозии. Поэтому устанавливать такой тип теплообменника в кирпичную кладку строго запрещено.

Чугунные

Весьма восприимчивы к ржавлению, обладают повышенной ломкостью, а термические изменения, возникающие при охлаждении и разогреве, являются причиной появления расщелин, что приводит к выходу из строя теплообменника. Чугунный регистр, в связи с недостаточной обработкой металла, конструируется из литых запчастей, что снижает его надежность. Также из недостатков можно отметить – большой вес.

Стальные

Теплообменники из такого материала встречаются чаще из-за его доступности, а также возможности применения любой обработки. Согласно рекомендациям, контуры выполнены из жароустойчивой стали размером от 3 до 5 мм, прибегая к использованию труб без швов.

Из нержавейки

Стоимость такого теплообменника на уровне предыдущих вариантов, но по эксплуатационным характеристикам аппарат превышает их.

Они идеально подходят для бань, деревянных домов и коттеджей, поскольку обладают особой защитой от воздействия высоких температур, что увеличивает их срок службы.

Выбор печи с водяной рубашкой – рекомендации

Чтобы подобрать систему, подходящую именно для вашего дома, необходимо учитывать следующие параметры:

• для небольших сооружений с хорошим утеплением вполне подойдет металлическая конструкция;
• в строениях чуть крупнее продумайте схему так, чтобы одна установка могла воздействовать на все здание. Для этого можно попробовать спроектировать нагрев с помощью водяного или парового контура;
• для построек с одним этажом подключение контурного прибора осуществляется как к кирпичной, так и сделанной из чугуна конструкции;
• в многоэтажках (2, 3, 4) больше всего подходит чугунная печь-котел.

В последнюю очередь придется определиться с видом топлива, так как от этого будет зависеть разновидность и окончательная стоимость печного оборудования.

Монтаж печей для дома со схемой водяного отопления – пошаговая инструкция

Дабы избежать неприятных последствий неправильной сборки печи и теплообменника, лучше привлекать специалиста – монтажника. Он учтет все тонкости:

• Правила пожарной безопасности. Необходимо защитить от возгорания стены вокруг установки негорючими материалами.
• Сборка дымоотвода – следующий шаг. Отличные варианты комплектации можно приобрести у производителя Ferrum.
• Специальный зазор в пять миллиметров, который оставляется при монтаже труб, нужно заполнить подходящим жароустойчивым герметиком.
• Ни в коем случае нельзя замуровывать конструкцию вплотную, необходимо оставить зазор между ней и стенками в 10/15 мм, чтобы компенсировать температурное расширение.
• После проверяется комплектация, и проводится монтаж отопительного прибора (теплообменник обязательно проходит испытание на прочность гидравлическим или пневматическим давлением в шесть бар).
• В заключении мастер подключает все составляющие конструкции и проверяет ее готовность.

Правила эксплуатации

Для непрекращающейся деятельности отопительной системы мы рекомендуем соблюдать следующий порядок действий:

• В процессе работы не отсоединять радиатор от устройства. Вода при нагревании расширяется, и увеличившееся давление может стать причиной взрыва.
• Если теплообменник уже нагрелся, нельзя допускать попадание холодной жидкости в систему, так как разница температур приводит к деформации и повреждению.
• Не допускать использование пустого теплообменника во избежание прогорания.
• Для увеличения продуктивности следует применять циркуляционный насос.
• Использовать антифриз, если это необходимо.
• Кран для сливания расположить в нижней точке.

Для продления срока службы теплообменника рекомендуется подбирать установку с большей мощностью, чем вы рассчитали согласно имеющимся параметрам. Это поможет уменьшить нагрузку, которая возникнет, если печи придется функционировать на пределе своих возможностей. Такая стратегия позволит снизить износ деталей.

Чтобы отопительная система функционировала бесперебойно, соблюдайте правила эксплуатации.

Заключение

Водяная печка является замечательным решением как для небольшого коттеджа, так и для вместительного загородного дома. Хоть КПД таких тепловых агрегатов в сравнении с газовыми и твердотопливными аппаратами низок, но помещение они прогревают намного быстрее. А также обладают эффективной теплоотдачей.

В статье мы рассмотрели схемы печи для дома с водяным отоплением и узнали о профессиональном монтаже агрегата.

“>

Источник: feflues.ru

Что такое теплообменник: устройство и принцип действия

Теплообменником называют устройство, которое способно принимать и отдавать тепло, при этом не имея способности аккумулировать тепло самостоятельно (прочитайте также: “Аккумулятор тепла своими руками”). Например, отопительная печка теплообменником не является, поскольку она создает тепло, а вот жидкость, используемая в отопительных системах, будет считаться теплообменником, поскольку она несет тепло по трубам и охлаждается в процессе передачи тепловой энергии. 

Эффективность теплообменника – это его главный показатель, который характеризует способность передавать и сохранять тепло.

Существует несколько принципов, которые в значительной степени влияют на рабочие свойства теплообменника:

• при большей разнице температур количество переданной энергии будет повышаться;
• при повышении площади соприкосновения с теплообменником энергия будет передаваться намного быстрее;
• при высокой теплопроводности материала, использованного для изготовления теплообменника, эффективность его работы будет гораздо выше, чем у аналога с низкой теплопроводностью. 

Таким образом, если говорить об отопительных системах, то любая труба, в которой течет жидкость, имеющая температуру, которая отличается от температуры окружающей среды, будет являться теплообменником. Именно поэтому подобные системы используются для отопления: такое сочетание позволяет в разы повысить эффективность отопления и обеспечить домовладельцев не только теплом, но и горячей водой. 

Как сделать теплообменник для печи

Изготовление теплообменника не является самым сложным техническим процессом. Самая простая схема теплообменника имеет название «змейка». Для изготовления подобной конструкции необходимо взять обычную трубу, свернутую спиралью, и поместить ее, например, в бочку, оставив концы трубы снаружи. Конечно, такое отопление будет в значительной степени зависеть от теплопроводности используемого материала.

Спиральная форма позволяет обеспечить максимальную площадь соприкосновения. Такой самодельный теплообменник для печи является самым простым и неэффективным, поэтому стоит рассмотреть и другие виды теплообменников. 

Для создания теплообменника типа «трубная доска» используются две герметичных емкости и трубы. Емкости располагаются по разным сторонам и соединяются большим количеством труб. Жидкость попадает в емкости по отдельно расположенным трубам, а в месте соединения происходит обмен тепловой энергией. На этой системе базируется отопление в многоэтажных домах. Печь с теплообменником своими руками очень хорошо подходит для самых разных ситуаций.

Высокой популярностью пользуется также теплообменник под названием «водяная рубашка». Эта конструкция предусматривает наличие двух емкостей, одна из которых находится внутри другой. Создание данной конструкции своими руками без специального оборудования и опыта невозможно. Читайте также: “Камин на биотопливе – устройство биокаминов на примерах”.

Эксплуатация теплообменника

Чтобы обеспечить теплообменнику долгую и полезную жизнь, его необходимо правильно использовать.

Для этого достаточно выполнять несколько простых правил:

• трубы теплообменника нельзя устанавливать на закрытом креплении, поскольку при нагреве материал будет расширяться, а если у него не будет для этого свободного пространства, то разрушения не избежать;
• при невысокой мощности печки стоит делать теплообменник своими руками поменьше, поскольку большое устройство будет перетягивать всю энергию на себя;
• если кирпичная печь с установленным в ней теплообменником уже прогрета, то доливать в нее воду нельзя;
• для уплотнения соединения теплообменника с трубами необходимо использовать устойчивые к высоким температурам материалы. 

 Выполнение этих правил позволит значительно увеличить длительность службы отопительных приборов и существенно повысить безопасность их эксплуатации. 

Печь с теплообменником своими руками

Если нужно обогреть всего две комнаты, и при этом предпочтение отдается живому огню, то каминная печка с теплообменником будет лучшим вариантом из всех возможных. Кроме того, существует еще такой отопительный прибор, как печь с воздушным теплообменником, но ее устройство отличается от печей-каминов. 

В качестве нагревающего элемента используется непосредственно печь-камин или котел, к которым подключены трубы. В трубопроводе обычно находится дистиллированная вода, но в холодное время стоит менять ее на антифриз или хотя бы разбавлять. Жидкость может циркулировать как естественно, так и под воздействием насоса.

Таким образом, нагретая вода начинает двигаться по дому при помощи трубопровода. Дальше вода демонстрирует свои качества теплообменника, отдавая тепло помещениям. Таким образом, при том же расходе топлива будет отапливаться гораздо большая площадь – и все благодаря тому, что установлен теплообменник в печь для отопления. 

Классификация печей-каминов

На современном рынке представлено огромное количество самых разных моделей печей-каминов. Все эти конструкции – это печи со встроенным теплообменником, поэтому для выбора подходящего варианта используются другие параметры, например, тип используемого топлива или номинальная мощность.

Самые популярные печи-камины:

1. Печи-камины «Викинг». Одни из наиболее эффективных типов печей. Обладают потрясающей скоростью прогрева помещения, вне зависимости от его габаритов. В качестве топлива используются дрова или бурый уголь. Единственный недостаток: «Викинги» отказываются работать с каменным углем.
2. Печи-камины на пеллетах. Как следует из названия, эти печи «питаются» не привычными дровами или углем, а пеллетами. Пеллет – это вид топлива, который отличается экологической чистотой и выпускается в гранулах. Изготавливается из отходов деревообрабатывающей промышленности методом прессовки. Такое топливо не представляет никакой опасности для окружающей среды и обходится очень дешево, чем и обуславливается его высокая популярность. Кроме того, пеллеты не будут чадить в доме, поэтому к их плюсам можно отнести и повышенный комфорт.
3. Печи-камины «Кедди». Конструкция шведского происхождения, выпускается в двух вариантах: угловом и пристенном. Печки обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогами: во-первых, их дизайн значительно превосходит другие конструкции. Во-вторых, «Кедди» обладают небольшим весом, поэтому им не нужен фундамент, да и процесс установки будет значительно упрощен. Подключение к дымоходу и система каналов тоже довольно просты, потому-то эти системы так популярны.
4. Варочная печь с камином. Основной отличительной особенностью этих конструкций является функциональность. Такие печки отлично подходят для готовки, греют дом и при этом приятно выглядят. Свою популярность эти комбинированные печки заслужили именно за эти качества, которые позволяют реализовать широкий круг задач и при этом мысленно вернуться в прошлое, когда открытый огонь был основным способом готовки и обогрева.
5. Печи-камины «Байкал». Этот вариант чаще всего используется в загородных домах. Данная модель крайне эффективна, а при необходимости более точного выбора можно рассмотреть весь модельный ряд. Используемое топливо – дрова. Основная характеристика таких печей – невероятно долгая сохранность тепла даже при давно потухшем огне. 

Заключение

В данной статье были рассмотрены виды теплообменников и их классификация. Теперь изготовить теплообменник для печи своими руками не будет составлять особых проблем. Для большей наглядности можно обратить внимание на фото, где показаны теплообменники и особенности их производства. Читайте также: “Промывка пластинчатого теплообменника своими руками”.

К тому же, как оказалось, изготовление теплообменника своими руками – это далеко не самая сложная задача. Гораздо сложнее подобрать действительно подходящую отопительную систему, которая будет выполнять все возложенные на нее функции.

Самодельная печь с теплообменником своими руками показана на видео:

Источник: teplospec.com

Выбираем материал

Змеевик традиционно изготавливается из трубы, протяженность и диаметр которой определяются желаемым уровнем теплоотдачи. Эффективность работы конструкции будет зависеть от теплопроводности используемого материала. Чаще всего используются трубы:

• медные с коэффициентом теплопроводности 380;
• стальные с коэффициентом теплопроводности 50;
• металлопластиковые с коэффициентом теплопроводности 0,3.

Медный или металлопластиковый?

При одинаковом уровне теплоотдачи и равных поперечных размерах длина металлопластиковых труб будет в 11, а стальных в 7 раз больше, чем медных.

Именно поэтому для изготовления змеевика лучше всего использовать отожженную медную трубу.

Такой материал отличается достаточной пластичностью, а потому ему легко можно будет придать желаемую форму, например, путем гибки. К медной трубе легко подсоединяется резьбой фитинг.

Ищем подручные средства

Учитывая высокую стоимость материалов, будет уместно рассмотреть возможность использования уже отслуживших свое изделий, но еще не выработавших полностью ресурс. Это не только снизит затраты на изготовление теплообменника, но сократит время на выполнение монтажных работ. Как правило, предпочтение отдается:

• любым радиаторам отопления, не имеющим течи;
• полотенцесушителям;
• радиаторам от автомобилей и другим похожим по конструкции изделиям;
• проточным водонагревателям.

Конструктивные особенности

Чаще всего в качестве теплообменника выступает металлический бак емкостью до 5 литров с вмонтированными патрубками. Непосредственный контакт с огнем отсутствует. Прибор позволяет нагреть холодную воду, которая затем поступает в радиаторы или съемный бак большей емкости, расположенный в этой же или соседней комнате.

В результате, протапливая печь в одной комнате, можно будет обогреть и другую. По своему конструктивному исполнению теплообменник для печи может быть внешним и внутренним.

Внешний

Такой тип очень напоминает резервуар, заполняемый теплоносителем. Внутри емкости располагается часть трубы, используемая для отвода продуктов горения. По своему конструктивному исполнению внешний теплообменник более сложный, чем внутренний, так как предъявляет повышенные требования к выполнению сварочных работ.

Однако его техническое обслуживание осуществлять намного проще. При необходимости резервуар может быть демонтирован с целью удаления накипи или устранения протечки.

Внутренний

Монтируется над топкой прямо внутри печи. Отличается простотой монтажа, но при необходимости проведения технического обслуживания могут возникнуть определенные трудности. Особенно если печь выложена из кирпича.

Чтобы этого избежать, в момент разработки конструкции стоит позаботиться о ремонтопригодности будущего теплообменника.

Выбираем конструкцию прибора

Выбирая подходящий теплообменник для печи, стоит стремиться к тому, чтобы общая площадь поверхности готового изделия была наибольшей. Это позволит обеспечить наиболее эффективный обогрев помещения.

Змеевик

Наибольшее распространение получили регистры (змеевики). Такие теплообменники варят из гладкостенных труб диаметром 40 – 50 мм. Внешне они напоминают решетку характерной Г-образной формы. Для их изготовления можно использовать не только круглые, но и профильные трубы с близкой площадью поперечного сечения.

Обратку и выход горячей воды можно располагать как с одной стороны регистра, так и с разных.

Вариант выхода определяется конструктивными особенностями самой печи и схемой разводки труб в системе отопления.

Бак

Следующими по популярности можно назвать прямоугольные или цилиндрические баки, внутри которых располагается труба или змеевик. Длина такого теплообменника зависит от параметров топливника печи.
Теплообменник, устанавливаемый на дымоход, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри него проходит труба, диаметр которой равен диаметру дымохода. Патрубки привариваются снизу. Может использоваться как для обогрева помещения, так и для нагрева воды.

Такая конструкция требует особого внимания. Из-за быстрого остывания продуктов сгорания значительно снижается тяга в самом дымоходе. Это способствует замедлению горения топлива.

Установка изделия на отопительно-варочную печь требует особого внимания. Необходимо позаботиться о том, чтобы горячие газы проходили над его верхней полкой и входили в дымоход в передней части топливника.

В таком случае плита для приготовления пищи может располагаться прямо над теплообменником. Допустимо также изготовление регистра без верхней полки. Так называемая полка состоит из нижней и боковых частей, соединенных между собой трубами.

Правила конструирования

При проработке конструкции важно обеспечить соблюдение следующих условий:

• внутренние пустоты в теплообменнике должны быть больше 5 мм. При меньшей ширине возможно закипание воды;
• для избегания прогорания материала следует использовать трубы с толщиной стенок более 3 мм;
• необходимо обязательно предусмотреть зазор 10 – 15 мм между стенкой топки и теплообменником для компенсации расширения металла при нагреве.

Приступаем к монтажу

Последовательность выполнения работ зависит от конструктивных особенностей теплообменника.

Установка прибора с регистром

При монтаже в старую печь придется разобрать часть кладки. Последовательность выполнения работ выглядит следующим образом:

1. Готовим фундамент для змеевика прямо в полости топки.
2. Устанавливаем змеевик.
3. Укладываем разобранный ряд кирпичей, оставляя места для входной и выходной части труб.
4. Подключаем теплообменник к системе отопления.

До начала эксплуатации резервуар стоит в обязательном порядке проверить на герметичность. Убедиться в отсутствии протечек можно путем заполнения его водой, желательно, под давлением.

Монтаж устройства с емкостью

Наилучший вариант для печи или камина. Изготавливается из металлического бака и двух медных трубок. Объем бака, как правило, составляет около 20 литров. При отсутствии готового изделия резервуар достаточного объема изготавливается своими руками путем сваривания листовой стали.

Для изготовления теплообменника следует использовать материал толще 2,5 мм. Сварку стоит производить таким образом, чтобы толщина формируемого шва была минимальной.

Резервуар необходимо установить на 1 метр выше уровня пола, но не дальше 3 метров от печи. В баке проделываются два отверстия: одно около дна, второе – в наивысшей точке с противоположной стороны. Эффективность теплоотдачи зависит от расположения магистралей.

Необходимо стремиться к тому, чтобы минимальное отклонение нижнего отвода в направлении пола составляло 2 градуса. Верхний должен быть подключен под углом 20 градусов в противоположном направлении.

Производится монтаж сливного крана в накопительный бак. Предусматривается еще один кран, предназначенный для слива всей системы, который устанавливается в самой нижней точке. После проверки герметичности система готова к эксплуатации. Эффективность такой печи с теплообменником можно будет по достоинству оценить в холодное время года.

О чем следует помнить?

При естественной циркуляции теплоносителя располагать теплообменник над печью следует на расстоянии 1,5 – 2,5 м. Из-за постоянного изменения геометрических параметров, трубы к стене нельзя крепить достаточно плотно. Стоит обязательно предусмотреть небольшой зазор.

Важно помнить, что если печь используется не только для обогрева дома, но и для нагрева воды, на теплообменник должно уходить максимум 10 % от общего количества выработанного тепла. При использовании для отопления конструкции с расширительным баком, объем последнего следует выбирать таким образом, чтобы находящаяся в нем вода смогла нагреться до требуемой температуры за два часа.

Трубы для обратки должны иметь меньший диаметр, чем трубы для подачи теплоносителя. Материал, предназначенный для уплотнения резьбовых соединений, выбирается с достаточным уровнем жаростойкости.

Если дом не предназначен для постоянно проживания, а используется лишь время от времени, то от водяного отопления лучше отказаться. Желательно вместо воды заливать специальный антифриз, если планируется протапливание печи с теплообменником в холодное время года. Это позволит избежать разрыва труб. Помните, что добавление теплоносителя при полном нагреве печи недопустимо.

Источник: x-teplo.ru

Из чего можно изготовить печной теплообменник

Для того, чтобы изготовить теплообменник для печи своими руками можно использовать листовую «черную» сталь толщиной 3-5 мм или стальные трубы (круглые или профильные) с такой же толщиной стенок и диаметром 30-50 мм. Как вариант, для этой цели может использоваться лист или трубы из нержавеющей стали или меди. Но, из-за высокой их стоимости, эти материалы при самостоятельном изготовлении печных котлов используются крайне редко.

Из листового металла такие регистры изготовить проще. Их легче чистить при эксплуатации. Но, как правило, они имеют меньшую площадь контакта с пламенем или горячими газами, так как в своем большинстве своем они являются сплошными и в теплообмене участвует только внутренняя их поверхность, обращенная к пламени.
Печные котлы из труб, при тех же габаритных размерах, как правило, имеют большую теплообменную площадь (хотя это зависит еще и от количества и от диаметра труб), так как позволяют пламени или горячим газам контактировать, практически, со всей их поверхностью. Но они более сложны в изготовлении. Особенно это касается конструкций, состоящих полностью из труб круглого сечения.

Если для изготовления теплообменника для печи с водяным контуром используются трубы, то лучше всего, если они будут бесшовными (цельнотянутыми). Если же используются шовные трубы, то швы придется дополнительно укреплять сварным швом и располагать с наружной стороны регистра (со стороны кирпичной кладки).

Очень часто при изготовлении печных котлов трубы и листовое железо комбинируют. Делается это для того, чтобы использовать их положительные качества: чтобы и изготавливать было проще, и теплообменная площадь была достаточной.

Каких видов могут быть самодельные печные теплообменники

Кроме, рассмотренных выше, конструкционных различий печных котлов, зависящих от выбранного материала для их изготовления, их конструкции могут отличаться и в зависимости от вида печи, для которой они собственно и предназначены. Такие печи могут быть отопительными или отопительно-варочными.

Конструкция теплообменника для отопительно-варочной печи отличается тем, что в верхней его части есть открытое пространство для доступа пламени к варочной плите. В регистрах же для отопительных печей верхняя часть, как правило, закрыта сплошным листом или рядами труб.

Форма и размеры печных котлов подбираются в соответствии с размерами и формой того места, где их предполагается установить (чаще всего это топливник печи), а также в зависимости от его необходимой тепловой мощности.

Конструкции котлов для отопительных печей с водяным контуром

Здесь мы рассмотрим три наиболее распространенные конструкции, выполненные отдельно из листового металла и труб, а также их комбинирования.

Вариант 1.

Теплообменник представляет собой сплошную П-образную конструкцию, сваренную из листового металла, предназначенную для расположения в топливнике отопительной печи. Теплообменной поверхностью являются его внутренние стенки.

Вариант 2.

Печной котел из труб. Холодная вода из системы подается через «обратку» в нижнюю U-образную трубу основания теплообменника (диаметром 40-50 мм и с толщиной стенки 3-4 мм), постепенно нагреваясь, она по Г-образным вертикальным трубам (такого же сечения, как и U-образное основание или меньше) поднимается вверх и попадает в верхнюю трубу-коллектор, а из нее, уже нагретой, в систему отопления дома. Такой регистр является более эффективным, чем изготовленный из листовой стали, но и более сложным в изготовлении, так как придется делать множество стыков труб между собой и сваривать их.

Вариант 3.

Боковые поверхности этого регистра изготавливаются из листового металла толщиной 3-5 мм и представляют собой сплошные панели толщиной 40-45 мм, а верхней части они соединены между собой рядом горизонтальных труб диаметром 40-50 мм.

Использование труб вместо сплошной поверхности (как в варианте 1) позволяет увеличить площадь соприкосновения с нагревающей средой, а использование листового металла для боковых панелей, упрощает процесс изготовления, что немаловажно если вы решите его сделать своими руками.

Печные котлы (регистры) для отопительно-варочных печей

Теплообменники для отопительно-варочных печей могут также быть изготовлены, как из листового железа, так и труб (круглых или профильных), а также при их комбинировании. Рассмотрим несколько вариантов.

Вариант 1.

Теплообменник для отопительно-варочной печи или кухонной плиты в виде двух сплошных боковых панелей из листового металла («книжка»), соединенных между собой.

Теплообменник для отопительно-варочной печи

Вариант 2.

Печной котел из труб круглого и прямоугольного сечения: круглые (диаметром 40-50х4 мм) расположены горизонтально и соединены в конструкцию с помощью прямоугольных 50-60х40х4 мм. Такая комбинация разных видов труб облегчает изготовление котла. Размеры а, б, в и г рассчитываются, в зависимости от размеров топливника и необходимой мощности регистра.

Вариант 3.

Теплообменный регистр только из круглых труб. Представляет собой два горизонтальных контура, соединенных вертикальными трубами. Холодная вода из системы подается в нижний контур, а нагретая с верхнего контура подается обратно в систему отопления.

Регистр для отопительно-варочной печи из труб

Как подобрать или рассчитать размеры печного котла

После того, как вы выбрали вид теплообменника, необходимо определиться с его размерами. С одной стороны его габариты должны соответствовать размеру места, куда он будет установлен.

Чаще всего теплообменники помещают в топливник печи, но иногда в дымовых каналах или камере бесканальной печи. При этом необходимо учесть, что между кирпичной кладкой и регистром должен быть зазор 0,5-1 см, учитывающий тепловое расширение металла.

Кроме этого, необходимо знать требуемую мощность печного теплообменника. Как ее определить?

Она зависит от тепловой мощности системы водяного отопления, необходимой для обогрева дома, которая в свою очередь зависит от теплоизоляционных свойств его наружных конструкций и максимальной отрицательной температуры наружного воздуха зимой. Упрощенно можно ориентироваться на средний показатель: 10-12 кВт на 100 м² площади дома.

Как же вычислить необходимую площадь печного котла, для обеспечения такой тепловой мощности? В среднем, принято считать, что для обеспечения тепловой мощности 5-10 кВт необходимо около 1 м² теплообменной поверхности котла. Величина этого показателя зависит от температуры горячих газов, соприкасающихся с теплообменником и температур воды (теплоносителя) на его выходе и входе, что в свою очередь, в значительной степени зависит от режима топки и вида топлива.

Полную мощность теплообменника можно вычислить по формуле:

Q=SQуд,

где: Qуд – его удельная мощность, ккал/час;
       S – его полезная площадь (соприкосновения с нагревающей средой), м².

Удельную мощность можно вычислить по формуле:

Qуд = k(T-t)S,

где: k=12 ккал/час на 1°С – коэффициент теплопередачи «газ-вода» через стальную поверхность;
       Т = (Tмакс+Tмин)/2 – средняя температура нагревающей среды (пламя, газы), °С;
       t = (tмакс+tмин)/2– средняя температура теплоносителя (вход+выход/2), °С.

Если печь будет работать периодически (около 2 часов) на дровах, то средние температуры среды и теплоносителя будут максимум: 500 и 70°С соответственно и с 1 м² теплообменника в этом случае можно будет получить максимум 6 кВт тепловой мощности.

Если печь будет работать на угле и постоянно, то средние максимальные средние показатели среды и теплоносителя могут быть: 800 и 70 °С соответственно. В этом случае с 1 м² площади печного котла можно будет снять около 10 кВт.

Если известна общая требуемая тепловая мощность котла и режим топки (а значит и удельная его мощность), то вполне можно определить, какую полезную площадь поверхности он должен иметь:

S =Q/Qуд, м².

В зависимости от того из какого материала будет изготавливаться теплообменник, можно подсчитать, сколько потребуется труб или листового металла, чтобы обеспечить такую площадь соприкосновения с нагревающей средой. При этом в расчет берется только та поверхность, которая будет непосредственно контактировать с горячими газами или пламенем.

Например, если печной котел будет изготавливаться сплошным (только из листового металла), то в расчет следует принимать только внутреннюю его поверхность. Если же он будет изготавливаться из труб, то практически вся их поверхность будет участвовать в теплообмене (их длина х диаметр х 3,14). При комбинировании разных материалов, необходимо будет вычислять площадь соприкосновения с нагревающей средой каждого элемента отдельно, а потом суммировать.

Если необходимо увеличить тепловую мощность котла при тех же габаритных размерах, можно в его конструкцию добавить дополнительные элементы (например, трубы). Если же его мощность получается слишком большой, то можно уменьшить его длину. Другими словами: в каждом конкретном случае необходимо делать расчет и корректировку размеров регистра, привязывая их к размерам и конструкции самой печи, а также мощности системы водяного отопления дома, которую придется обеспечивать тепловой энергией.

Изготовление своими руками

После того, как подобран вид печного котла, материал и сделан расчет размеров можно приступать к его изготовлению своими руками. При этом необходимо обратить внимание на качество сварочных работ. Оно должно быть на высоком уровне, так как данный агрегат будет эксплуатироваться в достаточно агрессивной среде, а для того чтобы выполнить его ремонт, скорее всего, придется разбирать печь или ее часть. Поэтому, если вы не уверены в своих способностях сварщика, то лучше эту работу поручить опытному специалисту, предварительно заготовив все необходимые элементы конструкции.

После выполнения сварочных работ необходимо заполнить регистр водой, проверить нет ли протечек и выполнить его опрессовку при давлении, превышающем рабочее в системе отопления, как минимум, в 2 раза.

Теплообменник для печи своими руками видео:

Источник: v-teple.com